一．氧化还原反应的规律及其应用1．对立统一规律在氧化还原反应中，氧化剂丛还原剂中获得电子而被还原生成还原产物；还原剂将电子转移给氧化剂而氧化生成氧化产物。
氧化剂与还原剂、被氧化与被还原以及氧化产物与还原产物都是同一反应中的两个方面，它们是既对立而又互相依存，不能独立存在的统一体，符合对立统一规律。
2．守恒规律（1）得失电子守恒：氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数。
（2）化合价升降守恒：氧化剂中元素化合价降低总数等于还原剂中元素化合价升高总数（化合价升高或降低总数等于转移的电子总数）。
（3）质量守恒：反应前后各元素种类不变，各元素的原子数目相等。
这些守恒规律可应用于氧化还原反应的有关计算，以及化学方程式的配平等。
【例题1】自来水用氯气消毒沿用已久，现正研究采用氧化氯（ClO2）消毒自来水，它们消毒后的还原产物都是Cl—，但ClO2的消毒效率是Cl2的2.63倍左右，试通过计算说明其倍数关系。
〖解析〗用Cl2和ClO2消毒的原因是它们都有氧化性，其还原产物都是Cl—，显然要使消毒效果一样，则得到电子数必须相同。
由以下转化关系，利用得电子数相等，求它们的质量倍数关系。
答案Cl2得2e—2Cl—（Cl2相对分子质量为71）ClO2 得5e—Cl—（ClO2相对分子质量为67.5）5（Cl2 得2e——）相当于2（ClO2 得5e—Cl—）5×71 = 355 2×67.5 = 135m(Cl2):m(ClO2)=355:135=2.63:1【例题2】若锌与稀硝酸反应时又下列化学方程式：4Zn + 10HNO3 = aZn(NO3)2 + bA + cH2O则a、b、c、A依次可能是（）A. 4,1,5,N2OB. 4,2,4,NO2C. 4,1,3,NH4NO3D. 4,3,5,NO〖解析〗(1)A中氮元素全部被还原。
根据质量守恒定律知a=4(Zn原子守恒)，故被还原的N原子为10－4×2=2个，设A中N元素的化合价为＋n,由得失电子守恒有4×2=2×（5－n）,n=1,A 为N2O.(2)A中氮元素部分被还原（如NH4NO3），a=4(原子守恒)，此时被还原的N原子只有一个，由电子得失守恒得4×2=1×（5－n）,n=－3,N→N,还原产物为NH4NO3.答案：AC【例题3】在aFeCl2 + bHCl + O2 = cFeCl3 + dH2O的反应中，化学计量数c 的值是（）A. 2aB. 4C. b/2D. 2〖解析〗根据反应前后各元素的原子个数守恒得：d=2(O原子数相等)b=4(H原子数相等)a=c(Fe原子数相等)根据O2→2O2—得电子数为4e—，cFeCl2→cFeCl3失电子数为ce—，由电子守恒得：c=4答案：B3．强弱律较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
—氧化剂+ 还原剂= 还原产物+ 氧化产物（较强氧化性）（较强还原性）（弱还原性）（弱氧化性）应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较氧化性或还原性的强弱。
【例题4】根据反应①2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 +2KCl ,②2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序是（）A. Fe3+＞Cl2＞I2B. Cl2＞Fe3+＞I2C. I2＞Cl2＞Fe3+D. Cl2＞I2＞Fe3+〖解析〗先判断每个反应的氧化剂和氧化产物，再根据氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性进行比较。
由反应①可知氧化性FeCl3＞I2,由反应②可知氧化性Cl2＞FeCl3,综合得：Cl2＞FeCl3＞I2答案B4．价态律（1）性质表现规律：元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质。
物质若含多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
应用：判断元素或物质氧化性或还原性的有无。
如H2S为强还原剂，浓H2SO4为强氧化剂，单质S和SO2既有氧化性又有还原性。
当然最高价态只有氧化性，并不意味着氧化性最强，如氧化性HClO＞HClO4。
（2）歧化规律：该元素必须处于中间价态，一般歧化反应发生后，生成与该元素价态相邻的两端价态的产物（中间变两端），如Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O3S +6KOH = 2K2S + K2SO3 +3H2O3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（3）价态归中律：a.同种元素的不同价态之间的氧化还原反应，价态“只靠拢，不交错”。
如：H2+ SO2↑+ 2H2Ob.当同种元素两个不相邻价态间只有一种中间价态，反应后的氧化产物和还原产物相同。
如：2H2S +SO2 = 3S + 2H2OS + H2SO4（浓）= 2H2O + 2SO2↑c.当同种元素的不相邻价态间有多种中间价态，氧化产物和还原产物可相同或不同。
如：H2S + H2SO4( 浓) = S↓+ SO2↑+ 2H2OH2S + 3H2SO4（浓，过量）= 4SO2↑+ 4H2O（4）价态互不换位规律：同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
如：Cl2与HClO或HCl不反应，CO与C或CO2不反应，SO2与S或浓H2SO4不反应。
【例题5】用元素化合价变化的观点分析，过氧化氢（H2O2）是否可作氧化还原反应中的氧化剂或还原剂？其氧化产物和还原产物分别是什么？〖解析〗过氧化氢中氧元素的化合价为－1价，而氧元素的通常化合价为－2价或0价，即决定了过氧化氢中氧元素的化合价可以再升高，H2O2被氧化，做还原剂，其氧化产物为O2；H2O2中氧元素的化合价也可以降低，H2O2被还原，做氧化剂，其还原产物为H2O或OH—。
【同类变式一】（上海市高考题）G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物。
我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系（未配平）：①G→Q + NaCl ② Q + H2O →X + H2③ Y + NaOH →G + Q + H2O ④ Z + NaOH →Q + X + H2O这五种化合物中，氯的化合价由低到高的顺序为（）A.QGZYXB.GYQZXC.GYZQXD.ZXGYQ〖解析〗根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等，对于①，G→NaCl的变化中，Cl 的化合价降低，则G→Q的变化中Cl的化合价必然升高，即氯的化合价：Q＞G;同理，由②可判断氯的化合价：X＞Q;由歧化规律并结合Q＞G ，判断③中氯的化合价：Q＞Y＞G;由歧化规律并结合X＞Q，可判断④中氯的化合价X＞Z＞Q。
综合即可得出：G＜Y＜Q＜Z＜X答案 B【同类变式二】（石家庄市统考题）下列叙述正确的是（）A．含最高价元素的化合物，一定具有强氧化性B．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性C．失去电子越多，还原性越强；失电子越少，还原性越弱D．强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应〖解析〗A.含最高价元素的化合物只具有氧化性，但不一定有氢氧化性，如NaCl中的Na+；B.Fe2+主要表现还原性，MnO4—却有强氧化性；C.氧化性、还原性强弱与得失电子数木的多少无直接关系，应指的是电子的难易程度，如Na 失e—Na+,Al 失3e—Al3+,但还原性Na＞Al;D.一般情况下，强氧化剂与强还原剂相遇即可发生氧化还原反应，但同种元素之间还必须存在中间价态才能发生，如浓H2SO4与SO2就不能发生反应。
答案 D二．氧化还原反应的实际应用氧化还原反应是一类重要的化学反应，在工农业生产，科学技术和日常生活中都有广泛的应用。
【例题6】油画所用颜料含有某种白色铅化合物，置于空气中，天长日久就会变成黑色PbS，使油画的色彩变暗。
若用H2O2来“清洗”，则可将PbS转变为白色的PbSO4,使油画“复原”。
（1）上述“清洗”反应的化学方程式为。
（2）此反应中，H2O2做剂，发生转移的电子数目为。
〖解析〗油画变黑，原因是白色铅化合物转化为黑色PbS，当用H2O2“清洗”后PbS→PbSO4,S元素的化合价升高，说明PbS被氧化生成PbSO4，其氧化剂则为H2O2，且其还原产物为H2O，这样油画才可以“复原”。
依据得失电子数相等可知PbS→PbSO4,4H2O2→4H2O。
因此，可得“复原”的化学方程式和转移的电子数目。
答案（1）PbS + 4H2O = PbSO4+ 4H2O（2）氧化剂8【例题7】黑火药是我国古代的四大发明之一，它是硫粉、木炭和硝石（KNO3）分别研细后的混合物。
由于三种物质的配方比例不同，主要反应由区别，爆炸力也有所不同。
（1）黑火药的一种配方是将三种物质混合后，爆炸时产生K2S及两种窒息性气体——N2和CO2,其方程式为：S + 2KNO3 + 3C = 3CO2↑+N2↑+ K2S,标明电子转移的方向和数目。
（2）第二种配方中KNO3与C的质量比为101：12，硫与碳的原子个数比为5：16，爆炸后的生成物有K2CO3,K2SO4,K2S2,N2和CO2。
其方程式：5S + 16HNO3+ 16C = 4K2CO3 + 3K2SO4 + K2S2 + 12CO2↑+8N2↑,其中氧化产物有三种，它们是（写化学式）：、、；还原产物有两种，它们是和；产物中K2S2中硫元素的化合价为。
（3）无论哪种配方的黑火药，爆炸时总伴随着烟，其原因是。
（4）两种配方比较，第种配方爆炸力更强，其原因是。
〖解析〗（1）3C 失去3×4e—3CO2, 2KNO3得到2×5e—N2,S 失去1×2e—K2S,氧化剂有KNO3和S，还原剂为C.(2)标明该反应中各元素的化合价。
5S →3K2SO4 + K2S2,说明S既做氧化剂又做还原剂，K2SO4为氧化产物，K2S2为还原产物。
16KNO3 →8N2↑, KNO3作氧化剂，N2为还原产物。
16C→4K2CO3+12CO2 , C作还原剂，氧化产物为K2CO3和CO2.(3)烟是固体小颗粒悬浮于空气中形成的，反应中均有钾盐固体粉尘生成，它们是K2S,K2CO3,K2SO4,K2S2等颗粒。
（4）比较等质量的黑火药爆炸时，产生气体体积多，则爆炸力强。
S + 2KNO3 + 3C →3CO2↑+ N2↑5S + 16KNO3 + 16C →12CO2↑+ 8N2↑比较1/（32+2×101+3×12）×（3+1）和1/（5×32+16×101+16×12）×(12+8)的大小可得结果：前者（0.0148）大于后者（0.0102）。