3.1.3 氧化还原反应（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第3课时　 氧化还原反应 目录 新知探究(一)——氧化还原反应的基本概念 新知探究(二)——氧化还原反应中电子转移的表示方法 课时跟踪检测 2 氧化还原反应的基本概念 新知探究(一) 1．氧化还原反应的判断方法 以下反应属于氧化还原反应的是 。 ①2Na＋Cl2===2NaCl ③Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O ④Ca(ClO)2＋CO2＋ H2O===CaCO3＋2HClO 有元素 变化的反应属于氧化还原反应。 ①、②、③ 化合价 2．氧化还原反应的本质 (1)元素的化合价与其最外层电子数有关。 Na失去最外层上的一个电子变成Na＋，化合价由0价变为＋1价；氯原子得到一个电子变成Cl－，化合价由0价变为－1价。 (2)氧化还原反应的本质 元素化合价发生改变的原因是发生了 ，所以氧化还原反应的本质是 。 电子转移 电子转移 3．氧化还原反应的基本概念 (1)氧化还原反应和非氧化还原反应 氧化还原反应 有 的化学反应 非氧化还原反应 没有 的化学反应 电子转移 电子转移 (2)还原剂和氧化剂 还原剂 电子的物质是还原剂，还原剂发生 反应，表现出 性 氧化剂 电子的物质是氧化剂，氧化剂发生 反应，表现出 性 失去 氧化 还原 得到 还原 氧化 (3)氧化还原反应的基本概念之间的关系 [微点拨] 基本概念之间的关系用“失、升、氧,得、降、还”6个字概括。其含义为“失去电子、化合价升高,发生氧化反应;得到电子,化合价降低,发生还原反应。” 应用化学 　 北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。 1.写出“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”中涉及的化学方程式。 提示：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。 2．上述反应中还原剂是什么？氧化剂是什么？ 提示：还原剂是Fe，氧化剂是CuSO4。 1．硫单质在反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中的变化是(　 ) A．被氧化　　　　　　 B．被还原 C．既被氧化又被还原 D．既未被氧化又未被还原 解析：该反应中单质硫中的硫元素化合价为0价，一部分升高到＋4价，一部分降低到－2价，故在反应中硫单质既被氧化又被还原。 [题点多维训练] √ 2．(2024·泰州中学月考)下列氧化还原反应中，水作为还原剂的是(　 ) A．3Fe＋4H2O Fe3O4＋4H2 B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO C．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ D．2F2＋2H2O===4HF＋O2 √ 解析：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也不是还原剂，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也不是还原剂，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。 3．宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O，其中H2S是(　 ) A．氧化剂 B．还原剂 C．既是氧化剂又是还原剂 D．既不是氧化剂也不是还原剂 √ 解析：已知反应中，Ag元素从0价升高到＋1价，故Ag是还原剂，O2中O元素从0价降低到－2价，故O2是氧化剂，H2S中的H元素和S元素化合价没有改变，故H2S既不是氧化剂也不是还原剂。 HCl MnO2 Cl Mn C H (4)2H2S＋SO2===3S＋2H2O中被还原的物质是_________，被氧化的物质是______，被氧化的元素是_____，被还原的元素是______。 O Cl SO2 H2S S S 氧化还原反应中电子转移的表示方法 新知探究(二) 导学设计 　 随着我国汽车销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。在汽车尾气系统中装置三元催化转化器(如图所示),可对汽车尾气进行绿色化处理,可有效降低NOx的排放;其工作原理是通过氧化还原反应将汽车尾气中的CO、HC(碳氢化合物)和NOx等有害气体转化为无害的CO2、H2O和N2,其中涉及的反应有: 1．该反应中被还原和发生氧化反应的分别是哪种物质？ 提示：该反应中被还原的是NO，发生氧化反应的是CO。 2．结合反应原理，分别用双线桥、单线桥法标出电子得失。 提示:双线桥法: 单线桥法: (一)双线桥法 表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。 1．基本步骤 [系统融通知能] 2．注意事项 (1)箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素； (2)必须注明“得到”或“失去”； (3)被氧化物质失去电子总数与被还原物质得到电子总数相等。 (二)单线桥法 表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况。 1．基本步骤 例如： 2．注意事项 (1)单线桥表示变价元素原子得失电子的情况； (2)不需标明“得到”或“失去”，只标明电子转移总数目； (3)箭头标明电子转移的方向； (4)单线桥箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。 1．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　 ) A. B. [题点多维训练] √ C. D. 解析：A项， SiO2得到4e－，C失去2×2e－；C项，Zn失去2e－，H2SO4得到2×e－；D项电子转移的方向不正确。 2．(1)判断下列反应的化学方程式是否为氧化还原反应，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目。 ②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O_____________________。 是氧化还原反应 ； 非氧化还原反应 解析：首先分析各个反应中元素化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。 (2)判断下列反应的化学方程式是否为氧化还原反应，是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。 ①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl________________； ②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__________________ ______________________。 非氧化还原反应 是氧化还原反应 解析：首先分析各个反应中元素化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。 3．标出变价元素的化合价，用双线桥标出电子转移情况。 ①MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ ②Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 答案:① ② 课时跟踪检测 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 √ 12 1．诗词是中华民族的文化瑰宝。下列诗词中不涉及氧化还原反应的是(　 ) A．爆竹声中一岁除　　　　　 B．吹尽狂沙始到金 C．野火烧不尽　 D．蜡炬成灰泪始干 16 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 12 解析：“爆竹声中一岁除”，涉及元素化合价变化，属于氧化还原反应；吹尽狂沙始到金，为物理法淘金，不涉及氧化还原反应；“野火烧不尽”“蜡炬成灰泪始干”，存在燃烧现象，燃烧属于氧化还原反应。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 2．下列反应属于氧化还原反应的是(　 ) A．SO3＋H2O===H2SO4 B．NH4Cl NH3↑＋HCl↑ C．Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ D．NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：A．各元素化合价不变，不属于氧化还原反应；B.各元素化合价不变，不属于氧化还原反应；C.Fe元素化合价由0价升高到＋2价、氢元素化合价由＋1价降低到0价，有电子转移，属于氧化还原反应；D.各元素化合价不变，不属于氧化还原反应。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 3．(2024·北京丰台期中检测)下列转化需要通过氧化还原反应才能实现的是(　 ) A．FeO―→FeCl2 B．Cl2―→HClO C．CaO―→Ca(OH)2 D．CO2―→Na2CO3 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：氧化亚铁和稀盐酸发生复分解反应就可以生成氯化亚铁，不需要通过氧化还原反应，A不符合题意；反应中氯元素的化合价改变，需要通过氧化还原反应，B符合题意；氧化钙和水生成氢氧化钙，没有元素的化合价发生变化，不需要通过氧化还原反应，C不符合题意；二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，不需要通过氧化还原反应，D不符合题意。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4．关于反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，下列说法正确的是(　 ) A．O2发生还原反应　　　　 B．Fe(OH)2被还原 C．H2O发生氧化反应 D．H2O是氧化剂 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：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，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。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 5.下列氧化还原反应中,电子得失情况表示不正确的是 (　 ) A. B. C. D. 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 6．“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是(　 ) A．该反应不是氧化还原反应 B．该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应 C．该反应中铜得电子，O2失电子，所以是氧化还原反应 D．该反应是氧化还原反应，变价的只有两种元素 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：该反应中，Cu由0价升高到＋2价，失电子，发生氧化反应，O由0价降低到－2价，得到电子，发生还原反应，碳元素的化合价在反应前后没有改变，故A、B、C错误，D正确。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 7.下列反应中,电子转移方向和数目正确的是 (　 ) A. B. C. D. 16 +7H2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 14 15 3 16 解析：硫与氧气的反应中，硫原子失电子，硫元素化合价升高，氧原子得电子，氧元素化合价降低，转移电子数＝化合价降低总数目＝化合价升高总数目，A项正确；HgS中汞元素由＋2价降低到0价，转移2e－，O2中氧元素由0价降低到－2价，转移2×2e－，故反应中共转移6e－，汞原子和氧原子得电子，硫原子失6e－，B项错误；铁元素化合价升高，铁原子失去电子，氢元素化合价降低，氢原子得到电子，C项错误；盐酸中的氯元素化合价升高，氯原子失去电子，重铬酸钾中铬元素化合价降低，铬原子得到电子，得失电子数目为6e－，D项错误。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 8．保险粉学名“连二亚硫酸钠”，但实际上是不“保险”的，属于一级遇湿易燃物品，遇水后可发生剧烈反应：2Na2S2O4＋2H2O＋O2===4NaHSO3。在该反应中Na2S2O4表现(　 ) A．氧化性 B．还原性 C．既表现氧化性又表现还原性 D．既不表现氧化性也不表现还原性 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：反应中，氧气中的氧元素得电子，Na2S2O4中的硫元素失电子，所以Na2S2O4表现还原性。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 9．已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O，下列说法正确的是(　 ) A．HCl发生了还原反应 B．KMnO4发生了氧化反应 C．该反应中HCl全部被氧化 D．该反应中生成5个Cl2时，转移的电子数为10 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：部分HCl中Cl－被氧化为Cl2，HCl发生了氧化反应，A项错误；KMnO4中Mn元素化合价降低，发生了还原反应，B项错误；参加反应的HCl一部分被氧化，一部分作为酸参加反应转化为KCl和MnCl2，C项错误；该反应中Mn元素的化合价变化：＋7→＋2，Cl元素的化合价变化：－1→0，转移电子数为10，D项正确。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 10．(2024·邢台高一期末)ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂，实验室可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O。下列有关该反应的说法正确的是 (　 ) A．KClO3在反应中失去电子 B．ClO2是氧化产物 C．H2C2O4在反应中被还原 D．1 mol H2C2O4参加反应有2 mol电子转移 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：在该反应中，KClO3中氯元素化合价降低，在反应中得到电子被还原，生成还原产物ClO2；H2C2O4中碳元素由＋3价升高为＋4价被氧化，1 mol H2C2O4转移2 mol电子。 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1 B．N2既是氧化产物也是还原产物 C．NaN3是氧化剂 D．KNO3发生氧化反应 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：NaN3中N化合价升高，是还原剂，KNO3中N化合价降低，是氧化剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5，故A错误；反应中只有N的化合价变化，则N2既是氧化产物也是还原产物，故B正确；NaN3中N化合价升高，是还原剂，故C错误；KNO3中N化合价降低，被还原，发生还原反应，故D错误。 16 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 3 12．(7分)已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (1)被氧化的元素是__________，被还原的元素是________。 解析：由化学方程式可知铜元素化合价升高，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸发生还原反应。 16 Cu N 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16 (2)发生氧化反应的物质是________，发生还原反应的物质是________。 解析：由化学方程式可知铜元素化合价升高，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸发生还原反应。 Cu HNO3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目： ________________________________________________。 解析：由化学方程式可知铜元素化合价升高，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸发生还原反应。 16 (稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 13．(10分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。在NaOH溶液中ClO2与H2O2反应可以得到亚氯酸钠，该反应为2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O。 (1)ClO2中氯元素的化合价是________；在制备亚氯酸钠的反应中ClO2作____________(填“氧化剂”或“还原剂”)；若反应中生成1 mol NaClO2，转移电子的物质的量为____________。 16 ＋4 氧化剂 1 mol 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：ClO2中氯元素的化合价是＋4；在NaOH溶液中ClO2与H2O2反应可以得到NaClO2，氯元素化合价降低，ClO2作氧化剂；若反应中生成1 mol NaClO2，转移电子的物质的量为1 mol×(4－3)＝1 mol。 16 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 3 (2)科学家经研究发现NaClO2也可用于制取自来水消毒剂ClO2。在一定条件下，将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内，两者反应可制得ClO2。还原产物为________，当消耗标准状况下1.12 L Cl2时，制得ClO2________ g。 解析:Cl2与NaClO2反应制得ClO2,氯气作氧化剂,则还原产物应为NaCl;当消耗标准状况下1.12 L(即0.05 mol)Cl2时,转移电子的物质的量为0.05 mol×2=0.1 mol,则可制得ClO2的物质的量为=0.1 mol,质量是0.1 mol×67.5 g·mol-1=6.75 g。 16 　NaCl 　6.75 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 3 高阶思维训练(选做题) 14．实验室为监测空气中汞蒸气的含量，通常悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化的时间来判断空气中汞的含量，其反应为4CuI＋Hg===Cu2HgI4＋2Cu。以下有关该反应的说法正确的是(　 ) A．产物Cu2HgI4中，Hg的化合价为＋1 B．CuI既是氧化剂，又是还原剂 C．Hg与Cu均发生氧化反应 D．Cu是还原产物 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析:反应中的电子转移情况为 , CuI是氧化剂,发生还原反应,得到还原产物Cu。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 15．一定条件下，卤素互化物碘化砹(AtI，At元素显＋1价)与Zn、NH3发生反应，化学方程式如下：2AtI＋2Zn===ZnI2＋ZnAt2、AtI＋2NH3===NH4I＋AtNH2。下列叙述正确的是(　 ) A．上述两个反应均是氧化还原反应 B．上述两个反应均是非氧化还原反应 C．ZnAt2既是氧化产物，又是还原产物 D．At与Zn反应，Zn是氧化剂 16 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 解析：第一个化学方程式有元素化合价的变化，为氧化还原反应，第二个化学方程式无元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，A、B均错误；2AtI＋2Zn===ZnI2＋ZnAt2中，Zn化合价升高，I化合价不变，可知At元素化合价降低，AtI是氧化剂，ZnAt2既是氧化产物又是还原产物，C正确；At与Zn反应，Zn是还原剂，D错误。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 16．(10分)(2024·邢台五校质检)在工业生产中要制取某种物质，除了要考虑反应进行的可能性，还要考虑原料来源、成本高低和设备要求等因素，以选取最适当的方法。例如，工业上制取NaOH一般不采用Na2O与H2O反应的方法(Na2O作为原料，来源少、成本高)，而主要采用电解饱和食盐水的方法，过去也曾采用Na2CO3与Ca(OH)2反应的方法。 回答下列问题：电解饱和食盐水的化学方程式为 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (1)该反应中被氧化的物质为________。 解析：NaCl中的Cl由－1价升高为0价，化合价升高被氧化，被氧化的物质为NaCl。 16 NaCl 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (2)用单线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目：___________________________。 解析：反应中，Cl元素化合价升高失去电子，H元素化合价降低得到电子，转移电子数为2，用单线桥法表示该反应中电子转移的方向和数目为 16 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 (3)每生成0.2 g H2，同时生成Cl2的质量为______g。 解析：H2 ~ Cl2 　 2 g　 71 g 　 0.2 g　m(Cl2) =,则m(Cl2)=7.1 g。 16 7.1 ②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4．完成下列填空。 (1)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__________。 (2)C＋H2O(g)CO＋H2中发生氧化反应的物质是________，被还原的元素是________。 (3)2KClO32KCl＋3O2↑中被氧化的元素是________，被还原的元素是________。 2CO＋2NON2＋2CO2 ①Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2_____________________ 解析：在反应2Na＋SNa2S中，Na→Na2S，钠元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，S→Na2S，硫元素化合价降低，得到电子发生还原反应，A不正确。 11．随着人们生活水平的提高，汽车进入寻常百姓家，安全驾驶很重要，汽车都安装有安全气囊，汽车在发生剧烈的碰撞时，安全气囊会发生反应：10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑，有关该反应的说法正确的是(　 ) $$