内容正文:
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
那究竟什么样的反应是氧化还原反应呢?
食物会腐败
钢铁会生锈
铁矿石
铸铁
生活中常见的氧化还原反应
目 录
CONTENTS
1
2
认识氧化还原反应
氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
3
氧化还原反应中电子转移的表示方法
任务一 从得氧和失氧的角度认识氧化还原反应
2CuO+C 2Cu+CO2↑
高温
失氧
发生还原反应
得氧
发生氧化反应
被还原
被氧化
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
失氧
发生还原反应
得氧
发生氧化反应
被还原
被氧化
同时发生
同时发生
任务一 从得氧和失氧的角度认识氧化还原反应
物质在反应中
得到氧
失去氧
被氧化
被还原
氧化反应
还原反应
在一个反应
中同时发生
这样的反应称为氧化还原反应
物质发生氧化还原反应时,与物质所含元素化合价的升高或降低有什么关系?
任务二 从化合价升降的角度认识氧化还原反应
2CuO+C 2Cu+CO2↑
高温
+2 0 0 +4
化合价降低
化合价升高
Cu元素:
被还原
发生还原反应
C元素:
被氧化
发生氧化反应
同时发生
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
+3 +2 0 +4
化合价降低
Fe元素:
被还原
发生还原反应
化合价升高
C元素:
被氧化
发生氧化反应
同时发生
任务二 从化合价升降的角度认识氧化还原反应
物质所含元素的化合价
升高
降低
被氧化
被还原
氧化反应
还原反应
所含元素化合价升高的物质发生的反应为氧化反应
微点拨
所含元素化合价降低的物质发生的反应为还原反应
任务二 从化合价升降的角度认识氧化还原反应
虽然没有物质得氧、失氧,但反应前后却有元素化合价的变化
微点拨
Fe+ CuSO4 FeSO4+Cu
0 +2 +2 0
化合价升高
化合价降低
Fe元素:
被氧化
发生氧化反应
Cu元素:
被还原
发生还原反应
反应前后有元素的化合价发生变化,是氧化还原反应的重要特征。
这样的反应也属于氧化还原反应
本质?
问题探究:分析反应Cl2+H2O===HCl+HClO 、
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,可以得出什么结论?
①特点:反应Cl2+H2O===HCl+HClO中只有氯元素化合价变化:
Cl2(0价)→HCl(-1价),同时Cl2(0价)→HClO(+1);
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑中,其反应物KMnO4中的锰元素化合价降低:
KMnO4(+7价)→K2MnO4(+6价)和MnO2(+4价),而氧元素化合价升高:KMnO4(-2价)→O2(0价)。
01
②结论:a.一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如;
Cl2+H2O===HCl+HClO中氯元素既被氧化又被还原;
b.一种反应物不一定只表现出一种性质。如;
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑中同种物质既有元素化合价升高,又有降低; c.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。
如3O2 2O3,反应前后无元素化合价变化;
d.某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,
如HCl→Cl2是被氧化。
问题探究:分析反应Cl2+H2O===HCl+HClO 、
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,可以得出什么结论?
01
【典例1】氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、
生活中的事例不属于氧化还原反应的是( )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮
C.食物腐败 D.点制豆腐
D
【解析】A.金属冶炼是金属元素的化合物转化为单质的过程,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;B.燃放鞭炮属于燃烧反应,产生了新的物质,其中有元素化合价的变化,因此反应为氧化还原反应,B不符合题意;C.食物腐败是缓慢氧化反应,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C不符合题意;D.点制豆腐时蛋白质发生聚沉,没有元素化合价的变化,因此没有发生氧化还原反应,D符合题意;故合理选项是D。
01
对应训练
【典例2】下列说法正确的是( )
A.化合价升高的反应是还原反应
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.氧化反应与还原反应同时发生
D.反应物要么发生氧化反应,要么发生还原反应
【解析】元素化合价升高的反应为氧化反应;只要有元素化合价升降(或电子转移)的反应就是氧化还原反应,与是否有氧元素参加无关;氧化反应与还原反应一定同时发生;非氧化还原反应中反应物既不发生氧化反应也不发生还原反应,如反应HCl+NaOH===NaCl+H2O,HCl和NaOH既没有发生氧化反应也没有发生还原反应,但在Cl2+H2O=HCl+HClO中,Cl2既发生氧化反应又发生还原反应。
C
01
【典例3】下列有关氧化还原反应的叙述错误的是( )
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.化合反应和分解反应不可能是氧化还原反应
C.氧化还原反应中不一定要有氧气参加
D.工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁的反应是氧化还原反应
【解析】氧化还原反应中不一定所有元素的化合价都发生变化,故A正确;化合反应、分解反应中若存在化合价变化,则属于氧化还原反应,如氢气与氧气的反应为化合反应、氯酸钾分解为分解反应,两个反应都属于氧化还原反应,故B错误;氧化还原反应中不一定有氧气参与,故C正确;工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁,反应中C、Fe元素存在化合价变化,属于氧化还原反应,故D正确;故选B。
B
01
对应训练
【典例2】下列物质的制备涉及的反应属于氧化还原反应的是( ) A.实验室中用NaHCO3制备纯碱 B.实验室中用石灰石制备CO2 C.实验室中加热高锰酸钾制备O2 D.实验室中用CuO制备CuSO4
【解析】加热NaHCO3-制备Na2CO3的方程式为2 NaHCO3 Na2CO3+H2O +CO2,反应中不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故A不选;实验室中用石灰石制备CO2的方程式为CaCO3+2H+==CO2↑+H2O+Ca2+,反应中不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故B不选;实验室中加热高锰酸钾制备O2的方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,反应中存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,故C选;实验室中用CuO制备CuSO4的化学方程式为CuO+H2SO4==CuSO4+H2O,不存在元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故D不选;故选C。
C
01
任务三 从电子转移的角度认识氧化还原反应
思考:为什么氧化还原反应前后会有化合价改变呢?
钠在氯气中的燃烧
任务三 从电子转移的角度认识氧化还原反应
钠在氯气中剧烈燃烧, 发出黄光,并有白色固体氯化钠生成。
+11
+17
+17
+11
Na+ Cl-
Na
Cl
0 0 +1 -1
失去2×e-、化合价升高,被氧化
得到2×e-、化合价降低,被还原
微观探析
引起化合价变化的根本原因?
结论:化合价升降的原因——电子得失
Cl-
Na+
宏观现象
任务三 从电子转移的角度认识氧化还原反应
氯化氢的形成过程,是不是也有电子的得失呢?
微观探析
0 0 +1 -1
电子对偏离,化合价升高,被氧化
电子对偏向,化合价降低,被还原
结论:化合价升降的原因——
共用电子对偏移
H
Cl
均不容易失去e-
共用电子对
偏向氯,偏离氢
+17
+1
H Cl
+1 -1
+1
+17
任务三 从电子转移的角度认识氧化还原反应
氧化还原反应的宏观特征
氧化还原反应的微观本质
元素化合价的升降
电子的转移
(电子的得失或共用电子对的偏移)
根本原因
化合价升降、电子转移、反应类型的关系:
失电子或电子对偏离
化合价升高
被氧化
得电子或电子对偏向
化合价降低
被还原
还原反应
氧化反应
“升——失——氧化” “降——得——还原”
学习评价
1. 下列反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A. 3CuS+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
B. 6KOH+3Cl2===5KCl+KClO3+3H2O
C. Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH
D. Fe2O3 +2Al===Al2O3 + 2Fe
C
学习评价
2. 下列各式中,当左边物质生成右边物质时,画横线的元素是被氧化还是被还原?
(1) NaCl→Cl2 (2) KMnO4→MnCl2
(3) Fe2O3→Fe (4) CO→CO2
被氧化
被还原
被还原
被氧化
学习评价
3. 下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在变化中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应
C
【典例2】下列反应中,电子转移发生在同种物质的同种元素之间的
是( )
A.2H2S+SO2=3S+2H2O B.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ C.2KClO3 2KCl+3O2↑ D.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
D
【解析】A.该反应中S元素化合价由-2价、+4价变为0价,该反应中发生电子转移在同一元素之间,但不是同一种物质之间,故A错误;B.该反应中Mn元素化合价由+7价变为+6价、+4价,O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间,高锰酸钾既是氧化剂又是还原剂,但是不同元素之间,故B错误;C.该反应中Cl元素化合价由+5价变为-1价、O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间但是在不同元素之间,故C错误;D.该反应中Cu元素化合价由+1价变为0价、+2价,发生电子转移在同一种物质之间且同一种元素之间,符合条件,故D正确。答案选D。
02
任务四 氧化还原反应与四大基本反应的关系
从四大基本反应类型的角度进行分类,并指出哪些反应属于氧化还原反应。
化学反应 基本类型 氧化还原反应
分解反应
复分解反应
化合反应
置换反应
分解反应
置换反应
复分解反应
复分解反应
化合反应
氧化还原反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
非氧化还原反应
非氧化还原反应
【温馨提示】:两个可能:化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。
两个一定:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定是非氧化还原反应。
任务四 氧化还原反应与四大基本反应的关系
化合反应
分解反应
氧化还原反应
置换反应
复分解反应
有单质生成的分解反应
有单质参加的化合反应
分解
化合
氧化还原反应
置换
复分解反应
学习评价
4. 下列关于化学反应的说法中正确的是 ( )
A . 化合反应一定是氧化还原反应
B . 有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
C . 置换反应有可能是氧化还原反应;
D . 复分解反应不一定是氧化还原反应
B
学习评价
5. 氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示,则下
列化学反应属于4区的是( )
A.Cl2+2KBr==Br2+2KCl
B.2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O==2Fe(OH)3 D.2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
A
四大基本反应类型包括所有的化学反应了吗?
任务四 氧化还原反应与四大基本反应的关系
3O2 2O3
不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O
不属于四种基本反应类型,但属于非氧化还原反应
【典例1】氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示,则下
列化学反应属于4区的是( )
A.Cl2+2KBr==Br2+2KCl
B.2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O==2Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
【解析】A.置换反应的定义是:一种单质和化合物反应,生成另一种单质和化合物,故A正确;B.分解反应的定义是:一种物质分解成两种或多种物质,B属于分解反应,故B错误;C.化和反应的定义是:两种或多种物质反应生成一种物质,C属于化和反应,故C错误;D.该反应反应物中没有单质参与反应,不属于置换反应,属于氧化还原反应,故D错误;故答案为A。
A
02
对应训练
【典例2】海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂
二氧化硫发生作用以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O
===2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应 B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中失去电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
【解析】该反应为氧化还原反应,溴在反应中得到电子发生还原反应,溴被还原。
A
02
1.下列关于氧化还原反应的叙述中,正确的是( )
A.一种元素被氧化,肯定有另一种元素被还原
B.氧化还原反应的实质是电子的转移
C.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
D.氧化还原反应中,得电子越多,氧化性越强
B
【解析】A.一种元素被氧化,也可以是同一种元素被还原,例如归中和岐化反应,故A错误;B.氧化还原反应的实质就是电子的转移,B项正确;C.阳离子也可能有还原性,如:亚铁离子,C项错误;D.氧化还原反应中,越容易得电子,其物质的氧化性越强,越容易失去电子,物质的还原性越强,并非是通过得失电子的数目去衡量氧化(还原)性强弱的,故D错误;故答案为B。
课堂练习
2.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
D
【解析】反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则X失去电子,Y得到电子,则X被氧化,发生氧化反应,①正确,③错误;Y被还原,发生还原反应,②错误,④正确;故选D。
课堂练习
3.下列反应(条件均省略)中,反应物中的各种元素都参加了氧化
还原反应的是( )
A.2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑ B.2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑
C.4HNO3===2H2O+4NO2↑+O2↑
D.HgS+O2===Hg+SO2
【解析】A项中K、O元素化合价没变,错误;B项中K元素化合价没变,错误;C项中H元素化合价没变,错误。
D
课堂练习
4.ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,
关于此反应的说法正确的是( )
A.KClO3化合价降低,失电子
B.反应中H2SO4体现了酸性,发生还原反应
C.反应中H2C2O4被氧化
D.H2C2O4既被氧化又被还原
【解析】由方程式可知:KClO3中氯元素从+5价变为+4价,化合价降低,得到电子,A错误;反应中硫元素的化合价没有变化,未发生还原反应,B错误; H2C2O4中碳元素从+3价变为+4价,化合价升高,失去电子,被氧化,故C正确、D错误。
C
课堂练习
任务五 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_________由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
同一元素
正确标出反应前后各元素的化合价
明确变价元素的化合价升降关系
始于被还原物质中的降价元素,止于产物中相应的元素
始于被氧化物质中的升价元素,止于产物中相应的元素
标出“失去”或“得到”电子的总数
标价态
连双线
注得失
基本步骤
2Na+Cl2 2NaCl
得到2×e-,化合价降低,被还原
失去2 ×e-,化合价升高,被氧化
0
0
+1
-1
H2+Cl2 2HCl
失去2×e-,化合价升高,被氧化
得到2 ×e-,化合价降低,被还原
0
0
+1
-1
典例精讲
【例】请同学们用双线桥法标出以下反应的电子转移
②2KClO3 2KCl+3O2↑
2Al + Fe2O3 2Fe + A l2O3
∆
失去2×3e-,化合价升高,被氧化
得到2×3e-,化合价降低,被还原
0
+3
0
+3
-2
-1
0
+5
得到2×6e-,化合价降低,被还原
失去6×2e-,化合价升高,被氧化
+4
0
+2
-1
③ MnO2+ 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2 ↑+ 2 H2O
∆
失去2×e-,化合价升高,被氧化
得到2e-,化合价降低,被还原
④3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+ 2 NO↑+ 4H2O
0
+2
+2
+5
得到2×3e-,化合价降低,被还原
失去3×2e-,化合价升高,被氧化
任务五 氧化还原反应中电子转移的表示方法
2. 单线桥法
表示反应过程中_________原子间的电子转移情况
不同元素
标价态
连单线
注得失
基本步骤
正确标出反应前后各元素的化合价
明确变价元素的化合价升降关系
始于被氧化物质中的化合价升高的元素,止于被还原物质中的化合价降低的元素。画在反应物中
标出转移电子的总数,不需要写“失去”、“得到”
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
2 e-
2Na+Cl2 2NaCl
2 e-
典例精讲
【例】用单线桥法分析下列反应。
②2KClO3 2KCl+3O2↑
2Al + Fe2O3 2Fe + A l2O3
∆
6e-
0
+3
0
+3
-2
-1
0
+5
12e-
+4
0
+2
-1
③ MnO2+ 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2 ↑+ H2O
∆
2e-
④3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+ 2 NO↑+ 4H2O
0
+2
+2
+5
6e-
课堂小结
定 义
特 征
本 质
复分解反应一定不是;置换反应一定是;
化合反应和分解反应部分是,部分不是。
反应前后元素化合价发生变化(判断方法)
电子转移——电子得失或共用电子对偏离
关 系
氧化反应和还原反应同时发生的化学反应。
氧化还原反应
宏观
微观
“升—失—氧化” “降—得—还原”
Lavf58.30.100
$$