資源簡介

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第一章 物質及其變化
第3節 氧化還原反應
第3課時 氧化還原反應的規律及應用
課程目標展示 素養目標達成
1.掌握氧化還原反應的基本規律。 2.掌握氧化還原反應方程式的配平與有關計算。
1. 宏觀辨識與微觀探析：從宏觀現象（如金屬腐蝕、燃燒）分析微觀電子轉移本質。
2. 變化觀念與平衡思想：理解氧化還原反應中物質轉化與能量變化的動態平衡。
3. 證據推理與模型認知：通過實驗現象建立氧化還原反應模型（如原電池、電解池）。
4. 科學探究與創新意識：設計實驗驗證電子轉移（如碘鐘實驗），探索新型能源材料（如燃料電池）。
5. 科學態度與社會責任：利用氧化還原知識解決實際問題（如金屬防腐、污水處理），關注環保與能源可持續發展。
自主學習 夯實基礎
1.回憶氧化還原反應的特征、實質。
特征:　
實質:　
化合價的變化(化合價的升高與降低)　
電子的轉移(電子的得失或共用電子對的偏移)　
2.氧化還原反應電子轉移的標注:KIO3+5KI+3H2SO43K2SO4+3I2+3H2O。
(1)雙線橋: 　 。
(2)單線橋: 　 。
3.配平下列常見氧化還原反應:
(1)　 　CuO+　 　C 　 　Cu+　 　CO2↑。
(2)　 　Fe2O3+　 　CO　 　Fe+　 　CO2。
(3)　 　Zn+　 　HCl =　 　ZnCl2+　 　H2↑。
(4)　 　Na+　 　Cl2 　 　NaCl。
(5)　 　H2+　 　Cl2 　 　HCl。
(6)　 　Fe2O3+　3 　H2 　 　Fe+　 　H2O。
(7)　 　H2O2 　 　H2O+　 　O2↑。
(8)　 　P+　 　O2 　 　P2O5。
2
1
2
1
1
3
2
3
1
2
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
3
2
2
1
4
5
2
4.氧化還原反應的應用
(1)汽車尾氣的處理
汽車尾氣的主要成分是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO、CO2),其中的NOx和CO都是有毒氣體,直接排放會造成嚴重的大氣污染。在一定條件下,利用氧化還原反應原理,可將NOx與CO轉化成無毒的N2和CO2,從而減少或消除汽車尾氣對大氣的污染。
2NO+2CO N2+2CO2;2NO2+4CON2+4CO2;2NOx+2xCO N2+2xCO2。
(2)在生產、生活中所需的各種金屬大多是通過氧化還原反應從礦石中冶煉出來的;同樣,金屬的腐蝕一般也是氧化還原反應。
(3)許多化工產品的制備,如合成氨、合成硝酸、制硫酸、電解法制燒堿等,主要反應都是氧化還原反應。
(4)農業生產中,植物的光合作用、呼吸作用都是復雜的氧化還原反應。
(5)日常生活中,食物的腐敗就是氧化還原反應。因此袋裝食品中加入脫氧劑可延長食品的保質期。
判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)強氧化劑與強還原劑混合不一定能發生氧化還原反應。(　 　)
(2)陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性。(　 　)
(3)難失電子的物質一定易得電子。(　 　)
(4)含有最高價元素的化合物一定具有強氧化性。(　 　)
(5)氧化還原反應中的反應物,不是氧化劑就是還原劑。(　 　)
(6)反應2F2+2H2O 4HF+O2中,H2O為還原劑。(　 　)
√
×
×
×
×
√
效果檢測
任務1 氧化還原反應基本規律
情境導入
“84”消毒液和潔廁靈是家庭必備的生活用品。“84”消毒液是一種高效消毒劑,主要成分為次氯酸鈉(NaClO,Cl為+1價),是無色或淡黃色液體,且具有刺激性氣味,被廣泛用于賓館、醫院、食品加工廠、家庭等場所的衛生消毒。潔廁靈主要成分是鹽酸,還含有微量表面活性劑、香精、緩蝕劑,主要應用在家庭、賓館、飯店、學校、醫院、公廁等場所。
問題生成
1.利用氧化還原反應的知識從氯元素的角度分析“84”消毒液和潔廁靈的主要成分具有哪些性質。
[答案] NaClO中Cl為+1價,處于氯的中間價態,既有氧化性又有還原性;HCl中Cl為-1價,處于氯的最低價態,具有還原性。
互動探究 提升能力
2.“84”消毒液和潔廁靈不能混用,混用常常會引發人體中毒(已知氯氣有毒)。
(1)利用氧化還原反應的原理說明原因。
(2)寫出該反應的化學方程式,并用單線橋法表示電子轉移。
[答案] (1)NaClO具有氧化性,HCl具有還原性,兩者混用會發生歸中反應生成有毒氣體Cl2。
(2)
3.氯系氧化劑、消毒劑在生產、生活中有廣泛應用。其消毒能力可以用“有效氯”表示,有效氯定義為單位質量的消毒劑得電子能力與多少克氯氣相當。下列消毒劑(或氧化劑)的有效氯最高的是　 　(填字母)。
A.NaClO　　　　　　B.Ca(ClO)2 C.NaClO2 D.ClO2
D
[解析] 單位質量的含氯氧化劑得電子數越多,有效氯越高。單位質量的NaClO、Ca(ClO)2、NaClO2、ClO2得電子數之比為∶∶∶,則有效氯最高的是ClO2,故D項符合題意。
01
02
03
04
根據反應方程式判斷
根據金屬和非金屬活動性順序表
氧化性、還原性強弱比較
根據反應條件
根據產物中變價元素的價態
復習回顧
（一）價態規律
處于中間價態的元素，既有氧化性、又有還原性。
價態決定性質
最低價
最高價
中間價
只有還原性
只有氧化性
既有氧化性
又有還原性
處于最高價態的元素，只有氧化性；
處于最低價態的元素，只有還原性；
一、氧化還原反應的規律
練1.下列微粒只有還原性的是
A.H＋ B.Fe2＋ C.Zn D.HCl
√
解析　只有還原性的元素應處于最低價。金屬單質0價就是最低價。HCl中雖然Cl為－1價為最低價，但是H為＋1價為最高價，有氧化性。
練2.下列物質中，按只有氧化性、只有還原性、既有
氧化性又有還原性的順序排列的一組是
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
√
價態不交叉規律
H2S + H2SO4(濃) = S↓ + SO2↑+ 2H2O
-2 +6 0 +4
-2
0
+4
+6
×
得到 2e-
失去 2e-
“只靠攏，不交叉”“就近變價”
同種元素不同價態之間發生氧化還原反應，元素的化合價只向中間靠攏，不出現交叉。即：高價要降低，低價要升高，它們最多變為同一價態，不可能發生交叉現象。
元素跟你們一樣，很“懶”的。在化學反應中，化合價能不變就不變，價態變化值能少就少。
含同種元素但價態不同的物質間發生氧化還原反應時，該元素價態的變化一定遵循“高價＋低價 → 中間價”，而不會出現交叉現象
簡記為“只靠攏，不交叉”。稱為價態歸中反應。
KClO3＋6HCl＝3Cl2↑＋KCl＋3H2O
+5 -1 0 -1
-1
0
+5
×
得到 5e-
失去 5×e-
物質所含元素能生成多種價態的產物時，“中間價→ 高價＋低價”，
發生的氧化還原反應稱為歧化反應。
Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O
0 -1 +1
得到e-
失去e-
【拓展深化】歧化反應與歸中反應
(1)歧化反應是同一物質中同一價態的同一元素間發生的氧化還原反應(發生歧化的元素會部分升價、部分降價)。最大特點即“同物同素同價態”，“同物”即同一個反應物，“同素”即同一個反應物中的同一個元素，“同價態”即同一個反應物中的同一個元素的同一個價態，如3NO2+H2O====2HNO3+NO(NO2中的N化合價為+4價，2/3的+4價N升高到HNO3中+5價的N，1/3的+4價N降低到NO中的+2價N)。
(2)歸中反應就是指同種元素的不同化合物發生氧化還原反應，該元素的化合價向中間靠攏，如2H2S+SO2====3S↓+2H2O，此反應中，H2S中的S是-2價，SO2中的S是+4價，它們兩者發生氧化還原反應后，生成0價的S。
同種元素相鄰價態間不發生氧化還原反應
如Fe3+（強氧化性）和Fe2+（強還原性）之間不發生氧化還原反應
再如濃硫酸（強氧化性）和SO2（強還原性）之間不發生氧化還原反應
練3.反應KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，被氧化的氯原子與被還原的氯原子的個數之比為
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
√
解析　不同價態的同種元素發生氧化還原反應時，高價態元素和低價態元素反應生成中間價態元素(即兩頭變中間，只靠攏不交叉)。KClO3中的氯元素由＋5價被還原成0價，HCl中的氯元素一部分由－1價被氧化成0價，由得失電子守恒知，被氧化的氯原子(化合價升高的氯原子)和被還原的氯原子(化合價降低的氯原子)的個數之比為5∶1。
強弱律
氧化劑 + 還原劑 = 還原產物 + 氧化產物
氧化性強
氧化性弱
還原性強
還原性弱
規律：在氧化還原反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性，
還原劑的還原性強于還原產物的還原性。
微點撥
應用：
①比較物質的氧化性或還原性強弱
②判斷氧化還原反應能否發生或反應方程式的正誤
練4.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2＋的氧化性依次減弱，下列反應在水溶液中不可能發生的是
A.Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B.10Cl－＋2 ＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
C.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
D.5Pb2＋＋2 ＋2H2O===5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋
√
解析　A能，因為Fe3＋的氧化性比Cu2＋強；B能，因為 的氧化性比Cl2的強；
C能，因為Cl2的氧化性比Fe3＋的強；
D不能，因為PbO2的氧化性比 的強，所以 不能將Pb2＋氧化為PbO2。
練5：已知I－、Fe2＋、SO2和H2O2均有還原性，它們在酸性溶液中還原性的強弱順序為：Fe2＋＜H2O2＜I－＜SO2，則下列反應不能發生的是（ ）
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋
B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O
D．2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋
C
優先律
當一種氧化劑遇到幾種還原劑，若均能反應，先跟還原性強的反應。
強者優先
當一種還原劑遇到幾種氧化劑，若均能反應，先跟氧化性強的反應。
應用：判斷多種物質組成的混合物中氧化還原反應發生的先后順序。
例如：Cl2通入FeBr2和FeI2混合溶液發生反應
已知還原性順序：I->Fe2+>Br-
反應順序依次為：
Cl2+2I-=I2+2Cl-
Cl2+2Fe2+-=2Fe3++2Cl-
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
微點撥
練6：（1）向含相同物質的量濃度的S2－、I－、Br－溶液中，緩慢通入氯氣，
還原性強的離子優先反應，先后順序： ；
（2）向含等物質的量濃度的、Cu2＋、H＋、Ag＋溶液中，緩慢加入足量的鐵粉，氧化性強的離子優先發生反應，先后順序為
。
S2－、I－、Br－
Ag＋、Cu2＋、H＋
守恒律
微觀上
宏觀上
元素失去電子數
元素得到電子數
元素化合價升高的總數
元素化合價降低的總數
每個原子的轉移電子數
×
原子個數
微點撥
應用：
①有關氧化還原反應的計算
②氧化還原反應方程式的配平
應用電子守恒解題的方法
(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。
(2)找準一個原子或離子得失電子數目(注意化學式中粒子的個數)。
(3)根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出關系式：
n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價的絕對值)=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價的絕對值)。
B
練7：Na2S在堿性溶液中與NaClO反應，而NaClO 被還原為NaCl，若反應中Na2S與NaClO的個數之比為1∶4，則反應后硫元素的化合價為（ ）
A．+2　　　B．+6 C．+4 D．0
練8：4 mL 0.5 mol·L-1的某KXO4溶液恰好能將160 mL 0.1 mol·L-1的FeSO4的酸性溶液氧化為Fe2(SO4)3，則X元素在還原產物中的化合價為(　　)
A.-1　　　　　B.0　　　　　C.+2　　　　　D.+3
練9：在一定條件下，PbO2與Cr3+反應，產物是Cr2O72-和Pb2+，則與1 mol Cr3+反應所需PbO2的物質的量為(　　)
A.3.0 mol　　　 B.1.5 mol C.1.0 mol D.0.75 mol
√
√
氧化還原反應的基本規律
1.守恒規律
氧化還原反應中,得失電子總數相等,元素化合價升降總數相等,反應前后電荷總數相等(離子反應)。即有關系式:
還原劑失電子總數=氧化劑得電子總數
化合價降低的總數=化合價升高的總數
應用:氧化還原反應方程式的配平和相關計算。
2.強弱規律
還原性:還原劑>還原產物。
氧化性:氧化劑>氧化產物。
應用:物質間氧化性(或還原性)的強弱比較,判斷氧化劑和有還原性的物質在一定條件下
能否發生反應。
3.先后規律
(1)同一氧化劑與多種還原劑混合,還原性強的先被氧化。
(2)同一還原劑與多種氧化劑混合,氧化性強的先被還原。
應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。
4.價態規律
(1)高低規律
元素最高價態:只有氧化性。
元素中間價態:既有氧化性又有還原性。
元素最低價態:只有還原性。
應用:判斷元素或物質的氧化性、還原性。
(2)歸中規律
同種元素不同價態之間發生氧化還原反應,元素的化合價“只向中間靠攏不出現交叉”,如:
(√)
(×)
(3)歧化規律
歧化規律是指某元素的中間價態在適宜條件下同時向較高和較低的價態轉化,即“中間價→高價+低價”。具有多種價態的元素(如Cl、S、N和P等)均可發生歧化反應,如Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O。
(1)判斷氧化劑強弱的標準是看其得電子的難易程度,而不是看其得電子數目的多少,如濃硝酸和稀硝酸。再如氯氣和硫,氧化性Cl2>S,但二者與Fe反應時,Cl2將鐵氧化為FeCl3,S將Fe氧化為FeS。
(2)判斷還原劑強弱的標準是看其失電子的難易程度,而不是看其失電子數目的多少,如鈉和鋁。
(3)同一元素的價態越高,氧化性不一定越強,如高氯酸和次氯酸。HClO4中氯元素為+7價,高于HClO中氯元素的+1價,但HClO4的氧化性卻弱于HClO,因為物質的氧化性強弱不僅與化合價高低有關,還與物質本身的穩定性有關。
微點撥
例1 X、Y、Z、G、Q均為氯的含氧化合物,它們在一定條件下可發生如下轉化:
①G→Q+NaCl
②Q+H2O →X+H2
③Y+NaOH →G+Q+H2O
④Z+NaOH →Q+X+H2O
在這五種化合物中氯元素的化合價由高到低的順序是　 　。
X>Z>Q>Y>G
[解析] 首先觀察4個反應之間的特點,可知它們均為氧化還原反應,其中①③④為歧化反應,②為普通氧化還原反應。然后逐一分析,分別得出如下結論:對于轉化①,氯元素的化合價Q>G;對于轉化②,氯元素的化合價X>Q;對于轉化③,氯元素的化合價Q>Y>G;對于轉化④,氯元素的化合價X>Z>Q。
例2 工業制備高鐵酸鉀的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2Fe+3Cl-+5H2O。下列關于該反應的說法正確的是(　 　)。
A.Fe中Fe元素的化合價為+3
B.生成3個Cl-,轉移6個電子
C.Fe(OH)3是氧化劑
D.OH-是氧化劑
[解析] Fe中O元素的化合價為-2,則Fe元素的化合價為+6,A項錯誤;反應中ClO-轉化為Cl-,生成3個Cl-,轉移6個電子,B項正確;Fe(OH)3轉化為Fe,鐵元素的化合價升高,Fe(OH)3是還原劑,C項錯誤;OH-既不是氧化劑也不是還原劑,D項錯誤
B
練10、在①S2-②Fe3+③Fe2+④Mg2+⑥Cl-⑦H+⑧SO2⑨Fe⑩HCl 粒子中，只有氧化性的是 ，
只有還原性的是 ，
既有氧化性又有還原性的是 。
④⑦
①⑥⑨
②③⑤⑧⑩
練11．下列反應需要加入還原劑才能發生的是（ ）A．Cl →Cl2 B．Fe3+→Fe2+ C．SO32 →SO42- D．CO32 →CO2
B
練12．需要加入氧化劑才能實現下列反應的是（ ）
A．Cl2 →Cl－ B．H＋→H2 C．KMnO4→O2 D．Zn→Zn2＋
D
練l3．現有下列三個氧化還原反應：
①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，
可以加入的試劑是(　　)A．Cl2 B．KMnO4 C．FeCl3 D．HCl
C　
練14.根據反應①→④，可以判斷下列4種物質的氧化性由強到弱的
正確順序是(　　)①Cl2＋2KI===2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2④H2S＋I2===S＋2HIA．S＞I2＞Fe3＋＞Cl2 B．Cl2＞Fe3＋＞I2＞SC．Fe3＋＞Cl2＞S＞I2 D．Cl2＞I2＞Fe3＋＞S
B　
練15.已知反應：
＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。下列各微粒氧化能力由強到弱的順序正確的是（ ）
A. B.
C. D.
√
③中氧化劑是Fe3＋，氧化產物是I2，則氧化性：Fe3＋>I2。
練l6.某同學設計完成了以下兩個實驗：
①向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。繼續向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會逐漸變淺，最后變成無色(生成了HIO3)。
②向盛有KBr溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紅棕色。繼續向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層的顏色沒有變化。下列說法不正確的是（ ）
A．實驗①生成HIO3時發生的反應為：I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HClB．實驗②中當CCl4層變成紅棕色時可通過分液的方法獲得Br2的CCl4溶液
C．由上述實驗得出Cl2、Br2、I2的氧化性由強到弱的順序是：Cl2＞Br2＞I2D．由上述實驗得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強到弱的順序是：HBrO3＞Cl2＞HIO3
C　
練17.將0.195 g鋅粉加入到20.0 mL的0.100 mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反應,則還原產物可能是　
A.M　　　　B.M2+　　　　C.M3+　　　　D.MO2+
√
點撥：還原劑失去的電子總數=氧化劑得到的電子總數
互動探究 提升能力
任務2 氧化還原反應方程式的配平與計算
情境導入
船底防污漆是一種加有防污劑的特種漆,涂裝于船底和海洋水下設施之上,通過漆膜中毒料的滲出、擴散或水解,達到防止藤壺、牡蠣等海生動物附著的目的。

氧化亞銅(Cu2O)是一種鮮紅色粉末狀固體,主要用于制造船底防污漆。Cu2O幾乎不溶于水,可在酸性溶液中發生反應,與硫酸、鹽酸、硝酸的反應如下:
①Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O
②Cu2O+4HCl 2HCuCl2+H2O
③aCu2O+bHNO3(稀) =cCu(NO3)2+dNO↑+fH2O
問題生成
1.Cu2O中Cu的化合價是多少 反應①中氧化劑和還原劑
分別是哪種物質
[答案] +1;氧化劑和還原劑都是Cu2O。
2.反應②是不是氧化還原反應 若是,請說明轉移電子情況;若不是,請說明判斷依據。
[答案] 不是,反應前后元素化合價沒有改變。
3.請給反應③配平,并寫出配平思路與過程。
[答案] 3Cu2O+14HNO3(稀) 6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O;Cu2O到Cu(NO3)2,Cu元素的化合價升高1,則1個Cu2O化合價升高2,HNO3到NO,N元素的化合價降低3,根據氧化劑和還原劑得失電子數目守恒,可知Cu2O的化學計量數是3,作氧化劑的HNO3的化學計量數是2,所以還原產物的化學計量數也是2,根據原子守恒可以配出其他物質的化學計量數。
4.反應③中每產生2個NO分子,轉移的電子數目是多少
[答案] 6個。
配平三大原則
電子守恒
原子守恒
電荷守恒
氧化劑和還原劑得失電子總數相等，化合價升高總數=化合價降低總數
反應前后原子的種類和個數不變
離子反應前后，陰、陽離子所帶電荷總數相等
氧化還原方程式配平的基本原則
二、氧化還原反應的配平方法
檢查質量、電荷、電子是否守恒
配
平
五
大
步
驟
標變價
列得失
配系數
通過求最小公倍數使化合價升降總數相等
確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的化學計量數，觀察法配平其他物質的化學計量數
氧化還原方程式配平的一般步驟
查守恒
求總數
標明反應前后變價元素的化合價
列出化合價的變化值
【例】配平化學方程式：
H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O
H2S＋ HNO3→ S↓＋ NO↑＋ H2O
-2 +5 0 +2
↑2e-
S ：
0
-2
↓3e-
N ：
+2
+5
從而確定氧化劑(或還原產物)和還原劑(或氧化產物)的化學計量數。故H2S（或S）的化學計量數為3，HNO3（或NO）的化學計量數為2。
×3
（求最小公倍數）
×2
3
3
2
2
列得失
求總數
標變價
先配平變價元素，再利用原子守恒配平其他元素。
其他原子在配平時相等，最后利用O原子守恒來進行驗證。
H2S＋ HNO3→ S↓＋ NO↑＋ H2O
3
3
2
2
4
配系數
查守恒
=
（1）逆向配平
歧化反應
分解反應
氧化劑和還原劑是同一種物質
(1) Cl2+ KOH= KCl+ KClO3+ H2O
0 -1 +5
↑e-
Cl ：
-1
0
↓5e-
Cl ：
+5
0
×5
×1
5
1
3
6
3
(2) Cu(NO3)2= CuO+ NO2 ↑ + O2 ↑
↑e-
N：
+4
+5
↓2e-
O：
0
-2
×4
×2
+5 -2 +4 0
×1
4
1
2
2
3、氧化還原方程式配平的技巧
（2）補加配平
部分被氧化或被還原的反應可用補加配平法
(1) Cu+ HNO3= Cu(NO3)2+ NO ↑ + H2 O
0 +5 +2 +5 +2
↑2e-
Cu ：
+2
0
↓3e-
N ：
+2
+5
×3
×2
3
3
2
(3×2+2)
4
(2) KMnO4+ HCl(濃）= KCl+ MnCl2+ Cl2 ↑ + H2O
+7 -1 -1 +2 -1 0
↑ e-
Cl ：
0
-1
↓5e-
Mn ：
+2
+7
×2
×2
×5
5
2
2
2
(2+2×2+5×2)
8
（3）整體配平
一種物質中多種元素變化可用整體配平法
(1) FeS2+ O2= Fe2O3+ SO2
+2 -1 0 +3 +4 -2
↑ e-
Fe ：
+3
+2
↑5e-
S ：
+4
-1
×11
×2
↓2e-
O ：
-2
0
×1
↑ 11e-
×2
×4
4
11
2
8
(2) Cu2S+ HNO3= Cu(NO3)2+ H2SO4+ NO↑+ H2O
+1 -2 +5 +2 +6 +2
↑ e-
Cu：
+2
+1
↑8e-
S ：
+6
-2
×10
×1
↓3e-
N ：
+2
+5
×2
↑ 10e-
×3
3
3
6
10
22
8
(4)缺項配平
先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質的化學計量數，
然后由原子守恒確定未知物，再根據原子守恒進行配平。
缺項方程式是指某些反應物或生成物的分子式沒有寫出來，一般為水、酸或堿
配平方法
補項原則
條件 補項原則
酸性條件下 缺H（氫）或多O（氧）補H+
少O（氧）補H2O（水）
堿性條件下 缺H（氫）或多O（氧）補H2O（水）
少O（氧）補OH-
NaBiO3+ Mn2++ → Na++ Bi3++ +
【例】將NaBiO3固體（黃色，微溶）加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色（Bi3+無色）。配平該反應的例子方程式
分析：
(1)由溶液顯紫色可推知有MnO4-生成，確定變價元素物質的化學計量數：
MnO4-
5
5
2
2
Bi(+5→+3)? 2×5(化學計量數5配在NaBiO3和Bi3+前)
Mn(+2→+7)?5×2(化學計量數2配在Mn2+和MnO4-前)
(2)據補項原則，在酸性條件下，方程式左邊多O，故應補H＋，而方程式右邊少O，故應補H2O，再根據原子守恒配平H＋和H2O之前的化學計量數：
H＋
H2O
14
5
=
5
氧化還原反應方程式的配平
1.配平原則
2.配平步驟
(1)標價態:寫出反應物和生成物的化學式,標出發生氧化反應和還原反應的元素化合價。
+HO3(濃)→O2↑+O2↑+H2O
(2)列變化:標出反應前后元素化合價的變化。
(3)求總數:依據電子得失守恒,使化合價升高和降低的總數相等。

(4)配化學計量數:用觀察法配平其他物質的化學計量數,檢查電荷是否守恒,原子個數是否守恒。
C+4HNO3(濃)4NO2↑+CO2↑+2H2O
3.配平方法
(1)正向配平法:若參加反應的氧化劑全部被還原,參加反應的還原劑全部被氧化,可采用正向配平法,即根據化合價升降總數相等,確定氧化劑和還原劑的化學計量數,然后用觀察法配平其他物質。
(2)逆向配平法:部分氧化還原反應、自身氧化還原反應等宜選用逆向配平法,即先確定氧化產物和還原產物的化學計量數,然后用觀察法確定氧化劑和還原劑的化學計量數。
(3)雙向配平法:若氧化劑(或還原劑)中某元素的化合價只有部分發生變化,配平要從還原劑、還原產物(氧化劑、氧化產物)著手,即從化學方程式的兩端進行配平。
條件 補項原則
酸性條件 缺H(氫)或多O(氧)補H+,少O(氧)補H2O(水)
堿性條件 缺H(氫)或多O(氧)補H2O(水),少O(氧)補OH-
(4)缺項氧化還原反應方程式的配平
①方法
先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質的化學計量數,然后由元素守恒確定
未知物,再根據原子守恒和電荷守恒進行配平。
②補項原則
5
例3 配平下列反應方程式。
(1)正向配平類
　 　KI+　 　KIO3+　 　H2SO4 　 　I2+　 　K2SO4+　 　H2O。
(2)逆向配平類
　 　S+　 　NaOH =　 　Na2S+　 　Na2SO3+　 　H2O。
1
3
3
3
3
3
6
2
1
3
[解析] S既是氧化劑又是還原劑,化合價有升高到+4的,也有降低到-2的,因此從方程式右端產物開始分析,為了保證得失電子守恒,Na2S和Na2SO3化學計量數之比是2∶1,確定S的化學計量數是3,再根據觀察法配平其他物質的化學計量數。
(3)缺項配平類
將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi3+在溶液中呈無色)。配平該反應的離子方程式:
　 NaBiO3+　 Mn2++　 　 Na++　 Bi3++　 Mn+　 　。
5
5
14H+
5
5
2
7H2O
[解析] ①根據得失電子守恒,確定NaBiO3和Mn2+的化學計量數分別為5、2;Bi3+和Mn的化學計量數分別為5、2;②根據原子守恒,確定Na+的化學計量數為5;③補項,根據酸性環境,以及方程式右端少氧,確定方程式左端是H+,右端是H2O,最后根據原子守恒配平化學計量數。
(4)雙向配平類
　 　Cu+　 　HNO3(稀) 　 　 Cu(NO3)2+　 　NO↑+　 　H2O。
3
8
3
2
4
例4 高錳酸鉀溶液在酸性條件下可以與硫酸亞鐵反應,化學方程式如下(未配平):
KMnO4+FeSO4+H2SO4 →K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O
下列說法正確的是(　 　)。
A.Mn是氧化劑,Fe3+是還原產物 B.Fe2+的還原性強于Mn2+
C.生成物水的化學計量數是7 D.生成4個水分子時,轉移10個電子
B
[解析] Fe2+被氧化生成Fe3+,Fe3+為氧化產物,A項錯誤;Fe2+在該反應中是還原劑,Mn2+為還原產物,還原劑的還原性強于還原產物,B項正確;配平后該反應的化學方程式為2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 =K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,水的化學計量數是8,C項錯誤;根據配平的化學方程式可知,生成4個水分子時,轉移5個電子,D項錯誤。
1．(1) HCl(濃)＋ MnO2 Cl2↑＋ MnCl2＋ H2O
(2) KI＋ KIO3＋ H2SO4= I2＋ K2SO4＋ H2O
(3) MnO4-＋ H＋＋ Cl－= Mn2＋＋ Cl2↑＋ H2O
4
1
1
1
2
5
1
3
3
3
3
2
16
10
2
5
8
2．(1) S＋ KOH= K2S＋ K2SO3＋ H2O
(2) P4＋ KOH＋ H2O= K3PO4＋ PH3
3
6
2
1
3
2
9
3
3
5
3.請配平一下離子方程 式。
(1)在酸性條件下，K2Cr2O7與FeSO4反應的離子方程式為
____Cr2O72-＋ ___Fe2＋＋___ ______===____Cr3＋＋___Fe3＋＋___H2O，
(2)在酸性條件下，SO2通入FeCl3溶液中反應離子方程式為
___Fe3＋＋___SO2＋___ _____===___Fe2＋＋___SO42- +___ ___
1
6
14
H＋
2
6
7
2
1
H2O
2
2
1
H＋
4
二、氧化還原反應的計算
1.計算依據
(1)氧化劑獲得電子總數等于還原劑失去電子總數，即得失電子守恒。
(2)氧化劑中元素降價總數等于還原劑中元素升價總數，即化合價升降守恒。
2.計算方法
(1)找出氧化劑、還原劑及對應的還原產物、氧化產物。
(2)標準確變價元素的化合價。
(3)找準每個氧化劑、還原劑中變價的原子個數。
(4)列出等式并計算：
N(氧化劑)×變價原子個數×|化合價變化值|＝N(還原劑)×變價原子個數×|化合價變化值|。
解析　從方程式的系數可看出，參與反應的NH3有8個，其中有2個NH3被氧化生成N2，6個未被氧化生成NH4Cl。
1.在反應3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2中，被氧化的NH3與未被氧化的NH3質量比為
A.3∶8 B.1∶4 C.3∶4 D.1∶3
√
2.在氧化還原反應：3S＋6KOH===K2SO3＋2K2S＋3H2O中，被氧化與被還原的硫原子數比是
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶2
√
3.一定條件下硝酸銨受熱分解的化學方程式為：5NH4NO3 2HNO3＋4N2↑＋9H2O，在反應中被氧化與被還原的氮原子數之比為
A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5
√
解析　對于氧化還原反應，遵循電子守恒。設元素R在 中的化合價為x。根據得失電子守恒有(7－x)×1＝[0－(－1)]×2，所以x＝＋5。
4.在一定條件下，
2F－＋H2O，從而可知在 中，元素R的化合價是
A.＋4 B.＋5 C.＋6 D.＋7
√
5.當溶液中 離子數之比為1∶3時，正好完全發生氧化還原反應，X在還原產物中的化合價為
A.＋7 B.＋2 C.＋3 D.＋4
√
解析　 設X在還原產物中的化合價為n，根據得失電子守恒列式得：1×2×|＋6－n|＝3×1×|＋4－(＋6)|，得n＝＋3。
6.Cl2在70 ℃的NaOH水溶液中，能同時發生兩個自身氧化還原反應，完全反應后，測得溶液中NaClO與NaClO3的個數之比為4∶1，則溶液中NaCl與NaClO的個數之比為
A.1∶1 B.5∶1 C.9∶4 D.11∶2
√
解析　據題意可知，Cl2與NaOH溶液反應，Cl2得電子被還原生成NaCl，失電子被氧化生成NaClO和NaClO3，假設溶液中NaClO個數為4，則NaClO3個數為1，設生成的NaCl個數為x，根據得失電子守恒得：x×1×|0－(－1)|＝4×1×|0－(＋1)|＋1×1×|0－(＋5)|，所以x＝9。
4.氧化還原反應的應用
(1)汽車尾氣的處理
汽車尾氣的主要成分是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO、CO2),其中的NOx和CO都是有毒氣體,直接排放會造成嚴重的大氣污染。在一定條件下,利用氧化還原反應原理,可將NOx與CO轉化成無毒的N2和CO2,從而減少或消除汽車尾氣對大氣的污染。
2NO+2CO N2+2CO2;2NO2+4CON2+4CO2;2NOx+2xCO N2+2xCO2。
(2)在生產、生活中所需的各種金屬大多是通過氧化還原反應從礦石中冶煉出來的;同樣,金屬的腐蝕一般也是氧化還原反應。
(3)許多化工產品的制備,如合成氨、合成硝酸、制硫酸、電解法制燒堿等,主要反應都是氧化還原反應。
(4)農業生產中,植物的光合作用、呼吸作用都是復雜的氧化還原反應。
(5)日常生活中,食物的腐敗就是氧化還原反應。因此袋裝食品中加入脫氧劑可延長食品的保質期。
能層(n) 一 二 三 四 五 六 七 …
符號 K L M N O P Q …
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … …
最多容納電子數 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … …
2 8 18 32 50 … … 每一能層最多可容納的電子數是2n2
離核遠近 由近到遠
不同能層能量 逐漸增大
同一能層各能級的能量 逐漸增大
價態律
A
優先律
B
強弱律
C
守恒律
D
氧化還原反應的規律
課堂小結
電子守恒
原子守恒
電荷守恒
配平原則
標變價
列得失
求總數
配系數
查守恒
配平步驟
歧化反應
分解反應
逆向配平
部分被氧化或被還原的反應
補加配平
一種物質多種元素變化
整體配平
缺項方程式是指某些反應物或生成物的分子式沒有寫出來，一般為水、酸或堿
缺項配平
1.氧化還原反應中,水的作用可以是氧化劑、還原劑、既是氧化劑又是還原劑、既不是氧化劑也不是還原劑等。下列反應與C+H2O(g) =CO+H2相比較,水的作用相同的是(　 　)。
A.3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 B.Na2O+H2O =2NaOH
C.2F2+2H2O =4HF+O2 D.3NO2+H2O =2HNO3+NO
A
[解析] 反應C+H2O(g) =CO+H2中,H2O作氧化劑。A項,該反應中水中H元素化合價降低,作氧化劑;B項,該反應沒有化合價的變化,為非氧化還原反應;C項,該反應中水中O元素化合價升高,作還原劑;D項,該反應中水中沒有元素化合價發生變化,既不作還原劑也不作氧化劑。
應用體驗 形成素養
2.若S與R2按個數之比3∶1發生氧化還原反應,其中S→S,則R元素在還原產物中的化合價是(　 　)。
A.+1　　　B.+2　　　C.+3　　　D.+4
C
[解析] 設在還原產物中R元素的化合價為x,則根據得失電子守恒有3×(6-4)=2×(6-x),解得x=+3。
3.配平下列反應的化學方程式或離子方程式:
(1)　 　Na+　 　H2O 　 　NaOH+　 　H2↑
(2)　 　P+　 　CuSO4+　 　H2O 　 　Cu+　 　H3PO4+　 　H2SO4
(3)　 　ClO-+　 　Fe(OH)3+　 　OH- 　 　Cl-+　 　Fe+　 　H2O
(4)　 　Mn+　 　H2O2+　 　H+ 　 　Mn2++　 　O2↑+　 　H2O
2
2
2
1
2
5
8
5
2
5
3
2
4
3
2
5
2
5
6
2
5
8
[解析] 根據得失電子守恒,確定Mn、H2O2的化學計量數分別為2、5,Mn2+、O2的化學計量數分別為2、5;再根據原子守恒和電荷守恒配平,得H+和H2O的化學計量數分別為6、8。
4.氧化還原反應原理在研究物質性質及物質轉化方面具有重要的價值。
(1)化合價是學習氧化還原反應的基礎。在括號中寫出以下幾種物質中加點元素的化合價。NaH　 　,NH4NO3　 　,H2O4　 　,Cl　 　。
-1
3
3
+1
[解析] 由化合物中各元素的化合價代數和為0可知,NaH中H元素是-1價;N中N元素的化合價為-3價;H2C2O4中C元素的化合價為+3價;CuCl中Cu元素的化合價為+1價。
(2)某同學寫出以下三個化學方程式(未配平):
①NO+HNO3 → N2O3+H2O;②NH3+NO → HNO2+H2O;③N2O4+H2O → HNO3+HNO2
根據氧化還原反應的原理,你認為不可能實現的反應是　 　(填序號)。
②
[解析] 若含有同種元素不同價態的兩種物質發生氧化還原反應時,生成物中該元素的價態應介于兩種反應物價態之間。②式反應物中的氮元素為-3價和+2價,生成物中的氮元素為+3價,-3價與+2價之間的價態應為0價或+1價,不可能出現+3價的氮,所以②式反應不能實現。
(3)配平下列離子方程式:
　 　H2C2O4+　 　Mn+　 　H+　 　Mn2++　 　CO2↑+　 　H2O。
5
2
6
2
10
8
[解析] 反應中C元素由+3價升高到+4價,Mn元素由+7價降低到+2價,根據得失電子守恒和電荷守恒,該反應的離子方程式為5H2C2O4+2Mn+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(4)氫化鈉(NaH)為白色晶體,能與水劇烈反應:NaH+H2O NaOH+H2↑。該反應中還原劑為　 　,NaH與液氨(NH3)也有類似反應,寫出該反應的化學方程式:　 。
NaH
NaH+NH3 NaNH2+H2↑　
[解析] 反應NaH+H2O NaOH+H2↑中,NaH中H元素由-1價升高到0價,還原劑為NaH,
NaH 與液氨(NH3)也有類似反應,該反應的化學方程式為NaH+NH3 NaNH2+H2↑。

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