1、第3课时氧化还原反应学习目标核心素养建构1.知道如何区分氧化还原反应和非氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是反应中发生了电子的转移。2.能简单分析氧化还原反应，指出氧化剂和还原剂，标出电子转移的方向和数目。知 识 梳 理一、氧化还原反应基本概念1.氧化还原反应的定义：有电子转移的反应。2.氧化还原反应的实质：电子的转移(得失或偏移)。3.氧化还原反应的特征：元素化合价有升降，且化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数。4.氧化还原反应概念之间的关系化合价升高失去电子被氧化发生氧化反应是还原剂化合价降低得到电子被还原发生还原反应是氧化剂【自主思考】1.如何判断一个反应是不是氧化还原反应？提示有
2、元素化合价的变化。2.氧化还原反应的本质是什么？提示电子的转移(电子得失或共用电子对偏移)。3.氧化还原反应中化合价的变化有什么特点？提示同一个反应中化合价有升有降，并且升降总价数相等。二、氧化还原反应的表示方法1.用带箭头的线由反应物指向生成物，且对准同种元素。2.要标明“得”“失”电子，且得失电子总数相等。3.箭头不代表电子转移的方向，而是指某元素从反应物到产物时价态的变化。例如：2 O 2 得22e 失4eO2该表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程，同时清楚地表示出了得失电子的情况，上述反应中CuO中Cu元素得电子为“22e”，前一个“2”表示有2个Cu得电子，后一个“2e”，表示一个
3、Cu得2个电子，共得4个电子。【自主思考】4.下述各个转化分别转移了多少电子？(1)2Fe32Fe(2)Cl22Cl提示(1)6个(2)2个5.实验室制取氯气的反应：4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O。(1)1价的Cl有没有全部氧化？(2)1 mol MnO2氧化了多少摩尔HCl？转移了多少摩尔电子？提示(1)没有(2)2 mol 2 mol效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)有化合价变化的反应不一定是氧化还原反应()(2)在HNO3、N2O4、NaNO2、NO、N2和NH4Cl中氮元素的化合价分别为5、4、3、2、0和3价()(3)在氧化还原反应中可能只
4、有元素的化合价的升高，而无化合价的降低()(4)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原()(5)氧化还原反应时还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子()答案(1)(2)(3)(4)(5)2.反应：Fe2O32AlAl2O32Fe所属基本反应类型是 。(1)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。(2)通过此反应的分析可知，氧化还原反应中元素化合价升高总数 元素化合价降低总数，还原剂失电子总数 氧化剂得电子总数，化合价升降总数 电子转移总数。答案置换反应(1)铝失氧
5、化铁得还原还原氧化(2)等于等于等于探究一、氧化还原反应有关概念的判断【探究讨论】1.对于反应MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。(1)氧化剂是什么物质？具有什么性？发生什么反应？ (2)还原剂是什么物质？具有什么性？发生什么反应？ 提示(1)MnO2，具有氧化性，发生还原反应 。(2)HCl，具有还原性，发生氧化反应 。2.氧化还原反应中是不是一定有一种元素化合价升高，必定有另一种元素化合价降低？提示不一定。有些氧化还原反应中是一种元素化合价降低而另一种元素化合价升高；而有些氧化还原反应中是同种元素化合价既升高又降低，如氯气和氢氧化钠的反应。【点拨提升】1.常见的氧化剂和还原剂(
6、1)常见的氧化剂活泼的非金属单质：O2、Cl2、Br2等；含高价金属阳离子的化合物：FeCl3、CuCl2等；含某些较高化合价元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。(2)常见的还原剂活泼或较活泼的金属：K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等；含低价金属阳离子的化合物：FeCl2等；某些非金属单质：C、H2等；含有较低化合价元素的化合物：HCl、H2S、KI等。(3)在可变化合价元素的化合物中，具有中间价态的物质既可作氧化剂，又可作还原剂，如：Cl2、S、SO2、H2SO3等。2.在具体的化学反应中，氧化剂还原剂的判断要依据反应前后元素化合价的变化。氧化剂：所含元素化合价降低
7、的物质。还原剂：所含元素化合价升高的物质。3.概念间的关系【典题例证1】分析下列反应并按要求填空。(1)2Fe3Cl22FeCl3氧化剂是 ，还原剂是 ；发生氧化反应的是 ，发生还原反应的是 。(2)2KMnO4K2MnO4MnO2O2氧化剂是 ，还原剂是 ；被氧化的元素是 ，被还原的元素是 。(3)2H2SSO2=3S2H2O氧化剂是 ，还原剂是 ；发生氧化反应的是 ，被还原的元素是 。解析解题关键是正确标出各元素的化合价，根据化合价的升降和氧化剂、还原剂、氧化反应、还原反应的概念，进行分析、解题。如：2Fe3Cl22FeCl3反应中，e，Fe失去电子，Fe是还原剂，铁元素被氧化，Fe发生氧
8、化反应；，Cl2得到电子，Cl2是氧化剂，氯元素被还原，Cl2发生还原反应。答案(1)Cl2FeFeCl2(2)KMnO4KMnO4KMnO4中的氧元素KMnO4中的锰元素(3)SO2H2SH2SSO2中的硫元素【学以致用1】被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应：NaBH42H2O=NaBO24H2，下列说法中正确的是(提示：NaBH4中氢元素为1价)()A.NaBH4中的H得到电子，转化为H2B.NaBH4中的Na既没有得到电子，也没有失去电子C.硼元素被氧化，氢元素被还原D.被氧化与被还原的元素质量比为31解析 化合价升高，被氧化化合价降低，被还原2故NaBH4中的H失去电子，转化
9、为H2；H2O中的H得到电子，转化为H2；NaBH4中氢元素被氧化，H2O中氢元素被还原。由化学方程式可以看出被氧化的氢元素的原子数为4，被还原的氢元素的原子数也为4，所以被氧化与被还原的元素质量比为11。答案B探究二、用单线桥、双线桥表示氧化还原反应【探究讨论】1.对于任何一个氧化还原反应而言，有元素失电子，化合价升高，就一定有元素得到电子，化合价降低，那么失电子的数目与得电子的数目之间有什么关系吗？提示在一个氧化还原反应中，化合价升高的总数等于化合价降低的总数；失去电子的数目等于得到电子的数目。2. 中箭头指向的含义是什么？提示指的是反应前后同一元素原子的电子转移情况，不表示转移的方向。3
10、. 中箭头指向的含义是什么？提示指的是得到电子的元素原子，表达了转移方向。【点拨提升】氧化还原反应中电子转移的表示：(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。标出“失”或“得”电子的总数注意事项。箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素；必须注明“得”“失”；氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。(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。一条线：标出转移电子的总数如注意事项。单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况；不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目；箭头标明电子转移的方向；单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。注：(
11、1)两种方法中箭头的指向不同。双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素；单线桥中箭头指向得到电子的元素。(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。【典题例证2】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是()解析A项，SiO2Si应为得4e，2C2CO应为失22e；C项，10KI5I2应为失10e；D项，箭头方向应为由Cu指向H2SO4中的S。答案B【学以致用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：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(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
12、 Cu参加反应，则该过程转移的电子的物质的量是 mol。解析(1)该反应中Cu的化合价变化是02价，1 mol Cu失去2 mol电子；HNO3中部分氮元素由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。答案探究三、氧化还原反应方程式的配平【探究讨论】化学方程式的配平需要满足什么原则？提示原子守恒，若是氧化还原反应还应该满足电子转移守恒。【点拨提升】1.氧化还原反应配平的原理是化合价升降总数相等，电子转移守恒。2.氧化还原反应方程式配平的基本步骤(1)标变价
13、H2O4(浓)O2O2H2O(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数4 2 CH2SO4(浓)SO2CO2H2O(3)求升降数的最小公倍数，确定氧化剂和还原剂化学计量数4 2C2H2SO4(浓)SO2CO2H2O(4)观察配平其他计量数C2H2SO4(浓)2SO2CO22H2O(5)检查反应前后的原子是否守恒，电子是否守恒，电荷是否守恒。3.特殊配平法(1)补加法部分被氧化或还原的物质Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(2)倒配法氧化剂和还原剂是同一物质 2 43S6KOH2K2SK2SO33H2O【典题例证3】配平下列方程式(1) MnO2 HCl(浓) MnCl2 Cl2 H2
14、O(2) NO2 H2O= HNO3 NO答案(1)14112(2)3121【学以致用3】将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应：3Fe3O428HNO3=9Fe(NO3)xNO14H2O，下列判断合理的是()A.Fe(NO3)x中的x为2B.稀HNO3在反应中只表现氧化性C.反应中每还原0.2 mol氧化剂，就有0.6 mol电子转移D.磁性氧化铁中的所有铁元素全部被氧化解析根据N原子守恒9x128，x3，A错误；反应中HNO3生成NO表现氧化性，生成Fe(NO3)x表现酸性，B错误；还原剂Fe3O4中Fe元素由3，每摩尔Fe3O4失去3(3) mol1 mol电子，氧化剂HNO3中N元
15、素由52，每摩尔氧化剂HNO3得到(52)mol3 mol电子，C正确；磁性氧化铁Fe3O4相当于Fe2O3FeO，组成中只有2价Fe被氧化，D错误。 答案C1.下列说法正确的是()A.氧化还原反应的本质是元素化合价的升降B.氧化还原反应一定有氧元素参加C.有单质参与的反应一定是氧化还原反应D.发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应解析氧化还原反应的本质是电子转移，A错误；氧化还原反应不一定有氧元素参加，B错误；有单质参与的反应不一定是氧化还原反应，如同素异形体之间的转化，C错误；发生氧化反应的物质也可能同时发生还原反应，如氯气与氢氧化钠溶液的反应，氯气既发生氧化反应又发生还原反应，D正确。
16、答案D2.下列反应属于氧化还原反应的是()A.CaCO32HCl=CaCl2CO2H2OB.CaOH2O=Ca(OH)2C.2H2O22H2OO2D.CaCO3CaOCO2解析A、B、D项反应中，元素的化合价均没有发生变化，不是氧化还原反应，错误；C项反应中，氧元素的化合价部分升高(1价0价)、部分降低(1价2价)，是氧化还原反应，正确。答案C3.下列反应中，S元素的化合价升高的是()A.ZnH2SO4=ZnSO4H2B.C2H2SO4(浓)CO22SO22H2OC.H2SCuSO4=CuSH2SO4D.SO2SO2解析A项中S元素的化合价保持6价不变；B项中S元素的化合价由6降低为4；C项反
17、应属于复分解反应，S元素的化合价不变；D项中S元素化合价由0升高为4。答案D4.下列对氧化还原反应分析正确的是()解析A项，得、失电子数为2e；B项，Fe失2e，H得2e；D项，H2失电子，被氧化。答案C5.(1)某同学写出以下三个化学方程式：(未配平)NOHNO3N2O3H2ONH3NOHNO2H2ON2O4H2OHNO3HNO2其中你认为不可能实现的是 (填序号)。(2)下列三个氧化还原反应中，氧化性最强的物质是 。2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若溶质中Cl与I共存，为了氧化I而
18、Cl不被氧化，除Cl2单质外，还可应用上述反应中的 作氧化剂。解析(1)氧化还原反应中元素化合价有升必有降。中，NO、HNO3中氮的化合价分别为2价、5价，生成N2O3(氮的化合价为3价)的过程中氮元素的化合价有升有降，此反应可能实现；中，NH3、NO中氮的化合价分别为3价、2价，生成HNO2(氮的化合价为3价)的过程中氮元素的化合价都是升高，此反应不可能实现；中，N2O4(氮的化合价为4价)生成HNO3(氮的化合价为5价)、HNO2(氮的化合价为3价)的过程中氮元素的化合价有升有降，此反应可能实现。(2)由反应知氧化性Fe3I2，还原性IFe2；由反应知氧化性Cl2Fe3，还原性Fe2Cl；由反应知氧化性MnOCl2，还原性ClMn2。由此推知：氧化性强弱顺序为MnOCl2Fe3I2，还原性强弱顺序为Mn2ClFe2I。所以KMnO4可氧化Cl、Fe2和I，Cl2可氧化Fe2和I，FeCl3只能氧化I。所以只能选FeCl3氧化I而使Cl不被氧化。答案(1)(2)KMnO4FeCl3