论文部分内容阅读
在中学阶段的基本概念、基础理论知识中，《氧化还原反应》占有极其重要的地位，贯穿于中学化学教材的始终，在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识，凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。氧化还原反应是高中化学的重点、难点。如何突破重点，掌握难点，能够得心应手解决氧化还原反应的问题，应从以下几个方面入手。
一 理解氧化还原反应的概念
1.氧化还原反应的定义：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
或在反应过程中有电子转移的化学反应叫做氧化还原反应。
氧化反应：反应物所含元素化合价升高的反应称为氧化反应；
或失电子的反应称为氧化反应；
还原反应：反应物所含元素化合价降低的反应称为还原反应。
或得电子的反应称为还原反应。
氧化反应和还原反应同时存在，没有先后之别。
2. 氧化还原反应的实质：电子转移（电子得失或电子偏移）
3. 氧化还原反应的特征：化合价升降。
二 熟练运用“双线桥”表示氧化还原反应的电子转移情况
如何突破难点是学好氧化还原反应的关键，使学生正确运用“双线桥”，并正确表示电子转移的方向和数目，以及被氧化、被还原、氧化反应、还原反应，以利于学生正确方便地解答有关氧化还原反应的相关问题。
“双线桥”是用在氧化还原反应中，表示电子转移的方向和数目的一种方法。利用“双线桥”要注意以下几点：
1.两个线桥一个在上，一个在下分布，线桥的方向是从反应物一方指向生成物一方，首尾必须对应发生化合价变化的同一元素。
2.电子用符号“e-”表示，切勿忘掉“e”字右上角的“-”。
3. 表示电子转移数目时，以a×be-表示，a表示发生氧化还原反应的原子个数，且当a=1时，可简写成be-；b表示每个原子失去或得到的电子数，且当b=1时，可简写成a×e-；且当a=1，b=1时，可简写成e-。
4.在配平后的方程式中，得失电子总数相等，并且电子转移总数为得电子的总数或失电子的总数。
请认真观察如下2个氧化还原反应方程式的标注：
三 掌握氧化还原反应中的规律
1.转化规律（归中规律）：同种元素不同价态之间的反应，遵循以下规律：
例如：分析判断氧化还原反应能否发生，元素化合价如何变化。例如浓H2SO4与SO2不会发生反应；KClO3+6HCl（浓）= KCl+3Cl2↑+3H2O反应中，KClO3中+5价的氯不会转化为KCl中-1价的氯。
2.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，化合价升降总数相等，得失电子总数相等。
3.性质表现规律：若某元素有多种可变价态，处于最高价态时，只有氧化性；处于最低价態时，只有还原性；处于中间价态时，既有氧化性，又有还原性。
4.强弱规律：氧化剂只有一种，还原剂有多种，则还原性强的先被氧化；还原剂只有一种，氧化剂有多种，则氧化性强的先被还原；例如：在CuSO4和AgNO3的混合溶液中加入适量铁粉，Ag先被置换出来，Cu后被置换出来。又如：在FeBr2溶液中通入Cl2由少至多，先看到溶液变黄色，后看到溶液变橙色，则还原性Fe2+>Br-。
四 准确判断氧化性、还原性的强弱
物质氧化性、还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，常用的判断方法有：
1.根据反应原理判断 ：
氧化性：氧化剂>氧化产物；氧化剂>还原剂
还原性：还原剂>还原产物；还原剂>氧化剂。
2.根据物质活动性顺序 比较。
①金属活动性顺序（常见元素）
3.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，还原剂价态升高越大，氧化剂氧化性越强。
例如：2Fe+3Cl2=2FeCl3，Fe+S=FeS
可以判断氧化性：Cl2>S
4.根据反应的难易程度
氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原剂（或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂（或还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就越强。例如：
MnO2 + 4HCl（浓）MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2KMnO4+16HCl（浓）2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 可以判断氧化性：KMnO4>MnO2
5.依据元素周期律进行判断
①金属单质与水或非氧化性酸反应越容易，金属的还原性越强。②金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属的还原性越强。③非金属气态氢化物越稳定，非金属的氧化性越强。④非金属单质与氢气化合越容易，非金属的氧化性越强。⑤非金属最高价氧化物对应含氧酸酸性越强，
非金属的氧化性越强。
6.根据原电池、电解池的电极反应判断
① 两种不同的金属构成原电池的两极。其还原性：负极>正极。② 用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，而在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
7.有些物质的氧化性和还原性与浓度有关：例如：浓硫酸和稀硫酸，浓硝酸和稀硝酸等。
对症练习：
1.在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O.
（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目：_____________________。
（2）并指出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
2.（1）上图A是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，
请在A图中用阴影部分表示反应：H2+CuO=Cu+H2O所属的区域。
（2）“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用上图B图表达。其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：______________________________。写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式______________________，其中水________（填“被氧化”或“被还原”或“既被氧化又被还原”）。
参考答案：1.
（2）氧化剂：NO ， 还原剂：NH3 ，氧化产物：N2 ， 还原产物：N2 。
（2）解析： （1）H2+CuO=Cu+H2O属于置换反应，也属于氧化还原反应。
（2）由B图可知Ⅰ为化合反应，Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。有水生成的复分解反应，如NaOH+HClNaCl+H2O酸碱中和反应，如CuO+H2SO4CuSO4+H2O碱性氧化物与酸的反应，如CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O，酸性氧化物与碱的反应等。有水参加的置换反应，
如C+H2OCO+H2， 2F2+2H2O4HF+O2， 2Na+2H2O2NaOH+H2↑等。
一 理解氧化还原反应的概念
1.氧化还原反应的定义：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
或在反应过程中有电子转移的化学反应叫做氧化还原反应。
氧化反应：反应物所含元素化合价升高的反应称为氧化反应；
或失电子的反应称为氧化反应；
还原反应：反应物所含元素化合价降低的反应称为还原反应。
或得电子的反应称为还原反应。
氧化反应和还原反应同时存在，没有先后之别。
2. 氧化还原反应的实质：电子转移（电子得失或电子偏移）
3. 氧化还原反应的特征：化合价升降。
二 熟练运用“双线桥”表示氧化还原反应的电子转移情况
如何突破难点是学好氧化还原反应的关键，使学生正确运用“双线桥”，并正确表示电子转移的方向和数目，以及被氧化、被还原、氧化反应、还原反应，以利于学生正确方便地解答有关氧化还原反应的相关问题。
“双线桥”是用在氧化还原反应中，表示电子转移的方向和数目的一种方法。利用“双线桥”要注意以下几点：
1.两个线桥一个在上，一个在下分布，线桥的方向是从反应物一方指向生成物一方，首尾必须对应发生化合价变化的同一元素。
2.电子用符号“e-”表示，切勿忘掉“e”字右上角的“-”。
3. 表示电子转移数目时，以a×be-表示，a表示发生氧化还原反应的原子个数，且当a=1时，可简写成be-；b表示每个原子失去或得到的电子数，且当b=1时，可简写成a×e-；且当a=1，b=1时，可简写成e-。
4.在配平后的方程式中，得失电子总数相等，并且电子转移总数为得电子的总数或失电子的总数。
请认真观察如下2个氧化还原反应方程式的标注：
三 掌握氧化还原反应中的规律
1.转化规律（归中规律）：同种元素不同价态之间的反应，遵循以下规律：
例如：分析判断氧化还原反应能否发生，元素化合价如何变化。例如浓H2SO4与SO2不会发生反应；KClO3+6HCl（浓）= KCl+3Cl2↑+3H2O反应中，KClO3中+5价的氯不会转化为KCl中-1价的氯。
2.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，化合价升降总数相等，得失电子总数相等。
3.性质表现规律：若某元素有多种可变价态，处于最高价态时，只有氧化性；处于最低价態时，只有还原性；处于中间价态时，既有氧化性，又有还原性。
4.强弱规律：氧化剂只有一种，还原剂有多种，则还原性强的先被氧化；还原剂只有一种，氧化剂有多种，则氧化性强的先被还原；例如：在CuSO4和AgNO3的混合溶液中加入适量铁粉，Ag先被置换出来，Cu后被置换出来。又如：在FeBr2溶液中通入Cl2由少至多，先看到溶液变黄色，后看到溶液变橙色，则还原性Fe2+>Br-。
四 准确判断氧化性、还原性的强弱
物质氧化性、还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度，与得失电子的数目无关，常用的判断方法有：
1.根据反应原理判断 ：
氧化性：氧化剂>氧化产物；氧化剂>还原剂
还原性：还原剂>还原产物；还原剂>氧化剂。
2.根据物质活动性顺序 比较。
①金属活动性顺序（常见元素）
3.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，还原剂价态升高越大，氧化剂氧化性越强。
例如：2Fe+3Cl2=2FeCl3，Fe+S=FeS
可以判断氧化性：Cl2>S
4.根据反应的难易程度
氧化还原反应越容易进行（表现为反应所需条件越低），则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原剂（或氧化剂）与同一氧化剂（或还原剂）反应时，条件越易或者氧化剂（或还原剂）被还原（或被氧化）的程度越大，则还原剂（或氧化剂）的还原性（或氧化性）就越强。例如：
MnO2 + 4HCl（浓）MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2KMnO4+16HCl（浓）2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 可以判断氧化性：KMnO4>MnO2
5.依据元素周期律进行判断
①金属单质与水或非氧化性酸反应越容易，金属的还原性越强。②金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属的还原性越强。③非金属气态氢化物越稳定，非金属的氧化性越强。④非金属单质与氢气化合越容易，非金属的氧化性越强。⑤非金属最高价氧化物对应含氧酸酸性越强，
非金属的氧化性越强。
6.根据原电池、电解池的电极反应判断
① 两种不同的金属构成原电池的两极。其还原性：负极>正极。② 用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，而在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
7.有些物质的氧化性和还原性与浓度有关：例如：浓硫酸和稀硫酸，浓硝酸和稀硝酸等。
对症练习：
1.在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O.
（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目：_____________________。
（2）并指出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
2.（1）上图A是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，
请在A图中用阴影部分表示反应：H2+CuO=Cu+H2O所属的区域。
（2）“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用上图B图表达。其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：______________________________。写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式______________________，其中水________（填“被氧化”或“被还原”或“既被氧化又被还原”）。
参考答案：1.
（2）氧化剂：NO ， 还原剂：NH3 ，氧化产物：N2 ， 还原产物：N2 。
（2）解析： （1）H2+CuO=Cu+H2O属于置换反应，也属于氧化还原反应。
（2）由B图可知Ⅰ为化合反应，Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。有水生成的复分解反应，如NaOH+HClNaCl+H2O酸碱中和反应，如CuO+H2SO4CuSO4+H2O碱性氧化物与酸的反应，如CO2+Ca（OH）2CaCO3↓+H2O，酸性氧化物与碱的反应等。有水参加的置换反应，
如C+H2OCO+H2， 2F2+2H2O4HF+O2， 2Na+2H2O2NaOH+H2↑等。