第2章 第3节 第1课时 氧化还原反应的特征和实质　氧化剂和还原剂（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（鲁科版2019）

元素与物质世界 第2章 第3节　氧化还原反应 第1课时　 氧化还原反应的特征和实质　氧化剂和还原剂 课程标准要求 学业质量水平 1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，知道常见的氧化剂和还原剂。 2.能利用氧化还原反应对常见的反应进行分类和分析说明。 1.能根据化学反应中所含元素化合价的变化情况对物质进行分类，能认识氧化还原反应的本质，能结合实例书写氧化还原反应化学方程式。(水平1) 2.能运用单线桥法和双线桥法表征氧化还原反应，能说明其本质特征和变化规律。(水平2) 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 栏目索引 课前预习案 课堂探究案 冲关演练案 一、认识氧化还原反应 1．氧化还原反应的特征——化合价升降 (1)概念关系 课前预习案 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 点拨　在氧化反应或还原反应过程中，发生化合价变化的元素可能只有一种，也可能有多种。 氧化 还原 相反 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 2．氧化还原反应的实质——电子转移 (1)示例： ①金属钠与氯气反应时： 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L ②铁与CuSO4溶液反应时： (2)结论：所有氧化还原反应中都有____________，____________是氧化还原反应的实质。 电子转移 电子转移 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 3．根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移 (1)氧化反应、还原反应与化合价变化和电子转移的关系 ①物质发生氧化反应，所含元素的一个原子或离子________电子，则该元素的化合价________，而且失去电子的数目与化合价升高的数值________； ②物质发生还原反应，所含元素的一个原子或离子________电子，则该元素的化合价________，而且得到电子的数目与化合价降低的数值________。 失去 升高 相等 得到 降低 相等 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (2)氧化还原反应中元素化合价升降和电子转移的表示方法——“双线桥法”和“单线桥法” 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 二、氧化剂和还原剂 1．概念 氧化剂——氧化还原反应中所含某种(或某些)元素化合价________的反应物； 还原剂——氧化还原反应中所含某种(或某些)元素化合价________的反应物。 2．性质 氧化剂——具有________性，在氧化还原反应中被________，发生________反应生成还原产物； 还原剂——具有________性，在氧化还原反应中被________，发生________反应生成氧化产物。 降低 升高 氧化 还原 还原 还原 氧化 氧化 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (1)实例分析： 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (2)判断方法： 物质所含元素价态 最高价 最低价 中间价 价态变化 只能________ 只能________ 既能________又能________ 物质性质 只有________性 只有________性 既有________性又有________性 降低 升高 降低 升高 氧化 还原 氧化 还原 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 3．常见的氧化剂和还原剂 氧化剂——______________等活泼的非金属单质，________________等含有较高价态元素的含氧酸，以及____________________________等含有较高价态元素的盐等； 还原剂——________的金属单质，________________等非金属单质，以及一些含有较低价态元素的氧化物(如___________等)和盐(如_____________________等)。 氧气、氯气 硝酸、浓硫酸 高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁 活泼 碳单质、氢气 CO、SO2 KI、Na2SO3、FeSO4 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)元素由化合态转变为游离态可能被氧化，也可能被还原(　　) (2)在氧化还原反应中，一种元素的化合价升高，必然有另一种元素的化合价降低(　　) (3)在氧化还原反应中，一种物质被氧化，必然有另外一种物质被还原(　　) (4)有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应(　　) (5)在氧化还原反应中，元素化合价升高和元素化合价降低所得产物可能是同一物质(　　) (6)在氧化还原反应中，元素化合价的升降是电子转移的表现形式(　　) √ × × × √ √ 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 学习任务一　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 课堂探究案 根据氧化还原反应的概念，结合四种基本反应类型的分类标准，讨论氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。 1．四种基本反应类型的判断依据是什么？氧化还原反应的判断依据是什么？ 提示　四种基本反应类型的判断依据是反应物、生成物的种类及数目；氧化还原反应的判断依据是元素化合价是否发生变化。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 其中，哪些属于氧化还原反应？ 提示　①④⑤⑥四个反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 3．氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种？举例说明。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 (1)关系图解 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 答案　A 解析　B项，属于化合反应，但不是氧化还原反应；C项，属于置换反应，属于氧化还原反应；D项，不是氧化还原反应。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 答案　D 解析　反应②中硅元素由0价变成＋4价，发生氧化反应，硅元素被氧化，反应①③中硅元素由＋4价变为0价，发生还原反应，硅元素被还原，D项错误。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 人体内的铁元素大部分的存在形式是以FeSO4和FeCl2的形式存在，且Fe2＋的主要载体为血红蛋白。人体缺铁会造成缺铁性贫血，给贫血者补充铁时，常补充含Fe2＋的亚铁盐，如硫酸亚铁等。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (1)判断上述反应所属基本反应类型。 提示　①是置换反应，②、③是复分解反应，④是化合反应。 (2)判断上述反应是否属于氧化还原反应。 提示　①、④是氧化还原反应，②、③不是氧化还原反应。 (3)试推测硫酸亚铁缓释片应如何保存？为什么？ 提示　隔绝空气密封保存　因为亚铁盐具有还原性，能被空气中的氧气氧化。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 学习任务二　有关氧化还原反应概念的基本关系 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (3)反应过程中，还原剂原子升高的总价态数和氧化剂原子降低的总价态数分别是____、____，还原剂失去的电子数和氧化剂得到的电子数分别是_____、_____。 提示　(1)3　3　还原　还原　氧化　FeCl3　 (2) 1　1　氧化　氧化　还原　FeCl3 (3)6　6　6　6 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 1．氧化还原反应概念间的关系 概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 1．(双选)(2020·山东兖州高一期中)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂，其中氢元素为－1价。NaH用作生氢剂时的化学反应原理为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。下列有关该反应的说法中，正确的是(　　) A．该反应属于置换反应 B．H2O中的氢元素被还原 C．NaH中的元素均被氧化 D．H2既是氧化产物也是还原产物 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 答案　BD 解析　根据该反应形式可知，不是置换反应，A项错误；H2O中H元素由＋1降低到0价，被还原，B项正确；NaH中H元素价态升高，被氧化，Na元素价态没变化，C项错误；NaH发生氧化反应和H2O发生还原反应的产物都是H2，D项正确。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 2．O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2===SF6＋2HF＋4O2(其中F的化合价都为－1价)，下列说法正确的是(　　) A．氧气是氧化产物 B．O2F2既是氧化剂又是还原剂 C． 转移0.8 mol电子生成4.48 L HF D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4 答案　D 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 解析　O元素的化合价由反应前的＋1价变为反应后的0价，化合价降低，得到电子，发生还原反应生成氧气，所以氧气是还原产物，A 项错误；O2F2中只有O元素的化合价降低，获得电子，所以该物质是氧化剂，而H2S中S元素的化合价是－2价， SF6中S元素的化合价是＋6价，所以H2S是还原剂，B项错误；根据化学反应方程式可知，转移0.8 mol电子生成0.2 mol HF，由于没有说明所处状况，所以不能确定HF的体积，C项错误；根据反应化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4，D项正确。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L [归纳总结]　氧化还原反应的“分析口诀” 氧化还原反应中，分析价态是关键；根据价态定两剂，剂性一致要记准；升高失电被氧化，降低得电被还原；升降得失都相等，概念成对意思反。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 《抱朴子》是晋代葛洪编著的一部道教典籍，分内篇、外篇共8卷。《抱朴子内篇》是对炼丹养生方术所作的系统的总结，为魏晋神仙道教奠定理论基础的道教经典，记载：“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又成丹砂”。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (1)写出文中涉及反应的化学方程式，并判断是否属于氧化还原反应，若是氧化还原反应，请分别指出其中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。 (2)试根据你所学习的化学知识，推测丹砂的灼烧和积变都是在什么条件下进行的？为什么？ 提示　隔绝空气的条件下，因为若在空气中灼烧时丹砂分解产物Hg和S均会被氧化为HgO和SO2，则积变时就不会再产生HgS。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 学习任务三　氧化还原反应电子转移的表示方法 氧化还原反应中的电子转移情况可用“双线桥”和“单线桥”两种方法表示，根据下面铁与盐酸反应的两种表示方法，回答下列问题： 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (1)从物质类别和化合价变化角度分析，双线桥的表示方法中的两条线分别由什么元素指向什么元素？ 提示　双线桥法表示的是反应前后同种元素的原子或离子得失电子的情况，其中一条线由氧化剂中化合价降低的元素指向还原产物中的对应元素，另一条线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化产物中的对应元素。 (2)从物质类别和化合价变化角度分析，单线桥的表示方法中的一条线分别由什么元素指向什么元素？ 提示　单线桥法表示的是反应物中还原剂与氧化剂的变价元素的原子或离子间得失电子的情况，其中的线段由还原剂中化合价升高的元素指向氧化剂中化合价降低的元素。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (3)两种表示方法中，“桥”上标注的电子转移方式有什么不同？为什么？ 提示　双线桥表示方法中，因为氧化剂和还原剂反应前后得失电子的情况不同，所以需要标明“得到”或“失去”，另外还需要标出一个原子或离子得失电子的个数及其原子或离子的个数；单线桥表示方法中，因为线段的箭头已经表示出了电子转移的方向，所以不需要标明“得到”或“失去”，且只需要标出电子转移的总数目。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 1．双线桥法 (1)表示意义：表示反应前后同种元素的原子或离子的电子转移情况。 (2)表示方法： 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (3)注意事项： 标电子转移数目时，用a×be－的形式表示，a表示发生氧化反应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)表示意义：表示反应物中还原剂与氧化剂的变价元素的原子或离子间的电子转移情况。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (2)表示方法： 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L (3)注意事项： ①箭头和箭尾所连接的是反应物——还原剂和氧化剂，并且由化合价升高的元素指向化合价降低的元素。 ②线桥上不需标明“得到”或“失去”，只需标明转移电子的总数目，即只写ne－。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L [巧记口诀]　先标化合价，再看价变化，起止同元素，桥上标变化。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 2．(1)写出Fe2O3与CO在高温下反应的化学方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目。 ______________________________________________________________。 (2)写出Cu和AgNO3溶液反应的离子方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目。 _______________________________________________________________。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L [巧记口诀]　先标化合价，再看价变化，起止两元素，桥上标总数。 返回导航 第2章　元素与物质世界 化学　必修　第一册　L 谢谢观看！ (2)实例分析 在氢气与氧化铜发生的氧化还原反应CuO＋H2eq \o(=====,\s\up15(△))Cu＋H2O中，氢气中H的化合价由0价升高到＋1价，发生________反应；氧化铜中的Cu的化合价由＋2价降低到0价发生________反应。两个反应过程________，同存在于一个氧化还原反应中。 归纳 电子转移eq \o(,\s\up15(表现),\s\do12(反映))化合价变化eq \o(――→,\s\up15(应用),\s\do12(　　))判断氧化还原反应 　(实质)　 　　　(特征) 化学反应 Na与Cl2反应 Fe与Cu2＋的反应 双线桥法 (只标电子转移) 单线桥法 点拨　根据化合价的高低可判断物质具有氧化性或还原性的可能，但不能判断氧化性或还原性的强弱。元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如SOeq \o\al(2－,4)；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性，如Cl－、O2－等。 2．氧化铁粉末和铝粉在高温下可发生反应Fe2O3＋2Aleq \o(=====,\s\up15(高温))Al2O3＋2Fe，该反应又叫铝热反应，利用其在高温下生成的铁水可以焊接钢轨和建筑上的钢筋接头。在该反应中： (1)________元素的化合价升高，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”)；反应中转移了_____个电子。 (2)反应中的氧化剂是________，还原剂是___________，氧化产物是________，还原产物是_______(都填化学式)。 答案　(1)Al　失　氧化　Fe　得　还原　6 (2) Fe2O3　Al　Al2O3　Fe 2．现有下列化学反应： ①C＋CO2eq \o(=====,\s\up15(高温))2CO，②CaO＋H2O===Ca(OH)2，③CaCO3eq \o(=====,\s\up15(高温))CaO＋CO2↑，④2HgOeq \o(=====,\s\up15(△))2Hg＋O2↑，⑤Fe2O3＋3H2eq \o(=====,\s\up15(△))2Fe＋3H2O，⑥Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，⑦CuCO3＋2HCl===CuCl2＋H2O＋CO2↑，⑧CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl。 提示　不一定；如CuO＋COeq \o(=====,\s\up15(△))Cu＋CO2属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型。 (2)易错警示 ①四种基本反应类型并非包含所有化学反应，如反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑就不属于四种基本反应类型。 ②有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是氧化还原反应。 ③有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应；如氧气和臭氧的转化反应3O2eq \o(=====,\s\up15(高温))2O3中既有单质参加又有单质生成，但不是氧化还原反应。 1．下列反应既是化合反应，又是氧化还原反应的是(　　) A．2CO＋O2eq \o(=====,\s\up15(点燃))2CO2 B．CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O C．C＋H2O(气)eq \o(=====,\s\up15(高温))CO＋H2 D．CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 2．制备硅单质时的主要化学反应如下：①SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up15(高温))Si＋2CO↑；②Si＋2Cl2eq \o(=====,\s\up15(△))SiCl4；③SiCl4＋2H2eq \o(=====,\s\up15(高温))Si＋4HCl，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是(　　) A．①③为置换反应 B．①②③均为氧化还原反应 C．②为化合反应 D．三个反应的反应物中Si元素均被还原 制备FeSO4的反应有：①Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；②Fe(OH)2＋H2SO4 ===FeSO4＋2H2O；③FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O；④Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4。 根据所学的氧化还原反应的有关概念，分析铁在氯气中的燃烧反应2Fe＋3Cl2eq \o(=====,\s\up15(点燃))2FeCl3，完成下列填空： (1)反应过程中，铁元素的化合价升高了____价，1个铁原子共失去____个电子，铁单质是______剂，具有_______性，发生_____反应，生成的氧化产物是_____。 (2)反应过程中，氯元素的化合价降低了____价，1个氯原子共得到_____个电子，氯气是____剂，具有____性，发生_____反应，生成的还原产物是_____。 2．(1)常见氧化剂及对应的还原产物： (2)常见还原剂及对应的氧化产物： 提示　灼烧：HgSeq \o(=====,\s\up15(△))Hg＋S，属于氧化还原反应，其中氧化剂和还原剂都是HgS，还原产物是Hg，氧化产物是S；积变：Hg＋S===HgS，也属于氧化还原反应，其中氧化剂是S，还原剂是Hg，氧化产物和还原产物都是HgS。 1．用双线桥法表示下列两个氧化还原反应的电子转移情况： (1)2KClO3eq \o(=====,\s\up15(MnO2),\s\do12(△))2KCl＋3O2↑； (2)MnO2＋4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up15(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 $$