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第一章　物質(zhì)及其變化
第三節(jié)　氧化還原反應(yīng)
第2課時(shí)　氧化劑和還原劑
課程標(biāo)準(zhǔn) 素養(yǎng)目標(biāo) 學(xué)法指導(dǎo)
知道常見(jiàn)的氧化劑和還原劑，了解氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律 證據(jù)推理與模型認(rèn)知 1．依據(jù)元素化合價(jià)高低和已學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的氧化劑和還原劑，并了解其氧化性或還原性
2．通過(guò)題目或口訣“升失氧”“降得還”串聯(lián)氧化還原反應(yīng)基本概念，形成氧化還原反應(yīng)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，提升解題能力
依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測(cè)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和變化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí) 課前·新知導(dǎo)學(xué)
　　　　　氧化劑和還原劑
1．氧化劑和還原劑
反應(yīng)物 氧化劑 還原劑
定義 氧化還原反應(yīng)中，________電子(或電子對(duì)________)的物質(zhì) 氧化還原反應(yīng)中，________電子(或電子對(duì)________)的物質(zhì)
反應(yīng)中表現(xiàn)的性質(zhì)　 體現(xiàn)氧化性 體現(xiàn)還原性
發(fā)生的變化 氧化劑所含元素的化合價(jià)_____，發(fā)生_____反應(yīng) 還原劑所含元素的化合價(jià)_______，發(fā)生_______反應(yīng)
得到　
偏向　
失去　
偏離　
降低　
還原　
升高　
氧化　
2．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物
(1)氧化產(chǎn)物：還原劑被_______生成的物質(zhì)。
(2)還原產(chǎn)物：氧化劑被_______生成的物質(zhì)。
氧化　
還原　
非金屬單質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中作反應(yīng)物時(shí)一定是氧化劑嗎？為什么？
【答案】不一定。非金屬單質(zhì)在氧化還原反應(yīng)中，可能作氧化劑，如Cl2、O2，也可能作還原劑，如C、H2。
微思考
　　　　　在Cl2、Fe2+、Mg、H2O、Cu2+中，只能作氧化劑的是________；只能作還原劑的是________；既能作氧化劑又能作還原劑的是______________。
【答案】Cu2+　Mg　Cl2、Fe2+、H2O
【解析】高價(jià)氧化劑，低價(jià)還原劑，中間價(jià)態(tài)兩邊靠。Cu2+中銅元素處于最高價(jià)，只能作氧化劑；Mg中鎂元素處于最低價(jià)，只能作還原劑；Cl2中氯元素、Fe2+中鐵元素均處于中間價(jià)態(tài)，二者既可作氧化劑又可作還原劑；而H2O中氫元素處于最高價(jià)，氧元素處于最低價(jià)，故H2O既可作氧化劑，又可作還原劑。
　　　　　氧化性和還原性
1．氧化性：氧化劑所表現(xiàn)出____________(或電子對(duì)偏向)的性質(zhì)。
2．還原性：還原劑所表現(xiàn)出____________(或電子對(duì)偏離)的性質(zhì)。
3．化合價(jià)與氧化性、還原性的關(guān)系
得電子　
失電子　
還原　
氧化　
還原　
氧化　
NaCl中的鈉元素為＋1價(jià)，為鈉元素的最高價(jià)，那么Na＋是否具有氧化性？NaCl是否只具有氧化性或還原性？
【答案】鈉元素處于＋1價(jià)時(shí)，只有氧化性，NaCl中Na＋具有氧化性，而Cl－處于最低價(jià)態(tài)，具有還原性，即NaCl既有氧化性又有還原性，但氧化性和還原性均較弱。
微思考
(4)在氫氣燃燒生成水的反應(yīng)中，氫氣作還原劑。 (　　)
(5)一種物質(zhì)若具有氧化性，則不具有還原性，反之亦然。 (　　)
(6)物質(zhì)所含元素處于最高價(jià)態(tài)時(shí)，該物質(zhì)一定只有氧化性。(　　)
(7)金屬陽(yáng)離子只具有氧化性。 (　　)
【答案】(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
課堂·重難探究
常見(jiàn)的氧化劑和還原劑
(1)常見(jiàn)的氧化劑。
①非金屬單質(zhì)Cl2、Br2、O2、O3等；
②高價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe3+等；
③高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物H2SO4(濃)、MnO2、HClO、KMnO4、HNO3等；
④過(guò)氧化物Na2O2、H2O2等。
[重難突破]
重難點(diǎn)一　氧化劑和還原劑
(2)常見(jiàn)的還原劑。
①活潑或較活潑的金屬K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等；
②低價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe2+等；
③非金屬陰離子I－、S2－等；
④含較低價(jià)元素的化合物CO、SO2、H2SO3等；
⑤部分非金屬單質(zhì)H2、C(高溫下)等。
(3)在含有變價(jià)元素的化合物中，具有中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)(單質(zhì)或化合物)既可作氧化劑，又可作還原劑。例如：Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等既有氧化性又有還原性。
　　　　下列對(duì)X＋2Y===X2+＋2Y－的敘述中正確的是 (　　)
A．Y被還原， X2+是還原產(chǎn)物
B．Y被還原，X發(fā)生氧化反應(yīng)
C．X是還原劑，Y被氧化
D．X是氧化劑，X顯氧化性
【答案】B
[典例精練]
【解析】在反應(yīng)X＋2Y===X2+＋2Y－中，Y元素的化合價(jià)降低，Y作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原，Y－是還原產(chǎn)物；X元素的化合價(jià)升高，X作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化，X2+是氧化產(chǎn)物。據(jù)此可知A、C、D錯(cuò)誤，B正確。
　　　　下列變化中需要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是 (　　)
A．MnSO4→KMnO4 B．NaCl→AgCl
C．NO2→HNO3 D．Fe2O3→Fe
【答案】D
【解析】還原劑在反應(yīng)中失去電子，元素化合價(jià)升高。加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)的變化中，所給反應(yīng)物應(yīng)為氧化劑，所含元素化合價(jià)降低。A中Mn的化合價(jià)由＋2價(jià)→＋7價(jià)；B中Cl的化合價(jià)在反應(yīng)前后無(wú)變化；C中N的化合價(jià)由＋4價(jià)→＋5價(jià)；D中Fe的化合價(jià)由＋3價(jià)→0價(jià)，D正確。
物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較方法
(1)根據(jù)已知氧化還原反應(yīng)比較。
氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物
還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物
[重難突破]
重難點(diǎn)二　物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較
(2)根據(jù)元素的活動(dòng)性順序比較。
特點(diǎn)：上左下右可反應(yīng)，隔之愈遠(yuǎn)愈易行。
(3)根據(jù)反應(yīng)條件比較。
當(dāng)不同的氧化劑(或還原劑)與同一還原劑(或氧化劑)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)越易進(jìn)行，則對(duì)應(yīng)的氧化劑(或還原劑)的氧化性(或還原性)越強(qiáng)，反之越弱。例如：
2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
氧化性：KMnO4＞MnO2。
②Na、Mg、Al單質(zhì)與H2O反應(yīng)時(shí)，Na與冷水劇烈反應(yīng)，Mg加熱條件下才反應(yīng)，Al加熱條件下也難反應(yīng)，故還原性：Na＞Mg＞Al。
　　　　從下列各組反應(yīng)對(duì)比中，判斷哪種粒子的氧化性最強(qiáng)，哪種粒子的還原性最強(qiáng)。
(1)鐵釘浸入CuSO4溶液后，表面會(huì)附有紅色物質(zhì)；銅絲浸入AgNO3溶液后，表面會(huì)附有銀白色物質(zhì)。則在Cu、Fe、Ag中，________的還原性最強(qiáng)，在Cu2+、Fe2+、Ag＋中，______的氧化性最強(qiáng)。
(2)鐵釘在氯氣中被銹蝕為棕褐色物質(zhì)(FeCl3)，而在鹽酸中生成淡綠色溶液(FeCl2)。則在氯氣分子(Cl2)、氯離子、氫離子中，__________具有氧化性，______的氧化性更強(qiáng)。
[典例精練]
【答案】(1)Fe　Ag＋　(2)Cl2、H＋　Cl2
【解析】(1)涉及反應(yīng)的兩個(gè)化學(xué)方程式為

根據(jù)①知，還原性：Fe＞Cu，氧化性：Cu2+＞Fe2+；
根據(jù)②知，還原性：Cu＞Ag，氧化性：Ag＋＞Cu2+；
故還原性：Fe＞Cu＞Ag，氧化性：Ag＋＞Cu2+＞Fe2+。
【易錯(cuò)提醒】
氧化性、還原性的強(qiáng)弱取決于物質(zhì)得、失電子的難易程度，與得、失電子數(shù)目的多少無(wú)關(guān)。例如：Na原子能失去1個(gè)電子，Al原子可失去3個(gè)電子，但根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，Na比Al活潑，更易失去電子，所以Na比Al的還原性強(qiáng)。
　　　　關(guān)于反應(yīng)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　)
A．氧化性：Cu2+＞Fe2+ B．Fe是還原劑
C．還原性：Fe＜Cu D．該反應(yīng)是置換反應(yīng)
【答案】C
1．守恒規(guī)律
應(yīng)用：有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算與化學(xué)方程式的配平。
[重難突破]
重難點(diǎn)三　氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用
2．強(qiáng)弱規(guī)律
在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物。
應(yīng)用：比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱。
3．先后規(guī)律
(1)同一氧化劑與多種還原劑混合，還原性強(qiáng)的先被氧化。
(2)同一還原劑與多種氧化劑混合，氧化性強(qiáng)的先被還原。
應(yīng)用：判斷物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱或判斷反應(yīng)的先后順序。
4．價(jià)態(tài)規(guī)律
(1)歸中規(guī)律。
①同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，元素的化合價(jià)“只向中間靠攏不出現(xiàn)交叉”。例如：
②同種元素相鄰價(jià)態(tài)間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
例如：SO2與濃硫酸不反應(yīng)。
應(yīng)用：判斷同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的可能性。
(2)歧化規(guī)律。
同種元素的中間價(jià)態(tài)變?yōu)楦邇r(jià)態(tài)和低價(jià)態(tài)，即中間價(jià)態(tài)→高價(jià)態(tài)＋低價(jià)態(tài)。例如：
【易錯(cuò)提醒】
(1)元素處于最高價(jià)時(shí)只有氧化性，但氧化性不一定強(qiáng)，如CO2中C為＋4價(jià)，是最高價(jià)，但CO2的氧化性很弱。
(2)元素處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只有還原性，但還原性不一定強(qiáng)，如H2O中O為－2價(jià)，是最低價(jià)，但H2O的還原性非常弱。
　　　　現(xiàn)有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)：
①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)2；
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；
③2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑。
若某溶液中有Fe2+、I－、Cl－共存，要將I－氧化除去而不氧化Fe2+和Cl－，則可加入的試劑是 (　　)
A．Cl2 B．KMnO4
C．FeCl3 D．I2
[典例精練]
【答案】C
【解析】根據(jù)三個(gè)方程式可知氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镵MnO4＞Cl2＞FeCl3＞I2，所以要將I－氧化除去而不氧化Fe2+和Cl－，可加入FeCl3。
【答案】C
【解析】在氧化還原反應(yīng)中，還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物，A中還原性：SO2＞Fe2+，與已知相符；B中還原性：SO2＞HI，與已知相符；C中還原性：Cl－＞I－，與已知不符；D中還原性：I－＞Fe2+，與已知相符。
　　　　氧化還原反應(yīng)在物質(zhì)制備、能量轉(zhuǎn)化方面有重要的應(yīng)用。
(1)反應(yīng)I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI常用于測(cè)定溶液中I2的含量。反應(yīng)的氧化劑是________，每消耗一分子I2，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_(kāi)_______。
(2)配平下列化學(xué)方程式，并用單線橋法分析下列氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，____Cu＋____HNO3(濃)===____Cu(NO3)2＋____NO2↑＋____H2O。
單線橋法：_______，濃硝酸表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)是______(填寫編號(hào))。
①還原性　　②酸性　　③氧化性
(3)某氧化還原反應(yīng)中共包含下列物質(zhì)：Fe2(SO4)3、H2SO4、CrO3、FeSO4、Cr2(SO4)3和H2O。已知CrO3為反應(yīng)物之一。寫出配平后的方程式：___________________。
【答案】(1)I2　2　(2)1　4　1　2　2
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　②③
(3)6H2SO4＋2CrO3＋6FeSO4===3Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋6H2O
【解析】(1)碘元素的化合價(jià)降低，從0價(jià)降低到－1價(jià)，作氧化劑，消耗一分子I2時(shí)，轉(zhuǎn)移2個(gè)電子。(2)該反應(yīng)中元素化合價(jià)的變化為HNO3→NO2，氮元素由＋5價(jià)→＋4價(jià)，一個(gè)氮原子得一個(gè)電子，硝酸作氧化劑，Cu→Cu(NO3)2，銅元素由0價(jià)→＋2價(jià)，一個(gè)銅原子失去兩個(gè)電子，所以其最小公倍數(shù)為2，二氧化氮的計(jì)量數(shù)為2，銅的計(jì)量數(shù)為1，再根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式，
Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；由HNO3→ Cu(NO3)2，形成銅鹽氮元素的化合價(jià)沒(méi)變，所以硝酸既起酸的作用也起氧化劑的作用。(3)已知CrO3為反應(yīng)物，則Cr2(SO4)3為生成物，鉻元素化合價(jià)降低，由＋6價(jià)→＋3價(jià)，那么鐵元素的化合價(jià)應(yīng)該升高，所以FeSO4是反應(yīng)物，F(xiàn)e2(SO4)3是生成物，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒即可寫出氧化還原反應(yīng)方程式。
　　　　KClO3和濃鹽酸在不同溫度下，發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng)。其變化可表示為
反應(yīng)1：KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O；
反應(yīng)2：KClO3＋HCl(濃)—→2KCl＋Cl2↑＋ClO2↑＋H2O(未配平)。
(1)反應(yīng)1中被還原的是__________，氧化產(chǎn)物是________(填化學(xué)式)。
(2)寫出反應(yīng)2配平后的化學(xué)方程式：____________________。
(3)上述反應(yīng)中濃鹽酸表現(xiàn)的性質(zhì)是(填寫編號(hào))：反應(yīng)1中為_(kāi)_______，反應(yīng)2中為_(kāi)_______。
①只有還原性　②還原性和酸性　③只有氧化性　④氧化性和酸性
【答案】(1)KClO3　Cl2
(2)2KClO3＋4HCl(濃)===2KCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O
(3)②　②
【解析】(1)在反應(yīng)1中，KClO3中的氯元素化合價(jià)降低(從＋5價(jià)→0價(jià))，作氧化劑，被還原，HCl中的部分氯元素化合價(jià)升高(從－1價(jià)→0價(jià))，作還原劑，被氧化，部分氯元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變。Cl2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物。(2)反應(yīng)KClO3＋HCl(濃)—→KCl＋Cl2↑＋ClO2↑＋H2O中，都是氯元素化合價(jià)發(fā)生變化，根據(jù)“歸中不交叉”規(guī)律，化合價(jià)降低，從＋5價(jià)→＋4價(jià)，化合價(jià)升高，從－1價(jià)→0價(jià)，再根據(jù)得失電子總數(shù)相等可配平方程式。(3)在上述兩個(gè)反應(yīng)中，HCl中的Cl部分化合價(jià)升高，失去電子，被氧化，作還原劑，表現(xiàn)還原性，部分Cl在反應(yīng)前后化合價(jià)不變，與金屬陽(yáng)離子結(jié)合形成鹽，起酸的作用。所以兩個(gè)反應(yīng)中濃鹽酸表現(xiàn)的性質(zhì)是還原性和酸性。
[課堂小結(jié)]
小練·素養(yǎng)達(dá)成
1．(2022·山東卷)古醫(yī)典富載化學(xué)知識(shí)，下述之物見(jiàn)其氧化性者為 (　　)
A．金(Au)：“雖被火亦未熟”
B．石灰(CaO)：“以水沃之，即熱蒸而解”
C．石硫黃(S)：“能化……銀、銅、鐵，奇物”
D．石鐘乳(CaCO3)：“色黃，以苦酒(醋)洗刷則白”
【答案】C
【解析】金被火燒沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A不選；“以水沃之，即熱蒸而解”的化學(xué)反應(yīng)為CaO＋H2O===Ca(OH)2，不是氧化還原反應(yīng)，B不選；S與金屬反應(yīng)生成硫化物，C選；CaCO3與醋酸反應(yīng)生成醋酸鈣而溶解，不是氧化還原反應(yīng)，D不選。
2．下列物質(zhì)按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的是 (　　)
A．O2、K、Cl2 B．Cl2、Al、H2
C．NO2、SO2、H2O D．HNO3、HCl、Fe2+
【答案】A
【解析】O2只有氧化性，K只有還原性，Cl2既有氧化性又有還原性，A正確；Cl2和H2既有氧化性又有還原性，Al只有還原性，B錯(cuò)誤；NO2、SO2、H2O都既有氧化性又有還原性，C錯(cuò)誤；HNO3只有氧化性，HCl和Fe2+既有氧化性又有還原性，D錯(cuò)誤。
【答案】D
4．銀在空氣中容易發(fā)黃變黑的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O，其中H2S是 (　　)
A．氧化劑
B．還原劑
C．既是氧化劑，也是還原劑
D．既不是氧化劑，也不是還原劑
【答案】D
【解析】H2S中的H元素和S元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后均未發(fā)生變化，故H2S既不是氧化劑也不是還原劑，D正確。
5．在一定條件下KClO3與I2發(fā)生反應(yīng)：2KClO3＋I(xiàn)2===2KIO3＋Cl2↑，下列判斷正確的是 (　　)
A．該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B．氧化性：I2＞KClO3
C．還原性：KClO3＞I2 D．還原劑為KIO3，氧化劑為I2
【答案】A
6．關(guān)于反應(yīng)8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O，下列說(shuō)法正確的是 (　　)
A．NH3中H元素被氧化
B．NO2在反應(yīng)過(guò)程中失去電子
C．還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為3∶4
D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為4∶3
【答案】D
【解析】NH3中H元素化合價(jià)不變，未被氧化，A錯(cuò)誤；NO2中N元素化合價(jià)降低，在反應(yīng)中得到電子，B錯(cuò)誤；還原劑是NH3，氧化劑是NO2，二者的物質(zhì)的量之比為8∶6＝4∶3，C錯(cuò)誤；NH3→N2發(fā)生氧化反應(yīng)，NO2→N2發(fā)生還原反應(yīng)，N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為4∶3，D正確。
7．有如下反應(yīng)：
K2Cr2O7＋14HCl===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O
(1)_______元素被氧化，_______是氧化劑。
(2)_______是氧化產(chǎn)物，_______發(fā)生氧化反應(yīng)。
(3)在參加反應(yīng)的鹽酸中，起還原劑作用(被氧化)的HCl與起酸性作用的HCl的質(zhì)量比為_(kāi)_______。
(4)用雙線橋法標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
______________________________。
【答案】(1)Cl　K2Cr2O7
(2)Cl2　HCl　(3)3∶4
(4)

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