初中升高中化学衔接课程 氧化还原反应解析版.docx

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初中升高中化学衔接课程氧化还原反应解析版

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