第一章 第三节 第1课时 氧化还原反应
文档属性
| 名称 | 第一章 第三节 第1课时 氧化还原反应 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-07 15:30:23 | ||
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文档简介
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第一章 第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
【学习目标】
1．认识生活中存在的氧化还原反应。
2．通过对氧化还原反应本质的认识过程，初步建立氧化还原反应的认识模型。
3．会用“双线桥”法描述电子转移的方向与数目。
【素养目标】
1．通过对化合价的分析，认识氧化还原反应的有关概念，理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。培养学生“宏观辨识与变化观念”的核心素养。
2．基于化合价变化与电子转移的相关性，从微观上认识氧化还原反应的本质，能对其进行分析，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
3．会用“双线桥”法描述电子转移的方向与数目，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：氧化还原反应概念理解
1．从得氧、失氧的角度——表观认识
从得氧、失氧的角度分析氧化反应、还原反应。
定义：氧化还原反应是反应过程中有氧得失的化学反应。
2．从化合价升降的角度——特征 （判断依据）
从化合价变化的角度认识氧化反应和还原反应：
特征定义：氧化还原反应是反应过程中元素化合价变化的化学反应。
3．从电子转移的角度——本质
电子得失或偏移的分析。
②从电子得失的角度分析氧化反应、还原反应。
本质定义：氧化还原反应：有电子转移（得失或偏移）的化学反应。
典例1．下列说法正确的是( )
A．所有元素化合价都发生变化的化学反应才是氧化还原反应
B．氧化还原反应的特征是元素化合价升降，本质是电子得失
C．氧化还原反应中，一种元素化合价升高，必然有另一种元素化合价降低
D．氧化还原反应中一定存在电子转移
【答案】D
【解析】凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应，此过程并不一定所有元素化合价都要发生变化，A项错误；氧化还原反应的特征是元素化合价升降，本质是电子转移(包括电子得失和共用电子对偏移)，B项错误，D项正确；氧化还原反应中，发生化合价变化的元素可以是一种或多种，如Cl2＋H2O===HCl＋HClO，其中只有氯元素的化合价发生变化，C项错误。
典例2．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是( )
A．向BaCl2溶液中滴加稀硫酸 B．盐酸和Fe2O3反应
C．将铁片放入CuSO4溶液中 D．H2还原CuO
【答案】C
【解析】A、B、C项的反应均为离子反应，A、B项的反应中没有元素化合价变化，C项的反应类型为置换反应，有元素化合价发生变化，故也属于氧化还原反应。
知识点二：氧化反应与四类基本反应的关系
1. 关系图
2．判断关系
(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不一定是氧化还原反应，有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)分解反应不一定是氧化还原反应，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
典例3．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＋3CO2Fe＋3CO2
D．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
【答案】C
【解析】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，C项不属于四种基本反应类型，但是反应前后元素的化合价有变化(Fe由＋3价变为0价，C由＋2价变为＋4价)，属于氧化还原反应。
典例4． 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阴影部分的是( )
A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
D．4NH3＋5O24NO＋6H2O
【答案】D
【解析】由题给信息可知，阴影部分属于氧化还原反应，但不属于化合反应、分解反应、置换反应，更不属于复分解反应，因为复分解反应都不属于氧化还原反应。A项属于化合反应，B项属于分解反应，C项属于置换反应，D项符合题意。
知识点三：“双线桥”表示电子转移的方向和数目
1．基本步骤
2．注意事项
(1)箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子；
(2)必须注明“得到”或“失去”；
(3)电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，可以省略。
(4)被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。
典例5．用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO32KCl＋3O2↑
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)Cl2＋H2O===HCl＋HClO
【答案】
核心价值与学科素养
【知识结构化】
典例6．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是( )
A． KClO3在反应中失去电子
B． ClO2是氧化产物
C． H2C2O4在反应中被氧化
D． H2SO4在反应中得到电子被还原
【答案】C
【解析】
【跟踪练习】 基础过关
1． 磷单质在反应4P+3KOH+3H2O==3KH2PO2+PH3中( )
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
【答案】C
【解析】 KH2O2、H3,P在反应中化合价从0价降到-3价,被还原,同时从0价升高到+1价,被氧化,故磷单质既被氧化又被还原。
2． 氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为－1价)，反应方程式如下：CaH2＋2H2O==Ca(OH)2＋2H2↑，其中H2是( )
A．既是氧化产物又是还原产物 B．是氧化剂
C．是还原剂 D．既是氧化剂又是还原剂
【答案】A
【解析】 反应中CaH2中氢元素由－1价升高至0价，H2O中氢元素由＋1价降低至0价，氢气既是氧化产物又是还原产物。
3． 下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是( )
【答案】B
【解析】 A项，锌元素失去电子，氢元素得到电子，错误；B项，氯酸钾中氯元素由＋5价降低到0价，得到5个电子，HCl中氯元素由－1价升高到0价，共失去5个电子，正确；C项，2 个铁原子失去6 个电子，3个氯气分子得到6 个电子，错误；D项，1 个铜原子失去2 个电子，硝酸中的氮原子得到2 个电子，错误。
4． 汽车尾气转化反应之一是2CO +2NO N2+2CO2，有关该反应的说法正确的是( )
A．CO是氧化剂 B．NO被氧化
C．CO得到电子 D．NO发生还原反应
【答案】D
【解析】 CO在反应中失去电子，化合价升高，被氧化，是还原剂；NO是氧化剂，被还原，发生还原反应；故选D
5． 提升“中国芯”的性能是我国信息产业的当务之急。“中国芯”的核心材料是高纯度的单质硅，工业上制取粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，下列说法正确的是( )
A．硅元素在地壳中的含量比氧元素多
B．该反应的基本类型为置换反应
C．在此反应中硅元素的化合价升高
D．该反应体现了碳的氧化性
【答案】B
【解析】 A. 地壳中的含量最多的元素是氧元素，此选项错误；B. 由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应，该反应的基本类型为置换反应，此选项正确；
C. SiO2中硅元素的化合价为+4，Si是一种单质，硅元素的化合价为为0，反应中硅元素的化合价降低，此选项错误；D. 该反应体现了碳的还原性，此选项错误。故选B。
折 能力达成
6.．有首歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应不是氧化还原反应
B．该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应
C．该反应中铜得电子，O2失电子，所以是氧化还原反应
D．该反应是氧化还原反应，变价的只有两种元素
【答案】D
【解析】 该反应中，Cu由0价升高到＋2价，失电子，发生氧化反应，O由0价降低到－2价，得电子，发生还原反应，碳元素的化合价在反应前后没有改变。故A、B、C三项错误，D项正确。
7． 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，下列反应可制取K2FeO4：2Fe(OH)3+ 3Cl2+ 10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O。对于该反应，下列说法正确的是
A．该反应是置换反应 B．钾元素化合价降低
C．铁元素化合价不变 D．该反应是氧化还原反应
【答案】D
【解析】 A项，该反应中没有单质生成，不是置换反应，错误；B项，钾元素的化合价在反应前后没发生变化，始终是+1价，错误；C项，Fe元素的化合价由反应前的+3价变为反应后的+6价，错误；D项，该反应中，Fe和Cl的化合价发生变化，是氧化还原反应，正确。
8． 《南村辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名曰发烛。”《资治通鉴》中记载：“陈宣帝太建九年，齐后妃贫苦，至以卖烛为业。”文中的发烛就是原始的火柴。K2Cr2O7是火柴工业用作制造火柴头的氧化剂。
在下列反应中：K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O
(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HCl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)该反应中每生成3分子Cl2转移电子数为 个。
【答案】(1)氯 K2Cr2O7 (2)Cl2 HCl (3) 3∶4 (4)6
【解析】 (1)反应中氯元素的化合价由－1价升高到0价，被氧化；K2Cr2O7中铬元素的化合价由＋6价降低到＋3价，被还原，K2Cr2O7作氧化剂。(2)HCl→Cl2，氯元素化合价升高，发生氧化反应，Cl2为氧化产物。(3)14个HCl分子参加反应，有6个HCl分子被氧化，生成3个Cl2分子，另外8个HCl分子起酸性作用，所以起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为6∶8＝3∶4。(4)氯元素的化合价由－1价变到0价，故生成3分子Cl2转移电子数为3×2×[0－(－1)]＝6个。
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第一章 第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
【学习目标】
1．认识生活中存在的氧化还原反应。
2．通过对氧化还原反应本质的认识过程，初步建立氧化还原反应的认识模型。
3．会用“双线桥”法描述电子转移的方向与数目。
【素养目标】
1．通过对化合价的分析，认识氧化还原反应的有关概念，理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。培养学生“宏观辨识与变化观念”的核心素养。
2．基于化合价变化与电子转移的相关性，从微观上认识氧化还原反应的本质，能对其进行分析，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
3．会用“双线桥”法描述电子转移的方向与数目，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：氧化还原反应概念理解
1．从得氧、失氧的角度——表观认识
从得氧、失氧的角度分析氧化反应、还原反应。
定义：氧化还原反应是反应过程中有氧得失的化学反应。
2．从化合价升降的角度——特征 （判断依据）
从化合价变化的角度认识氧化反应和还原反应：
特征定义：氧化还原反应是反应过程中元素化合价变化的化学反应。
3．从电子转移的角度——本质
电子得失或偏移的分析。
②从电子得失的角度分析氧化反应、还原反应。
本质定义：氧化还原反应：有电子转移（得失或偏移）的化学反应。
典例1．下列说法正确的是( )
A．所有元素化合价都发生变化的化学反应才是氧化还原反应
B．氧化还原反应的特征是元素化合价升降，本质是电子得失
C．氧化还原反应中，一种元素化合价升高，必然有另一种元素化合价降低
D．氧化还原反应中一定存在电子转移
【答案】D
【解析】凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应，此过程并不一定所有元素化合价都要发生变化，A项错误；氧化还原反应的特征是元素化合价升降，本质是电子转移(包括电子得失和共用电子对偏移)，B项错误，D项正确；氧化还原反应中，发生化合价变化的元素可以是一种或多种，如Cl2＋H2O===HCl＋HClO，其中只有氯元素的化合价发生变化，C项错误。
典例2．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是( )
A．向BaCl2溶液中滴加稀硫酸 B．盐酸和Fe2O3反应
C．将铁片放入CuSO4溶液中 D．H2还原CuO
【答案】C
【解析】A、B、C项的反应均为离子反应，A、B项的反应中没有元素化合价变化，C项的反应类型为置换反应，有元素化合价发生变化，故也属于氧化还原反应。
知识点二：氧化反应与四类基本反应的关系
1. 关系图
2．判断关系
(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不一定是氧化还原反应，有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)分解反应不一定是氧化还原反应，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
典例3．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＋3CO2Fe＋3CO2
D．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
【答案】C
【解析】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，C项不属于四种基本反应类型，但是反应前后元素的化合价有变化(Fe由＋3价变为0价，C由＋2价变为＋4价)，属于氧化还原反应。
典例4． 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阴影部分的是( )
A．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
D．4NH3＋5O24NO＋6H2O
【答案】D
【解析】由题给信息可知，阴影部分属于氧化还原反应，但不属于化合反应、分解反应、置换反应，更不属于复分解反应，因为复分解反应都不属于氧化还原反应。A项属于化合反应，B项属于分解反应，C项属于置换反应，D项符合题意。
知识点三：“双线桥”表示电子转移的方向和数目
1．基本步骤
2．注意事项
(1)箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子；
(2)必须注明“得到”或“失去”；
(3)电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，可以省略。
(4)被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。
典例5．用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO32KCl＋3O2↑
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)Cl2＋H2O===HCl＋HClO
【答案】
核心价值与学科素养
【知识结构化】
典例6．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是( )
A． KClO3在反应中失去电子
B． ClO2是氧化产物
C． H2C2O4在反应中被氧化
D． H2SO4在反应中得到电子被还原
【答案】C
【解析】
【跟踪练习】 基础过关
1． 磷单质在反应4P+3KOH+3H2O==3KH2PO2+PH3中( )
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
【答案】C
【解析】 KH2O2、H3,P在反应中化合价从0价降到-3价,被还原,同时从0价升高到+1价,被氧化,故磷单质既被氧化又被还原。
2． 氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为－1价)，反应方程式如下：CaH2＋2H2O==Ca(OH)2＋2H2↑，其中H2是( )
A．既是氧化产物又是还原产物 B．是氧化剂
C．是还原剂 D．既是氧化剂又是还原剂
【答案】A
【解析】 反应中CaH2中氢元素由－1价升高至0价，H2O中氢元素由＋1价降低至0价，氢气既是氧化产物又是还原产物。
3． 下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是( )
【答案】B
【解析】 A项，锌元素失去电子，氢元素得到电子，错误；B项，氯酸钾中氯元素由＋5价降低到0价，得到5个电子，HCl中氯元素由－1价升高到0价，共失去5个电子，正确；C项，2 个铁原子失去6 个电子，3个氯气分子得到6 个电子，错误；D项，1 个铜原子失去2 个电子，硝酸中的氮原子得到2 个电子，错误。
4． 汽车尾气转化反应之一是2CO +2NO N2+2CO2，有关该反应的说法正确的是( )
A．CO是氧化剂 B．NO被氧化
C．CO得到电子 D．NO发生还原反应
【答案】D
【解析】 CO在反应中失去电子，化合价升高，被氧化，是还原剂；NO是氧化剂，被还原，发生还原反应；故选D
5． 提升“中国芯”的性能是我国信息产业的当务之急。“中国芯”的核心材料是高纯度的单质硅，工业上制取粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，下列说法正确的是( )
A．硅元素在地壳中的含量比氧元素多
B．该反应的基本类型为置换反应
C．在此反应中硅元素的化合价升高
D．该反应体现了碳的氧化性
【答案】B
【解析】 A. 地壳中的含量最多的元素是氧元素，此选项错误；B. 由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应，该反应的基本类型为置换反应，此选项正确；
C. SiO2中硅元素的化合价为+4，Si是一种单质，硅元素的化合价为为0，反应中硅元素的化合价降低，此选项错误；D. 该反应体现了碳的还原性，此选项错误。故选B。
折 能力达成
6.．有首歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应不是氧化还原反应
B．该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应
C．该反应中铜得电子，O2失电子，所以是氧化还原反应
D．该反应是氧化还原反应，变价的只有两种元素
【答案】D
【解析】 该反应中，Cu由0价升高到＋2价，失电子，发生氧化反应，O由0价降低到－2价，得电子，发生还原反应，碳元素的化合价在反应前后没有改变。故A、B、C三项错误，D项正确。
7． 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，下列反应可制取K2FeO4：2Fe(OH)3+ 3Cl2+ 10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O。对于该反应，下列说法正确的是
A．该反应是置换反应 B．钾元素化合价降低
C．铁元素化合价不变 D．该反应是氧化还原反应
【答案】D
【解析】 A项，该反应中没有单质生成，不是置换反应，错误；B项，钾元素的化合价在反应前后没发生变化，始终是+1价，错误；C项，Fe元素的化合价由反应前的+3价变为反应后的+6价，错误；D项，该反应中，Fe和Cl的化合价发生变化，是氧化还原反应，正确。
8． 《南村辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名曰发烛。”《资治通鉴》中记载：“陈宣帝太建九年，齐后妃贫苦，至以卖烛为业。”文中的发烛就是原始的火柴。K2Cr2O7是火柴工业用作制造火柴头的氧化剂。
在下列反应中：K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O
(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HCl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)该反应中每生成3分子Cl2转移电子数为 个。
【答案】(1)氯 K2Cr2O7 (2)Cl2 HCl (3) 3∶4 (4)6
【解析】 (1)反应中氯元素的化合价由－1价升高到0价，被氧化；K2Cr2O7中铬元素的化合价由＋6价降低到＋3价，被还原，K2Cr2O7作氧化剂。(2)HCl→Cl2，氯元素化合价升高，发生氧化反应，Cl2为氧化产物。(3)14个HCl分子参加反应，有6个HCl分子被氧化，生成3个Cl2分子，另外8个HCl分子起酸性作用，所以起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为6∶8＝3∶4。(4)氯元素的化合价由－1价变到0价，故生成3分子Cl2转移电子数为3×2×[0－(－1)]＝6个。
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