必修一化学231氧化还原反应.docx
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必修一化学231氧化还原反应
第二章第三节
氧化还原反应
第一课时 氧化还原反应
[学习目标] 1.了解氧化反应、还原反应的概念。
2.从化合价升降、电子得失或电子对偏移角度理解氧化还原反应。
（重难点） 3.了解氧化剂、还原剂的概念与判断方法。
（重点） 4.了解氧化还原反应的实质是电子的转移。
（重点）
一、从不同角度分析氧化还原反应
1．从得失氧的角度认识氧化还原反应
反应：
2CuO＋C
2Cu＋CO2↑
（1）CuO失氧，发生了还原反应。
（2）C得氧，发生了氧化反应。
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．从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应
（1）反应：
CuO＋H2
Cu＋H2O
.
（2）反应：
2Na＋Cl2
2NaCl（反应物、生成物均无氧元素）
。
结论：
从反应前后元素化合价变化的角度看，只要反应前后有元素化合价变化的反应，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
.
（2）反应：
H2＋Cl2
2HCl
结论：
从电子转移的角度看，化学反应中凡是有电子转移的反应叫氧化还原反应。
1．如何判断一个反应是否是氧化还原反应？
反应中元素化合价改变的根本原因是什么？
【提示】 根据氧化还原反应的特征判断，即反应前后是否有元素化合价的升降。
元素化合价改变的根本原因是元素原子间发生了电子的得失或共用电子对的偏移。
二、氧化还原反应的有关概念、特征和实质
1．概念
（1）反应类型
氧化反应：
物质所含元素化合价升高的反应
还原反应：
物质所含元素化合价降低的反应
氧化还原反应：
有元素化合价升降的化学反应
（2）反应物
氧化剂：
在反应中得到电子（或电子对偏向）的物质
还原剂：
在反应中失去电子（或电子对偏离）的物质
（3）生成物
氧化产物：
氧化反应（元素化合价升高）的生成物
还原产物：
还原反应（元素化合价降低）的生成物
（4）物质性质
氧化性：
得电子（或电子对偏向）的性质→结果使其他物
质得以失去电子（或电子对偏离）发生氧化反应
还原性：
失电子（或电子对偏离）的性质→结果使其他物
质能够获得电子（或电子对偏向）发生还原反应
2．特征
有元素的化合价发生变化。
3．实质
氧化还原反应的实质是电子的转移（得失或偏移）。
2．在氧化还原反应中，得电子的和失电子的可以是同一种物质或元素吗？
举例说明。
【提示】 可以。
如2H2O
2H2↑＋O2↑（同一种物质），2H2O2
2H2O＋O2↑（同一种元素）。
1．判断
（1）只有反应中有物质得氧、失氧的反应才是氧化还原反应。
（ ）
（2）在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为＋5、＋4、＋3、＋2、0和一3价。
（ ）
（3）在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高，而无化合价的降低。
（ ）
（4）氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原。
（ ）
（5）氧化还原反应时还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子
（ ）
【答案】
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）×
2．下列属于氧化还原反应的离子方程式的是（ ）
A．CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
B．OH－＋H＋===H2O
C．HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O
D．2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
【答案】 D
3．对于反应3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2，请回答：
（1）氧化剂是________，发生氧化反应的物质是________。
（2）被氧化的元素是________，还原产物是________。
（3）生成3molCO2转移电子________mol。
【答案】
（1）Fe2O3 CO
（2）碳或C Fe （3）6
学生分组探究一 氧化还原反应的有关概念和判断
第1步探究——问题引入，自主探究
对于反应MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
1．氧化剂是什么物质？
具有什么性？
发生什么反应？
生成什么产物？
【提示】 MnO2具有氧化性，发生还原反应，生成还原产物MnCl2。
2．还原剂是什么物质？
具有什么性？
发生什么反应？
生成什么产物？
【提示】 HCl具有还原性，发生氧化反应，生成氧化产物Cl2。
第2步阐述——要点归纳，深化知识
1．概念间的关系
记忆口诀：
氧→得→降→还→还→还
还→失→升→氧→氧→氧
即：
氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物；
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。
2．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）化合反应和分解反应部分是氧化还原反应，部分是非氧化还原反应。
第3步例证——典例印证，思维深化
（2015·成都高一检测）被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：
NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，下列说法中正确的是（提示：
NaBH4中氢元素为－1价）（ ）
A．NaBH4中的H得到电子，转化为H2
B．NaBH4中的Na既没有得到电子，也没有失去电子
C．硼元素被氧化，氢元素被还原
D．被氧化与被还原的元素质量比为3∶1
【解析】
故NaBH4中的H失去电子，转化为H2；H2O中的H得到电子，转化为H2；NaBH4中氢元素被氧化，H2O中氢元素被还原。
由化学方程式可以看出被氧化的氢元素的原子数为4，被还原的氢元素的原子数也为4，所以被氧化与被还原的元素质量比为1∶1。
【答案】 B
第4步运用——精选习题，落实强化
1．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】 A为置换反应，B为复分解反应，D为分解反应。
【答案】 C
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】 还原反应的特征是化合价降低。
【答案】 D
3．如图为反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4中电子转移的关系图，则图中的甲、乙分别表示（ ）
甲 乙
A．Fe，S B．Cu2＋，S
C．Fe，OD．Fe，Cu2＋
【解析】 氧化还原反应的特征是反应前后有元素化合价变化，实质是有电子转移。
分析所给反应得知，铁元素化合价从0价→＋2价失去2个电子，铜元素化合价降低，从＋2价→0价，得到2个电子，故答案为D项。
【答案】 D
4．实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2＋NH4Cl
NaCl＋N2↑＋2H2O，关于该反应的说法正确的是
（ ）
A．NaNO2是还原剂
B．生成1molN2时转移的电子为6mol
C．NH4Cl中的N元素被氧化
D．NH4Cl在该反应中表现氧化性
【解析】 在反应
中，氧化剂是NaNO2，N元素被还原，还原剂是NH4Cl，表现还原性，N元素被氧化，生成1molN2时转移的电子为3mol。
【答案】 C
氧化还原反应的认识误区
（1）在氧化还原反应中，一种反应物不一定只表现出一种性质。
（2）得电子难的元素不一定易失去电子。
如碳元素、稀有气体元素既不容易失电子也不容易得电子。
（3）氧化还原反应中被氧化的元素与被还原的元素可能是不同元素，也可以是同一元素。
（4）同一反应，氧化剂和还原剂可能是同一物质也可以是不同物质。
（5）反应中，氧化反应和还原反应同时进行，没有先后。
学生分组探究二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
第1步探究——问题引入，自主探究
1．
中箭头指向的含义是什么？
【提示】 指的是反应前后同一元素原子的电子转移情况，不表示转移的方向。
2．
中箭头指向的含义是什么？
【提示】 指的是得到电子的元素原子，表达了转移方向。
第2步阐述——要点归纳，深化知识
1．双线桥法；表示反应前后同一元素原子间电子转移情况，反映了化学反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。
（1）基本步骤——“三步曲”。
（2）注意事项。
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素；
②必须注明“得”“失”；
③氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。
2．单线桥法：
表示反应前后不同元素原子间电子转移情况。
（1）基本步骤——“三步曲”。
（2）注意事项。
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况；
②不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目；
③箭头标明电子转移的方向；
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
第3步运用——精选习题，落实强化
1．下列对氧化还原反应的分析正确的是（ ）
【解析】 A项中氢元素化合价从＋1价降低到0价得到电子，氧元素化合价从－2价升高到0价失去电子，A项错误；B项中铁元素化合价从0价升高到＋2价失去电子被氧化，硫元素化合价降低得到电子被还原，B项错误；C项中，钾元素化合价未发生变化，C项错误；D项中铁元素化合价从＋2价降低到0价被还原，碳元素化合价从＋2价升高到＋4价被氧化，D项正确。
【答案】 D
2．下列式子中不正确的是（ ）
【解析】 D项，Cl元素由＋5→－1价，被还原。
【答案】 D
3．（2015·北京丰台区高一检测）已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：
3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
（1）用双线桥法表示电子得失的方向和数目：
____________；
（2）用单线桥法表示电子得失的方向和数目：
___________；
（3）若3molCu参加反应，则该过程转移的电子数是________mol。
【解析】
（1）该反应中Cu的化合价变化是0→＋2价，1molCu失去2mol电子；HNO3中部分氮元素由＋5价→＋2价，生成1molNO，转移3mol电子。
（2）结合
（1）的分析及单线桥法的注意事项即可写出。
（3）1molCu失去2mol电子，故3molCu失去6mol电子。
【答案】
（3）6
电子转移方向和数目表示法两点误区
（1）两种方法中箭头的指向不同。
双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素；单线桥中箭头指向得到电子的元素。
（2）转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。
1．氧化还原反应：
（1）本质：
电子的转移。
（2）特征：
化合价的升降。
2．氧化剂和还原剂：
（1）氧化剂→得—降—还→还原产物。
（2）还原剂→失—升—氧→氧化产物。
3．氧化还原反应中电子转移的表示：
（1）双线桥法：
先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。
（2）单线桥法：
确定变化化合价，计算价态的变化；桥上标明电子数，箭头还原到氧化。
课时作业（十）
[学业水平层次（A）]
1．下列说法中正确的是（ ）
A．在氧化还原反应中一种元素被氧化，另一种元素被还原
B．在氧化还原反应中，不一定所有元素的化合价都改变
C．氧化还原反应的实质是反应中原子发生了重新组合
D．某元素由化合态转化为游离态，这种元素一定被还原了
【解析】 A项，反应中也可能同一元素既被氧化又被还原；C项，实质是电子转移；D项，化合态中某一元素的化合价可能为正价也可能为负价，若转化为游离态0价，元素可被氧化也可能被还原。
【答案】 B
2．下列叙述中，说法不正确的是（ ）
A．复分解反应一定都不属于氧化还原反应
B．在氧化还原反应中，金属单质一定不是氧化剂
C．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂
D．置换反应一定都属于氧化还原反应
【解析】 复分解反应中无元素化合价变化，一定不是氧化还原反应，置换反应中一定有元素化合价的变化，一定是氧化还原反应，A、D正确；氧化还原反应中，金属单质只能升价，只能作还原剂，而非金属单质可能升价，也可能降价，既可作氧化剂，也可作还原剂，B正确，C错误。
【答案】 C
3．离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，正确的是（ ）
【解析】 化学反应的分类应按照一定的标准。
除分为四种基本类型以外，还可根据有无离子参加分为离子反应、非离子反应，根据有无电子得失分为氧化还原反应、非氧化还原反应。
复分解反应和氧化还原反应无交集。
【答案】 A
4．下列对氧化还原反应分析正确的是（ ）
【解析】 A项，得、失电子数为2e－；B项，Fe失2e－，H＋得2e－；D项，失电子，被氧化。
【答案】 C
5．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】 要求能准确分析化合物化合价的变化，熟悉化合物化合价的规律。
【答案】 B
6．硫单质在反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中的变化是（ ）
A．被氧化
B．被还原
C．既被氧化又被还原
D．既未被氧化又未被还原
【解析】 该反应中单质硫中的硫元素化合价为0价，一部分升高到＋4价，一部分降低到－2价，故在反应中硫单质既被氧化又被还原。
【答案】 C
7．下列反应中需要加入还原剂才能进行的是（ ）
A．H2→H2O B．Zn→Zn2＋
C．Fe3＋→Fe2＋D．CuO→CuCl2
【解析】 加入还原剂才能进行的反应，说明该过程中元素化合价降低，发生还原反应，C正确；A、B中需加氧化剂才能进行，D项无化合价变化。
【答案】 C
8．下列氧化还原反应方程式中所标电子转移的方向和数目正确的是（ ）
【解析】 A项：
Fe―→FeSO4应为失电子，CuSO4―→Cu应为得电子；C项：
2HCl―→Cl2应失2×e－；D项：
2H2―→2H2O应失4×e－，O2―→2H2O应得2×2e－。
【答案】 B
9．（2015·浙江台州中学月考）氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于区域3的是（ ）
A.2F2＋2H2O===4HF＋O2
B.AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
C.3CO＋Fe2O3
2Fe＋3CO2
D.MgCl2（熔融）
Mg＋Cl2↑
【解析】 区域3应该是属于氧化还原反应，但不属于四大反应类型。
A项反应为置换反应；B项反应为复分解反应，D项反应为分解反应；C项碳元素、铁元素的化合价发生变化，但不属于四大反应类型。
【答案】 C
10．（2015·德州高一检测）在K2Cr2O7＋14HCl===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O反应中。
（1）________元素被氧化，________是氧化剂。
（2）________是氧化产物，________发生氧化反应。
（3）在参加反应的盐酸中，起还原剂（被氧化）作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为________。
（4）用双线桥法标明电子转移的方向和数目。
【解析】
【答案】
（1）氯 K2Cr2O7
（2）Cl2 HCl
（3）3∶4
（4）
11．据考证，商代炼铜，主要矿物原料是孔雀石，主要燃料是木炭，冶炼温度估计在1000℃左右，可能涉及的反应有：
①Cu2（OH）2CO3
2CuO＋CO2↑＋H2O ②2CuO＋C
2Cu＋CO2↑ ③CuO＋CO
Cu＋CO2 ④CO2＋C
2CO
（1）从四种基本反应类型看，①、②、④分别属于________、________、________。
（2）在①、②、③、④上述反应中，属于氧化还原反应的是________（填序号）。
【答案】
（1）分解反应 置换反应 化合反应
（2）②③④
[能力提升层次（B）]
12．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图，由图可知，
在该反应中是（ ）
A．还原剂B．氧化剂
C．氧化产物D．还原产物
【解析】
，失去电子的物质
是还原剂。
【答案】 A
13．运动会上发令枪所用“火药”的主要成分是氯酸钾和红磷，撞击时发生的化学反应为：
5KClO3＋6P===3P2O5＋5KCl。
下列有关该反应的叙述中，正确的是（ ）
A．氯酸钾是还原剂
B．反应中消耗3molP时，转移电子的物质的量为15mol
C．KCl既是氧化产物，又是还原产物
D．发令时产生的白烟只是KCl固体颗粒
【解析】 发令枪发生的反应5KClO3＋6P===3P2O5＋5KCl中，KClO3得到电子被还原作氧化剂，Cl元素由＋5价降为－1价，单质P作还原剂，A错误；P2O5是氧化产物，KCl是还原产物，C错误；生成物P2O5和KCl都是固体且都形成白烟，D错误。
【答案】 B
14．（2015·杭州高一检测）二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂，而且与Cl2相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
制备ClO2有下列两种方法：
方法一：
2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O
方法二：
2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O
（1）方法一的离子方程式：
______________________________________；
（2）方法二中被氧化的物质是________，若反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为________L；
在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目。
2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O
【解析】
（1）方法一中的反应只有钠离子和一半的氯离子实际不参加反应，则离子反应为2ClO
＋4H＋＋2Cl－===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。
（2）2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O中，氧元素的化合价升高，则H2O2为还原剂被氧化，氯元素的化合价由＋5价降低为＋4价，转移1个电子，反应中有0.1mol电子转移，则产生的ClO2气体在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L·mol－1＝2.24L；单线桥法标出电子转移的方向和数目：
。
【答案】
（1）2ClO
＋4H＋＋2Cl－===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
15．酒后驾车是马路第一大杀手。
已知酒精（C2H5OH）能与K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定条件下发生如下反应：
2K2Cr2O7＋3C2H5OH＋8H2SO4===2K2SO4＋2Cr2（SO4）3＋3CH3COOH＋11H2O且知Cr2O
和Cr3＋在溶液中分别显橙色和绿色，回答下列问题：
（1）该反应________（填“是”或“不是”）离子反应。
（2）写出电离方程式：
Cr2（SO4）3===_________________________________。
（3）该反应________（填“是”或“不是”）氧化还原反应，判断的依据是__________________________________________________________________。
（4）你认为能否用这一反应来检测司机是否酒后驾车？
简述其原理。
【解析】 （3）很容易判断铬元素的化合价在反应前后发生了变化，是氧化还原反应。
（4）由于该反应前后有物质颜色的变化，可以用来检验司机是否酒后驾车。
【答案】
（1）是
（2）Cr2（SO4）3===2Cr3＋＋3SO
（3）是 铬元素在反应后化合价降低，碳元素在反应后化合价升高
（4）能；该反应前后有颜色变化，K2Cr2O7在酸性条件下遇乙醇发生反应，颜色由橙色变为绿色。
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