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第2章 元素与物质世界
第3节　氧化还原反应
认识氧化还原反应
1.从得、失氧的角度分析氧化还原反应
反应类型 定义 举例
氧化反应 物质得到氧的反应
还原反应 物质失去氧的反应
氧化还原反应 得氧、失氧同时发生的反应
2.从化合价的角度分析氧化还原反应
反应类型 定义 举例
氧化反应 有元素化合价升高的反应
还原反应 有元素化合价降低的反应
氧化还原反应 有元素化合价升降的化学反应
3.从电子转移的角度分析氧化还原反应
宏观特征
微观特征
电子转移分析 化合价升高，失去电子，发生氧化反应
化合价降低，
得到电子，发生还原反应 化合价升高，电子对偏离，发生氧化反应
化合价降低，
电子对偏向，发生还原反应
4.氧化还原反应一定有电子的转移(得失或偏移)
并非只有氧的得失的反应才是氧化还原反应，许多反应中没有氧的得失，但属于氧化还原反应，因为这些反应中有元素化合价变化。氧化还原反应的实质是电子的转移，特征是有元素化合价变化。反应前后元素化合价有无变化是判断氧化还原反应的基本依据。
氧化剂和还原剂
1.含义及关系
氧化剂
还原剂
氧化还原反应中所含元素化合价降低，
得到电子(或电子对偏向)的物质
氧化还原反应中所含元素化合价升高，
失去电子(或电子对偏离)的物质
ne－
2.氧化性和还原性
(1)氧化性：表示物质得电子能力强弱的性质，氧化剂具有氧化性，反应时本身被
还原。
(2)还原性：表示物质失电子能力强弱的性质，还原剂具有还原性，反应时本身被
氧化。
3.常见氧化剂和还原剂
项目 物质种类 常见物质
氧化剂 部分非金属单质 O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物 浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等
还原剂 活泼的金属单质 Al、Zn、Fe等
某些非金属单质 C、H2等
某些非金属氧化物 CO、SO2等
理解氧化还原反应的相关概念，要抓住两条线：
(1)还原剂：化合价升高→失去电子→发生氧化反应(被氧化)→生成氧化产物。
(2)氧化剂：化合价降低→得到电子→发生还原反应(被还原)→生成还原产物。
氧化还原反应的应用
1.研究物质的性质
根据物质所含元素化合价的升降趋势判断其所具有的性质，比如Na元素的化合价有升高的趋势，在发生氧化还原反应时常做还原剂，具有还原性。
2.实现物质转化与获得能量
(1)人们利用氧化还原反应实现物质的转化，如金属的冶炼。
①金属置换法：适用于活泼金属从溶液中还原不活泼金属，如用铁从CuSO4溶液中置换出铜。
②电解法：适用于冶炼活泼金属，如Na、Mg、Al，一般通过电解熔融的氯化钠、氯化镁来冶炼Na、Mg，电解熔融的氧化铝来冶炼Al。
③热还原法：适用于冶炼较不活泼金属，如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用的还原剂有C、CO、H2等。
④热分解法：适用于冶炼Hg和Ag。
(2)人们利用氧化还原反应获得能量。如人们利用可燃物作为还原剂，选择合适的氧化剂与之发生氧化还原反应获得热能；人们还可以利用氧化还原反应获得电能，如生活中使用的电池。
(3)运用氧化还原反应规律，丰富物质转化、能量转化的途径，获取生产活动的更高社会效益，促进人类社会的可持续发展。
(4)收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)尾气吸收：用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收。
(6)验满方法
①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸变蓝，则证明已集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已
集满。
③实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
(7)注意事项
①为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。
②必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应。
③实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为澄清石灰水中含有的Ca(OH)2很少，吸收不完全。
用双线桥和单线桥分析氧化还原反应
1.双线桥法
表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
(1)基本步骤
标价态
连双线

注得失


标出“得到”或“失去”电子的总数
(2)注意事项
①箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
②采用a×be－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数。得到与失去的电子总数相等。
2.单线桥法
表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。
(1)基本步骤
标价态
连单线
注数目

标出转移电子的总数
(2)注意事项
①不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目。
②要用箭头标明电子转移的方向。
③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是 (　　)
A. B.
C. D.
B
C元素的化合价升高，失去电子，Si元素的化合价降低，得到电子，A错误；Na元素的化合价由0价升高为＋1价，失去电子，2个Na原子失去2个电子，H2O中的H元素得电子，B正确；Zn元素的化合价升高，失去电子，C错误；Cu单质变成
Cu2＋，化合价升高，失电子，S元素的化合价降低，得电子，所以单线桥的箭头从Cu元素指向S元素，D错误。
单线桥箭头指向：失电子 得电子。
①对于同一个氧化还原反应，无论是用双线桥法还是用单线桥法表示电子转移情况，转移电子数目是不变的。
②反应中，电子转移数目＝氧化剂得到电子数目＝还原剂失去电子数目，不要误认为电子转移的数目是反应中得、失电子数目的总和。
物质氧化性、还原性强弱的判断方法(重点)
1.根据氧化还原反应的方向判断
氧化性：氧化剂＞氧化产物
还原性：还原剂＞还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
1.不是根据得失电子的多少而是根据得失电子的难易程度判断氧化性、还原性的强弱。
2.氧化性、还原性的强弱还与物质的浓度等有关，如浓硝酸的氧化性大于稀硝酸。
3.同一元素不同价态的化合物，化合价越高，物质的氧化性不一定越强。如HClO4的氧化性弱于HClO。
C
用假设法判断氧化还原反应能否发生
(1)已知氧化性或还原性的强弱关系。
(2)假设反应发生。
(3)依据方法判断出假设反应中的氧化性或还原性关系。
(4)结合已知，判断结论是否符合事实，若符合，反应能发生；反之，不能发生。
氧化还原反应的规律及应用
1.守恒规律
对于一个氧化还原反应，电子有得必有失，元素化合价有升必有降，失电子总数与得电子总数相等，化合价数值升高总数与降低总数相等。
2.强弱规律
较强氧化性的氧化剂与较强还原性的还原剂反应，生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。
3.价态规律
当元素处于最高价态时，只有氧化性；当元素处于最低价态时，只有还原性；当元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性，但主要体现其中一种性质。
4.难易规律
越易失电子的物质，失电子后就越难得到电子，越易得电子的物质，得电子后就越难失去电子；一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先和还原性最强的还原剂反应；同理，一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时，优先和氧化性最强的氧化剂
反应。
C
还原剂对应氧化产物，氧化剂对应还原产物。
解答氧化还原反应规律及应用的解题模型
氧化还原反应方程式的配平
1.配平“三原则”
2.氧化还原反应配平的基本步骤
根据得失电子守恒，得出最小公倍数。
配平氧化还原反应方程式的技巧
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边生成物着手
配平。
(3)缺项配平法：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后将两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(5)当某反应物或生成物中同时有两种元素的化合价升高或降低时，以有两种元素化合价升高或降低的物质为着手点，将化合价升降总数作为一个整体，再用一般方法进行配平。
氯气的实验室制法(重点)
1.氯气的制备流程
2.验满：把湿润的淀粉－KI试纸(或湿润的蓝色石蕊试纸)靠近集气瓶口，若试纸变蓝(或先变红后褪色)，则证明已集满。
(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染
空气。
实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2，并以干燥的Cl2为原料进行实验，已知FeCl3易潮解。装置如图所示。
(1)B、C装置中应盛放的试剂名称分别为　　　　　　　　　、　　　　；从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管，将对实验产生的不良后果是　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
饱和食盐水　浓硫酸　未经除去的氯化氢和水蒸气随Cl2进入D管中和铁发生反应生成H2，H2和Cl2混合加热会发生爆炸　
浓盐酸具有挥发性，Cl2中含有HCl和H2O(g)，依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去HCl、H2O(g)，得到较纯净的Cl2；HCl、H2O(g)都能与铁反应生成H2，H2和Cl2混合加热会发生爆炸。
(2)实验时，先点燃A处的酒精灯，让Cl2充满装置，再点燃D处的酒精灯，写出D中反应的化学方程式：　　　　　　　。
吸收多余的Cl2，防止污染环境；防止空气中的水蒸气进入E装置中
(3)F装置所起的作用是　　　　　　　　　　　　　。
Cl2有毒，会污染环境，不能直接排放到空气中，碱石灰的成分是氧化钙和氢氧化钠，Cl2能和氧化钙、氢氧化钠反应，可用碱石灰处理尾气，空气中有水蒸气，碱石灰还能吸收水蒸气，防止空气中的水蒸气进入E装置中，可作干燥剂。
(4)用石灰乳吸收氯气可制得漂粉精，写出工业制漂粉精反应的化学方程式：　　　　　
　　　　　　　。
解答有关气体制备题目的思维流程

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