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氧化还原反应

升失氧化还原剂,降得还原氧化剂。

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A["化合价升高"] --> B["失去电子"] --> C["被氧化"] --> D["是还原剂"] --> E["有还原性"] --> F["发生氧化反应"]

展开成六个词:

口诀 含义
升 化合价升高
失 失去电子
氧化 被氧化(发生氧化反应)
还原剂 本身是还原剂,具有还原性
降 化合价降低
得 得到电子
还原 被还原(发生还原反应)
氧化剂 本身是氧化剂,具有氧化性

最后两个字怎么记:变了价的那个叫「剂」,它和造成的效果相反 —— 失电子的是自己被氧化,但它让别人被还原,所以它是还原剂。

化合价 电子 本身 性质 发生反应 产物
还原剂 升高 失电子 还原剂 还原性 氧化反应 被氧化
氧化剂 降低 得电子 氧化剂 氧化性 还原反应 被还原

记忆钩子:「剂」和「反应」反着来。还原剂发生的是氧化反应,氧化剂发生的是还原反应。

核心:看元素在反应前后化合价有没有变。变了就是氧化还原反应,没变就不是。

常见化合价(必背):

元素 常见价态
H +1(金属氢化物中 −1)
O −2(过氧化物中 −1,如 H₂O₂、Na₂O₂)
Na / K +1
Ca / Mg / Ba / Zn +2
Al +3
Fe +2 和 +3
Cu +1 和 +2
Cl −1、0、+1、+5、+7
S −2、0、+4、+6
N −3、0、+2、+4、+5
C −4、0、+2、+4
Mn +2、+4、+6、+7

计算单质为 0 价,化合物中各元素化合价代数和为 0。

规律 说明
高价氧化,低价还原 元素处于最高价只有氧化性;最低价只有还原性;中间价既有氧化性又有还原性
例子 S:(−2) 只有还原性;(0) 既有;(+6) 只有氧化性
Fe:(0) 只有还原性;(+2) 既有;(+3) 只有氧化性
歧化反应 同一种元素自身既升价又降价,如 Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

从强到弱:

F₂ > KMnO₄ > Cl₂ > 浓硫酸 > HNO₃ > Br₂ > Ag⁺ > Fe³⁺ > I₂ > SO₂ > S

氧化剂 还原产物 备注
F₂ F⁻ 最强氧化剂
KMnO₄(酸性) Mn²⁺(近乎无色) 紫红色褪去;酸性越强氧化性越强
KMnO₄(中性/碱性) MnO₂ / MnO₄²⁻ 产物不同
Cl₂ Cl⁻ 黄绿色气体
浓硫酸 SO₂ 加热时氧化 Cu 等
浓硝酸 NO₂(红棕色) 越浓氧化性越强
稀硝酸 NO(无色) 浓稀产物不同,这是高频考点
Br₂ Br⁻ 深红棕色液体
Ag⁺ Ag 银镜反应
Fe³⁺ Fe²⁺ 溶液由黄变浅绿
I₂ I⁻ 淀粉变蓝
HClO / ClO⁻ Cl⁻ 漂白性
H₂O₂ H₂O 既可作氧化剂又可作还原剂
MnO₂ Mn²⁺ 与浓盐酸加热制 Cl₂

从强到弱:

S²⁻ > SO₃²⁻ > I⁻ > Fe²⁺ > Br⁻ > Cl⁻

还原剂 氧化产物 备注
S²⁻(H₂S) S 还原性最强
SO₃²⁻(SO₂) SO₄²⁻ 能被稀硝酸氧化
I⁻ I₂ 能被 Fe³⁺ 氧化
Fe²⁺ Fe³⁺ 既有氧化性又有还原性
Br⁻ Br₂ 需较强氧化剂
Cl⁻ Cl₂ 需强氧化剂(MnO₂ + 浓盐酸加热)
H₂ / C / CO H₂O / CO₂ / CO₂ 常见还原剂
金属单质(Zn、Al、Fe) 对应阳离子 金属活动性越强还原性越强

氧化性强的氧化剂 + 还原性强的还原剂 → 氧化性弱的产物 + 还原性弱的产物。

Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

Cl₂ 的氧化性强于 I₂,所以 Cl₂ 能把 I⁻ 氧化成 I₂;反过来,I₂ 不能把 Cl⁻ 氧化成 Cl₂。

这就是「强弱比较」题的解法:能发生反应,说明前面的比后面的强。

同种元素不同价态之间反应,化合价「只靠近,不交叉」。

H₂S + H₂SO₄(浓) → S↓ + SO₂↑ + 2H₂O
-2 +6 0 +4

生成物中硫的价态是 0 和 +4,落在反应物 −2 和 +6 之间,没有交叉。

一种氧化剂遇到多种还原剂时,还原性强的先被氧化。

向 FeBr₂ 溶液中通入少量 Cl₂:

  • 还原性 Fe²⁺ > Br⁻
  • 先氧化 Fe²⁺,Cl₂ 过量才氧化 Br⁻

化合价升降法(最常用):

① 标价态:写出反应前后化合价有变化的元素
② 列变化:算出每种元素升高、降低的总数
③ 求相等:找最小公倍数,使升降总数相等
④ 定系数:先配变价的,再配不变的
⑤ 查守恒:检查原子守恒、电荷守恒

离子方程式还要检查电荷守恒。

两根桥都画在方程式上方,用来标出电子的得失。区别只有一个:双线桥画「同种元素自己」的前后变化,单线桥画「谁给谁」。

双线桥 单线桥
线的起点 反应物中变价的元素 反应物中失电子的元素(还原剂)
线的终点 同种元素在生成物中的形态 反应物中得电子的元素(氧化剂)
是否标得失 标 失 2e⁻ / 得 2e⁻ 只标一个数字,不写「得」「失」
箭头方向 从反应物指向生成物 从还原剂指向氧化剂
用在哪里 分析同种元素的价态变化 分析电子转移的方向和数目

一句话区分:双线桥看「自己变了多少」,单线桥看「电子从谁手里到了谁手里」。

例一:普通氧化还原 —— 铁与硫酸铜

Section titled “例一:普通氧化还原 —— 铁与硫酸铜”
CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

双线桥(Fe 失电子、Cu 得电子,各画一条,同种元素前后相连):

失 2e⁻ ↓
CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu
得 2e⁻ ↑
  • Fe:0 → +2,升高 2,失 2e⁻,Fe 是还原剂
  • Cu:+2 → 0,降低 2,得 2e⁻,CuSO₄ 是氧化剂

单线桥(一条线,从 Fe 指向 CuSO₄ 里的 Cu,只标 2e⁻):

2e⁻
↓
CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

注意:单线桥只写 2e⁻,不写「失」也不写「得」,更不要箭头两头都画。

例二:歧化反应 —— 氯气与氢氧化钠

Section titled “例二:歧化反应 —— 氯气与氢氧化钠”
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

同一种元素(Cl)既升价又降价,这就是歧化反应。

双线桥(注意两条线从同一个 Cl₂ 出发,分别指向两个产物):

失 1e⁻ ↓
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O
得 1e⁻ ↓(指向 NaCl)
  • NaCl 中的 Cl:0 → −1,得 1e⁻,被还原
  • NaClO 中的 Cl:0 → +1,失 1e⁻,被氧化
  • Cl₂ 既是氧化剂又是还原剂

单线桥(从被氧化的 Cl 指向被还原的 Cl):

1e⁻
↓
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

歧化反应画桥的关键:两条线起点相同(都是 Cl₂),终点不同。一般氧化还原是起点终点都不一样。

例三:归中反应 —— 硫化氢与浓硫酸

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H₂S + H₂SO₄(浓) → S↓ + SO₂↑ + 2H₂O
−2 +6 0 +4

同种元素由高价和低价一起变到中间价,这就是归中反应。

双线桥(一个从 H₂S 出发、一个从 H₂SO₄ 出发,都指向生成物):

失 2e⁻ ↓
H₂S + H₂SO₄(浓) → S↓ + SO₂↑ + 2H₂O
得 2e⁻ ↓(指向 SO₂)
  • S(−2 → 0):失 2e⁻,H₂S 是还原剂
  • S(+6 → +4):得 2e⁻,H₂SO₄ 是氧化剂

单线桥:

2e⁻
↓
H₂S + H₂SO₄(浓) → S↓ + SO₂↑ + 2H₂O

归中反应的关键:价态只靠近,不交叉。生成物硫的价态 0 和 +4,都落在 −2 和 +6 之间,绝不会出现跳到 +8 或 −4 的情况。

类型 同种元素价态变化 典型例
普通氧化还原 一种升高、一种降低(不同元素) Fe + CuSO₄
歧化反应 同种元素从中间价分别升、降 Cl₂ + NaOH
归中反应 同种元素从高价和低价都变向中间价 H₂S + H₂SO₄
易错点 正确说法
「氧气有氧化性,所以是氧化剂」 错。物质在具体反应中才能叫氧化剂,单独说氧化性可以
「Fe³⁺ 只有氧化性」 对,Fe³⁺ 已是最高价
「Fe²⁺ 只有还原性」 错。Fe²⁺ 是中间价,既有氧化性又有还原性
「置换反应都是氧化还原反应」 对。因为有单质参加和生成
「复分解反应是氧化还原反应」 错。复分解一定不是氧化还原反应
「化合反应都是氧化还原反应」 错。如 CaO + H₂O → Ca(OH)₂ 就不是