内容正文:
优化探究
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
任务一 氧化还原反应的概念
任务二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
课时作业 巩固提升
任务一 氧化还原反应的概念
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
对于反应2CuO+C2Cu+CO2↑
(1)氧化铜 氧,发生 反应,被碳 。
(2)碳 氧,发生 反应,被氧化铜 。
(3)结论:①有氧得失的反应称为氧化还原反应。②一种物质得到氧发生
反应,同时另一种物质失去氧发生 反应。氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的。
失去
还原
还原
得到
氧化
氧化
氧化
还原
2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)对于反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
①铜元素化合价 ,发生 反应。
②铁元素化合价 ,发生 反应。
降低
还原
升高
氧化
(2)结论:①有元素化合价变化(升降)的反应称为氧化还原反应。
②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。
③氧化还原反应的重要特征:反应前后有元素的 发生变化(升降)。
升高
降低
化合价
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)从电子得失的角度分析反应:2Na+Cl22NaCl
①氯元素化合价降低,是因为氯原子 电子,Cl2发生还原反应,被还原。
②钠元素化合价升高,是因为钠原子 电子,Na发生氧化反应,被氧化。
得到
失去
(2)从共用电子对偏移的角度分析反应:H2+Cl22HCl
①氯元素化合价降低,是因为共用电子对 氯原子,Cl2发生还原反应,被还原。
②氢元素化合价升高,是因为共用电子对 氢原子,H2发生氧化反应,被氧化。
(3)结论:①有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氧化还原反应。
②氧化还原反应的本质:氧化还原反应中一定存在 ,有的是 ,有的是 。
偏向
偏离
电子转移
电子得失
共用电子对偏移
4.氧化还原反应与化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种基本反应类型的关系。
现有如下几个反应:哪些是氧化还原反应?哪些不是,你有哪些判断方法?
①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
提示:①是氧化还原反应,可用“得失氧”“化合价变化”“电子转移”等方法判断。
②Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu;
提示:②是氧化还原反应,可用“置换反应都是氧化还原反应”“化合价变化”“电子转移”等方法判断。
③NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3;
提示:③不是氧化还原反应,可用“复分解反应都不是氧化还原反应”“无化合价变化”等方法判断。
④2H2O22H2O+O2↑;
提示:④是氧化还原反应,可用“有单质生成的分解反应都是氧化还原反应”“化合价变化”“电子转移”等方法判断。
⑤2O33O2。
提示:⑤不是氧化还原反应,可用“同种元素不同种单质之间的转化都不是氧化还原反应”“无化合价变化”等方法判断。
1.氧化还原反应的特征和本质
(1)特征和本质:
(2)两者关系:
元素原子 元素化合价升高――→物质被氧化;
元素原子 元素化合价降低――→物质被还原。
2.可借助如下口诀记忆氧化反应与还原反应
(1)
(2)
3.四种基本反应类型和氧化还原反应的关系
(1)所有的置换反应都是氧化还原反应,所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应和有单质参加的化合反应都是氧化还原反应。
(3)同种元素不同种单质之间的转化都不是氧化还原反应。
1.易错辨析
(1)氧化还原反应中一定有氧元素的得失。 ( )
(2)氧化还原反应中得电子的物质发生还原反应。 ( )
(3)氧化还原反应中所有元素的化合价都一定发生变化。 ( )
(4)一个反应中可以只有元素化合价升高,而无元素化合价降低。 ( )
(5)有单质参加的反应一定是氧化还原反应。 ( )
×
√
×
×
×
2.(双选)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.氧化还原反应前后不一定有氧的得失
C.实现“Fe3+―→Fe2+”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
AB
元素化合价有变化的反应一定是氧化还原反应,但不一定有氧的得失,A项正确,B项正确;Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生还原反应,C项错误;元素化合价升高的反应是氧化反应,D项错误。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A.2HClO2HCl+O2↑
B.NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D
阴影3区域的反应必须属于氧化还原反应,且不属于化合、分解、置换反应。A项,该反应属于分解反应,又属于氧化还原反应,不符合题意;B项,该反应属于分解反应,不属于氧化还原反应,不符合题意;C项,该反应属于化合反应,又属于氧化还原反应,不符合题意;D项,该反应属于氧化还原反应,不属于化合、分解、置换反应中的任意一种,故属于阴影3区域的反应,符合题意。
4.野外焊接铁轨常常采用铝热反应。已知铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应所属基本反应类型是 ,在反应中铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”),该元素的原子
(填“失去”或“得到”)电子。发生氧化反应的是 (填化学式,下同),发生还原反应的是 。
置换反应
降低
得到
Al
Fe2O3
该反应为置换反应,铁元素化合价降低,得到电子,Fe2O3发生还原反应,铝元素化合价升高,失去电子,Al发生氧化反应。
任务二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
表示反应前后同一元素原子间电子的转移情况,反映了化学反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。
双线桥法的基本写法思路:
如:
2.单线桥法
表示反应前后不同元素原子间电子的转移情况。
单线桥法的基本写法思路:
如:
特别提醒 两种“线桥”的比较
(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物,单线桥法的“线桥”只连反应物。
(2)表示氧化还原反应中元素化合价升降、物质被氧化或被还原等时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
标出变价元素的化合价,用双线桥法标出电子转移情况,其中②④同时用单线桥法标出电子转移情况。
①2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
答案:①
②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
答案:②
③2H2O22H2O+O2
答案:③
④2H2S+SO2===3S+2H2O
答案:④
课时作业 巩固提升
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对点训练
题组一 氧化还原反应的概念
1.下列变化中,属于还原反应的是( )
A.Cl-―→Cl2
B.FeCl2―→FeCl3
C.C―→CO2
D.KMnO4―→MnO2
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D
物质发生还原反应时,所含元素的化合价降低。A项中Cl-―→Cl2,氯元素化合价由-1价―→0价,发生氧化反应,不符合题意;B项中FeCl2―→FeCl3,铁元素化合价由+2价―→+3价,发生氧化反应,不符合题意;C项中C―→CO2,碳元素化合价由0价―→+4价,发生氧化反应,不符合题意;D项中KMnO4―→MnO2,锰元素化合价由+7价―→+4价,发生还原反应,符合题意。
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2.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
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B
发生电子转移的反应一定是氧化还原反应,判断反应是不是氧化还原反应的关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化。B项,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,符合题意;A、C、D项中元素的化合价均未发生变化,不符合题意。
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3.(双选)从元素化合价变化的角度分析,下列反应中,画线的物质发生还原反应的是( )
A.SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
B.2CuO+C2Cu+CO2↑
C.2FeCl3+Fe===3FeCl2
D.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
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BD
该反应中元素化合价未发生变化,不是氧化还原反应,A不符合题意;CuO―→Cu,铜元素的化合价由+2价降到0价,发生还原反应,B符合题意;Fe―→FeCl2,铁元素的化合价由0价升高到+2价,发生氧化反应,C不符合题意;HCl―→H2,氢元素的化合价由+1价降到0价,发生还原反应,D符合题意。
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4.化学实验中若使某一步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,则可不再向环境中排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中,属于氧化还原反应的有( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
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A
①Na2Cr2O7中Cr元素显+6价,CrCl3中Cr元素显+3价,Cr元素的化合价降低,属于氧化还原反应;②中CrCl3与Cr(OH)3中Cr元素的化合价都显+3价,化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应;③中Cr(OH)3与NaCrO2中Cr元素的化合价都显+3价,没有化合价的改变,不属于氧化还原反应;④CrCl3中Cr元素显+3价,Na2CrO4中Cr元素显+6价,化合价发生改变,属于氧化还原反应;⑤Na2Cr2O7与Na2CrO4中Cr元素的价态都是+6价,没有化合价发生变化,不属于氧化还原反应;⑥Cr元素的化合价由+6价―→+3价,化合价降低,属于氧化还原反应;因此属于氧化还原反应的是①④⑥共3个,故选项A正确。
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5.下列关于氧化还原反应的说法正确的是( )
A.肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.某元素从化合态变成游离态,该元素一定被还原
C.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
D.在氧化还原反应中非金属单质一定是被还原
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C
氧化还原反应可能发生在同种元素之间,A项错误;元素从化合态变成游离态,化合价可能升高也可能降低,B项错误;只要有元素化合价发生变化,就发生了氧化还原反应,不一定所有元素的化合价都发生变化,C项正确;非金属元素既有正价又有负价,非金属单质在反应过程中化合价可能升高也可能降低,不能确定被氧化还是被还原,D项错误。
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6.在反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
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D
根据题意知,元素X的原子失去电子,元素X化合价升高,被氧化,发生氧化反应;而元素Y的原子得到电子,元素Y化合价降低,被还原,发生还原反应,①④说法正确。
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7.研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。
(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”,请在A图中用阴影表示反应:H2+CuOCu+H2O所属的区域。
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答案:(1)
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(1)H2+CuOCu+H2O属于置换反应,置换反应一定是氧化还原反应,二者是包含关系。
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(2) “四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应,则Ⅱ为 反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式: 。 写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:
。
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分解
NaOH+HCl===NaCl+H2O(其他合理答案也可)
H2O(g)+CH2+CO (其他合理答案也可)
(2)由反应类型Ⅲ属于非氧化还原反应可知其为复分解反应,反应Ⅳ是置换反应,反应Ⅱ是分解反应。
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8.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑中,发生氧化反应的物质是 ,发生还原反应的物质是 ,被氧化的元素是 ,被还原的元素是 。
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HCl
MnO2
Cl
Mn
题组二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
9.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
A.
B.
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C.
D.
答案:C
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+8H2O
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综合强化
10.已知铜在常温下能被稀HNO3溶解,反应为3Cu+8HNO3(稀)===
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(1)请将上述反应改写成离子方程式:
。
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3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
(1)在反应3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,HNO3和Cu(NO3)2均溶于水且电离,应写成离子形式,故改写后的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O。
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(2)上述反应中,被还原的物质是 (填化学式,下同),元素化合价升高被氧化的物质生成的产物是 。
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HNO3
Cu(NO3)2
(2)反应中N元素的化合价降低,HNO3被还原,生成NO,Cu元素的化合价升高,Cu被氧化为Cu2+,生成Cu(NO3)2。
(3)用双线桥法标出该反应的电子转移情况:
。
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(3)根据化合价升高总数=化合价降低总数=转移电子总数=6,可知电子转移情况如下:
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