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第二课时 氧化剂和还原剂
1．认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。
2．了解常见的氧化剂、还原剂。
3．了解氧化还原反应的应用。
、 等。
一、常见的氧化剂和还原剂
1．常见氧化剂
(1)部分非金属单质，如 、 等。
(2)含有高价态元素的化合物：如 、 、
Cl2
O2
H2SO4
HNO3
KMnO4
FeCl3
2．常见还原剂
(1)活泼的金属单质，如 、 、 等。
(2)某些非金属单质，如 、 等。
(3)某些非金属氧化物，如 、 等。
一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然，这种观点是否正确？
【提示】 不正确。物质是否具有氧化性或还原性，与物质的性质有关，有些物质只具有氧化性，如F2，有些物质只具有还原性，如K、Ca等，也有些物质既具有氧化性又具有还原性，如SO2在反应SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O中表现氧化性，而在反应2SO2＋O2? ?2SO3中表现还原性。
Al
Zn
Fe
C
H2
CO
SO2
二、氧化还原反应的存在
1．有利于人类生活和生产：金属的冶炼电镀、燃料的燃烧等。
2．对人类生活和生产不利：易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。
易燃物的自燃
食
物的腐败
钢铁的锈蚀
燃料的燃烧
金属的冶炼电镀
一、氧化剂和还原剂
在氧化还原反应里，反应物都是氧化剂或还原剂吗？试举例说明。
[师生互动]
【提示】 不一定。①在氧化还原反应里，有的反应物是氧化剂或还原剂；②有的反应物既不是氧化剂又不是还原剂；③有的反应物既是氧化剂又是还原剂；④有的反应物仅一部分是氧化剂或还原剂。
例如：①C＋O2===CO2或Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
②Cl2＋H2O??HCl＋HClO(H2O中元素无化合价变化)
③2H2O2 2H2O＋O2↑
④MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(HCl部分被氧化)
从下列事实中你可以总结出有关规律吗？
示例：①氧化性：H2SO4(浓)＞SO2＞S，Na2FeO4＞FeCl3＞FeCl2
②还原性：H2S＞S＞SO2，Fe＞FeCl2。
③浓H2SO4、浓HNO3、KMnO4中的S、N、Mn只表现氧化性；Na、Cu及H2S、HCl中的Na、Cu、S、Cl只表现还原性；S、SO2、FeCl2、NO、NO2中的S、Fe、N元素既有氧化性又有还原性。
[师生互动]
【提示】 a．一般来说，元素化合价越高，其降低的可能性就越大，其氧化性就越强。b.元素的化合价越低，其升高的可能性就越大，物质的还原性就越强。c.元素的化合价为最高值，由该元素所决定的物质只有氧化性；若元素的化合价为最低值，由该元素所决定的物质只有还原性。d.元素的化合价为中间价，该元素所决定的物质既有氧化性，又有还原性。本规律具有一般性，称“价态律”。
物质的氧化性和还原性强弱，还可以从哪些方面进行判断？
[师生互动]
【提示】 ①根据金属活动顺序来判断
还原性：
氧化性：
②利用同种还原剂或同种氧化剂比较
③氧化剂或还原剂与其对应生成物之间的比较
氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。
(2009年宜昌高一检测)已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO2＞I－＞Fe2＋＞H2O2＞Cl－，则下列反应不可能发生的是…………………………( )
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋
B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．2Fe2＋＋I2===2Fe3＋＋2I－
D．H2O2＋SO2===H2SO4
【解析】 解答本题可根据每个氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
对于A项SO2是还原剂，Fe2＋是还原产物，故还原性为SO2＞Fe2＋，A项能发生；B项中SO2是还原剂，HI是还原产物，故还原性为SO2＞I－，B项正确；C项中Fe2＋是还原剂，I－是还原产物，故还原性为Fe2＋＞I－与已知信息矛盾，故C项错。D项中SO2是还原剂，H2O2是氧化剂，故还原性为SO2＞H2O2，D项正确。
【答案】 C
已知反应： ①Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；②2KI＋Br2===2KBr＋I2；③Na2S＋I2===2NaI＋S↓，则下列离子还原性由强到弱的排列中，正确的是………( )
A．Cl－＞Br－＞I－＞S2－ B．Br－＞Cl－＞I－＞S2－
C．S2－＞Br－＞I－＞Cl－ D．S2－＞I－＞Br－＞Cl－
【解析】 根据化学反应①，氧化性：Cl2＞Br2，还原性：Br－ ＞Cl－；根据化学反应②，氧化性：Br2＞I2，还原性：I－＞Br－；根据化学反应③，氧化性：I2＞S，还原性：S2－＞I－。综合①、②、③，离子的还原性：S2－＞I－＞Br－＞Cl－。
【答案】 D
二、氧化还原反应的规律及应用
下列问题如何解决？有没有规律可循？
[师生互动]
【提示】 ①根据化合价升降总数相等(或得失电子总数相等)——守恒规律进行计算 。
②遵循“谁的氧化性还原性强谁先反应”的规律。
③不同价态的同种元素发生氧化还原反应时，化合价只靠拢不交叉。
【答案】 ①1.5 mol ②C ③S是H2S的氧化产物，SO2是H2SO4的还原产物。
[归纳小结]
氧化还原反应的规律及应用
1．守恒规律
化合价有升必有降，电子有得必有失，对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失去电子总数与得到电子总数相等。此外反应前后质量相等，电荷总数相等(离子反应)。
常用于有关氧化还原反应方程式的计算及配平。
2．价态规律
元素处于最高价态，只有氧化性(如Fe3＋、KMnO4等)；元素处于最低价态，只有还原性(如S2－、I－等)；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性。
常用于判断元素的氧化性和还原性。
3．强弱规律
氧化还原反应若能进行，一般为较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
常用于在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱，即氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物。
4．先后规律：即在氧化还原反应中，遵循强者为先，即谁的氧化性(或还原性)最强，谁就先发生反应。
常用于判断反应的先后顺序。
5．“只相叠，不相交”规律：即同种元素不同价态之间，相邻价态不反应，发生反应时化合价向中间靠拢，但不交叉。
常用于量的关系的确定，标明电子转移的方向与数目等。
ClO2是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得(已知反应中Na2SO3被氧化成Na2SO4)，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．2∶3
【思路点拨】 解决此类题目要注意以下两点：
(1)在反应中变价元素的化合价是怎样变化的。
(2)根据化合价变化确定电子转移数目，并使得失电子相等。
【解析】 ，失去2个电子，要使电子得失守恒，则2×1＝2，所以NaClO3与Na2SO3的物质的量之比为2∶1。
【答案】 B
如果上述物质反应时NaClO3生成NaCl，则氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少？
【规律总结】 在氧化还原反应中常涉及到一些计算，比如判断氧化剂、还原剂的物质的量及还原产物、氧化产物中元素的化合价等。依据得失电子守恒进行计算，往往能达到出奇制胜、事半功倍的效果，比用其他方法简捷得多，无论选择题、推断题、实验题还是其他类型的题只要涉及到氧化还原反应，都应有意识地积极利用电子守恒规律。总之，“哪儿有氧化还原反应，哪儿就有得失电子守恒”。
【点拨】 1.一种物质在氧化还原反应中究竟是作氧化剂还是作还原剂，需要考虑与之反应的物质的氧化性或还原性的相对强弱。如：H2O2遇到氧化性比它强的K2Cr2O7作还原剂，遇到还原性比它强的H2S时，作氧化剂。
2．物质的氧化性、还原性强弱只与物质得失电子的难易程度有关，而与得失电子数目的多少无关。
3．氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。
1．(2009年杭州高一期末)下列变化需要加入还原剂才能实现的转化是…………………………………………( )
A．浓H2SO4→SO2 B．Fe2＋→Fe3＋
C．H2S→SO2 D．HCO3－→CO2
【解析】 需要加入还原剂才能实现转化，即该过程被还原，元素的化合价降低。A项，S元素由＋6→＋4；B项，Fe元素由＋2→＋3；C项，S元素由－2→＋4；D项，元素化合价无变化。
【答案】 A
2．(2007年全国理综)下列氧化还原反应中，水作为氧化剂的是…………………………………………………( )
A．CO＋H2O(g) ,CO2＋H2
B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
C．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
D．2F2＋2H2O===4HF＋O2
【解析】
【答案】 A
3．下列水溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是………………………………………………………( )
A．Na＋、Ba2＋、Cl－、SO42－ B．Ca2＋、HCO3－、Cl－、K＋
C．MnO4－、K＋、I－、H＋ D．H＋、Cl－、Na＋、CO32－
【解析】 A项因为发生复分解反应生成BaSO4沉淀而不能大量共存；B项能大量共存；C项在酸性条件下MnO4－将I－氧化为I2，发生氧化还原反应，而不能共存；D项H＋和CO32－发生复分解反应生成H2O和CO2气体，而不能共存。
【答案】 C
4．在常温下，发生下列几种反应：
①16H＋＋10Z－＋2XO4－===2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2===B2＋2Z－
根据上述反应，判断下列结论错误的是…………………………( )
A．溶液中可发生：Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－
B．Z2在①③反应中为还原剂
C．氧化性强弱的顺序为：XO4－＞Z2＞B2＞A3＋
D．X2＋是XO4－的还原产物
【解析】 根据有关规律，在同一反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可得出：氧化性：XO4－＞Z2＞B2＞A3＋，还原性：A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，X2＋是XO4－的还原产物。
【答案】 B
5．(1)铁钉在氯气中被锈蚀为棕黄色物质FeCl3，而在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。则在Cl2、Cl－、H＋中，具有氧化性的是________，其中氧化性最强的是________。
(2)盐酸在不同的反应中，可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现有如下三个反应，请写出盐酸在三个反应中，分别起何种作用：
①Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑______________；
②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O________；
③2HCl H2↑＋Cl2↑____________________。
(3)找出第(2)问中属于氧化还原反应的化学方程式，并用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目。
【答案】 (1)Cl2、H＋ Cl2
(2)氧化性、酸性 酸性 既有氧化性又有还原性
(3)
6．(2009年福州高一期末)已知：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。
(1)标出该反应中电子转移的方向和数目。
________________________________________________________________________。
(2)指出该反应中，氧化剂是________，还原剂是________________________________________________________________________。
(3)在该反应中，若有2 mol电子发生转移，在标准状况下，可生成CO2的体积为________。
【解析】 该反应中，Fe元素化合价由＋3价降低到0价，被还原，Fe2O3做氧化剂；C元素化合价由＋2价升高至＋4价，被氧化，CO做还原剂；整个过程，遵循化合价升高的总数＝化合价降低的总数＝得电子总数＝失电子总数，因为 ，故当2 mol e－发生转移，生成n(CO2)＝1 mol，V(CO2)＝22.4 L。
【答案】
(2)Fe2O3 CO (3)22.4 L第二课时 氧化剂和还原剂
(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．下列叙述中正确的是……………………………………………………………………( )
A．某种物质一旦得到电子，就不可能再得电子了
B．元素得到的电子数越多，该物质的氧化性就越强
C．非金属元素的单质不具有还原性
D．金属元素的单质不具有氧化性
【解析】 物质得到电子，只要没有达到最低价，就还能得到电子，例如Fe3＋得到电子变为Fe2＋后，依然可以再得到电子，A错；得电子越容易，氧化性越强，而不是得电子越多越强，B错；大多数非金属单质化合价能升高，具有还原性，C错；金属单质化合价不再降低，金属单质不具有氧化性，D正确。
【答案】 D
2．在2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2的反应中，被氧化的元素是…………………………( )
A．Fe B．Br
C．Fe和Br D．Cl
【解析】 被氧化的元素是失去(或偏离)电子的元素，即化合价升高的元素。在上述反应中Fe元素从＋2价升高到＋3价，Br元素从－1价升高到0价，所以被氧化的元素是铁和溴两种元素，C项符合题目要求。
【答案】 C
3．氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO，下列叙述正确的是………………………………………………………………( )
A．在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．上述反应中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol电子
C．氮化铝中氮元素的化合价为－3价
D．在氮化铝的合成反应中AlN是氧化产物，CO是还原产物
【解析】 由化学方程式可知，N由0价变为－3价，N2是氧化剂，AlN是还原产物。1 mol N2生成2 mol AlN，N2共得到2×3 mol＝6 mol电子。
【答案】 C
4．(2009年德州质检)根据下列反应：
①Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
②2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
判断以下各组物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是……………………………( )
A．KMnO4、FeCl3、Cl2、CuCl2 B．Cl2、FeCl3、KMnO4、CuCl2
C．KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2 D．CuCl2、FeCl3、Cl2、KMnO4
【解析】 由于氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性，由反应式①可知FeCl3＞CuCl2，由反应式②可知KMnO4＞Cl2，由反应式③可知Cl2＞FeCl3，则物质氧化性由强到弱的顺序为：KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞CuCl2，C项正确。也可用“左强右弱”规律快速判断。
【答案】 C
5．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应物质质量比为(提示：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)……………………………………………………………………( )
A．3∶1 B．1∶3
C．1∶2 D．2∶1
【解析】 在反应3O2＋H2O===2HO3＋O中发生还原反应1O2―→1O，发生氧化反应2O2―→2HO3，故氮原子的个数比为1∶2。
【答案】 C
6．硫代硫酸钠可用做脱氯剂，已知25.0 mL 0.10 mol·L－1Na2S2O3溶液恰好把标准状况下112 mL Cl2完全转化为Cl－，则S2O32－将转化成……………………………………………( )
A．S2－ B．S
C．SO32－ D．SO42－
【解析】 据题意可知氧化剂Cl2与还原剂Na2S2O3恰好完全反应，得失电子总数相等，设生成物中S的化合价为x，则Cl2得到电子的物质的量为×2＝0.01 mol；Na22O32，失去电子的物质的量为0.025 L×0.10 mol·L－1×(x－2)×2，则有0.01 mol＝0.025 L×0.10 mol·L－1×(x－2)×2解得x＝4，故答案为C。
【答案】 C
二、非选择题
7．在2Mg＋O22MgO的化学反应里，氧元素的化合价由0价降低为______价，降低了______价；氧元素化合价降低的总数为______，即氧原子得到电子的总数为________，则镁元素化合价升高的总数为________，镁原子失去电子的总数为________，1 mol Mg反应时转移电子的物质的量为________。
【解析】 由题中的信息可知，在一个氧化还原反应里，元素化合价变化数与元素化合价变化总数、原子得失电子数与原子得失电子总数，都是既有区别又有联系的。例如，在该反应中氧元素化合价降低数是2，化合价降低总数是2×2＝4；氧原子得电子数是2，得电子总数是2×2＝4；镁元素化合价升高数是2，化合价升高总数是2×2＝4；镁原子失电子数是2，失电子总数是2×2＝4。
【答案】 －2 2 4 4 4 4 2 mol
8．(实际应用题)氧化还原反应是一类重要的反应。回答下列问题：
(1)氧化还原反应在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。如：人和动物通过呼吸作用提供能量以维持生命活动。已知人和动物呼吸作用的反应为：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O。在该反应中，作为还原剂的是________。
(2)有些氧化还原反应却有危害。例如：钢铁的腐蚀、食物的腐败等。因此，要想方设法阻碍此类氧化还原反应的发生。
①罐头厂在装食物罐头时，添加一些防腐剂，防止食物被空气中的氧气氧化而变质。从氧化还原反应的角度看，防腐剂具有________性。
②在氧化还原反应中，氧化和还原、氧化剂和还原剂总是同时存在的。根据这一知识，如何有效避免有危害的氧化还原反应的发生(可通过实例说明)：________________________________________________________________________。
【解析】 人和动物的呼吸作用是通过氧气将C6H12O6氧化，靠反应释放的能量来维持生命，所以还原剂是C6H12O6。防止食物被空气中的氧气氧化而变质，则加入的防腐剂必须具有还原性。要有效避免有危害的氧化还原反应的发生，可设法将物质与氧化剂(或还原剂)隔开，如将食品袋密封，并将袋内空气抽出或充满不活泼的气体(氮气、稀有气体等)。
【答案】 (1)C6H12O6 (2)①还原 ②钢铁用具(或其他物品)表面涂上油漆(或其他物品)，避免与氧气接触，可起到防止锈蚀的效果(其他答案合理均可)
9．(能力提高)近年来新闻媒介不断报道有人误将亚硝酸钠(NaNO2)当食盐用，发生中毒事件甚至造成死亡。亚硝酸钠中N为＋3价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，在酸性环境中可以还原高锰酸钾，使KMnO4溶液的紫色褪去。在酸性环境中还可以将I－氧化成I2，I2能使淀粉变蓝。为了区别食盐和亚硝酸钠，老师提供了下表中的试剂、操作供学生选择。
试剂 操作
①H2SO4溶液 A.把样品放入H2SO4溶液中，再加入淀粉溶液
②KMnO4溶液 B.把样品放入H2SO4溶液中，溶解后再加入所选试剂
③KI溶液 C.把样品放入水中，溶解后再加入所选试剂
④AgNO3溶液 D.把样品放入盐酸中再加入所选试剂
⑤淀粉溶液
(1)如何判断被检验的样品是食盐？
(2)请用两套方案判断被检验的样品是亚硝酸钠。
方案一：试剂及操作：________，现象：______________。
方案二：试剂及操作：________，现象：______________。
(3)某同学检验样品是亚硝酸钠时采用了②、D的组合，是否可行？
【解析】 NaCl和NaNO2的区别实际就是Cl－和NO2－的区别，检验NaCl时可使用AgNO3溶液。检验NaNO2时可利用其既有氧化性又有还原性的特点使用两套方案。
【答案】 (1)④、C，生成白色沉淀证明样品是食盐。
(2)方案一：②、B 溶液紫色褪去
方案二：③⑤、B或D 溶液显紫色
(3)不可行、盐酸中的HCl 也可能还原KMnO4。
