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1、第三课时氧化还原反应【学习目标】1通过氧化反应、还原反应的相关概念和实质的学习，体现宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2通过对氧化还原反应的特征元素化合价的升降的理解，体会氧化还原反应的实质电子的转移，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。3通过对氧化还原反应中电子转移表示方法的分析，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。4会判断常见的氧化剂和还原剂，会比较物质氧化性或还原性的强弱，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。一、 1从元素化合价的角度认识氧化还原反应氧化还原反应的特征：元素化合价变化。2从电子转移的角度认识氧化还原反应(1)反应：2NaCl22NaCl微观分析：氯元
2、素化合价降低，氯原子得电子，Cl2发生还原反应，被还原。钠元素化合价升高，钠原子失电子，Na发生氧化反应，被氧化。(2)反应：H2Cl22HCl微观分析：氯元素化合价降低，共用电子对偏向氯原子，Cl2发生还原反应，被还原。氢元素化合价升高，共用电子对偏离氢原子，H2发生氧化反应，被氧化。从电子转移的角度看，化学反应中凡有电子转移的反应叫作氧化还原反应。氧化还原反应的本质：电子转移(电子得失或电子对的偏移)。3氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥表示法(2)单线桥表示法4氧化还原反应与四个基本反应类型的关系(1)基本图示(2)说明置换反应一定属于氧化还原反应。复分解反应一定不属于氧化还原
3、反应。有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应均属于氧化还原反应。【总结归纳】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)注意事项箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子；必须注明“得到”或“失去”；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b1时，可以省略；被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。(3)记忆口诀先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。2单线桥法(1)基本步骤(2)注意事项不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目；要用箭头标明电子转移的方向；箭头由反应物失电子元素原
4、子指向反应物得电子元素原子。名师点拨氧化还原反应中的4个“不一定”(1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如反应 Cl2H2OHClHClO中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4MnO2O2中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。(4)某种物质由化合态变为游离态，可能是被氧化，也可能是被还原。如：HClCl2，就是Cl元素被氧化；HClH2，就是H元素被还原。【对点练习】1下列说法不正确的是()A氧化还原反应
5、中一定有元素化合价的升降B有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应C氧化还原反应的本质是电子转移D氧化还原反应的判断依据是元素化合价是否发生变化解析：选B有氧元素参加的反应不一定是氧化还原反应，如：CO2H2OH2CO3，虽然有氧元素参加，但属于非氧化还原反应。2ClO2是一种高效水处理剂，实验室通过以下反应制得ClO2：2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O，关于此反应的说法正确的是()AKClO3化合价降低，失去电子B反应中H2SO4体现了酸性，发生还原反应C反应中H2C2O4被氧化DH2C2O4既被氧化又被还原解析：选C由方程式可知：KClO3中氯元素从5价变
6、为4价，化合价降低，得到电子，A错误；反应中硫元素的化合价没有变化，未发生还原反应，B错误；H2C2O4中碳元素从3价变为4价，化合价升高，失去电子，被氧化，故C正确，D错误。3下列氧化还原反应方程式中所标电子转移的方向和数目正确的是()解析：选B化合价升高失电子，化合价降低得电子，A项错误；Cu的化合价从2降低到0价，2个Cu得到4e，C的化合价从0价升高到4价，失去4e，B项正确；2个Cl原子化合价降低，得到12e，电子转移方向错误，C项错误；有4个H原子化合价升高，失去4e，有2个O原子化合价降低，得到4e，D项错误。4分别用双线桥和单线桥两种方法表示下面两个反应中电子转移的情况。2Na
7、2H2O=2NaOHH22Fe3Cl22FeCl3二、 1王安石元丰行示德逢中“雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻，豆死更苏肥荚毛。”这几句诗实际上说的是“雷雨发庄稼”。电闪雷鸣时会发生如下反应：(1)N2O22NO；(2)2NOO2=2NO2；(3)3NO2H2O=2HNO3NO。分析三个反应是否为氧化还原反应，并说明原因。是氧化还原反应的，指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。提示：三个反应都是氧化还原反应。反应(1)：氧化剂是O2，还原剂是N2，NO既是氧化产物又是还原产物；反应(2)：氧化剂是O2，还原剂是NO，NO2既是氧化产物又是还原产物；反应(3)：NO2既是
8、氧化剂又是还原剂，HNO3是氧化产物，NO是还原产物。2非金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是氧化剂吗？为什么？提示：不一定。非金属单质在氧化还原反应中，可能作氧化剂，如：Cl2、O2；也可能作还原剂，如：C、H2。3金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是还原剂吗？为什么？提示：是。金属无负价，在氧化还原反应中作反应物时一定是失电子，化合价升高，作还原剂。【归纳总结】1氧化剂和还原剂(1)概念：在氧化还原反应中，失去电子的物质是还原剂，还原剂发生氧化反应，表现出还原性；得到电子的物质是氧化剂，氧化剂发生还原反应，表现出氧化性。(2)几组概念间的关系2常见的氧化剂和还原剂分类实例常见的氧化
9、剂活泼的非金属单质Cl2、O2、S某些阳离子H、Ag、Fe3、Cu2含较高价态元素的物质某些含氧化合物MnO2、NO2、H2O2、Na2O2氧化性酸浓硫酸、HNO3某些盐FeCl3、KMnO4、KClO3常见的还原剂活泼金属单质Na、Mg、Al、Zn、Fe非金属单质H2、C、P含较低价态元素的物质某些氧化物CO、SO2氢化物HCl、H2S某些盐KI、Na2S、FeCl2注意点某些物质如Cl2、SO2等，既能作氧化剂也能作还原剂，但反应时往往主要体现某一种性质，如Cl2主要表现氧化性，SO2主要表现还原性【对点练习】1下列说法中正确的是()A氧化剂本身被氧化B氧化剂是在反应中得到电子(或电子对偏
10、向)的物质C还原剂在反应时所含元素的化合价降低D在一个反应中，氧化剂和还原剂不可能是同一物质解析：选B氧化剂本身被还原，A项错；还原剂在反应时所含元素的化合价应升高，失去电子(或电子对偏移)，C项错；在一个反应中，氧化剂和还原剂可能是同一物质，如氯酸钾分解制备氧气，氯酸钾既是氧化剂又是还原剂，D项错。2关于反应4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，下列说法正确的是()AO2发生还原反应BFe(OH)2被还原CH2O发生氧化反应 DH2O是氧化剂解析：选A反应中O元素的化合价降低，所以O2是氧化剂，发生还原反应，则A项正确；Fe(OH)2中Fe元素的化合价升高，Fe(OH)2是还原剂，
11、被氧化，所以B项错误；H2O中元素的化合价没有发生变化，所以C、D项均错误。3下列转化需加入氧化剂才能完成的是()AHH2 BMnOMn2CCO2CO DS2SO解析：选DA、B转化过程中化合价降低，H、MnO作氧化剂，应加入还原剂才能实现转化；C中元素化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应；D中S的化合价升高，S2作还原剂，应加入氧化剂才能实现。4下列氧化还原反应中，水作为还原剂的是()A3Fe4H2OFe3O44H2B3NO2H2O=2HNO3NOC2Na2O22H2O=4NaOHO2D2F22H2O=4HFO2解析：选D反应中水作还原剂，说明该反应中有电子转移，为氧化还原反应，且水中氧元
12、素失电子，化合价升高，据此分析解答。该反应中水中的氢由1价变为0价作氧化剂，氧元素的化合价没有发生变化，所以水作氧化剂，A项错误；该反应中，水中元素化合价没有变化，所以水既不是氧化剂又不是还原剂，B项错误；该反应中，水中元素化合价没有变化，所以水既不是氧化剂又不是还原剂，C项错误；该反应中，水中的氧元素化合价由2价升高到0价，失电子作还原剂，D项正确。三、 1“钠原子能失去1个电子，铝原子能失去3个电子，所以铝的还原性比钠强。”这种说法正确吗？为什么？提示：不正确。还原性钠比铝强，还原性强弱与失电子能力强弱有关，而与失电子数多少无关。2根据FeCuCl2=FeCl2Cu，你能判断Fe和Cu的还
13、原性谁强吗？提示：Fe是还原剂，Cu是还原产物，还原性Fe强于Cu。3金属钛具有许多优异的性能，是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石主要成分为二氧化钛(TiO2)是地壳中钛矿石中的一种。目前，大规模生产钛的方法是：第一步：让金红石、碳单质在高温下与氯气反应，制得四氯化钛(TiCl4)；第二步：在氩气氛围中加热，使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。(1)写出制备金属钛的两步反应方程式：_、_。第一步化学反应中的氧化剂是_。(2)Cl2、TiCl4和Ti三种物质的氧化性从大到小的顺序为_。提示：(1)TiO22C2Cl2TiCl42COTiCl42MgTi2MgCl2Cl2(2)Cl2TiCl
14、4Ti【归纳总结】物质氧化性、还原性强弱的比较1根据氧化还原反应的方向判断氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物。2根据元素的活动性顺序比较3根据反应条件判断当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。如：(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O；2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。4HClO22H2O2Cl2。氧化性：KMnO4>MnO2>O2。(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下，Na与冷水剧烈反应，Mg加热才反应，Al在加热条
15、件下也难反应。还原性：NaMgAl。4根据氧化产物的价态高低判断同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，氧化剂的氧化性越强。例如：2Fe3Cl22FeCl3、FeSFeS。氧化性：Cl2S。【对点练习】1根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是()H2SO3I2H2O=2HIH2SO42FeCl32HI=2FeCl22HClI23FeCl24HNO3=2FeCl3NO2H2OFe(NO3)3AH2SO3IFe2NOBIFe2H2SO3NOCFe2IH2SO3NODNOFe2H2SO3I解析：选A先确定各反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、F
16、eCl2、NO)，根据还原性：还原剂还原产物，故有H2SO3HI，HIFeCl2，FeCl2NO，故有H2SO3>I>Fe2>NO。2已知还原性：Cl<Fe2<I<SO2，判断下列反应不能发生的是()A2Fe3SO22H2O=SO4H2Fe2BI2SO22H2O=H2SO42HICI22Cl=Cl22ID2Fe32I=2Fe2I2解析：选C在氧化还原反应中，根据还原性：还原剂还原产物，A项中还原性：SO2Fe2，与已知相符；B项，还原性：SO2HI，与已知相符；C项，还原性：ClI，与已知不符；D项，还原性：I>Fe2，与已知相符。3常温下，在溶液中可
17、发生以下反应：2Fe2Br2=2Fe32Br2BrCl2=Br22Cl2Fe32I=2Fe2I2由此判断下列说法错误的是()A铁元素在反应和中均被氧化B反应中当有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br被氧化C氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>Fe3>I2D还原性强弱顺序为I>Fe2>Br>Cl解析：选AA项，中Fe2作还原剂，在反应中被氧化，中Fe3作氧化剂，在反应中被还原，错误；B项，反应由得失电子守恒可知，当有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br被氧化，正确；C、D项，由反应可知氧化性：Br2>Fe3，还原性：Fe2>Br；由
18、反应可知氧化性：Cl2>Br2，还原性：Br>Cl；由反应可知氧化性：Fe3>I2，还原性：I>Fe2，正确。4一定质量的MnO2溶解在100 mL过量的浓盐酸中，当反应生成4.48 L(标准状况)氯气时，剩余溶液中盐酸的浓度为1 mol·L1(假设反应前后体积不变)，请计算：(1)反应消耗的MnO2的质量。(2)被氧化的HCl的物质的量。(3)浓盐酸的物质的量浓度。解析：MnO2 4HCl(浓)MnCl2Cl22H2O2HCl(被氧化)87 g 4 mol 22.4 L 2 molm(MnO2) n(HCl)消耗 4.48 L n(HCl)被氧化m(MnO2
19、)87 g×17.4 gn(HCl)被氧化2 mol×0.4 moln(HCl)总n(HCl)消耗n(HCl)剩余4 mol×0.100 L×1 mol·L10.9 molc(HCl)总9 mol·L1。答案：(1)17.4 g(2)0.4 mol(3)9 mol·L1四、 1把少量铁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，结果只有银白色物质析出，你能解释其中的道理吗？提示：氧化性：Ag>Cu2，根据先后规律，少量的铁先与氧化性强的Ag发生反应，结果只有银白色物质析出。2已知SO2具有较强的还原性，浓硫酸具有吸水性和强氧化性
20、，那么能否使用浓硫酸干燥SO2?提示：能。硫元素的化合价有2、0、4、6，SO2和浓硫酸中硫元素的化合价分别为4、6，中间没有价态，不能发生氧化还原反应，故可以干燥。3(情境应用)氰化钠是一种重要的基本化工原料，用于化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。氰化钠有剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。NaCN(N为3价)属于剧毒物质，可用H2O2进行无害化处理：2NaCN5H2O2=N22X4H2O。X的化学式是什么？提示：根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒可以推出X为NaHCO3。【归纳总结】1氧化还原反应的基本规律内容应用守恒规律还原剂失电子总数氧化剂得电子总
21、数氧化剂化合价降低总数还原剂化合价升高总数转移电子总数氧化还原反应方程式的配平和相关计算强弱规律在同一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物比较物质间氧化性、还原性的强弱先后规律多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化判断物质的稳定性和反应顺序价态规律归中规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态低价态中间价态，即“只靠拢，不交叉”判断物质的氧化性、还原性2.氧化还原反应的计算 (1)常见题型求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比。计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。确定反
22、应前后某一元素价态的变化。(2)计算依据得失电子守恒，即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(或化合价升降总数相等)。(3)计算方法找出氧化剂和还原剂以及对应的还原产物和氧化产物。找准1个原子(或离子)得失电子数。由题中物质，根据电子守恒列等式：n(氧化剂)×原子个数×化合价变化值n(还原剂)×原子个数×化合价变化值。【对点练习】1在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()AMgBCu CAgDH2解析：选C金属越活泼，还原性越强，其阳离子的氧化性越弱，故氧化性强弱顺序为Ag>Cu2>Zn2
23、>Mg2，锌与Mg2不反应，锌先与Ag反应，先置换出的是Ag。2在一定条件下，ROF2aOH=RO2FH2O，下列叙述正确的是()An2，a2Bn2，a1CRO中R的化合价为6Dn1，a2解析：选D从产物RO可知R显7价，根据F的化合价变化可知电子转移数为2，结合得失电子守恒得出RO中R显5价，则推出n1，根据方程式中电荷守恒和元素守恒可知a2，D项正确。3对于反应3Cl26NaOH(热)=5NaClNaClO33H2O，下列叙述正确的是()ACl2是氧化剂，NaOH是还原剂B被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量之比为51CCl2既是氧化剂又是还原剂D氧化剂的得电子数与还原剂的失电子
24、数之比为51解析：选C分析化合价变化，可知：故Cl2既是氧化剂又是还原剂，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量之比为15，氧化剂的得电子数与还原剂的失电子数之比为11。4在酸性高锰酸钾溶液中加入Na2O2粉末，高锰酸钾溶液褪色，其中发生反应的方程式为2KMnO48H2SO45Na2O2=2MnSO45O28H2O5Na2SO4K2SO4。下列判断正确的是()A高锰酸钾是氧化剂，Na2O2既是氧化剂又是还原剂B反应的氧化产物只有氧气C当反应产生标准状况下2.24 L O2时，反应转移的电子为0.1 molD通常所说的酸性高锰酸钾溶液指的是滴加浓盐酸的高锰酸钾溶液解析：选B反应中KMnO4的M
25、n化合价由7价降低为5价，Na2O2中O化合价由1价升高到0价；每生成5 mol O2转移10 mol e，故生成标准状况下2.24 L O2 (即0.1 mol)，转移0.2 mol电子。KMnO4能氧化浓盐酸，故酸性高锰酸钾溶液应指滴加稀硫酸的高锰酸钾溶液。【随堂训练】1下列关于氧化还原反应的说法正确的是()A氧化还原反应前后元素化合价有升降B氧化还原反应前后一定有氧的得失CFe3Fe2的变化过程一定是氧化反应D元素化合价升高的反应是还原反应解析：选A氧化还原反应前后一定有元素化合价的升降，A正确，B错误；Fe3Fe2是还原反应，C错误；元素化合价升高的反应是氧化反应，D错误。2下列电子转
26、移表示正确的是()3下列反应中水只作还原剂的是()A2H2O2Na=2NaOHH2BH2O3NO2=2HNO3NOC2H2O2F2=O24HFD3H2O (沸水)FeCl3Fe(OH)3(胶体)3HCl解析：选C该反应中Na元素化合价由0价变为1价、H元素化合价由1价变为0价，所以钠是还原剂、水是氧化剂，故A错误；该反应中N元素化合价由4价变为5价、2价，水中各元素化合价不变，水既不是氧化剂又不是还原剂，故B错误；该反应中F元素化合价由0价变为1价、O 元素化合价由2价变为0价，所以水是还原剂，故C正确；该反应中各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，属于复分解反应，故D错误。4下列针对二氧化硫
27、的反应说法不正确的是()SO22NaOH=Na2SO3H2OSO22H2S=3S2H2OSO2Cl22H2O=H2SO42HClA反应由于元素的化合价没有发生变化，因此该反应不是氧化还原反应B反应中二氧化硫作氧化剂C中氧化产物和还原产物的物质的量之比为21D中二氧化硫作氧化剂解析：选DA项中所有元素化合价都没有发生变化，因此不是氧化还原反应；B项中二氧化硫中硫元素的化合价降低，因此作氧化剂；C项中产物中的3个硫原子其中两个是化合价升高得到的，一个是化合价降低得到的，因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为21；D项中二氧化硫中的硫元素化合价升高在反应中作还原剂。52019年10月1日，我国举行了
28、盛大的阅兵仪式，阅兵仪式上首次展示了东风41洲际导弹，它使用到的一种燃料是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮，反应的化学方程式为C2H8N22N2O4=3N22CO24H2O，下列叙述错误的是 ()A此反应是氧化还原反应B反应瞬间产生大量高温气体，推动火箭飞行C在反应中C2H8N2作氧化剂D1个N2O4分子反应，转移8个电子解析：选CA项，N在反应物中以化合态形式存在，反应生成氮气，N化合价变化，反应是氧化还原反应，正确；B项，偏二甲肼和四氧化二氮剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热，瞬间产生大量高温气体，推动火箭飞行，正确；C项，N2O4中N化合价降低，N2O4是氧化剂，偏二甲
29、肼中C、N元素化合价一定有升高，故偏二甲肼作还原剂，错误；D项，N2O4中N化合价由4价降低到0价，则转移4×28个电子，正确。6阅读下面科普信息，回答问题。一个体重50 kg的健康人含铁2 g，这2 g铁在人体中以Fe2和Fe3的形式存在。亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子还原成亚铁离子，有利于铁的吸收。(1)以下为常见的铁元素的几种微粒，其中既有氧化性又有还原性的是_(填字母)。 AFeBFe2CFe3(2)工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的F
30、e2转化为Fe3而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有_性。 (3)工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有_性。 (4)在Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O的反应中，HNO3表现了_性和_性，则1 mol Fe参加反应时，被还原的HNO3为_mol，转移的电子数为_mol。 解析：(1)最高价态的粒子只有氧化性，最低价态的粒子只有还原性，中间价态的粒子既有氧化性又有还原性。(2)Fe2Fe3发生了氧化反应，故NaNO2具有氧化性。(3)缓解中毒状况，则能使Fe3Fe2，所以维生素C具有还原性。(4)Fe与HNO3的反应中，一部分HNO3起氧化作用，生成NO，另一部分则起酸性作用，生成Fe(NO3)3，所以1 mol Fe参加反应时，被还原的HNO3为1 mol，转移了3 mol电子。答案：(1)B(2)氧化(3)还原(4)酸氧化1319