第01讲 氧化还原反应初中升高中化学衔接课程解析版.docx
《第01讲 氧化还原反应初中升高中化学衔接课程解析版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第01讲 氧化还原反应初中升高中化学衔接课程解析版.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第01讲氧化还原反应初中升高中化学衔接课程解析版
第01讲氧化还原反应
【初中知识回顾】
一、化合价:
1.化合价规律
(1)单质分子里,元素的化合价为0。
(2)化合价原则:
在化合物里,元素正负化合价的代数和为0。
(2)在化合物里,通常不变价的元素是氢元素和氧元素,氢通常显+1价,氧通常显-2价。
(3)金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价(非金属氧化物里,氧显负价,非金属元素显正价)。
(5)许多元素具有可变化合价。
例如:
Fe有+2、+3价;Cl有-1、+1、+3、+5、+7价。
(6)原子团的化合价由构成元素原子的正负化合价的代数和算.
2.(背诵化合价表)
一价氢氯钾钠银+1价,二价氧-2钙钡镁锌+2价;
三铝+3四硅+4五价磷+5,二三铁+2、+3二四碳+2、+4;
二四六硫都齐全,-2、0、+4、+6铜汞二价最常见。
练习1:
标出下列元素化合价(写在元素符号正上方)
0+2+3+2+3+6
1Fe:
FeFeOFe2O3FeO·Fe2O3Na2FeO4
0+2+4+6+7
2Mn:
MnMnCl2MnO2K2MnO4KMnO4
0+2+4+4–4
3C:
CCOCO2CaCO3CH4
+4+4+4–2+6
4S:
SO2SO32-Na2SO3Na2SCuSO4
0–1+4+1+5+7
5Cl:
Cl2KClCl2OClO-ClO3-HClO4
练习2:
按表中要求填空:
元素符号
Na
Mg
Al
Si
P
S
最高正化合价
+1
+2
+3
+4
+5
+6
最高价氧化物化学式
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
练习3.
1.下列化合物中金属元素的化合价不为+2价的是()
A.硫酸钙B.硝酸镁C.氯化铁D.氢氧化钡
【解析】选C,氯化铁中铁为+3价。
2.下列阴离子不显–2价的是(C)
A.硫酸氢根离子B.碳酸根离子C.高锰酸根离子D.硅酸根离子
【解析】选C,MnO4-显-1价。
3.下列化学式书写错误的是(C)
A.NOB.FeSC.K2ClO3D.PbSO4
【解析】选C,C选项应该写成KClO3。
4.在反应4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O中,化合价升高的元素是()
A.MnB.ClC.HD.O
【解析】选B,氯元素从-1价变为0价。
5.在反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中,参加反应的原子化合价升高总数是()
A.1B.2C.3D.4
【解析】选B,反应物中有两个NO2分子变为HNO3,化合价共升高了2价。
6.下列变化中,没有化合价变化的是()
A.Na2O+H2O=2NaOHB.2NaHCO3=CO2↑+Na2CO3+H2O
C.2FeCl3+Fe=3FeCl2D.6NO+4NH3=6H2O+5N2
【解析】选AB,AB项各物质的元素化合价均没有发生变化
7.下列物质中,硫元素的化合价相同的一组是()
A.SO2和SO3B.S和H2SC.H2S和H2SO4D.Na2SO3和SO2
【解析】选D,均为+4价。
8.有6种物质按下列顺序排列:
①X②Cl2③HClO④KClO3⑤KClO4根据它们这种排列规律,
X应该是下列的()
A.HClO3B.CaCl2C.Cl2O7D.Cl2O3
【解析】选C,根据题目中氯元素的变化规律,氯元素的化合价应该由低到高,故为-1价的CaCl2。
二.氧化反应和还原反应
氧化反应:
物质与氧气的反应叫做氧化反应,如碳和氧气点燃
还原反应:
含氧化和物中的氧被夺去的反应叫做还原反应,如氧化铁和一氧化碳的反应.
【知识梳理】
一.
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
对于反应2CuO+C
2Cu+CO2↑:
(1)CuO失氧,发生了还原反应,被C还原,得到Cu。
(2)C得氧,发生了氧化反应,被CuO氧化,得到CO2。
结论:
从得失氧的角度看,一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)对于反应CuO+H2
Cu+H2O:
①CuO中铜元素化合价降低,发生还原反应,被H2还原,得到Cu。
②H2中氢元素化合价升高,发生氧化反应,被CuO氧化,得到H2O。
(2)对于反应2Na+Cl2
2NaCl:
(反应物、生成物均无氧元素)
①氯元素化合价降低,发生还原反应,被Na还原。
②钠元素化合价升高,发生氧化反应,被Cl2氧化。
结论:
从反应前后元素化合价升降的角度看,只要反应前后有元素化合价升降的反应,就叫氧化还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:
2Na+Cl2
2NaCl
①氯元素化合价降低,氯原子得电子,发生还原反应,被还原。
②钠元素化合价升高,钠原子失电子,发生氧化反应,被氧化。
(2)反应:
H2+Cl2
2HCl
①氯元素化合价降低,共用电子对偏向氯原子,发生还原反应,被还原。
②氢元素化合价升高,共用电子对偏离氢原子,发生氧化反应,被氧化。
结论:
从电子转移的角度看,化学反应中凡是有电子转移(电子得失或共用电子对的偏移)的反应叫氧化还原反应。
[特别提醒] 氧化还原反应中,氧化反应和还原反应一定同时发生。
【例1】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加(×)
(2)Fe→FeSO4的过程是被氧化的过程(√)
(3)在氧化还原反应中可能只有元素化合价的升高,而无化合价的降低(×)
(4)置换反应一定是氧化还原反应(√)
(5)氧化还原反应过程中得电子的物质在反应中被氧化(×)
【例2】下列反应是氧化还原反应的是( )
A.CaCO3
CaO+CO2↑
B.CH4+2O2
2H2O+CO2
C.Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
D.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+3H2O
【解析】选B B项中碳元素的化合价由-4价变为+4价,氧元素的化合价由0价变为-2价,属于氧化还原反应。
2.
1.基本概念
反应类型
化合价变化
电子转移
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应
物质所含元素原子失去(或偏离)电子的反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应
物质所含元素原子得到(或偏向)电子的反应
氧化还
原反应
有元素化合价升降的化学反应
有电子得失(或偏移)的化学反应
反应中被还原的物质是CuSO4,被氧化的物质是Fe,
被氧化的元素是铁,被还原的元素是铜,
氧化产物是FeSO4,还原产物是Cu。
2.氧化还原反应的特征
一种或几种元素的化合价发生变化。
3.氧化还原反应的实质
氧化还原反应的实质是电子转移(得失或偏移)。
思考:
1.在反应2KClO3
2KCl+3O2↑中,哪种元素被还原?
哪种物质是氧化产物?
提示:
反应中元素化合价的变化情况为
2K
2K
+3
2↑
化合价降低的元素被还原,即氯元素;化合价升高得到的物质是氧化产物,即氧气。
2.置换反应一定是氧化还原反应吗?
提示:
置换反应中一定有元素化合价的变化,一定属于氧化还原反应。
小结:
氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
即:
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
三.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。
①双线桥法表示电子转移的基本步骤
③注意事项:
a.箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
b.采用a×be-形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,a、b是“1”时省略。
得到与失去的电子总数相等。
(2)单线桥法
表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。
①单线桥法表示电子转移的基本步骤
③注意事项
a.单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况;
b.箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
【例3】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在变化中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应
【解析】选C 元素化合价升高的反应为氧化反应,A项错误;失去电子应表现为化合价升高,B项错误;有化合价升降的反应一定是氧化还原反应,D项错误。
【例4】
(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。
①2Na+Cl2
2NaCl________________________________________________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O__________________________________________。
(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2+Na2SO4===BaSO4+2NaCl_____________________________________;
②Fe+2HCl===FeCl2+H2______________________________________________。
【解析】首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
【答案】
②非氧化还原反应
(2)①非氧化还原反应
②
【随堂练习】
1.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列现象与氧化还原反应无关的是( )
A.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
B.充有氢气的气球遇明火爆炸
C.铁制菜刀生锈(Fe2O3·nH2O)
D.铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
【解析】选A A项,酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙能和酸反应,该反应中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,正确;B项,充有氢气的气球遇明火爆炸,生成水,属于氧化还原反应,错误;C项,铁生锈时,Fe→Fe2O3·nH2O,属于氧化还原反应过程,错误;D项,金属铜生成铜绿,Cu→Cu2(OH)2CO3,属于氧化还原反应,错误。
2.下列关于氧化还原反应的说法中错误的是( )
A.在反应中失去电子的物质被氧化,得到电子的物质被还原
B.在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一物质
C.氧化还原反应是一种物质首先被氧化,另一种物质再被还原的反应
D.只有氧化没有还原的反应是不存在的
【解析】选C 氧化反应和还原反应是同时发生的,二者既是对立的,又是统一的。
3.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )
A.氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液
B.铁片置于硫酸铜溶液中
C.铁在氧气中燃烧
D.二氧化碳通入澄清石灰水中
【解析】选B 凡是有元素化合价升降的反应都是氧化还原反应,B、C属于氧化还原反应,在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应,A、B属于离子反应。
4.下列变化过程属于氧化反应的是( )
A.HCl→H2 B.Mg→Mg2+
C.Cl-→AgClD.CuO→Cu
【解析】选B 物质要发生氧化反应,则所含元素的化合价升高。
A项,HCl→H2化合价降低,错误;B项,Mg→Mg2+化合价升高,正确;C项,Cl-→AgCl化合价没有改变,错误;D项,CuO→Cu化合价降低,错误。
5.Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe所属基本反应类型是________。
在该反应中________元素的化合价升高,该元素的原子________电子,被________;而________元素的化合价降低,该元素的原子________电子,被________。
该反应中,Fe2O3发生了________反应,Al发生了________反应,________是氧化产物,________是还原产物。
【解析】从反应类型上看该反应是置换反应,分析物质中元素化合价的变化知:
Fe的化合价由+3价降到0价,被还原,得到的铁是还原产物;Al的化合价由0价升到+3价,发生氧化反应,得到的Al2O3是氧化产物。
【答案】置换反应 铝 失去 氧化 铁 得到 还原 还原 氧化 Al2O3 Fe
【课后练习】
1.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
B.CO2+H2O===H2CO3
C.2H2O2
2H2O+O2↑
D.CaCO3
CaO+CO2↑
【解析】选C 有元素化合价升降的反应是氧化还原反应;在反应2H2O2
2H2O+O2↑中,氧元素的化合价由-1一部分升高到0价,一部分降低到-2价。
2.下列变化过程中,属于还原反应的是( )
A.HCl→Cl2 B.Na→Na+
C.CO→CO2D.Fe3+→Fe
【解析】选D 元素化合价降低的反应属于还原反应。
3.氧化还原反应发生在同种元素之间的是( )
A.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
B.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
C.H2+CuO
Cu+H2O
D.2H2O
2H2↑+O2↑
【解析】选B 反应2H2S+SO2===3S↓+2H2O中,H2S→S,硫元素化合价升高被氧化,SO2→S,硫元素化合价降低被还原。
4.下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B.AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
D.MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
【解析】选C A项属于置换反应;B项属于复分解反应;D项属于分解反应且属于氧化还原反应;C项,有元素化合价的升降,属于氧化还原反应。
5.下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.H2还原CuO的反应只属于还原反应
B.置换反应都是氧化还原反应,所以,3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C.3O2
2O3是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
【解析】选D 氧化还原反应是一个整体,氧化反应和还原反应必然同时发生在同一个反应中,在H2+CuO
Cu+H2O过程中,对CuO而言是失去氧被还原,发生了还原反应,对H2而言,则是得到氧被氧化,发生了氧化反应。
置换反应都是氧化还原反应,但CO与Fe2O3的反应不是置换反应,所以B错。
复分解反应只是反应物互相交换成分重新组合成新的物质,没有电子转移,所以,复分解反应一定不是氧化还原反应。
C中反应前后氧元素的化合价都没变化,属于非氧化还原反应。
6.在反应中,X元素的原子将电子转移给Y元素的原子,则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A.①②B.③④
C.②③D.①④
【解析】选D 根据题意知,X元素的原子失去电子,X元素化合价升高,发生氧化反应;而Y元素的原子获得电子,Y元素化合价降低,发生还原反应。
7.下列氧化还原反应中,电子得失情况表示不正确的是( )
【解析】选A 在反应2Na+S===Na2S中,Na→Na2S,钠元素化合价升高,失去电子发生氧化反应,S→Na2S,硫元素化合价降低,得到电子发生还原反应,A项不正确。
8.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3C
K2S+N2↑+3CO2↑。
该反应中被氧化的元素是( )
A.CB.N
C.N和SD.N和C
【解析】选A 元素化合价升高被氧化,发生氧化反应。
反应前后:
C由0―→+4价,被氧化;S由0―→-2价,被还原,N由+5―→0价,被还原。
9.下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是( )
【解析】选D A中得失电子数不相等,每生成3个O2分子,应失去6×2e-,生成2个Cl-应得到2×6e-,错误;B中得失电子标注错误;C中一部分Cl2得电子,一部分失电子,电子数目为1×e-,且“得”“失”标注错误,C错。
10.下列化学反应中,既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )
A.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3
D.H2+CuO
Cu+H2O
【解析】选B A、C两项不是氧化还原反应,D项不是离子反应,B项符合题意。
11.对于反应MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)MnO2在反应中________电子,所含元素化合价________,发生________反应。
(2)HCl在反应中_______电子,所含元素化合价_______,发生________反应。
【解析】根据氧化还原反应的基本概念分析可以得出正确结果。
【答案】
(1)得到 降低 还原
(2)失去 升高 氧化
12.饮用水中的NO
对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO
的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO
还原为N2,其化学方程式为
10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O
请回答下列问题:
(1)上述反应中,________元素的化合价升高,则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子;而________元素的化合价降低,则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________。
【解析】在上述反应中铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。
【答案】
(1)Al 失去 N 还原