学年高中化学 第二章 化学物质及其变化 23 氧化还原反应第2课时学案 新人.docx

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学年高中化学第二章化学物质及其变化23氧化还原反应第2课时学案新人

第2课时　氧化剂和还原剂

[学习目标定位]　1.能够正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。

2.会判断氧化剂和还原剂，会比较物质氧化性或还原性的强弱。

一、氧化还原反应电子转移的表示方法

1.分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化和电子得失情况，请填写在括号内：

2.氧化还原反应电子转移的表示方法

（1）双线桥法：

表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。

双线桥法分析氧化还原反应的步骤：

①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价；

②在反应物到生成物之间画一个线桥，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素；

③分析化合价的变化，找出反应中得失电子的总数（有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数）；

④将转移的电子数标在线桥上，并注明得失。

如：

（2）单线桥法：

表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。

单线桥法分析氧化还原反应的步骤：

①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价；

②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾指向失电子的元素，箭头指向得电子的元素。

注意：

线桥只在反应物中，不跨越“===”与生成物相连。

③在线桥上注明电子转移的数目。

注意：

只写数目，不标得失。

如：

　氧化还原反应中电子转移的表示方法

（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。

1.在2Mg＋O2

2MgO的化学反应中：

（1）氧元素的化合价由0价降低为________价，氧原子得到电子的总数为________。

（2）镁原子失去电子的总数为________，1molMg反应时转移电子的物质的量为________。

答案　

（1）－2　2　4　

（2）4　2mol

解析　在该反应中氧元素化合价降低2，化合价降低总数是2×2＝4；氧原子得电子数是2，得电子总数是2×2＝4；镁元素化合价升高2，化合价升高总数是2×2＝4；镁原子失电子数是2，失电子总数是2×2＝4。

2.写出下列反应的化学方程式，并分别用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。

（1）用氢气还原氧化铜。

（2）加热氯酸钾分解制取氧气。

答案　

（1）

（2）

二、氧化剂和还原剂

1.写出铝粉与盐酸溶液反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________。

答案　

2.在上述反应中：

（1）发生还原反应的是________，判断的依据是___________________________________。

（2）发生氧化反应的是____________，判断的依据是_________________________。

（3）氧化剂是________，表现出________性。

（4）还原剂是________，表现出________性。

答案　

（1）HCl　因为氢元素的化合价降低，得到电子　

（2）Al　因为铝元素的化合价升高，失去电子　（3）HCl　氧化　（4）Al　还原

3.判断下列说法是否正确

（1）得到电子的反应物质是氧化剂，失去电子的反应物质是还原剂（　　）

（2）氧化反应是元素化合价升高的反应，还原反应是元素化合价降低的反应（　　）

（3）氧化剂失去电子被氧化，还原剂得到电子被还原（　　）

（4）氧化剂被还原后的产物是还原产物，还原剂被氧化后的产物是氧化产物（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√

（1）氧化还原反应知识结构图示

（2）常见的氧化剂：

浓硫酸、硝酸、氯化铁、高锰酸钾等。

常见的还原剂：

铁、铝、氢气、碳、一氧化碳等。

3.分析下列反应并按要求填空。

（1）2Fe＋3Cl2

2FeCl3

氧化剂是__________，还原剂是____________；发生氧化反应的是__________，发生还原反应的是__________。

（2）2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

氧化剂是____________，还原剂是____________；被氧化的元素是__________，被还原的元素是__________。

（3）2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O

氧化剂是____________，还原剂是____________；发生氧化反应的是__________，被还原的元素是__________。

答案　

（1）Cl2　Fe　Fe　Cl2　

（2）KMnO4　KMnO4　KMnO4中的氧元素　KMnO4中的锰元素

（3）SO2　H2S　H2S　SO2中的硫元素

4.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Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr相比较，水的作用不相同的是（　　）

A.Na2O＋H2O===2NaOH

B.4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

C.Cl2＋H2OHCl＋HClO

D.3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2

答案　D

解析　反应Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr中，水既非氧化剂又非还原剂。

A、B、C中水既非氧化剂又非还原剂；D中水作氧化剂。

氧化还原反应相关知识关系记忆口诀

升失氧还，降得还氧。

剂性一致，其他相反。

1.下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是（　　）

答案　B

解析　B项，硫元素发生歧化反应，两个S由0降低为－2价，总共降低4价，一个S由0价升高为＋4价，总升高4价，共失去4个电子，正确；C项，根据化合价不能交叉的原则，氯酸钾中氯元素的化合价应从＋5价降到0价，盐酸中氯元素的化合价应从－1价升高到0价，转移电子数是5；D项，氯酸钾中氯元素化合价降低，得到电子，氧元素化合价升高，失去电子，箭头应该是从O指向Cl，故D错误。

2.下列反应属于氧化还原反应，但水既不作氧化剂又不作还原剂的是（　　）

A.H2O＋CaO===Ca（OH）2

B.2H2O＋2Na===2NaOH＋H2↑

C.3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

D.2H2O

O2↑＋2H2↑

答案　C

解析　A项不是氧化还原反应；B项H2O中氢元素化合价降低，水是氧化剂；C项中只有NO2中氮元素化合价发生变化，水既不作氧化剂又不作还原剂；D项中水既作氧化剂又作还原剂。

3.在反应H2S＋H2SO4===S↓＋SO2↑＋2H2O中，若有32g硫生成则转移电子为（　　）

A.6molB.2molC.3molD.4mol

答案　B

解析　由

知，生成32g硫（1mol）转移电子2mol。

4.已知常温下，在溶液中可发生如下反应：

Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。

由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是（　　）

A.Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋B.Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋

C.Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋D.Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋

答案　A

解析　根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由两个化学方程式可以得到还原性强弱顺序为Fe2＋>Ce3＋，Sn2＋>Fe2＋。

5.下列离子哪种是最强的氧化剂（　　）

A.Ag＋B.Mg2＋

C.H＋D.Cu2＋

答案　A

解析　金属单质的还原性越强，相应阳离子的氧化性就越弱，因为还原性：

Mg>H2>Cu>Ag，所以氧化性：

Ag＋>Cu2＋>H＋>Mg2＋。

6.

（1）铁钉在氯气中被锈蚀为棕黄色物质FeCl3，而在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。

则在Cl2、Cl－、H＋中，具有氧化性的是________，其中氧化性强的是________。

（2）盐酸在不同的反应中，可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。

现有如下四个反应，请写出盐酸在三个反应中，分别表现什么性质：

①Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑________；

②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O________；

③2HCl

H2↑＋Cl2↑________；

④KClO3＋6HCl（浓）===3Cl2↑＋KCl＋3H2O______。

（3）题

（2）④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，若有5mol还原剂被氧化，则生成的Cl2为________mol。

答案　

（1）Cl2、H＋　Cl2　

（2）①酸性、氧化性　②酸性　③氧化性、还原性　④还原性、酸性

（3）1∶5　3

解析　

（1）Cl－中氯元素处于最低价态，只表现还原性，H＋中氢元素处于最高价态，只表现氧化性，Cl2中氯元素处于中间价态，且Cl2是常见的强氧化剂，所以具有氧化性的是Cl2和H＋，又由于铁在氯气中反应得FeCl3，Fe3＋的价态为＋3价，而铁与盐酸反应生成FeCl2，Fe2＋的价态为＋2价，则Cl2的氧化性大于H＋的氧化性。

（2）①Zn与HCl反应，HCl表现为酸性，同时发生氧化还原反应，

Cl→

2↑，HCl又表现为氧化性。

②NaOH与HCl反应生成盐和水，发生中和反应，HCl表现为酸性。

③电解稀盐酸，发生氧化还原反应，

＋→

2↑，

l－→

l2↑，HCl既表现为氧化性又表现为还原性。

④6HCl中5

l－→

2，Cl元素被氧化，HCl表现出还原性，又6H＋→3H2O，故HCl中的H＋表现出酸性。

（3）若有1molKClO3参加反应，则有6molHCl参与反应，KClO3中Cl元素化合价降低，故氧化剂为1molKClO3，6molHCl中有5molCl化合价升高，1molCl化合价不变，故还原剂为5molHCl，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5。

若有5molHCl被氧化，则生成Cl2为3mol。

[基础过关]

题组一　氧化还原反应电子转移的表示方法

1.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是（　　）

答案　C

解析　

题组二　氧化还原反应中各概念之间的对应关系

2.下列对氧化还原反应的分析中不合理的是（　　）

A.Mg变成MgO时化合价升高，失去电子，因此Mg在该反应中作氧化剂

B.KMnO4受热分解时，Mn元素被还原

C.反应CuSO4＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋Na2SO4不属于氧化还原反应

D.在反应2H2O

2H2↑＋O2↑中，H2O既是还原剂，又是氧化剂

答案　A

解析　A项中Mg失电子作还原剂，不正确。

3.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.③④C.②③D.①④

答案　D

解析　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。

4.海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生反应以达到富集的目的，化学反应为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，下列说法正确的是（　　）

A.Br2在反应中表现氧化性

B.SO2在反应中被还原

C.Br2在反应中失去电子

D.1molBr2在反应中得到1mol电子

答案　A

解析　在反应中，Br2中Br元素化合价降低，作氧化剂，得到电子，被还原，1molBr2转移2mol电子，SO2中S元素化合价升高，作还原剂，被氧化，正确的是A。

5.工业上制取ClO2的化学反应：

2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。

下列说法正确的是（　　）

A.SO2在反应中被氧化

B.NaClO3在反应中失去电子

C.H2SO4在反应中作氧化剂

D.1mol氧化剂在反应中得到2mol电子

答案　A

解析　反应中元素化合价变化情况：

2Na

O3＋

O2＋H2SO4===2

lO2＋2NaH

O4

SO2作还原剂，在反应中被氧化，A正确；NaClO3作氧化剂，在反应中得到电子，B错误；H2SO4中元素化合价未发生变化，C错误；1molNaClO3在反应中得到1mol电子，D错误。

题组三　氧化性、还原性强弱的比较及应用

6.下列微粒中，没有氧化性的是（　　）

A.Cl－B.H＋

C.Cl2D.HClO

答案　A

解析　H＋中氢元素是最高价（＋1价），只有氧化性；Cl2、HClO中氯元素化合价分别为0价、＋1价，是氯元素的中间价态，既有氧化性又有还原性；Cl－中氯元素为－1价，是最低价态，只有还原性。

7.已知常温下，在溶液中发生如下反应：

①16H＋＋10Z－＋2XO

===2X2＋＋5Z2＋8H2O

②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－

③2B－＋Z2===B2＋2Z－

由此推断下列说法错误的是（　　）

A.反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以进行

B.Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化

C.氧化性由强到弱的顺序是XO

、Z2、B2、A3＋

D.还原性由强到弱的顺序是Z－、B－、A2＋、X2＋

答案　D

解析　由题中信息知氧化性的强弱顺序为XO

＞Z2＞B2＞A3＋，所以A、C正确；在反应①中Z元素被氧化，在反应③中Z元素被还原，所以B项正确；还原性为A2＋＞B－＞Z－＞X2＋，D项错。

8.PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu的氧化性依次减弱。

下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）

A.Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋

B.10Cl－＋2MnO

＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O

C.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

D.5Pb2＋＋2MnO

＋2H2O===5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋

答案　D

解析　氧化性：

PbO2＞KMnO4＞Cl2＞FeCl3＞Cu，所以D项反应不可能发生，因为该反应不符合反应规律：

题组四　有关氧化还原反应的计算

9.反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，当有6mole－发生转移时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为（　　）

A.1∶1B.1∶2

C.2∶1D.3∶1

答案　C

解析　在反应中3molNO2参与反应，其中2molNO2被氧化，1mol被还原，不论有多少电子发生转移，被氧化与被还原的NO2的物质的量之比均为2∶1。

故选C。

10.实验室制取Cl2的反应：

4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

下列说法不正确的是（　）

A.氧化剂是MnO2，还原剂是HCl

B.每生成1molCl2，转移电子的物质的量是2mol

C.每消耗1molMnO2，表现还原作用的HCl为4mol

D.Cl2是氧化产物

答案　C

解析　由

，可知，MnO2中锰元素化合价降低，是氧化剂，MnCl2是还原产物，HCl中氯元素化合价升高，是还原剂，Cl2是氧化产物，A对、D对；氯元素化合价由－1价升高到0价，每生成1molCl2，转移电子的物质的量是2mol，B对；每消耗1molMnO2，参加反应的HCl为4mol，表现还原作用的HCl为2mol，另2molHCl表现酸性生成MnCl2，C错。

[能力提升]

11.已知以下两个氧化还原反应的化学方程式：

①2KClO3

2KCl＋3O2↑

②2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe

（1）用单线桥法表示反应②中的电子转移情况。

________________________________________________________________________。

（2）反应①中每生成1molO2，转移电子的物质的量是______。

答案　

（1）

（2）4mol

解析　根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目。

从上式中看出，每生成1molO2转移4mol电子。

12.一反应体系有反应物和生成物共7种物质：

O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。

已知该反应中H2O2只发生如下过程：

H2O2―→O2，试回答下列问题：

（1）该反应中的氧化剂是___________________________________________。

（2）该反应中，发生还原反应的过程是________________________。

（3）该反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是________。

（4）如反应转移了0.3mol电子，则产生的气体在标准状况下体积为________。

答案　

（1）KMnO4　

（2）KMnO4―→MnSO4　（3）5∶2

（4）3.36L

解析　本题考查氧化还原反应中氧化剂的判断、还原反应过程的分析及有关计算。

由于H2O2发生的变化为H2

―→

，H2O2为还原剂，氧化产物为O2，则KMnO4为氧化剂，K

O4―→

SO4，发生还原反应，还原产物为MnSO4。

每生成1molO2失去2mol电子，每生成1molMnSO4，得到5mol电子，故n（O2）∶n（MnSO4）＝5∶2。

若反应转移0.3mol电子则生成O2的体积为0.3mol÷2×22.4L·mol－1＝3.36L。

13.阅读下列材料后回答问题。

一个体重50kg的健康人，体内约含有2g铁，这2g铁在人体内不是以单质的形式存在，而是以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。

正二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含Fe2＋的亚铁盐，如硫酸亚铁。

服用维生素C，可使食物中的Fe3＋转化成Fe2＋，有利于人体吸收。

（1）在人体中进行Fe2＋

Fe3＋的转化时，①反应中的Fe2＋发生________反应，②反应中的Fe3＋被________。

（2）“服用维生素C，可使食物中的Fe3＋转化成Fe2＋”这句话说明，维生素C在这一反应中被____________。

（3）市场上出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原性铁粉，这些铁粉在人体胃酸（主要成分是盐酸）的作用下转化成亚铁盐。

此反应的化学方程式为________________________，离子方程式为________________________________。

答案　

（1）氧化　还原　

（2）氧化　（3）Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

解析　

（1）Fe2＋→Fe3＋时，Fe2＋失去电子，化合价升高，发生氧化反应，Fe3＋→Fe2＋时，Fe3＋得到电子，化合价降低，被还原。

（2）维生素C使Fe3＋还原成Fe2＋，说明维生素C失去电子，化合价升高，被氧化。

（3）铁粉与盐酸反应的化学方程式：

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，离子方程式：

Fe＋2H＋===

Fe2＋＋H2↑