“氧化還原”相關(guān)規(guī)律小結(jié)

董詩洋

氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)解題的重要工具。除了常規(guī)題型的考查，該知識(shí)點(diǎn)常與化學(xué)滴定、除雜、離子共存、化學(xué)物質(zhì)制備、電化學(xué)等知識(shí)點(diǎn)緊密聯(lián)動(dòng)，能夠全面、靈活地考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與應(yīng)用。氧化還原是高考的熱點(diǎn)，歷年高考再現(xiàn)率幾乎為100%。因此，有必要對(duì)?？碱}型所蘊(yùn)含的相關(guān)規(guī)律作一個(gè)小結(jié)，以便提高解題效率。

一、價(jià)態(tài)規(guī)律

1.元素處于最高價(jià)時(shí)，由于不能再失去電子，因此僅具有氧化性；元素處于最低價(jià)時(shí)，由于不能再得到電子，因此僅具有還原性；處于中間價(jià)態(tài)的元素，既有氧化性，又有還原性。在某一反應(yīng)中，可能呈現(xiàn)一種性質(zhì)，也可能同時(shí)體現(xiàn)氧化性和還原性。如過氧化氫分解制氧氣，過氧化氫既是氧化劑，又是還原劑。

例1：下列轉(zhuǎn)化過程中必須加還原劑才能實(shí)現(xiàn)的是（ ）。A.SO32-→SO4

2-B.Cu→Cu2+C.HClO→HCl D.SiO2→Si

解析：還原劑有還原性，則與還原劑反應(yīng)的物質(zhì)被還原。因此，在轉(zhuǎn)化過程中應(yīng)有元素化合價(jià)降低。標(biāo)出四個(gè)選項(xiàng)中，物質(zhì)轉(zhuǎn)化前后元素的化合價(jià)，只有C中Cl的化合價(jià)降低。答案為C。

例2：下列物質(zhì)按一般只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的是（ ）。

A.F2、K、Cl2B.Cl2、Al、H2

C.NO2、SO2、H2O D.HNO3、HCl、Fe2+

解析：A選項(xiàng)符合題意；B選項(xiàng)，Cl2既有氧化性，又有還原性，而Al和H2一般情況下，僅有還原性，B不合題意；C選項(xiàng)中，NO2中的N，SO2中的S均為中間價(jià)態(tài)，H2O中H處于最高價(jià)，O處于最低價(jià)，因此三者均既有氧化性又有還原性；D選項(xiàng)中的HCl既有氧化性，又有還原性，不合題意。

本題答案為A。

2.不同價(jià)態(tài)的同一元素，若二者不存在中間價(jià)態(tài)，則二者不反應(yīng)。如H2SO4與SO2中硫元素的化合價(jià)分別為+6價(jià)，+4價(jià)，無中間價(jià)態(tài)，因此可以用濃硫酸干燥SO2；Fe3+與Fe2+無中間價(jià)態(tài)，因此可以在同一溶液中大量共存。

3.在氧化還原反應(yīng)前后，同一元素的價(jià)態(tài)只靠攏不交叉。

例3：用雙線橋表示反應(yīng)H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O的電子轉(zhuǎn)移。

解析：由題知，反應(yīng)前后只有“S”的化合價(jià)發(fā)生變化。首先，標(biāo)出“S”的化合價(jià)分別為：-2，+6，0，+4；其次，在數(shù)軸上標(biāo)出這幾個(gè)價(jià)態(tài)：

從-2→0，+6→+4的兩條線，在數(shù)軸上沒有交叉；而-2→+4，+6→0，兩條線有交叉，這在氧化還原反應(yīng)中是不合理的。因此H2S對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物是S，H2SO4對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物為SO2。

二、強(qiáng)弱規(guī)律

1.氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物。

2.物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的離子還原性越弱。

3.同一種氧化劑與多種還原劑反應(yīng)時(shí)，若反應(yīng)條件越簡單，還原劑的還原性越強(qiáng)；同理，一種還原劑與多種氧化劑反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)條件越簡單，氧化劑的氧化性越強(qiáng)。

4.同一物質(zhì)參與氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)條件相同時(shí)，被不同氧化劑氧化的程度越大，氧化劑的氧化性越強(qiáng)。

例4：已知有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)：

若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-三種離子，要將I-氧化除去而又不氧化Fe2+和Cl-，可以加入的試劑是（ ）。

A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.HCl

解析：解答這道習(xí)題的關(guān)鍵是掌握氧化性、還原性的強(qiáng)弱比較規(guī)律，且能夠靈活地加以應(yīng)用。首先找出每個(gè)反應(yīng)的氧化劑及氧化產(chǎn)物；其次，根據(jù)強(qiáng)弱規(guī)律可知：①中氧化性：Fe3+＞I2，②中氧化性：Cl2＞Fe3+，③中氧化性：MnO4-＞Cl2。將不等式聯(lián)立，得出氧化性強(qiáng)弱關(guān)系為：KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞I2，還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮-＞Fe2+＞Cl-＞Mn2+。

根據(jù)題意，若通過氧化除去I-，但又保留Fe2+與Cl-，需要的試劑應(yīng)滿足：還原性弱于I-，強(qiáng)于Fe2+和Cl-。題中的Fe3+的還原產(chǎn)物為Fe2+，且滿足上述條件，因此，本題答案為C。

例5：酸性溶液中離子還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镾O2>l->Fe2+H2O2＞Cl-，則下列反應(yīng)不可能發(fā)生的是（ ）。

A.2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42-+4H+

B.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

C.l2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI

D.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O

解析：假設(shè)各選項(xiàng)中的反應(yīng)均能發(fā)生。根據(jù)氧化還原的強(qiáng)弱規(guī)律可得：A選項(xiàng)還原性：SO2＞Fe2+；B選項(xiàng)還原性：Fe2+＞Cl-；C選項(xiàng)還原性：SO2＞I-，均與題中給出的條件一致。而D選項(xiàng)，還原性H2O2＞SO2，與題目已知條件矛盾，因此D項(xiàng)反應(yīng)不能發(fā)生。本題答案為D。

例6：已知下面三個(gè)方法都可以用來制取氯氣：解析：在這3個(gè)反應(yīng)中，MnO2、O2、KMnO4分別作氧化劑，還原劑均是HCl。反應(yīng)②無需條件，即可進(jìn)行；反應(yīng)①需要加熱；反應(yīng)③不僅需要加熱，還需要催化劑。

已知，同種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)條件越簡單，氧化還原反應(yīng)發(fā)生的越容易，氧化劑的氧化性越強(qiáng)?？芍绢}答案：三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篕MnO4、MnO2、O2。

三、難易規(guī)律

1.物質(zhì)越易失電子，還原性越強(qiáng)，失電子后越難得到電子。

2.物質(zhì)越易得電子，氧化性越強(qiáng)，得電子后越難失去電子。

3.同一種氧化劑同時(shí)接觸到多種還原劑時(shí)，氧化劑優(yōu)先與還原性強(qiáng)的還原劑反應(yīng)；同理，一種還原劑優(yōu)先與氧化性強(qiáng)的氧化劑反應(yīng)。

例7：下列說法中正確的是（ ）。

A.失電子越多，還原性越強(qiáng)，得電子越多，氧化性越強(qiáng)

C.SO42-中的硫元素化合價(jià)是＋6價(jià)，處于硫的最高價(jià)，因此SO42-的氧化性一定很強(qiáng)

解析：A項(xiàng)，不能用得失電子的數(shù)目判斷氧化性或還原性的強(qiáng)弱；B項(xiàng)，Cu和Fe2+分別為還原劑和還原產(chǎn)物，B項(xiàng)比較的是還原性強(qiáng)弱；C項(xiàng)，只有氧化性的物質(zhì)，并不一定有強(qiáng)氧化性；D項(xiàng)正確。

本題答案為D。

例8：向200mLFeBr2溶液中逐漸通入Cl2，其中n(Fe3+)、n(Br2)隨通入n(Cl2)的變化如圖所示，下列說法不正確的是（ ）。

A.氧化性：Br2>Fe3+

B.由圖可知，該FeBr2溶液的濃度為1mol/L

C.n(Cl2)=0.12mol時(shí)，溶液中的c(Fe3+):c(Br-)=1:8

D.n(FeBr2):n(Cl2)=1:1時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++2Cl2+2Br-=2Fe3++4Cl-+Br2

解析：A項(xiàng)，由圖可知，向200mLFeBr2溶液中逐漸通入Cl2時(shí)，F(xiàn)e2+先被氧化，則還原性：Fe2+＞Br-，可知氧化性Br2＞Fe3+，A正確；

C項(xiàng)，當(dāng)通入的n(Cl2)=0.12mol時(shí)，0.2molFe2+已經(jīng)完全被氧化為0.2molFe3+，Cl2過量0.02mol，繼續(xù)與Br-反應(yīng)，消耗量為0.04mol，溶液中剩余的n(Br-)=0.4mol-0.04mol=0.36 mol。同一溶液中離子濃度比等于其物質(zhì)的量之比，即：c(Fe3+):c(Br-)=n(Fe3+):n(Br-)=0.2mol:0.36mol=5:9，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)，n(FeBr2):n(Cl2)=1:1時(shí)，溶液中Fe2+已經(jīng)完全被氧化為Fe3+，剩余的Cl2將一半的Br-被氧化為Br2，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-，故D正確。

本題答案為C。

四、守恒規(guī)律

氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等，即氧化劑中被還原的元素化合價(jià)降低的總數(shù)等于還原劑中被氧化的元素化合價(jià)升高的總數(shù)。

例9：配平下列氧化還原方程式

__Fe3+＋__ClO-＋__OH-===__FeO42-＋__Cl-＋__H2O