文档内容
第 5 讲 氧化还原反应
【学科核心素养】
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。
【核心素养发展目标】
1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。能从宏观和微观相结合的角度理解氧化
还原反应与四种基本反应类型的关系。
2.认识元素在物质中可以具有不同价态，可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相
互转化。
3.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念，熟知常见的
氧化剂和还原剂，理清相关概念间的关系。促进“变化观念”化学核心素养的发展。
4.认识物质的氧化性、还原性，学会分析预测物质具有的氧化性或还原性，建立判断物质氧化性、还
原性强弱的“思维模型”。
【知识点解读】
知识点一 氧化还原反应的相关概念
一、氧化还原反应
1．氧化还原反应的本质和特征
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2_mol，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
【名师归纳】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。
【归纳总结】
知识点二 物质氧化性、还原性强弱的判断
一、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
二、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：
(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：
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
知识点三 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”。
例如：不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是下图中的①②③④。
【特别提醒】不会出现⑤中HS转化为SO ，而HSO 转化为S的情况。
2 2 2 4
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 22．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
同一体系中，当有多个氧化还原反应发生时，反应的先后顺序遵循强者优先的规律。例如：向含相同
物质的量浓度的S2－、I－、Br－溶液中，缓慢通入氯气，还原性强的离子优先发生反应，先后顺序为 S2－、I
－、Br－；向含等物质的量浓度的Fe3＋、Cu2＋、H＋、Ag＋溶液中，缓慢加入足量的镁粉，氧化性强的离子优
先发生反应，先后顺序为Ag＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋。
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。
知识点四 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。
知识点五 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。
【典例剖析】
高频考点一 氧化还原反应的判断
例1.（2020·山东卷）下列叙述不涉及氧化还原反应的是（ ）
A. 谷物发酵酿造食醋 B. 小苏打用作食品膨松剂
C. 含氯消毒剂用于环境消毒 D. 大气中NO 参与酸雨形成
2
【举一反三】（2019·北京卷）下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是（ ）
物质（括号内为杂质） 除杂试剂
A FeCl 溶液（FeCl ） Fe粉
2 3
B NaCl溶液（MgCl ） NaOH溶液、稀HCl
2
C Cl（HCl） HO、浓HSO
2 2 2 4
D NO（NO ） HO、无水CaCl
2 2 2
【变式探究】 (2018·北京卷)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是( )
选项 A B C D
NaOH溶液滴 石蕊溶液滴入 NaS溶液滴入 热铜丝插入稀
实验 2
入FeSO 溶液中 氯水中 AgCl浊液中 硝酸中
4
产生白色沉淀，随 溶液变红，随 沉淀由白色逐 产生无色气体，随
现象
后变为红褐色 后迅速褪色 渐变为黑色 后变为红棕色
高频考点二 氧化还原反应中综合判断
例2．（2021·浙江选考）关于反应8NH +6NO=7N +12H O，下列说法正确的是
3 2 2 2
A. NH 中H元素被氧化
3
B. NO 在反应过程中失去电子
2
C. 还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：4
D. 氧化产物与还原产物的质量之比为4：3
【变式探究】NaSO 是重要的化工原料，用途很广，其还原性较强，在溶液中易被Cl 氧化成SO
2 2 3 2
，常用作脱氯剂，主要用于治疗氰化物中毒.工业上可利用反应NaCO+2Na S+4SO=3Na SO+CO 制取
2 3 2 2 2 2 3 2NaSO，下列说法正确的是
2 2 3
A．每吸收4molSO ，放出22.4LCO
2 2
B．每生成1molNa SO，转移N 个电子
2 2 3 A
C．氧化产物与还原产物的质量之比为2：1
D．还原性强弱：S2-＞SO >Cl-
2
高频考点三 氧化还原反应规律的综合应用
例3．（2021·广东选考）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. a可与e反应生成b
B. b既可被氧化，也可被还原
C. 可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D. 可存在 的循环转化关系
【变式探究】已知有如下反应：
①KCr O+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl +3Cl↑+7H O②Cr+2HCl(稀)=CrCl +H ↑；
2 2 7 3 2 2 2 2
③2KMnO +16HCl(稀)=2KCl+2MnCl +5Cl↑+8H O，下列说法错误的是
4 2 2 2
A．氧化性：KMnO ＞KCr O＞Cl
4 2 2 7 2
B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：5
C．向Cr (SO ) 溶液中滴入酸性KMnO 溶液，可发生反应：10Cr3++6 +11H O= +6Mn2+
2 4 3 4 2
+22H+
D．向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化，说明两者不能发生反应
高频考点四 氧化还原反应的相关计算
例4.（2021·湖南选考）KClO 常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步
3
反应为 。下列说法错误的是（ ）A. 产生22.4L(标准状况) Cl 时，反应中转移10 mol e-
2
B. 反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6
C. 可用石灰乳吸收反应产生的 Cl 制备漂白粉
2
D. 可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO -的存在
3
【变式探究】（2020·浙江卷）反应 中，氧化产物与还
原产物的物质的量之比是( )
A. 1:2 B. 1:1 C. 2:1 D. 4:1
【举一反三】（2019·浙江选考）反应8NH ＋3Cl N＋6NH Cl，被氧化的NH 与被还原的Cl 的物
3 2 2 4 3 2
质的量之比为（ ）
A．2∶3 B．8∶3 C．6∶3 D．3∶2
