四、氧化还原反应的应用
（一）氧化性、还原性比较
氧化性→得电子性，得到电子越容易→氧化性越强
还原性→失电子性，失去电子越容易→还原性越强
由此，金属原子因其最外层电子数较少，通常都容易失去电子，表现出还原性，所以，一般来说，金属性也就是还原性；非金属原子因其最外层电子数较多，通常都容易得到电子，表现出氧化性，所以，一般来说，非金属性也就是氧化性。
1.根据金属活动性顺序来判断:
一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断:
一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易
，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断: 氧化还原反应可用如下式子表示：
规律：反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性，反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如： MnO 2+ 4 HCl(浓) 
MnCl 2+ C 1 2↑+ 2 H 2 O； 2 KMnO 4+ 16 HCl(浓)= 2 MnCl 2+ 5 C 1 2↑+ 8 H 2 O
后者比前者反应容易(不需要加热)，可判断氧化性 KMnO 4> MnO 2。
5.根据反应速率的大小来判断:
如 :2 Na 2 SO 3+ O 2= 2 Na 2 SO 4（快）， 2 H 2 SO 3+ O 2= 2 H 2 SO 4（慢），
，
即还原性: Na 2 SO 4> H 2 SO 3> SO 2。
6.根据被氧化或被还原的程度来判断:
如： Cu+ Cl 2
CuCl 2， 2 Cu+ S Cu 2 S，即氧化性: Cl 2> S。
又如: 
，
，
即有还原性:
。
7.根据原电池的正负极来判断：
在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
8.根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如: Cl-失去电子的能力强于 OH-，还原性:
。
9.根据元素在周期表中位置判断：
( 1)对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如 Na、 Mg、 Al金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。
( 2)对同主族的金属而言，从上到下其金属活泼性依次增强。如 Li、 Na、 K、 Rb、 Cs金属活泼性依次增强，其还原性也依次增强。
（ 3）对同主族的非金属而言，从上到下其非金属活泼性依次减弱。如 F、 Cl、 Br、 I非金属活泼性依次减弱，其氧化性也依次减弱。
10.根据（氧化剂、还原剂）元素的价态进行判断：
元素处于最高价只有氧化性，最低价只有还原性，处于中间价态既有氧化又有还原性。一般来说，同种元素价越高，氧化性越强；价越低还原性越强。如氧化性: Fe 3+> Fe 2+> Fe, S(+ 6价)> S(+ 4价)等，还原性: H 2 S> S> SO 2，但是，氧化性： HClO 4< HClO 3< HClO 2< HClO。
注意：①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性： HNO 3（浓）＞ HNO 3（稀）； Cu与浓 H 2 SO 4常温下不反应，加热条件下反应； KMnO 4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如：氧化性
等。
（二）氧化还原反应的相关计算
有关氧化还原反应的计算现在多分布在各题中，计算的依据是：氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。例如：
（ 2012·四川）向 27.2 g Cu和 Cu 2 O的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L，固体物质完全反应，生成 NO和 Cu( NO 3) 2。在所得溶液中加入 1.0 mol/ L的 NaOH溶液 1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为 39.2 g。下列有关说法不正确的是（ ）
A. Cu与 Cu 2 O的物质的量之比为 2:1
B.硝酸的物质的量浓度为 2.6 mol/ L
C.产生的 NO在标准状况下的体积为 4.48 L
D. Cu、 Cu 2 O与硝酸反应后剩余 HNO 3为 0.2 mol
答案： B
解析：根据题意知最后得到的沉淀是 Cu (OH) 2，其质量是 39.2 g，则 n( Cu (OH) 2)= 0.4 mol， n (Cu)= 0.4 mol，即原化合物中的 n (Cu)等于 0.4 mol，设原化合物中的 Cu和 Cu 2 O的物质的量分别是 x、 y，则有 x＋ 2 y= 0.4 mol， 64 x＋ 144 y= 27.2 g，解得 x= 0.2 mol， y= 0.1 mol，物质的量之比等于 2:1， A正确；反应后得到溶质是 NaNO 3，则表现酸性的硝酸与氢氧化钠的物质的量相等，即 1 mol， 0.2 mol Cu和 0.1 mol Cu 2 O被硝酸氧化时共失去( 0.4＋ 0.2) mole－，则有 0.2 mol的硝酸被还原为 NO，所以硝酸的总物质的量是 1.2 mol，浓度是 2.4 mol/ L， B错；产生的 NO为 0.2 mol，标准状况下体积是 4.48 L， C正确； n (NaOH)= 1 mol，生成 0.4 mol Cu (OH) 2消耗 0.8 mol NaOH，另外的 0.2 mol NaOH中和了与混合物反应后剩余的硝酸，故剩余硝酸为 0.2 mol， D正确。
（三）氧化还原反应方程式的配平
1.配平的原则
( 1)电子守恒：氧化还原反应过程中，氧化剂得电子总数目等于还原剂失电子总数目，即：“电子得失数相等”“化合价升降数相等”。
( 2)质量守恒：反应前后各元素的原子个数相等。
( 3)电荷守恒：对于离子方程式，等式两边“电荷总数相等”。
2.配平的思路
一般分两部分:第一部分是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之间的配平—化合价升降相等或电子得失数相等；第二部分是用观察法配平其他物质的化学计量数。
3.常见配平方法：化合价升降法(即电子得失法或氧化数法)
这类方法既可以配平分子反应式,也可以配平离子反应式,它是氧化还原反应的一般配平方法。化合价升降法的配平步骤是：
①写出反应物和生成物的化学式，分别标出变价元素的化合价，得出升降数目。
②使化合价升高与化合价降低的总数相等（求最小公倍数法）。
③用观察的方法配平其它物质的化学计算数（包括部分未被氧化或还原的原子（原子团）数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上），配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作：划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
模拟练习
1、（ 2012·西安质检）氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与 Cl 2＋ SO 2＋ 2 H 2 O= H 2 SO 4＋ 2 HCl相比较，水的作用不相同的是()
A． 3 NO 2＋ H 2 O= 2 HNO 3＋ NO
B． 2 Na 2 O 2＋ 2 H 2 O= 4 NaOH＋ O 2↑
C． 4 Fe (OH) 2＋ 2 H 2 O＋ O 2= 4 Fe (OH) 3
D． 3 Fe＋ 4 H 2 O (g)
Fe 3 O 4＋ 4 H 2
答案： D
解析：水在所给的反应中既不作氧化剂，又不作还原剂。前三项与所给反应相同， D项水作氧化剂。
2、（ 2012·福州期末）三氟化氮( NF 3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应： 3 NF 3＋ 5 H 2 O= 2 NO＋ HNO 3＋ 9 HF，下列有关该反应的说法正确的是()
A． NF 3是氧化剂， H 2 O是还原剂
B． HF是还原产物
C．还原剂和氧化剂的物质的量之比是 2∶ 1
D． NF 3在潮湿的空气中泄漏会产生红棕色气体
答案： D
解析：分析反应的化合价变化可知，只有 N元素的化合价发生了变化，所以 NF 3既是氧化剂又是还原剂， NO是还原产物， A、 B错误；还原剂和氧化剂的物质的量之比是 1∶ 2， C项错误； NF 3在潮湿的空气中泄漏发生反应生成 NO， NO易被氧化为 NO 2， NO 2为红棕色气体，故 D项正确。
3、（ 2012·南阳模拟）有下列三个反应：① Cl 2＋ FeI 2= FeCl 2＋ I 2；② 2 Fe 2＋＋ Br 2= 2 Fe 3＋＋ 2 Br－；③ Co 2 O 3＋ 6 HCl= 2 CoCl 2＋ Cl 2↑＋ 3 H 2 O，下列说法正确的是()
A．①②③中的氧化产物分别是 I 2、 Fe 3＋、 CoCl 2
B．根据以上方程式可以得到氧化性 Cl 2> Fe 3＋> Co 2 O 3
C．可以推理得到 Cl 2＋ FeBr 2= FeCl 2＋ Br 2
D．在反应③中当 1 mol Co 2 O 3参加反应时， 2 mol HCl被氧化
答案： D
解析：反应③的氧化产物是 Cl 2， A项错误；根据反应可知氧化性，① Cl 2> I 2，② Br 2> Fe 3＋，③ Co 2 O 3> Cl 2，结合氧化性 Cl 2> Br 2可知， B、 C项错误。
4、（ 2012·湖南十二校联考）把图 2中的物质补充到图 1中，可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平）
对该氧化还原反应型离子方程式说法不正确的是（ ）
A. IO 4－作氧化剂
B. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为 5： 2
C. 若有 2 mol Mn 2+参加反应时则转移 10 mol电子
D. 配平后 Mn 2+、 H+的化学计量数分别为 2、 3
答案： D
解析：由题意可写出该反应： 5 IO 4—+ 2 Mn 2++ 3 H 2 O= 2 MnO 4—+ 5 IO 3—+ 6 H+，由该反应方程式可知 A、 B、 C正确， D错。
5、（ 2012·河南豫北六校第三次联考）关于反应： 4 Li+ 2 SOCl 2= 4 LiCl+ S+ SO 2的叙述中，不正确的是（ ）
A． SOCl 2是氧化剂， Li是还原剂
B． 2 mol SOCl 2参加反应，共转移 4 mol电子
C．可将该反应设计成用稀硫酸作电解质溶液的电池
D．将该反应设计成电池， SOCl 2在正极参与反应
答案： C
解析：在 4 Li+ 2 SOCl 2= 4 LiCl+ S+ SO 2反应中，锂由 0价到+ 1价，化合价升高，锂做还原剂， A正确； 2 mol SOCl 2中有 1 mol SOCl 2转化成 SO 2， S的化合价没有变化，另外 1 mol SOCl 2转化成 S， S的化合价由+ 4价变成 0价，转移 4 mol电子， B正确；锂和稀硫酸反应，不能用稀硫酸做电解质溶液设计原电池， C错； SOCl 2是氧化剂，在原电池中参与正极反应， D正确。
6、（ 2012·长春三调）将 51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含 NO、 N 2 O 4、 NO 2）的混合物，这些气体恰好能被 500 mL 2.0 mol/ L NaOH溶液完全吸收，生成含 NaNO 3和 NaNO 2的盐溶液，其中 NaNO 3的物质的量是
A． 0.2 mol B． 0.4 mol C． 0.6 mol D． 0.8 mol
答案： A
解析：利用电子传递的方法,可知铜失去的电子最终被转化为亚硝酸钠,故亚硝酸钠的物质的量为( 51.2÷ 64)× 2÷ 2= 0.8根据钠守恒可知硝酸钠为 0.2 mol。
