第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
【学习目标】
1.从化合价变化和电子转移的角度认识、判断氧化还原反应。
2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系,能够识别化合反应、分解反应中的氧化还原反应。
【新知导学】
一、从化合价的变化认识氧化还原反应
1.写出碳和氧化铜反应的化学方程式:________________________;请分析回答下列问题:
(1)
氧化铜失去氧变成了铜,发生了__
( http: / / www.21cnjy.com )______反应;该物质在反应前后,铜元素的化合价由________价变为________价,化合价________。
(2)
碳得到氧变成了二氧化碳,发生了__
( http: / / www.21cnjy.com )______反应;该物质在反应前后,碳元素的化合价由__________价变为________价,化合价________。
(3)化合价的变化与氧化反应、还原反应之间有怎样的关系?
2.请分析下列各反应中元素的化合价有无变化?若有变化,是如何变化的,分别发生什么反应?
(1)2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
(2)3CO+Fe2O3高温,3CO2+2Fe
(3)Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
【归纳总结】
(1)物质所含元素化合价________的反应是氧化反应,物质所含元素化合价________的反应是还原反应。
(2)凡有元素化合价________的化学
( http: / / www.21cnjy.com )反应都是氧化还原反应。所以氧化还原反应的特征是________________________,而得氧失氧只不过是其中的特例。
【活学活用】
1.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( )
A.反应前后有元素化合价升降的反应一定是氧化还原反应
B.氧化还原反应前后一定有氧的得失
C.Fe3+―→Fe2+的变化过程是氧化反应
D.元素化合价升高的反应是还原反应
2.下列化学反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
B.2NO+O2===2NO2
C.CuO+H2Cu+H2O
D.CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
二、从电子转移的角度认识氧化还原反应
1.从电子得失角度分析
写出钠与氯气反应的化学方程式:____________________________,反应过程中:
(1)钠原子________最外层1个电子,成为具有稳定结构的Na+,其化合价由______价升高为______价,发生了________反应,被________。
(2)氯原子最外层________1个
( http: / / www.21cnjy.com )电子,成为具有稳定结构的Cl-,其化合价由______价降低为______价,发生了________反应,被________。
(3)在这个反应中,氯原子和钠原子
( http: / / www.21cnjy.com )之间发生了电子的________,分别形成阴离子和阳离子,使元素的化合价发生了变化。反应过程中对应关系如下:
( http: / / www.21cnjy.com )
2.从电子偏移角度分析
写出氢气与氯气反应的化学方程式:____________________________,反应过程中:
(1)氢原子和氯原子均不易失去电子,都可________1个电子形成稳定结构,二者只能形成共用电子对,使双方最外电子层都达到稳定结构。
(2)共用电子对________于吸引力稍强的氯原子,氯元素的化合价由________价降低为________价,被________,氯气发生了________反应。
(3)共用电子对________于吸引力稍弱
( http: / / www.21cnjy.com )的氢原子,氢元素的化合价由______价升高到______价,被________,氢气发生了氧化反应;
(4)该反应生成的HCl分
( http: / / www.21cnjy.com )子中因______________________________________,而使元素的化合价发生了变化?分析关系如下:
( http: / / www.21cnjy.com )
【归纳总结】
1.反应中化合价升降的原因
反应中化合价升降的原因是____________(电子的________或电子对的________)。
2.氧化还原反应的实质
有________________的反应都是氧化还原反应。失去(或偏离)电子的发生____________,得到(或偏向)电子的发生____________。
【活学活用】
3.下列反应中,一定发生电子转移的是( )
A.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
D.FeO+2HCl===H2O+FeCl2
4.写出铁粉与氯化铜溶液反应的离子方程式:______________________________________
__________________________;试分析该反应的本质是__________________________。
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
根据四种基本反应类型和氧化还原反应的有关知识内容,填写下表:
序号
化学反应
反应类型
价态有无变化
是否是氧化还原反应
1
2NO+O2===2NO2
2
CO2+CaO===CaCO3
3
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
4
2KClO32KCl+3O2↑
5
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
6
Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu
7
HCl+KOH===KCl+H2O
8
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl
【归纳总结】
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
(1)两个可能,即:________反应和________反应可能是氧化还原反应;两个一定,即:所有的________反应一定是氧化还原反应,所有的________反应一定是非氧化还原反应。
(2)值得注意的是,四种基本反应类型不
( http: / / www.21cnjy.com )包括所有的反应,例如:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应。
【活学活用】
5.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( )
INCLUDEPICTURE
"F:\\下载\\2017年高考真题——化学\\217.TIF"
\
MERGEFORMATINET
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
【学习小结】
氧化还原反应
【达标检测】
1.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( )
A.有一种元素被氧化,必有另一种元素被还原
B.氧化反应的本质是得电子
C.原子得到电子后,元素的化合价一定升高
D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应
2.下列反应属于非氧化还原反应的是( )
A.10Al+3V2O56V+5Al2O3
B.2Mg+CO22MgO+C
C.N2+3H22NH3
D.SiO2+CaOCaSiO3
3.下列反应中,划线的物质发生氧化反应的是( )
A.Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
B.CO2+C2CO
C.Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe
D.CO2+NaOH===NaHCO3
4.有反应:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。
(1)________元素的化合价
( http: / / www.21cnjy.com )升高,则该元素的原子______电子,被________(填“氧化”或“还原”);而________元素的化合价降低,则该元素的原子______电子,被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)该反应中Fe2O3发生了________反应,Al发生了________反应。
答案精析
新知导学
一、
1.C+2CuO2Cu+CO2↑ (1)还原 +2 0 降低 (2)氧化 0 +4 升高
(3)
( http: / / www.21cnjy.com )
2.(1)该反应中元素的化合价无变化。
(2)有变化。碳元素由+2价升高到+4价,(CO得到氧)发生氧化反应;铁元素由+3价降低到0价,(Fe2O3失去氧)发生还原反应。
(3)有变化。铁元素由0价升高到+2价,发生氧化反应(无氧参加);铜元素由+2价降低到0价,发生还原反应(无氧参加)。
归纳总结
(1)升高 降低 (2)升降 元素的化合价发生变化
活学活用
1.A
2.D [A中镁元素的化合价由0价升高到
( http: / / www.21cnjy.com )+2价,氢元素的化合价由+1价降到0价;B中氮元素的化合价由+2价升高到+4价,氧元素的化合价由0价降到-2价;C中氢元素的化合价由0价升高到+1价,铜元素的化合价由+2价降到0价;D中则不存在元素化合价的变化,所以D不是氧化还原反应。]
二、
1.2Na+Cl22NaCl (1)失去 0 +1 氧化 氧化 (2)得到 0 -1 还原 还原 (3)得失
2.H2+Cl22HCl (1)获得 (2)偏向 0 -1 还原 还原
(3)偏离 0 +1 氧化 (4)共用电子对的偏移
归纳总结
(1)电子的转移 得失 偏移 (2)电子转移(得失或偏移)
氧化反应 还原反应
活学活用
3.B [因为发生电子转移的反应一定
( http: / / www.21cnjy.com )是氧化还原反应,所以此题实际是判断反应是否是氧化还原反应。其关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化,选项B中锰元素的化合价由+7价降低为+6价和+4价,氧元素的化合价由-2价升高为0价,发生了电子转移,其他选项中元素的化合价均无变化。]
4.Fe+Cu2+===Fe2++Cu 该反应中铁原子将电子转移给Cu2+,Fe发生了氧化反应,Cu2+发生了还原反应
三、
(从左到右,从上到下)化合反应 有 是
( http: / / www.21cnjy.com ) 化合反应 无 不是 分解反应 无 不是 分解反应 有 是 置换反应 有 是 置换反应 有 是 复分解反应 无 不是 复分解反应 无 不是
归纳总结
(1)化合 分解 置换 复分解
活学活用
5.D
达标检测
1.D [3O22O3不是氧化还原反应。]
2.D [凡是反应中有元素化合
( http: / / www.21cnjy.com )价升降的反应为氧化还原反应,A中元素Al、V,
B中元素Mg、C,C中元素N、H,化合价均发生变化,故为氧化还原反应;D是没有元素化合价变化的化合反应,为非氧化还原反应。]
3.C [A项中FeCl3中的Fe,B
( http: / / www.21cnjy.com )项中CO2中的C化合价都是降低的,所以FeCl3和CO2都发生还原反应;C项中的Al化合价升高,发生氧化反应;D项不是氧化还原反应。]
4.(1)Al 失 氧化 Fe 得 还原
(2)还原 氧化第2课时 氧化剂和还原剂
【学习目标】
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。
【新知导学】
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:
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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____________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__________;
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__________元素;
③分析化合价的变化,找出反应中得失电子的总数
( http: / / www.21cnjy.com )(有价态变化的元素的________原子转移的电子数×发生价态变化的____________);
④将转移的电子数标在线桥上,并注明得失。如:
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)单线桥法:表示的是反应前后____________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__________;
②用线桥将反应物中失电子的元
( http: / / www.21cnjy.com )素和得电子的元素连接起来,箭尾指向__________的元素,箭头指向__________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:
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【归纳总结】
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。
【活学活用】
1.在2Mg+O22MgO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________,1
mol
Mg反应时转移电子的物质的量为________。
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。
二、氧化剂和还原剂
1.写出铝粉与盐酸溶液反应的化学
( http: / / www.21cnjy.com )方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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。
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( )
【归纳总结】
(1)氧化还原反应知识结构图示
INCLUDEPICTURE
"F:\\下载\\2017年高考真题——化学\\225.TIF"
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MERGEFORMATINET
(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。
【活学活用】
3.分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe+3Cl22FeCl3
氧化剂是__________,还
( http: / / www.21cnjy.com )原剂是____________;发生氧化反应的是__________,发生还原反应的是__________。
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是____________,还原
( http: / / www.21cnjy.com )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__________。
4.氧化还原反应中,水的作用可以是氧
( http: / / www.21cnjy.com )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+H2O??HCl+HClO
D.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
【学习小结】
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。
【达标检测】
1.下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
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.2H2OO2↑+2H2↑
3.在反应H2S+H2SO4===S↓+SO2↑+2H2O中,若有32
g硫生成则转移电子为( )
A.6
mol
B.2
mol
C.3
mol
D.4
mol
4.已知常温下,在溶液中可发生如下反应
( http: / / www.21cnjy.com ):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+
5.下列离子哪种是最强的氧化剂( )
A.Ag+
B.Mg2+
C.H+
D.Cu2+
6.(1)铁钉在氯气中被
( http: / / www.21cnjy.com )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________;
③2HClH2↑+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
5
mol还原剂被氧化,则生成的Cl2为______
mol。
答案精析
新知导学
一、
1.降低 得2×3e- 升高 失3×2e-
2.(1)同一元素 ①化合价 ②同一种 ③一个 原子个数 (2)不同元素 ①化合价 ②失电子 得电子
活学活用
1.(1)-2 4 (2)4
2
mol
解析 在该反应中氧元素化合价降低2
( http: / / www.21cnjy.com ),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.(1)
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
二、
1.
( http: / / www.21cnjy.com )
2.(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.(1)√ (2)√ (3)× (4)√
活学活用
3.(1)Cl2 Fe
( http: / / www.21cnjy.com )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.D [反应Br2+SO2+2H
( http: / / www.21cnjy.com )2O===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。]
达标检测
1.B 2.C
3.B [由
( http: / / www.21cnjy.com )知,生成32
g硫(1
mol)转移电子2
mol。]
4.A [根据同一氧化还原反应中
( http: / / www.21cnjy.com )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.A [金属单质的还原性越强,相
( http: / / www.21cnjy.com )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)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
( http: / / www.21cnjy.com )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,HC
( http: / / www.21cnjy.com )l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5l-→C2,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1
mol
KClO3参加反应,则
( http: / / www.21cnjy.com )有6
mol
HCl参与反应,KClO3中Cl元素化合价降低,故氧化剂为1
mol
KClO3,6
mol
HCl中有5
mol
Cl化合价升高,1
mol
Cl化合价不变,故还原剂为5
mol
HCl,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5。若有5
mol
HCl被氧化,则生成Cl2为
3
mol。