(共70张PPT)
第1课时 认识氧化还原反应(基础课)
第2章 元素与物质世界
第3节 氧化还原反应
素养
目标 1．通过对化合价升降及得失电子的认识，由表及里的学习氧化还原反应的有关概念。
2．探究元素化合价升降是电子转移的外在表现，从微观角度认识表示氧化还原反应的两种常见方法——双线桥法和单线桥法，培养得失电子守恒观念。
初高
衔接
必备知识 自主预习
一、氧化还原反应的特征
非氧化还原
氧化还原
1．氧化反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种(或某些)元素化合价____的反应。
2．还原反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种(或某些)元素化合价____的反应。
3．氧化还原反应：在反应过程中有______________的化学反应。
升高
降低
元素化合价变化
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氧化还原反应中一定有氧原子得或失。 ( )
(2)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。 ( )
(3)元素由化合态转化为游离态一定是被还原。 ( )
×
×
×
失去
升高
氧化
得到
降低
还原
2．以金属铁与CuSO4溶液反应为例探究氧化还原反应的实质
Cu2+＋Fe===Cu＋Fe2+
(1)铁原子失去电子，化合价____，发生____反应。
(2)铜离子得到电子，化合价____，发生____反应。
3．结论
(1)氧化还原反应的特征是__________________。
(2)氧化还原反应的实质是发生了________。
升高
氧化
降低
还原
元素化合价发生变化
电子转移
判一判 (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)金属单质与O2反应时，金属单质失去电子。 ( )
(2)Zn和CuSO4溶液反应时，Zn被还原成Zn2+。 ( )
(3)非氧化还原反应中，可能有电子转移。 ( )
√
×
×
三、根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移
1．氧化还原反应中的电子转移
(1)元素化合价____原子或离子__电子发生氧化反应。
元素化合价____原子或离子__电子发生还原反应。
(2)氧化还原反应中电子转移的总数与化合价升高或降低的总值是____的。
升高
失
降低
得
相等
2．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法：表示同种元素的原子在反应前后转移电子的情况。
(2)单线桥法：表示反应过程中电子在反应物之间的转移情况。
升高
失去
氧化
降低
得到
还原
关键能力 情境探究
氧化还原反应的理解和判断
[问题1] 上述材料中涉及的化学反应属于氧化还原反应吗？如果是，被氧化和被还原的元素分别是什么？
提示：材料中的化学反应有元素化合价变化，所以是氧化还原反应。该反应中，碳元素化合价升高，被氧化，氮、硫元素化合价降低，被还原。
[问题2] 如何理解氧化反应和还原反应的关系？
提示：氧化反应和还原反应同时存在于一个反应中，不能独立存在，所以人们把这样的一类化学反应叫做氧化还原反应。
[问题3] 复分解反应都不是氧化还原反应，你认为这个说法正确吗？说明你的理由。
提示：正确。复分解反应是两种化合物相互交换成分，重新组合为两种新的化合物的反应，没有元素化合价的变化，一定不是氧化还原反应，属于非氧化还原反应。
1．氧化还原反应的实质
2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(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)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。
√
D [元素化合价变化分析如下：①中Cu元素化合价降低(＋2价→0价)，H元素化合价升高(0价→＋1价)。②中Cl元素的化合价既有升高(0价→＋1价)又有降低(0价→－1价)。③中各元素的化合价均未变化。④中H元素的化合价降低(＋1价→0价)，Na元素的化合价升高(0价→＋1价)。⑤中O元素的化合价升高(－2价→0价)，Mn元素的化合价降低(＋7价→＋6价、＋4价)。]
√
B [B项，Fe和C元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的任何一种，故B正确。]
氧化还原反应中电子转移的表示方法
[问题1] 氧化还原反应的实质是电子的转移，如钠与氯气的反应过程中钠原子失电子，氯原子得电子，如何表示氧化还原反应中电子的转移呢？
提示：
[问题2] 1 mol Fe2O3参加反应转移电子的物质的量是12 mol吗？
提示：不是。1 mol Fe2O3参加反应转移电子的物质的量是6 mol。
氧化还原反应中电子转移的表示方法
1．双线桥法
(1)基本步骤：
(2)注意事项：
①箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素。
②“桥”上必须注明“得到”或“失去”字样、化合价变化情况及氧化或还原反应。
③失去电子总数与得到电子总数相等。
④电子转移数用“be－×a”形式表示，a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子失去或得到的电子数。
2．单线桥法
(1)基本步骤：
(2)注意事项：
①单线桥必须画在反应物中。
②箭头指向得电子元素，箭尾是失电子元素。
③标明电子转移的总数，不标“得”“失”。
[教材 交流·研讨]
该装置工作时，实现了化学能转化为电能，说明了氧化还原反应的实质是电子转移。能否说氧化还原反应的实质是电子得失？
提示：不能。电子转移包括电子得失和电子偏移两种情况。
1．下列反应的电子转移的方向与数目正确的是( )
√
C [A选项，Cl2→NaCl得到1个电子，Cl2→NaClO失去1个电子；B选项，2CO→2CO2失去2e－×2，O2→2CO2得到2e－×2；C选项，电子转移的方向与数目均正确；D选项，Na→NaOH失去电子，H2O→H2得到电子，故箭尾应连接Na，箭头应指向H2O中的H。]
2．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3 mol Cu参加反应，则该过程转移的电子是________mol。
6
[解析] (1)该反应中Cu的化合价变化是0价→＋2价，1 mol Cu失去2 mol电子；HNO3中氮元素部分由＋5价→＋2价，生成1 mol NO，转移3 mol电子。(2)结合(1)的分析及单线桥法的注意事项即可写出。(3)1 mol Cu失去2 mol电子，故3 mol Cu失去6 mol电子。
学习效果 随堂评估
√
2
4
3
题号
1
5
C [只有C项中的元素有化合价变化。]
2．下列变化过程发生还原反应的是( )
A．SO2→H2SO3
B．HCl→Cl2
C．N2→NH3
D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
2
3
题号
1
4
√
5
C [SO2→H2SO3，元素的化合价不变，不发生氧化还原反应，故A错误；HCl→Cl2，Cl元素的化合价升高，发生氧化反应，故B错误；N2→NH3，N元素的化合价降低，发生还原反应，故C正确；Fe(OH)2→Fe(OH)3，Fe元素的化合价升高，发生氧化反应，故D错误。]
2
3
题号
1
4
5
3．下列化学反应中电子转移的方向和数目表示正确的是( )
2
3
题号
4
1
√
5
B [A项，电子的得失标注错误，反应中Na失去电子，Cl2得到电子；C项，电子的得失标注错误，反应中Zn失去电子；D项，电子转移的方向标注错误，Cu失去电子。]
4．宋代宋慈著的《洗冤集录》中有关于“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O。下列说法正确的是( )
A．X的化学式为AgS
B．“银针验毒”时，空气中的氧气失去电子
C．反应中Ag和H2S均发生氧化反应
D．每生成1 mol X，转移2 mol电子
2
4
3
题号
1
5
√
D [根据原子守恒配平方程式：
2
4
3
题号
1
5
]
5．已知反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，若有44.8 L Cl2(已换算为标准状况)生成，求：
(1)被氧化的HCl为________g，转移电子数目为____________。
(2)用双线桥法和单线桥法分别标出上述反应的电子转移方向和数目。
2
4
3
题号
1
5
2.408×1024
146
双线桥法：
[解析] 在反应中每生成1 mol Cl2，有2 mol HCl被氧化，失去电子2 mol(或2×6.02×1023＝1.204×1024个)。已知标准状况下44.8 L Cl2的物质的量为2 mol，故被氧化的HCl为4 mol，其质量为146 g，转移电子4 mol，即6.02×1023×4＝2.408×1024个。
2
4
3
题号
1
5
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1．下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是( )
A．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
C．非金属单质在反应中化合价只能降低，金属单质在反应中化合价只能升高
D．氧化还原反应中一定有得氧和失氧的过程
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
10
11
12
13
14
课时分层作业(十三) 认识氧化还原反应
√
题号
1
3
5
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14
2．(2023·黑龙江合格考)下列氧化还原反应中，有利于生产生活的是( )
A．钢铁的锈蚀 B．食物的腐败
C．绿色植物的光合作用 D．易燃物的自燃
题号
1
3
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2
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C [钢铁的锈蚀导致金属被损坏，不利于生产生活，A不符合题意；食物的腐败导致食品不能食用，不利于生产生活，B不符合题意；绿色植物的光合作用生成氧气和有机物，使得人类获得氧气和有机物，有利于生产生活，C符合题意；易燃物的自燃可能导致火灾，不利于生产生活，D不符合题意。]
√
题号
1
3
5
2
4
6
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14
√
C [①中Mn、O两种元素的化合价在反应前后发生了变化，③中Zn、H两种元素的化合价在反应前后发生了变化，则反应①③属于氧化还原反应。]
题号
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题号
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√
题号
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题号
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√
题号
1
3
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4
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14
√
A [由图可知，丙区域反应属于氧化还原反应，但不属于置换反应，也不属于化合反应和分解反应。则A项符合题意。]
题号
1
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14
7．下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
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13
14
√
C [A、D选项，单线桥上方不用写“失去”或“得到”；B选项，氧元素失电子，锰元素得电子，电子转移的方向表示错误；C选项，箭头的指向及电子转移的总数均正确。]
题号
1
3
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题号
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3
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14
√
A [反应中氮元素的化合价降低被还原，一氧化氮为反应的氧化剂，发生还原反应，A正确；反应中碳元素的化合价升高被氧化，二氧化碳为反应的氧化产物，B错误；反应中碳元素的化合价升高被氧化，一氧化碳为反应的还原剂，被氧化，C错误；未知气体所处状况，无法计算转移电子数，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
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14
题号
1
3
5
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4
6
8
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13
14
还原
Al
失去
N
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目：
____________________________________________________。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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11
12
13
14
[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。
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
10．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质质量之比为(NO2与H2O的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)( )
A．3∶1 B．1∶3
C．1∶2 D．2∶1
题号
1
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14
√
题号
1
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14
11．下列反应中电子转移表示正确的是( )
题号
1
3
5
2
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12
13
14
√
B [电解水反应中，H原子得到1e－×4，O原子失去2e－×2，A错误；KClO3分解反应中，Cl原子得到6e－×2，O原子失去2e－×6，C错误；用两条线表示电子转移时，箭头由反应物指向反应产物，D错误。]
题号
1
3
5
2
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题号
1
3
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8
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10
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12
13
14
√
√
AC [AlN中Al元素的化合价为＋3价，A项正确；Al2O3在反应中元素化合价没有发生变化，B项错误；氮元素化合价由0价变为－3价，被还原，N2发生还原反应，C项正确；因为有电子的转移才有元素化合价的变化，而不是有元素化合价的变化才有电子的转移，D项错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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12
13
14
13．实验发现，纳米级氧化亚铜(Cu2O)会在溶液中Cl－的作用下，被溶液中溶解的O2进一步氧化，该反应离子方程式为2Cu2O＋O2＋2Cl－＋4H2O===2Cu2(OH)3Cl＋2OH－，下列有关说法正确的是( )
A．纳米氧化亚铜是一种胶体
B．若有标准状况下2.24 L O2被还原，则必有28.8 g Cu2O被氧化
C．为避免氧化亚铜被氧化，可以预先将溶液煮沸
D．为检验某溶液中是否有Cl－，可以取样，加入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
10
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13
14
√
√
BC [纳米氧化亚铜只有分散到分散剂中才形成胶体，故A错误；标准状况下2.24 L O2的物质的量为0.1 mol，则有0.2 mol的Cu2O被氧化，其质量为28.8 g，故B正确；为避免氧化亚铜被氧化，可以预先将溶液煮沸，以除去溶解在水中的氧气，故C正确；为检验某溶液中是否有Cl－，可以取样，先加入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成，若有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，若白色沉淀不溶解，则证明有Cl－，故D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
14．已知砒霜As2O3与Zn可以发生如下反应：
As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O
(1)请用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目：
___________________________________________。
题号
1
3
5
2
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8
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12
13
14
(2)As2O3在上述反应中______(填字母)。
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
(3)该反应的氧化产物是________，还原产物是______。
(4)若生成0.1 mol AsH3，则转移的电子数为_______ (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
题号
1
3
5
2
4
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11
12
13
14
B
ZnSO4
AsH3
0.6NA
[解析] 在该反应中Zn的化合价由0价变成＋2价，共失去电子2e－×6＝12e－，Zn被氧化，得到氧化产物ZnSO4；砷元素的化合价由
＋3价变成－3价，共得到电子6e－×2＝12e－，As2O3被还原，得到还原产物AsH3，该反应转移的电子总数为12，AsH3和转移的电子总数之间的关系为AsH3～6e－，所以生成0.1 mol AsH3转移电子的物质的量为0.6 mol，其个数为0.6 NA。
题号
1
3
5
2
4
6
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7
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13
14课时分层作业(十三)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A C C B C A C A C B A C B C
9．(1)Al 失去 N 还原
(2)
14．(1)
(2)B (3)ZnSO4 AsH3 (4)0.6NA
1．A [氧化还原反应有元素化合价变化，但不一定所有元素都变价，A正确；氧化还原反应中，被氧化和被还原的可以是同种元素，B错误；非金属单质中元素显0价，处于中间价态时，化合价既可以升高又可以降低，C错误；氧化还原反应中不一定涉及氧元素，如反应H2＋Cl22HCl，D错误。]
2．C [钢铁的锈蚀导致金属被损坏，不利于生产生活，A不符合题意；食物的腐败导致食品不能食用，不利于生产生活，B不符合题意；绿色植物的光合作用生成氧气和有机物，使得人类获得氧气和有机物，有利于生产生活，C符合题意；易燃物的自燃可能导致火灾，不利于生产生活，D不符合题意。]
3．C [①中Mn、O两种元素的化合价在反应前后发生了变化，③中Zn、H两种元素的化合价在反应前后发生了变化，则反应①③属于氧化还原反应。]
4．B [反应FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑中铁元素价态不变；反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑中铁元素由0价升高到＋2价；反应FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O中铁元素价态不变；反应Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2中铁元素由＋3价降低到0价。]
5．C [B、D项中均没有化合价的变化，所以既不属于氧化过程也不属于还原过程；A项是一个化合价升高的过程，是氧化过程；C项ClO－→Cl－是一个化合价降低的过程，是还原过程。]
6．A [由图可知，丙区域反应属于氧化还原反应，但不属于置换反应，也不属于化合反应和分解反应。则A项符合题意。]
7．C [A、D选项，单线桥上方不用写“失去”或“得到”；B选项，氧元素失电子，锰元素得电子，电子转移的方向表示错误；C选项，箭头的指向及电子转移的总数均正确。]
8．A [反应中氮元素的化合价降低被还原，一氧化氮为反应的氧化剂，发生还原反应，A正确；反应中碳元素的化合价升高被氧化，二氧化碳为反应的氧化产物，B错误；反应中碳元素的化合价升高被氧化，一氧化碳为反应的还原剂，被氧化，C错误；未知气体所处状况，无法计算转移电子数，D错误。]
9．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。
10．C [在反应3O2＋H2O===2HO3＋O中，发生还原反应O2―→O，发生氧化反应O2―→HO3，根据得失电子守恒，则发生还原反应与发生氧化反应的NO2的物质的量之比为1∶2，所以其质量比也为1∶2。]
11．B [电解水反应中，H原子得到1e－×4，O原子失去2e－×2，A错误；KClO3分解反应中，Cl原子得到6e－×2，O原子失去2e－×6，C错误；用两条线表示电子转移时，箭头由反应物指向反应产物，D错误。]
12．AC [AlN中Al元素的化合价为＋3价，A项正确；Al2O3在反应中元素化合价没有发生变化，B项错误；氮元素化合价由0价变为－3价，被还原，N2发生还原反应，C项正确；因为有电子的转移才有元素化合价的变化，而不是有元素化合价的变化才有电子的转移，D项错误。]
13．BC [纳米氧化亚铜只有分散到分散剂中才形成胶体，故A错误；标准状况下2.24 L O2的物质的量为0.1 mol，则有0.2 mol的Cu2O被氧化，其质量为28.8 g，故B正确；为避免氧化亚铜被氧化，可以预先将溶液煮沸，以除去溶解在水中的氧气，故C正确；为检验某溶液中是否有Cl－，可以取样，先加入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成，若有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，若白色沉淀不溶解，则证明有Cl－，故D错误。]
14．在该反应中Zn的化合价由0价变成＋2价，共失去电子2e－×6＝12e－，Zn被氧化，得到氧化产物ZnSO4；砷元素的化合价由＋3价变成－3价，共得到电子6e－×2＝12e－，As2O3被还原，得到还原产物AsH3，该反应转移的电子总数为12，AsH3和转移的电子总数之间的关系为AsH3～6e－，所以生成0.1 mol AsH3转移电子的物质的量为0.6 mol，其个数为0.6 NA。课时分层作业(十三) 认识氧化还原反应
(选择题只有一个选项符合题目要求)
1．下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是( )
A．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
C．非金属单质在反应中化合价只能降低，金属单质在反应中化合价只能升高
D．氧化还原反应中一定有得氧和失氧的过程
2．(2023·黑龙江合格考)下列氧化还原反应中，有利于生产生活的是( )
A．钢铁的锈蚀 B．食物的腐败
C．绿色植物的光合作用 D．易燃物的自燃
3．下列反应中，属于氧化还原反应的是( )
①2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
②H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl
③Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
④Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O
A．①② B．②④
C．①③ D．③④
4．下列反应中，铁元素发生氧化反应的是( )
A．FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑
B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O
D．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
5．从化合价升降的角度分析，下列变化过程中，属于还原过程的是( )
A． B．
C． D．→SO2
6．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列反应属于丙区域的是( )
A．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．3Mg＋N2Mg3N2
D．Cl2＋2KI===I2＋2KCl
7．下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是( )
8．处理汽车尾气的反应为2NO＋2CO2CO2＋N2，关于该反应的说法正确的是( )
A．NO发生还原反应
B．CO2得到电子
C．CO被还原
D．22.4 L NO参加反应时转移4NA个电子
9．饮用水中的对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将还原为N2，其化学方程式为
10Al＋6NaNO3＋4NaOH＋18H2O===10Na[Al(OH)4]＋3N2↑。
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，该元素发生________反应。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目： ____________________
_____________________________________________________________________。
(选择题有一个或两个选项符合题目要求)
10．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质质量之比为(NO2与H2O的反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO)( )
A．3∶1 B．1∶3
C．1∶2 D．2∶1
11．下列反应中电子转移表示正确的是( )
12．(素养题)氮化铝(AlN)被广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过如下反应制取：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO。下列叙述正确的是( )
A．AlN中Al元素的化合价为＋3价
B．Al2O3发生氧化反应
C．上述反应中氮元素被还原，N2发生还原反应
D．上述反应中有电子的转移，是因为有元素的化合价发生变化
13．实验发现，纳米级氧化亚铜(Cu2O)会在溶液中Cl－的作用下，被溶液中溶解的O2进一步氧化，该反应离子方程式为2Cu2O＋O2＋2Cl－＋4H2O===2Cu2(OH)3Cl＋2OH－，下列有关说法正确的是( )
A．纳米氧化亚铜是一种胶体
B．若有标准状况下2.24 L O2被还原，则必有28.8 g Cu2O被氧化
C．为避免氧化亚铜被氧化，可以预先将溶液煮沸
D．为检验某溶液中是否有Cl－，可以取样，加入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成
14．已知砒霜As2O3与Zn可以发生如下反应：
As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O
(1)请用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目： _______________________。
(2)As2O3在上述反应中______(填字母)。
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
(3)该反应的氧化产物是________，还原产物是______。
(4)若生成0.1 mol AsH3，则转移的电子数为________________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
