1.3 氧化还原反应-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学必修第一册学习手册（人教版）

学 高中化学必修第一册 （人教版） C. 氯化镁溶液中加入过量氨水： Mg 2+ ＋ 2NH 3 · H 2 O Mg （ OH ） 2 ↓＋2NH ＋ 4 D. 铁与盐酸反应 ： 2Fe＋6H + 2Fe 3 + ＋ 3H 2 ↑ 解析 醋酸是弱酸， 写离子方程式时不 能拆写， A 错误； CO 2 与 CaCl 2 溶液不反应， B 错误； NH 3 · H 2 O 为弱电解质， C 正确； 铁 在置换反应中只能生成 Fe 2+ ， D 错误。 答案 C 变式训练 4 判断下列反应的离子方程式书写是否正 确， 不正确的指出错误之处， 并予以改正。 （ 1 ） 用盐酸除去铁锈 （ Fe 2 O 3 ）： Fe 2 O 3 ＋ 6H + 2Fe 3+ ＋3H 2 O （ 2 ） 硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应： Ba 2+ ＋SO 2－ 4 BaSO 4 ↓ （ 3 ） 稀硫酸与氢氧化钡溶液反应： Ba 2+ ＋ OH - ＋H + ＋SO 2－ 4 BaSO 4 ↓＋H 2 O （ 4 ） 小苏打溶于盐酸： CO 2－ 3 ＋2H + CO 2 ↑ ＋H 2 O （ 5 ） 石灰乳溶于盐酸： H + ＋OH - H 2 O 变式训练答案 1. C 2． D 3． D 4． （ 1 ） 正确。 （ 2 ） 不正确。 漏写了 Cu 2+ 与 OH - 生成 Cu （ OH ） 2 的反应 。 正确的为 Cu 2+ ＋SO 2－ 4 ＋Ba 2+ ＋2OH - Cu （ OH ） 2 ↓＋BaSO 4 ↓ （ 3 ） 不正确。 反应物离子间的计量比不正 确， Ba 2+ 与 OH - 、 SO 2－ 4 与 H + 的计量比均应为 1 ∶2 。 正确的为 Ba 2+ ＋2OH - ＋2H + ＋SO 2－ 4 BaSO 4 ↓ ＋2H 2 O （ 4 ） 不正确。 H 2 CO 3 为弱酸， HCO － 3 不能拆 写。 正确的为 HCO － 3 ＋H + CO 2 ↑＋H 2 O （ 5 ） 不正确。 石灰乳中 Ca （ OH ） 2 主要以固 体存在 ， 不能拆写 。 正确的为 Ca （ OH ） 2 ＋ 2H + Ca 2+ ＋2H 2 O 第三节 氧化还原反应 学 习 目 标 1. 掌握氧化还原反应的有关概念及相关概念 之间的联系。 2． 能从化合价变化和电子转移的角度分析氧 化还原反应。 3． 能根据氧化还原反应规律， 初步掌握判 断、 比较物质氧化性、 还原性相对强弱的 方法。 知道常见的氧化剂和还原剂。 知 识 梳 理 知识点 1 氧化还原反应的特征与实质 1. 从得氧失氧的角度 （宏观视角） 氧化反应： 物质得到氧原子的反应 （被 氧化）。 还原反应： 物质失去氧原子的反应 （被 还原）。 16 学 第一章 物质及其变化 氧化还原反应： 有氧原子得失的反应。 特点： 得氧、 失氧同时进行， 氧化反应 和还原反应在同一个反应中同时发生。 2. 从化合价升降的角度 （宏观视角） 氧化反应： 物质所含元素化合价升高的 反应。 还原反应： 物质所含元素化合价降低的 反应。 氧化还原反应： 物质所含元素化合价发 生变化的反应。 特征： 反应中有元素化合价的升降。 3. 从电子转移的角度 （微观视角） 氧化反应： 失去电子或共用电子对偏离 的反应。 还原反应： 得到电子或共用电子对偏向 的反应。 氧化还原反应： 有电子转移 （电子得失 或共用电子对偏移） 的反应。 实质： 有电子转移 （电子得失或共用电 子对偏移）。 知识点 2 氧化还原反应与四种基本反应 类型的关系 1. 置换反应一定是氧化还原反应， 如： Fe＋CuSO 4 FeSO 4 ＋Cu 2. 复分解反应一定不是氧化还原反应， 如： AgNO 3 ＋NaCl AgCl↓＋NaNO 3 3. 化合反应和分解反应可能是氧化还原反 应， 如： 2H 2 ＋O 2 点燃 2H 2 O 、 2KClO 3 △ MnO 2 2KCl＋3O 2 ↑ 也可能是非氧化还原反应， 如： CaO＋H 2 O Ca （ OH ） 2 、 CaCO 3 高温 CaO＋ CO 2 ↑ 知识点 3 氧化还原反应的有关概念 1. 氧化剂与还原剂 氧化剂： 在氧化还原反应中， 所含的某 种元素化合价降低， 得到电子或共用电子对 偏向的反应物。 常见的氧化剂有 O 2 、 Cl 2 、 浓硫酸、 HNO 3 、 KMnO 4 、 FeCl 3 等。 还原剂： 在氧化还原反应中， 所含的某 种元素化合价升高， 失去电子或共用电子对 偏离的反应物。 常见的还原剂有 Al 、 Zn 、 Fe 、 C 、 H 2 、 CO 等。 2. 氧化产物与还原产物 氧化产物： 在氧化还原反应中， 还原剂 失去电子， 化合价升高被氧化所得到的产物。 还原产物： 在氧化还原反应中， 氧化剂 得到电子， 化合价降低被还原所得到的产物。 3. 氧化性与还原性 氧化性： 物质得电子的能力。 温馨提示 有单质参加或有单质生成的反应 ， 不一定是氧化还原反应； 既有单质参加， 又有单质生成的反应， 也不一定是氧化 还原反应。 如 3O 2 2O 3 就不是氧化还原 反应。 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 氧化还原反应 17 学 高中化学必修第一册 （人教版） 还原性： 物质失电子的能力。 有关概念之间的关系如下： 知识点 4 氧化还原反应中电子转移的 表示方法 1. 双线桥法 双线桥法表示某一元素的原子在反应 前后电子的得失情况或化合价的升降情 况， 如： 2. 单线桥法 单线桥法表示反应物中电子在氧化剂和 还原剂之间的 “转移” 情况， “箭头” 的指 向即为电子转移的方向， 如： 教材拓展 氧化还原反应主要遵循以下规律： ① 守恒规律 ： 在氧化还原反应中 ， 化合价有升必有降， 电子有得必有失。 化合价升高总数 ＝ 化合价降低总数， 即失 电子总数 ＝ 得电子总数。 ② 价态规律 ： 元素处于最高价态 ， 温馨提示 氧化性、 还原性的强弱取决于物质 得失电子的难易程度， 与得失电子数目 的多少无关。 物质越容易得到电子， 氧 化性越强； 物质越容易失去电子， 还原 性越强。 在一个自发进行的氧化还原反应中， 氧化剂被还原为具有一定还原性的还原 产物， 还原剂被氧化为具有一定氧化性 的氧化产物， 即： 上述反应的逆向反应不能自发进行， 说明： 氧化性： 氧化剂 ＞ 氧化产物 （有弱氧 化性） 还原性： 还原剂 ＞ 还原产物 （有弱还 原性） 如由反应 Cu＋2FeCl 3 CuCl 2 ＋2FeCl 2 可 得， 氧化性： Fe 3+ ＞Cu 2+ ； 还原性： Cu＞Fe 2+ 。 需要说明的是， 影响物质氧化性或 还原性的因素有很多， 如浓度、 温度、 溶液的酸碱性等； 比较物质氧化性或还 原性强弱的方法也有很多， 如根据反应 条件或金属活动性顺序等。 由于知识呈 现的阶段性， 有关内容会在后续课程学 习中陆续接触， 因此， 学习氧化性、 还 原性强弱的比较应循序渐进， 多注重理 解， 而不是死记硬背暂时还没有学到的 一些知识或结论。 氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物 被还原， 发生还原反应 （有弱氧化性） （有弱还原性） 被氧化， 发生氧化反应 失去 2×1e - ， 化合价升高， 被氧化 CuO+H 2 △ Cu+H 2 O 得到 2e - ， 化合价降低， 被还原 2e - CuO+H 2 △ Cu+H 2 O 还原剂 具有 还原性 → 失电子 → 化合价升高 → 被氧化 发生 氧化反应 生成 氧化产物 氧化剂 具有 氧化性 → 得电子 → 化合价降低 → 被还原 发生 还原反应 生成 还原产物 反应物 性质 实质 特征 元素 反应 生成物 18 学 第一章 物质及其变化 要 点 精 析 要点 1 氧化还原反应的特征与实质 典例 1 下列反应中， 属于氧化还原反 应的是 （ ） A. 3Cl 2 ＋6KOH 5KCl＋KClO 3 ＋3H 2 O B. 2NaClO＋H 2 SO 4 Na 2 SO 4 ＋2HClO C. SnCl 4 ＋2H 2 O SnO 2 ＋4HCl D. NaOH＋HCl H 2 O＋NaCl 解析 判断一个反应是不是氧化还原反 应的关键是看反应前后各元素的化合价有无 变化， 有变化就是氧化还原反应， 无变化就 是非氧化还原反应。 A 中 ， Cl 2 →KCl＋KClO 3 ， 有化合价升 降， 属于氧化还原反应； B 是复分解反应 （强酸 “置换” 弱酸）， 没有化合价变化， 属 于非氧化还原反应； C 中， SnCl 4 →SnO 2 ， D 属于中和反应 （复分解反应）， 都没有化合 价的改变， 故都不是氧化还原反应。 答案 A 错误： 又如， H 2 SO 4 （浓） 具有强氧化性， 可将 HI 氧化为 I 2 ， SO 2 具有较强的还原 性， 可将 I 2 还原为 I - ， 但 H 2 SO 4 （浓） 与 SO 2 却不能发生氧化还原反应， 因为两者 没有中间化合价。 H 2 S+H 2 SO 4 （浓） S↓+SO 2 ↑+2H 2 O -2 +4+6 0 失去 6e - 得到 6e - +4 +6 +6 +4 只有氧化性； 元素处于最低价态， 只有 还原性； 元素处于中间价态， 既有氧化 性， 又有还原性。 ③ 转化规律： 氧化性强的氧化剂与 还原性强的还原剂发生氧化还原反应， 分别转化为还原性弱的还原产物和氧化 性弱的氧化产物。 即： ④ 强弱规律： 强者优先， 即在氧化 还原反应中， 总是氧化性强的氧化剂与 还原性强的还原剂先发生反应。 ⑤ 变价规律： 不同价态的同种元素 之间发生氧化还原反应， 产物的化合价 均向相邻的中间价态靠近， 不发生交叉 或互换。 没有中间价态的两种相邻价态 之间不反应。 如在反应 H 2 S＋H 2 SO 4 （浓） S↓＋ SO 2 ↑＋2H 2 O 中， 硫元素的价态变化为： 而非： 即， 正确： 氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物 被还原， 发生还原反应 被氧化， 发生氧化反应 （氧化性弱）（还原性弱）（还原性强）（氧化性强） H 2 S-S-SO 2 -H 2 SO 4 （浓） -2 +4 +60 H 2 S-S-SO 2 -H 2 SO 4 （浓） -2 +4 +60 H 2 S+H 2 SO 4 （浓） S↓+SO 2 ↑+2H 2 O -2 +4+6 0 失去 2e - 得到 2e - 0 -1 +4 +5 +4 19 学 高中化学必修第一册 （人教版） 变式训练 1 下列反应中， 属于非氧化还原反应的是 （ ） A. 3CuS＋8HNO 3 3Cu （ NO 3 ） 2 ＋2NO↑＋ 3S↓＋4H 2 O B. Cl 2 ＋2KOH KCl＋KClO＋H 2 O C. 3H 2 O 2 ＋2KCrO 2 ＋2KOH 3K 2 CrO 4 ＋ 4H 2 O D. 3CCl 4 ＋K 2 Cr 2 O 7 2CrO 2 Cl 2 ＋3COCl 2 ＋ 2KCl 典例 2 下列反应不属于四种基本反应 类型， 但属于氧化还原反应的是 （ ） A. Fe＋CuSO 4 FeSO 4 ＋Cu B. 3CO＋Fe 2 O 3 高温 2Fe＋3CO 2 C. AgNO 3 ＋NaCl AgCl↓＋NaNO 3 D. 2KMnO 4 △ K 2 MnO 4 ＋MnO 2 ＋O 2 ↑ 解析 A 属于置换反应， C 属于复分解 反应， D 属于分解反应。 答案 B 要点 2 氧化还原反应的有关概念 典例 3 在反应 Cu＋4HNO 3 （浓 ） Cu （ NO 3 ） 2 ＋2NO 2 ↑＋2H 2 O 中， 是氧 化剂， 是还原剂， 元素被 氧化， 元素被还原， 是氧 化产物， 是还原产物。 解析 氧化剂 → 被还原 → 得到还原产 物； 还原剂 → 被氧化 → 得到氧化产物。 答案 HNO 3 Cu 铜 氮 Cu （ NO 3 ） 2 NO 2 变式训练 2 下列反应中， 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. SO 3 ＋H 2 O H 2 SO 4 B. Cl 2 ＋H 2 O HCl＋HClO C. 2F 2 ＋2H 2 O 4HF＋O 2 D. 2Na＋2H 2 O 2NaOH＋H 2 ↑ 典例 4 下列变化必须加入还原剂才能 实现的是 （ ） A. HCl→MgCl 2 B. CO 2 →CO C. H 2 O 2 →H 2 O D. Fe 2+ →Fe 3+ 解析 还原剂在反应中失电子， 化合价 升高， 因此， 应选择化合价降低的变化。 需 要注意的是， 实现 HCl→MgCl 2 ， 可加入还 原剂 Mg ， 也可以加入 MgO 或 Mg （ OH ） 2 ， 因此， A 不是必须加入还原剂才能实现； C 中 ， 因 H 2 O 2 自身能分解为 H 2 O 和 O 2 ， 所 以， 也不是必须加入还原剂才能实现。 答案 B 思维延伸 在有些自身能发生氧化还原的反应 中， 不需要再加入其他的氧化剂或还原 剂， 如 2KMnO 4 △ K 2 MnO 4 ＋MnO 2 ＋O 2 ↑ 、 2H 2 O 2 MnO 2 2H 2 O＋O 2 ↑ 、 2H 2 O 通电 2H 2 ↑＋ O 2 ↑ ， 在以后的学习中还会学到 Cl 2 ＋H 2 O HCl＋HClO 、 3NO 2 ＋H 2 O 2HNO 3 ＋NO 等这样的例子。 20 学 第一章 物质及其变化 要点 3 氧化还原反应中的电子转移及 表示方法 典例 5 反应 5NH 4 NO 3 4N 2 ＋2HNO 3 ＋ 9H 2 O 中被氧化的 N 与被还原的 N 的个数比 是 ， 转移的电子总数是 。 解析 反应中， 只有氮元素价态发生变 化 ： 5NH 4 NO 3 4N 2 ＋2HNO 3 ＋9H 2 O ， 其中 5 个 N 全部被氧化为 N ， 5 个 NO － 3 中， 有 2 个 转化为 HNO 3 ， 其余 3 个被还原为 N ， 故被 氧化的 N 与被还原的 N 的个数比是 5 ∶ 3 ， 电 子转移总数为 15e - 。 答案 5 ∶ 3 15e - 典例 6 分别用单线桥法和双线桥法表 示反应 2KMnO 4 ＋16HCl （浓） 2KCl＋2MnCl 2 ＋ 5Cl 2 ↑＋8H 2 O 电子转移的方向和数目。 解析 在单线桥法中， 箭头的方向就代 表电子转移的方向。 答案 单线桥法： 双线桥法： 变式训练 3 下列氧化还原反应中， 电子转移的表示 错误的是 （ ） A. B. C. D. 要点 4 氧化性、 还原性强弱的比较 典例 7 已知在适宜的温度下可发生如 下反应： ①C＋CO 2 2CO ②C＋H 2 O CO＋H 2 ③CO＋H 2 O CO 2 ＋H 2 由此可以判断， 在该温度下， C 、 CO 、 H 2 的还原性强弱顺序是 （ ） A. CO＞C＞H 2 B. C＞CO＞H 2 C. C＞H 2 ＞CO D. CO＞H 2 ＞C 解析 根据还原性： 还原剂 ＞ 还原产物 分析， ① 中还原性 C＞CO ； ② 中还原性 C＞ H 2 ； ③ 中还原性 CO＞H 2 。 答案 B 变式训练 4 已知下列微粒在酸性溶液中还原性强弱 的顺序是 SO 2 ＞I - ＞Fe 2+ ＞Cl - ， 则下列反应不可 能发生的是 （ ） A. 2Fe 2+ ＋Cl 2 2Fe 3+ ＋2Cl - B. 2Fe 2+ ＋I 2 2Fe 3+ ＋2I - C. I 2 ＋SO 2 ＋2H 2 O H 2 SO 4 ＋2HI -3 +5 0 +5 -3 0 +5 +5 0 2KMnO 4 ＋16HCl （浓） 2KCl＋2MnCl 2 ＋5Cl 2 ↑＋ 8H 2 O 10e - Zn+CuSO 4 ZnSO 4 +Cu 2e - C+2CuO 2Cu+CO 2 ↑ 4e - 2KMnO 4 ＋16HCl （浓） 2KCl＋2MnCl 2 ＋5Cl 2 ↑ ＋8H 2 O 失去 10×e - 得到 2×5e - MnO 2 +4HCl （浓） △ MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O 得到 1×2e - 失去 2×e - 2H 2 O 2 MnO 2 2H 2 O+O 2 ↑ 失去 2×e - 得到 2×e - 21 学 高中化学必修第一册 （人教版） D. 2Fe 3+ ＋SO 2 ＋2H 2 O 2Fe 2+ ＋SO 2－ 4 ＋4H + 要点 5 氧化还原反应的基本规律 典例 8 已知铜与稀硝酸可发生反应： Cu＋ HNO 3 （稀 ） → Cu （ NO 3 ） 2 ＋ NO↑＋ H 2 O ， 请配平该方程式。 解析 氧化还原反应方程式都需要根据 电子转移守恒配平 。 在此反应中 ， Cu→ Cu （ NO 3 ） 2 ， HNO 3 →NO ， 根据化合价升降相 等， Cu 的计量系数应为 3 ， NO 的计量系数 应为 2 ， 需要注意的是， 产物 Cu （ NO 3 ） 2 中 N 的化合价未发生变化， 因此， HNO 3 的计量 系数应将 Cu （ NO 3 ） 2 中的 N 计算在内。 答案 3 8 3 2 4 典例 9 A 2 、 B 2 、 C 2 三种单质和它们离 子间能发生下列反应： ①2A - ＋C 2 2C - ＋A 2 ， ②2C - ＋B 2 2B - ＋C 2 ， 下列有关说法中不正确 的是 （ ） A. 氧化性： B 2 ＞C 2 ＞A 2 B. 在含有 C - 和 A - 的溶液中加入 B 2 ， C - 优先发生反应 C. 还原性： A - ＞C - ＞B - D. 在含有 B 2 和 C 2 的溶液中加入 A - ， B 2 优先发生反应 解析 根据氧化性： 氧化剂 ＞ 氧化产物， 由 ① 知氧化性 C 2 ＞A 2 ， 由 ② 知氧化性 B 2 ＞C 2 ， 则氧化性 B 2 ＞C 2 ＞A 2 ， A 正确； 同理， 根据还 原性： 还原剂 ＞ 还原产物可得， 还原性 A - ＞ C - ＞B - ， C 正确； 根据氧化还原反应的强弱 规律， 还原性强的粒子优先被氧化， 氧化性 强的粒子优先被还原， B 错误， D 正确。 答案 B 变式训练 5 已知： Fe＋Cu 2+ Cu＋Fe 2+ 和 2Fe 3+ ＋Cu 2Fe 2+ ＋Cu 2+ ， 则下列判断不正确的是 （ ） A. Fe 3+ 、 Cu 2+ 、 Fe 2+ 氧化性依次减弱 B. Fe 、 Fe 2+ 、 Cu 还原性依次减弱 C. 可发生反应： Fe＋2Fe 3+ 3Fe 2+ D. 将铁铜混合粉末放入 FeCl 3 溶液中， 铁粉先溶解 变式训练答案 1. D 2． B 3． A 4． B 5． B 思维延伸 物质的氧化性或还原性的相对强弱 并不是一成不变的， 反应温度、 溶液的 浓度和酸碱性等也会影响物质的氧化性 或还原性。 如 Fe 在 O 2 中燃烧生成 Fe 3 O 4 ， 在 Cl 2 中燃烧生成 FeCl 3 ， 此时， 氧化性： Cl 2 ＞O 2 。 而在地康法制氯气中： 4HCl＋O 2 CuCl 2 450 ℃ 2H 2 O＋2Cl 2 ， 氧化性： O 2 ＞Cl 2 。 +2 +5 +2 0 22