文档内容
第 03 讲 氧化还原反应
【化学学科素养】
证据推理与模型认知：建立氧化还原反应的观点，掌握氧化还原反应的规律，结合常见的氧化还原反
应理解有关规律；通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应计算和配平
的思维模型。
科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现。创造和应用的科学实践活动；能从氧化
还原反应的角度，设计探究方案，进行实验探究，加深对物质氧化性、还原性的理解。
【必备知识解读】
一、氧化还原反应
1．氧化还原反应的本质和特征
（1）氧化还原反应的本质是电子转移；
（2）氧化还原反应的特征反应过程中有化合价的变化。
2．氧化还原反应的相关概念及其关系
例如，反应MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO中，氧化剂是MnO ，还原剂是HCl，氧化产
2 2 2 2 2
物是Cl。生成1 mol Cl 时转移电子数目为2N ，被氧化的HCl的物质的量是2mol，盐酸表现的性质是酸
2 2 A
性和还原性。
【特别提醒】元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原。如：Cu2＋→Cu时，铜元素被还原，
Cl－→Cl 时，氯元素被氧化。
2
3．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
①表示方法
写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目：②注意事项
a．箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子，且需注明“得到”或“失去”。
b．箭头的方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化。
c．失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法
①表示方法
写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目：
。
②注意事项
a．箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b．不标“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数。
c．线桥只出现在反应物中。
4．一些特殊物质中元素的化合价
Mn (OH) MnO(OH) FePO LiFePO
2 2 4 4
KFeO CuFeS2 CuCl Cu2 (OH) Cl
2 4 2 2
CuH As2S HAsO HAsO
3 3 4 3 3
NaClO NaClO NaClO ClO
2 3 2
N2O N2H N2O LiNH
4 4 2
AlN KCN HC2O NaS2O
2 4 2 3
NaBH4 KCr2O KCrO NaS2O
2 7 2 4 2 5
5．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应，不一定是氧化还原反应，如3O=====2O。
2 3
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。
(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
二、氧化剂与还原剂
1．常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：
【特别提醒】
（1）O、O 在水溶液中的还原产物，其中酸性条件下是HO，中性、碱性条件下是OH－；而当还原
2 3 2
产物为固态时是O2－或O。
（2）浓硝酸的还原产物是NO ，稀HNO 的还原产物是NO。
2 3
2．常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢
化物等。如：
3．既可作氧化剂，又可作还原剂的物质或粒子
具有中间价态的物质或粒子既具有氧化性，又具有还原性，当遇到强还原剂反应时，作氧化剂，表现
氧化性；当遇到强氧化剂反应时，作还原剂，表现还原性。常考物质或粒子归纳如下：
【特别提醒】同一种氧化剂(或还原剂)所对应的还原产物(或氧化产物)不是一成不变的，而是决定于还原剂(或氧化剂)的性质、反应条件、反应物的浓度、反应介质的酸碱性等多种因素。如KMnO 在酸性溶液
4
中的还原产物一般是Mn2＋；在中性或碱性溶液中的还原产物一般是锰的较高价态的化合物，如MnO 、
2
KMnO 等。
2 4
【归纳总结】
三、氧化性、还原性强弱的认识
1．氧化性指物质得电子的性质(或能力)；还原性指物质失电子的性质(或能力)。
2．氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。例如：
Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，根据金属活动性顺序可知，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比
Al的还原性强。
3．从元素的价态考虑：最高价态——只有氧化性，如 HSO 、KMnO 等；最低价态——只有还原性，
2 4 4
如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有氧化性，又有还原性，如Fe2＋、S、Cl 等。
2
四、氧化还原反应方程式的书写与配平
1．氧化还原方程式配平的基本原则
2．氧化还原方程式配平的一般步骤以上方法步骤以Cu与稀HNO 反应的方程式配平为例说明如下：
3
(1)标变价
Cu＋HNO(稀)——Cu (NO )＋NO＋HO
3 3 2 2
(2)列变化
Cu＋HNO(稀)——Cu (NO )＋NO＋HO
3 3 2 2
(3)求总数
Cu＋HNO(稀)——Cu (NO )＋NO＋HO
3 3 2 2
(4)定系数
3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO )＋2NO↑＋4HO
3 3 2 2
(5)查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。
【方法技巧】配平的基本方法
(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，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，然后进行两边电荷数配平。
(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)整体配平：指某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有
两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。
【关键能力拓展】
一、氧化性、还原性强弱的比较方法
物质氧化性(得电子的能力)、还原性(失电子的能力)的强弱取决于物质得失电子的难易，与得失电子的
数目无关，但也与外界因素(如反应条件、反应物浓度、酸碱性等)有关，具体判断方法如下：
1．依据氧化还原反应原理来判断
(1)氧化性强弱：氧化剂>氧化产物。
(2)还原性强弱：还原剂>还原产物。
2．依据“二表、一律”判断
(1)依据元素周期表判断
①同主族元素对应单质的氧化性从上到下逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强。②同周期元素对应单质的还原性从左到右逐渐减弱，氧化性逐渐增强。
―――――――――――――――――――――――――→
(2)依据元素的活动性顺序表判断
(3)依据元素周期律判断
①非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其对应单质的氧化性越强。
如酸性：HClO>H SO >H PO >H CO>H SiO，则氧化性：Cl>S>P>C>Si。
4 2 4 3 4 2 3 2 3 2
②金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其对应单质的还原性越强。
如碱性：NaOH>Mg(OH) >Al(OH) ，则还原性：Na>Mg>Al。
2 3
3．依据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。
例如：根据2Fe＋3Cl=====2FeCl ，Fe＋S=====FeS，可以推知氧化性：Cl＞S。
2 3 2
(2)相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。
例如：根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe，可以推知还原性：Zn＞Cu。
4．依据电化学原理判断
(1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极>正极。
(2)电解池：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，在阳极先放电的阴离
子的还原性较强。
5．依据影响因素判断
(1)浓度：同一种物质，浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓HSO >稀HSO ，浓HNO>
2 4 2 4 3
稀HNO；还原性：浓HCl>稀HCl。
3
(2)温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
(3)酸碱性：同一种物质，所处环境酸(碱)性越强其氧化(还原)性越强。如氧化性：KMnO (酸
4
性)>KMnO (中性)>KMnO (碱性)。
4 4
6．依据反应条件判断
同一种物质，浓度越大，氧化性(或还原性)越强。如氧化性：浓HSO >稀
浓度 2 4
HSO ，浓HNO>稀HNO；还原性：浓HCl>稀HCl
2 4 3 3同一种物质，温度越高其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的
温度
氧化性强
二、氧化还原反应概念的“五个误区”
误区一：某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原，也不一定被氧化。因为元素处于化合
态时，其化合价可能为正，也可能为负。若元素由负价变为0价，则其被氧化，若元素由正价变为0价，
则其被还原。
误区二：在氧化还原反应中，非金属单质不一定只作氧化剂，大部分非金属单质往往既具有氧化性又
具有还原性，只是以氧化性为主。如在反应Cl＋HO HCl＋HClO中，Cl 既表现氧化性又表现还原性。
2 2 2
误区三：物质的氧化性或还原性的强弱取决于元素原子得失电子的难易程度，与得失电子数目的多少
无关。
误区四：氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂，有的反应物可能既不是氧化剂也不是
还原剂。如Cl＋HO HCl＋HClO，HO既不是氧化剂，也不是还原剂。
2 2 2
误区五：在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，也可能是同一元素既被
氧化又被还原。如：2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑中，NaO 既是氧化剂又是还原剂，氧元素一部分化合
2 2 2 2 2 2
价升高，一部分化合价降低。
三、氧化还原反应的规律及其应用
（一）价态规律
1．升降规律
氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。
2．价态归中规律
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→
中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。
3．歧化反应规律
“中间价―→高价＋低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。
例如：Cl＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋HO。
2 2
（二）强弱规律
1．根据氧化性和还原性规律判断
同一个反应中，氧化剂的氧化性强(填“强”或“弱”)于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还
原产物的还原性。如反应2FeCl ＋2KI===2FeCl ＋I＋2KCl中，氧化性：Fe3＋>I ；还原性：I－>Fe2＋。
3 2 2 2
2．根据金属活动性或非金属活动性顺序判断
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag，由左至右，单质的还原性逐渐减弱；K＋、Ca2＋、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Zn2＋、Fe2＋、Sn2＋、Pb2＋、(H＋)、Cu2＋、Hg2＋、Ag＋，由左至右，阳离子的
氧化性逐渐增强；F 、Cl 、Br 、I 、S，由左至右，单质的氧化性逐渐减弱；F－、Cl－、Br－、I－、S2－，由
2 2 2 2
左至右，阴离子的还原性逐渐增强。
3．根据产物中元素价态的高低判断
如2Fe＋3Cl=====2FeCl ，Fe＋S=====FeS，则氧化性：Cl>(填“＞”或“＜”)S。
2 3 2
（三）先后规律
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在 FeBr 溶液中通入少量Cl 时，
2 2
因为还原性：Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先与Cl 反应。
2
(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶
液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再依次与Cu2＋、H＋反应。
（四）守恒规律
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
四、电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原
剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，
不追究中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速
获得正确结果。
2．守恒法解题的思维流程
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价
－低价)。
3．氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。
得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电
极产物的有关计算等。
(1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。
①“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
(2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算：对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应
过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快
速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可化难为易，化繁为简。
【核心题型例解】
高频考点一 氧化还原反应与非氧化还原反应
例1.（2023·全国乙卷）下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A. 使用明矾对水进行净化 B. 雪天道路上撒盐融雪
C. 暖贴中的铁粉遇空气放热 D. 荧光指示牌被照发光
【变式探究】许多古迹是人类宝贵的文化遗产。下列古迹在传承过程中遇到的问题属于化学变化且未
发生氧化还原反应的是
A．石质阶梯被游客踩 B．大理石雕像被 C．铜质雕像逐渐 D．木质中轴塔在
踏磨损 酸雨腐蚀 变为绿色 火灾中坍塌
【举一反三】下列应用不涉及物质氧化性或还原性的是( )
A．用葡萄糖制镜或保温瓶胆
B．铜铸塑像上出现铜绿[Cu (OH) CO]
2 2 3
C．用NaSiO 溶液制备木材防火剂
2 3
D．用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
高频考点二 氧化还原反应规律
例2．已知I－、Fe2＋、SO 、Cl－和HO 均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为
2 2 2
Cl－＜Fe2＋＜HO＜I－＜SO ，则下列反应不能发生的是( )
2 2 2
A．2Fe3＋＋SO ＋2HO===2Fe2＋＋SO＋4H＋
2 2
B．I＋SO ＋2HO===H SO ＋2HI
2 2 2 2 4
C．HO＋HSO ===SO↑＋O↑＋2HO
2 2 2 4 2 2 2
D．2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－
2
【变式探究】氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl＋KOH―→KX＋KY＋HO(未配
2 2
平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ的物质的量之比为1∶3)，以上
KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯元素的化合价是( )A．＋1 B．＋3 C．＋5 D．＋7
高频考点三 氧化还原反应的配平
例3．一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH NO ―→HNO＋N↑＋HO，下列说
4 3 3 2 2
法错误的是( )
A．配平后HO的化学计量数为6
2
B．NH NO 既是氧化剂又是还原剂
4 3
C．该反应既是分解反应也是氧化还原反应
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
【变式探究】已知离子方程式：As S＋HO＋NO―→AsO＋SO＋NO↑＋________(未配平)，下列说法
2 3 2
错误的是( )
A．配平后水的化学计量数为4
B．反应后的溶液呈酸性
C．配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28
D．氧化产物为AsO和SO
高频考点四 氧化还原反应的相关计算
的
例4.（2023·浙江选考）关于反应 ，下列说法正确 是（ ）
A. 生成1molN O，转移4mol电子 B. NH OH是还原产物
2 2
C. NH OH既是氧化剂又是还原剂 D. 若设计成原电池，Fe2+为负极产物
2
【方法技巧】守恒法解题的思维流程
(1)一找各物质：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)二定得失数：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)三列关系式：根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
【变式探究】在一定条件下，PbO 与Cr3＋反应，产物是Pb2＋和Cr O，则与1 mol Cr3＋反应所需PbO
2 2 2
的物质的量为( )
A．3.0 mol B．1.5 mol
C．1.0 mol D．0.75 mol
【举一反三】有关反应14CuSO ＋5FeS＋12HO===7Cu S＋5FeSO ＋12HSO 的下列说法中错误的是(
4 2 2 2 4 2 4
)A．FeS 既是氧化剂也是还原剂
2
B．CuSO 在反应中被还原
4
C．被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7
D．14 mol CuSO 氧化了1 mol FeS
4 2
高频考点五 氧化还原反应的应用
例5．取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO 气体和672
2
mL的NO 气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为
2 4
17.02 g。则x等于( )
A．8.64 B．9.20
C．9.00 D．9.44
【变式探究】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO 、NO、NO的混合气体，将这些
2 2 4
气体与1.68 L O (标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加
2
入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
高频考点六 氧化还原滴定中的计算
例6．某废水中含有Cr O，为了处理有毒的Cr O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫
2 2
酸，再加入过量的V mL c mol·L－1 (NH )Fe(SO ) 溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c mol ·L－1
1 1 4 2 4 2 2
KMnO 溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO 溶液V mL。则原废水中c(CrO)为________________。
4 4 2 2
【变式探究】亚硫酰氯(SOCl ，熔点-104.5℃，沸点76-78℃，易水解生成SO 和HCl)是一种重要的化
2 2
学试剂，广泛用于有机合成。制备亚硫酰氯的两种方法：
方法1：以五氯化磷和二氧化硫为原料，发生反应：SO + PCl = SOCl +POCl
2 5 2 3
方法2：以三氧化硫和二氯化硫为原料。
(1)方法1反应的过程中是否存在电子转移_______？
(2)写出方法2的化学方程式_______。
(3)某科研小组测定亚硫酰氯产品的纯度。步骤如下：
步骤一、用分析天平准确称取 样品，小心地将样品溶于 的氢氧化钠溶液中，充
分反应后，配成 500ml试样溶液。
步骤二、用移液管吸取 50ml试样溶液于 250ml碘量瓶中，加入两滴对硝基苯酚指示剂，滴加
盐酸至黄色刚好消失，加入 碘标准溶液，避光放置 。步骤三、用 标准溶液返滴定过量的I，近终点时加入淀粉溶液，继续滴定至终
2
点，消耗标准溶液 。
①指出步骤一中“配成 500ml试样溶液”所必需的定量玻璃仪器的名称_______。
②指出步骤二中滴加盐酸的目的_______。
③叙述步骤三中滴定终点的现象_______。
④计算样品的纯度(用含有V的代数式表示) _______。
