聚焦氧化還原反應(yīng)在高考中的應(yīng)用

林麗澎 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

引言

高中的化學(xué)知識甚多，每個領(lǐng)域都有其精妙之處，而氧化還原反應(yīng)考察你的細(xì)心與對知識掌握的牢固程度。

一、氧化還原反應(yīng)的簡介

所謂氧化還原反應(yīng)是氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的總和，在一個反應(yīng)中二者同時發(fā)生同時結(jié)束，其本質(zhì)就是電子的轉(zhuǎn)移。氧化反應(yīng)就是還原劑得到失去電子化學(xué)價升高變成氧化產(chǎn)物的反應(yīng)，還原反應(yīng)就是氧化劑得到電子化學(xué)價降低變成還原產(chǎn)物的反應(yīng)。

于是我們要學(xué)好氧化還原反應(yīng)，必須準(zhǔn)確地判斷哪類反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。哪個是氧化物哪個是還原物。那怎樣才能準(zhǔn)確判斷呢？我們在中學(xué)的時候?qū)W過幾種基本的反應(yīng)類型，分別是置換反應(yīng)、化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)。其中屬于氧化還原反應(yīng)的是置換反應(yīng)，還有有單質(zhì)參加反應(yīng)的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)。而復(fù)分解反應(yīng)因為是陰陽離子互相交換沒有化合價的變化而不屬于氧化還原反應(yīng)。

二、氧化還原反應(yīng)的判斷

氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)就是元素在發(fā)生反應(yīng)后化合價發(fā)生變化，有兩種表現(xiàn)，一是元素失去電子，化合價升高，被氧化，此元素作為還原劑；二是元素得到電子，化合價降低，被還原，此元素為氧化劑。

例：下列氧化還原反應(yīng)中，水作為氧化劑的是( )。

A.CO+H2O===CO2+H2

B.3NO2+H2O===2HNO3+NO

C.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑

D.2F2+2H2O===4HF+O2

答案解析：A從此題的選項中可見，A選項水中的H+化合價降低生成H2，即水是氧化劑,故A正確；B選項氧化劑與還原劑均是NO2，故B錯誤；C選項與B相同，Na2O2既是氧化劑也是還原劑；D選項中O2-化合價升高生成O2，即水是還原劑。

三、氧化性與還原性的強弱規(guī)律

1.在元素周期表中，金屬族中從上到下因為金屬活潑性加強所以還原性漸強，氧化性漸弱；非金屬中從上到下氧化性漸強，還原性漸弱。

2.常見的氧化劑：Cl2、H2SO4、KMnO4、O2、I2、K2CrO7等等。

3.常見的還原劑：K、Na、Mg、Fe、H2、SO2等等。

四、氧化還原反應(yīng)中的基本規(guī)律

1.在一個氧化還原反應(yīng)中，電子的轉(zhuǎn)移總數(shù)是一定的，氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)等于還原反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)。

2.氧化還原反應(yīng)中可以使用單線橋表示法，即找出化合價升高的元素，化合價升高的指向降低的，標(biāo)出失去的價數(shù)，或者雙向橋表示法計算出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。

3.在反應(yīng)中，元素只有一個性質(zhì)，最高價態(tài)的元素有氧化性，可被還原(KMnO4，K2CrO7)；最低價態(tài)的元素具有還原性，可被氧化(硫離子，氧離子)；處于中間價態(tài)的元素既有氧化性又有還原性(Cl2、二價鐵離子)。

4.強氧化性的氧化劑跟強還原性的還原劑反應(yīng)產(chǎn)生弱還原產(chǎn)物跟弱氧化產(chǎn)物。

5.歧化反應(yīng)：同種元素的同種價態(tài)一部分發(fā)生氧化反應(yīng)，一部分發(fā)生還原反應(yīng)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

例(2012上?！?0)火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應(yīng)為:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2下列說法正確的是:

A.SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物;

B.CuFeS2僅作還原劑，硫元素被氧化;

C.每生成1mol Cu2S，有4 mol硫被氧化;

D.每轉(zhuǎn)移1.2 mol電子，有0.2 mol硫被氧化。

答案解析：AD。題目中的CuFeS2中的Cu、Fe是+2價，S是-2價，而SO2的S是+4價，O是-2價，即可知SO2是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，A正確；B，由方程式可知+2價的Cu發(fā)生還原反應(yīng)生成+1價的Cu，即CuFeS2也做氧化劑被還原，B錯誤；C每生成1mol Cu2S時只有1molS被氧化，C錯誤；D，反應(yīng)中總共轉(zhuǎn)移6mol電子，只有1molS被氧化，則比例為6:1.即轉(zhuǎn)移1.2mol電子時，有0.2molS被氧化。

例(2010·東城區(qū)模擬)三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體，它在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生反應(yīng)：3NF3+5H2O===2NO+HNO3+9HF。下列有關(guān)說法正確的是( )。

A.NF3是氧化劑，H2O是還原劑;

B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2∶1;

C.若生成0.2 mol HNO3，則轉(zhuǎn)移0.2 mol電子;

D.NF3在潮濕的空氣中泄漏會產(chǎn)生紅棕色氣體。

答案解析：D,由反應(yīng)方程式可知，NF3中+3價的N發(fā)生氧化反應(yīng)生成HNO3中+5價的N，還有生成+2價的NO，即NF3既是還原劑又是氧化劑，故A錯誤；還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比應(yīng)該為1:2，B錯誤；每生成0.2mol的HNO3應(yīng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子，C錯誤；NO在空氣中與O2反應(yīng)生成NO2，NO2再生成紅棕色的N2O4，故D正確。

五、氧化能力與還原能力的判斷

1.氧化劑的氧化能力：根據(jù)元素周期表，堿金屬從上到下的還原性減弱，氧化性增強。

2.根據(jù)反應(yīng)方程式：

氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物

氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物

還原性：還原劑>還原產(chǎn)物

3.根據(jù)反應(yīng)條件判斷：

當(dāng)變價的還原劑在相似條件下作用于不同氧化劑時，根據(jù)氧化產(chǎn)物的氧化價態(tài)而判斷氧化劑的強弱。

例如：2Fe+3Cl2= 2FeCl3；Fe+S=FeS

可判斷氧化性：Cl2>S

4.根據(jù)反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)的溫度，反應(yīng)的酸性進行判斷。反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)溶液的酸性越大，氧化性越強

例(2010·濰坊模擬)根據(jù)反應(yīng)：2H2S+O2===2S↓+2H2O，4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O，Na2S+I2===2NaI+S↓。下列物質(zhì)的氧化性強弱判斷正確的是( )。

A．O2>I2>S；

B．H2S>NaI>H2O；

C．S>I2>O2；

D．H2O>NaI>H2S

答案解析：A，反應(yīng)式1中氧化性O(shè)2>S,式2中O2>I2.式3中I2>S，故可得知O2>I2>S，即A正確。

六、總結(jié)

如今氧化還原反應(yīng)在高考中頻繁出現(xiàn)，而且題型千變?nèi)f化，但是萬變不離其宗，只要考生能夠掌握氧化還原反應(yīng)的基本知識，就可以在考場上暢通無阻。只要多用心學(xué)習(xí)，多做題，氧化還原并不難。

[1]盧國鋒.盧敬萱《突破氧化還原三重門》.

[2]黃靜,鄭柳萍《高一學(xué)生問題表征特點的比較分析——以氧化還原反應(yīng)相關(guān)問題為例》.

[3]楊金文《淺談氧化還原反應(yīng)》.