内容正文:
第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
第一课时 氧化还原反应
1.能够从化合价变化和电子转移的角度认识氧化还原反应,并会分析判断。2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系,能够正确识别化合反应、分解反应、置换反应中的氧化还原反应。3.学会用双(单)线桥法表示氧化还原反应过程中电子的转移情况。
2
学习理解
01
课时作业
04
目录
CONTENTS
探究应用
02
总结提升
03
学习理解
1.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
例如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
降低
还原
升高
氧化
化合价发生变化
学习理解
5
①氯元素化合价降低,是因为氯原子__________,Cl2发生_________反应,被_________。
②钠元素化合价升高,是因为钠原子_________,Na发生_________反应,被_________。
得到电子
还原
还原
失去电子
氧化
氧化
学习理解
6
①氯元素化合价降低,是因为共用电子对_________氯原子,Cl2发生_________反应,被_________。
②氢元素化合价升高,是因为共用电子对_________氢原子,H2发生_______反应,被_________。
(3)氧化还原反应中一定存在着_________,有的是_________,有的是__________________,这就是氧化还原反应的_________。
偏向于
还原
还原
偏离于
氧化
氧化
电子转移
电子得失
共用电子对偏移
本质
学习理解
7
3.氧化还原反应的认识
(1)氧化反应:物质所含元素化合价_________、_________电子(或共用电子对_________)的反应。
(2)还原反应:物质所含元素化合价_________、_________电子(或共用电子对_________)的反应。
(3)氧化反应和还原反应是在一个反应中_________发生的。
升高
失去
偏离
降低
得到
偏向
同时
学习理解
8
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
复分解
置换
化合
分解
学习理解
9
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加。( )
(2)有单质生成的反应一定是氧化还原反应。( )
(3)在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高,而无元素化合价的降低。( )
(4)置换反应一定是氧化还原反应。( )
(5)某元素从单质变为化合物,该元素一定被氧化。( )
(6)氧化还原反应中一定存在电子的得失。( )
×
√
×
×
×
×
学习理解
10
探究应用
启思研讨 教师独具内容
探究应用
12
[问题探究]
1.上述反应①②分别属于哪种基本反应类型?判断其是否属于氧化还原反应,并给出依据。
2.标出反应②中各元素的化合价,分析哪种元素化合价升高,哪种元素化合价降低?
提示:反应①为化合反应,反应②为分解反应。二者均属于氧化还原反应,因为其反应中均有元素化合价发生变化。
探究应用
13
3.反应①、②中失去的电子总数与得到的电子总数有什么关系?
4.如何在反应①中形象地表示电子转移的方向和数目?
提示:相等。
探究应用
14
知识点一 氧化还原反应的特征和本质
1.氧化还原反应的实质是电子转移(电子得失或共用电子对偏移),表现为元素化合价发生变化,这也是判断氧化还原反应的重要依据。
探究应用
15
2.氧化反应和还原反应的关系
[巧记] 根据化合价变化情况分析氧化还原反应中的电子得失时,熟记口诀“升失氧,降得还”,对应的含义为“化合价升高,失电子,被氧化;化合价降低,得电子,被还原”。
探究应用
16
探究应用
17
[练1] 下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
C.元素由化合态变成游离态一定发生还原反应
D.金属阳离子在反应中只能被还原
探究应用
18
[练2] 铬能慢慢地溶于稀盐酸得到蓝色溶液,若通入空气,则溶液颜色变绿,发生的反应有①Cr+2HCl===CrCl2+H2↑、②4CrCl2+4HCl+O2===4CrCl3+2H2O。下列叙述中正确的是( )
A.反应①②均属于置换反应
B.HCl在反应①②中均发生还原反应
C.反应①中HCl被氧化
D.溶液颜色由蓝变绿是因为Cr2+发生了氧化反应
探究应用
19
探究应用
20
知识点二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
(1)基本步骤
探究应用
21
(2)注意事项
①箭头表示“生成”,由反应物指向生成物中的同种元素。
②在“桥”上标明电子“得到”与“失去”,且得到与失去的电子总数必须相等。
③采用“a×be-”形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子得失电子数,当a或b是“1”时省略不写。
探究应用
22
2.单线桥法
(1)基本步骤
探究应用
23
(2)注意事项
①单线桥从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
探究应用
24
[练3] 下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是( )
探究应用
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探究应用
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探究应用
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总结提升
本课总结
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
总结提升
29
随堂提升
1.判断一个化学反应是否属于氧化还原反应的方法是( )
A.观察是否发生了化合反应
B.观察是否有氧气参加反应
C.观察是否有单质参加反应
D.观察反应前后元素的化合价是否发生变化
总结提升
30
总结提升
31
3.下列颜色变化中,与氧化还原反应无关的是( )
A.黑色的氧化铜溶于稀硫酸,溶液变蓝色
B.高温下,红色的氧化铁与焦炭充分反应转化为黑色固体
C.长时间使用的铜制水龙头上有铜绿[Cu2(OH)2CO3]产生
D.强光照射下,胶片中的淡黄色AgBr分解产生黑色固体银单质
总结提升
32
解析:A项,FeCl3中Fe元素化合价降低,FeCl3发生还原反应;B项,CO2中C元素化合价降低,CO2发生还原反应;D项不是氧化还原反应。
总结提升
33
5.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)被氧化的元素是________,被还原的元素是________,发生氧化反应的物质是________,发生还原反应的物质是________。
(2)用双线桥法表示反应中电子得失的方向和数目:
_______________________________________________。
Cu
N
Cu
HNO3
总结提升
34
课时作业
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课时作业
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2.下列反应既是离子反应又是氧化还原反应的是( )
A.铁片放入CuSO4溶液中
B.盐酸和氧化镁反应
C.向BaCl2溶液中滴加稀硫酸
D.氢气还原氧化铜
解析:B项,盐酸和氧化镁的反应属于离子反应,但元素的化合价均没有发生变化,不属于氧化还原反应;C项,BaCl2溶液和稀硫酸的反应属于离子反应,但元素的化合价均没有发生变化,不属于氧化还原反应;D项,氢气和氧化铜的反应属于氧化还原反应,但不是离子反应。
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课时作业
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课时作业
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解析:置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,反应①不属于置换反应,但反应①中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,A错误;反应②属于置换反应,B错误;反应①中Ti、O元素的化合价均未发生变化,TiO2未发生氧化反应或还原反应,C错误;反应②中Mg元素的化合价由0价变为+2价,Mg元素被氧化,D正确。
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课时作业
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4.化合物X和Y能发生如下化学反应:①X+H2O―→W+H2,②Y+H2O―→N+O2。下列关于反应①②的说法正确的是( )
A.反应①②均属于氧化还原反应
B.反应①属于氧化还原反应,反应②属于非氧化还原反应
C.反应①属于复分解反应,反应②属于氧化还原反应
D.反应①属于氧化还原反应,反应②属于复分解反应
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课时作业
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5.下列表示方法正确的是( )
解析:A错误,箭头应指向H2O中的H元素;B错误,得到电子为2×3e-;D错误,Fe失电子,箭头应由Fe指向H。
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课时作业
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6.下列说法正确的是( )
A.有电子转移是氧化还原反应的实质,有元素化合价的变化是氧化还原反应的外在表现
B.一种物质被氧化,必然有另一种物质被还原
C.被氧化的物质得到电子或电子对偏向,被还原的物质失去电子或电子对偏离
D.氧化反应就是得到电子或电子对偏向的反应,还原反应就是失去电子或电子对偏离的反应
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课时作业
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解析:①NH4NO3中氮元素显-3价和+5价;②FeS2中铁元素显+2价,硫元素显-1价;③铜元素由0价升高为+2价,氧元素由0价降低为-2价。
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课时作业
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8.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO===2NaCl+NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应,其最终产物是( )
A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3
C.NaClO、NaClO3 D.NaClO3、NaClO4
解析:已知反应中氯元素的化合价:+1变为+5和-1,符合歧化反应规律。既然NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A中均降低,D中均升高;根据已知反应可知,C中NaClO不是最终产物。
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课时作业
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9.高铁酸钾(K2FeO4)是高效、绿色的水处理剂,其原理如图所示,下列说法不正确的是( )
A.K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B.在a过程中K2FeO4被活细菌还原
C.在b过程中形成的Fe(OH)3胶体能净水
D.在a过程中活细菌发生还原反应
解析:K2FeO4中K元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,A正确;在a过程中K2FeO4中Fe元素由+6价降为+3价,被还原,被活细菌还原,B正确;在b过程中Fe3+形成的Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮物从而起到净水作用,C正确;在a过程中活细菌被K2FeO4氧化,发生氧化反应,D错误。
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课时作业
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10.等质量的KClO3分别发生下述反应:①有MnO2催化剂存在时,受热分解得到氧气;②若不使用催化剂,加热至470 ℃左右,得到KClO4(高氯酸钾)和KCl。下列关于①和②的说法错误的是( )
A.都属于氧化还原反应 B.得到电子的原子相同
C.失去电子的原子不同 D.生成KCl的质量相等
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课时作业
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11.下列方程式中电子转移数目正确的是( )
A.3NO2+H2O===2HNO3+NO,3个NO2参与反应,转移3e-
B.2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O,10个FeSO4参与反应,转移5e-
C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O,6个HCl参与反应,转移6e-
D.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI,生成2个HI,转移2e-
解析:A中两个NO2失去2e-生成HNO3,一个NO2得到2e-生成NO,转移2e-,错误;B中铁元素由+2价到+3价,10个FeSO4参与反应,转移10e-,错误;C中6个HCl中共有5个HCl失去电子,转移5e-,错误。
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课时作业
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(1)其中属于化合反应的有________(填序号,下同),属于置换反应的有________。
(2)化学反应前后元素的化合价没有变化的是________。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是________。
①④⑧
⑤
②⑧
⑦
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课时作业
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(4)上述反应中,既是离子反应,又是氧化还原反应的是________。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是________(填字母)。
A.分子中的原子重新组合
B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移
D.化合价的改变
③
C
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课时作业
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13.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、SiO2。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3的步骤如图:
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课时作业
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(1)H2O2中氧元素的化合价为________,因此H2O2具有强氧化性。
(2)Cu2(OH)2CO3属于________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(3)制备CaCO3时,发生反应的化学方程式为
_______________________________________________。
(4)在一定条件下发生氧化还原反应的是________(填序号)。
①CO2与NH3·H2O、CaCl2溶液 ②溶液A与H2O2 ③溶液B与CuO
-1
盐
CO2+CaCl2+2NH3·H2O===CaCO3↓+2NH4Cl+H2O
②
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课时作业
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14.天然气中含有硫化氢(H2S),H2S燃烧时会产生有毒气体SO2,如何高效脱去天然气中的硫化氢(以下简称脱硫)是化学工作者始终关注的问题,某脱硫新工艺原理如图所示,回答有关问题。
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课时作业
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(1)过程ⅱ反应的化学方程式可表示为aFeSO4+O2+2H2SO4===bFe2(SO4)3+2H2O。则a=________,发生还原反应的物质是________,该反应________(填“是”或“不是”)四种基本反应类型中的一种。
(2)写出过程ⅰ中H2S发生反应的化学方程式并用双线桥法表示出电子转移方向与数目:
____________________________________。
该反应中发生还原反应的物质是_____________。
4
O2
不是
Fe2(SO4)3
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课时作业
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解析:(1)由质量守恒定律知:a=2b,a+2=3b,解得b=2、a=4。反应中铁元素的化合价升高、氧元素的化合价降低,故O2发生还原反应。
(2)由题图知,过程ⅰ中明确给出的反应物是Fe2(SO4)3、H2S,生成物有FeSO4、S,可先写出H2S+Fe2(SO4)3―→2FeSO4+S↓,然后根据质量守恒可知生成物中还有H2SO4。
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课时作业
55
R
2.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应:2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up17(△))2NaCl
(2)反应:H2+Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl
2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭的燃料之一是高氯酸铵(NH4ClO4)和铝粉的固体混合物。点燃时,发生反应的化学方程式为①4Al+3O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2Al2O3;②2NH4ClO4eq \o(=====,\s\up17(△))N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑。
提示: ,N、O元素化合价升高,Cl元素化合价降低。
提示:双线桥法:
单线桥法:
3.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。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
(5)无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应也可能是氧化还原反应。如:SO2+H2O2===H2SO4,2FeSO4eq \o(=====,\s\up17(△))Fe2O3+SO3↑+SO2↑。
解析:在反应Cl2+H2OHCl+HClO中,氯元素既被氧化又被还原,B错误;在反应2H2Oeq \o(=====,\s\up17(电解))2H2↑+O2↑中,氧元素由化合态-2价变成游离态0价,发生了氧化反应,C错误;Fe2+在反应中既可以被氧化,又可以被还原,D错误。
1.一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如eq \o(Cl,\s\up16(0))2+H2OHeq \o(C,\s\up16(-1))l+eq \o(HClO,\s\up16(+1))中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
2.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
3.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。
[练4] 用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)Cl2+H2OHCl+HClO
(2)MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up17(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O
答案:(1)
(2)
[练5] 用单线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do16(△))4NO+6H2O
(2)2KClO3eq \o(=====,\s\up17(MnO2),\s\do16(△))2KCl+3O2↑
答案:(1)
(2)
2.下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.H2还原CuO的过程中只发生了还原反应
B.置换反应都是氧化还原反应,所以3CO+Fe2O3eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe+3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C.3O2eq \o(=====,\s\up17(电火花))2O3是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
4.下列反应中,画线的物质发生氧化反应的是( )
A.Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
B.CO2+Ceq \o(=====,\s\up17(高温))2CO
C.Fe2O3+2Aleq \o(=====,\s\up17(高温))Al2O3+2Fe
D.CO2+NaOH===NaHCO3
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列反应中,一定发生电子转移的是( )
A.NH4HCO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do16( ))NH3↑+CO2↑+H2O
B.3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
D.FeO+2HCl===FeCl2+H2O
3.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,用TiO2制取Ti的主要反应有①TiO2+2C+2Cl2eq \o(=====,\s\up17(高温))TiCl4+2CO、②TiCl4+2Mgeq \o(=====,\s\up17(高温))2MgCl2+Ti。下列叙述正确的是( )
A.反应①既是置换反应,又是氧化还原反应
B.反应②是复分解反应
C.反应①中TiO2发生氧化反应
D.反应②中Mg元素被氧化
7.下列三种说法错误的是( )
①在NH4NO3中氮元素显+5价
②反应4FeS2+11O2eq \o(=====,\s\up17(高温))2Fe2O3+8SO2中+2价铁和-2价硫都被氧化
③反应2Cu+O2eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do16( ))2CuO中Cu元素化合价降低总数与O元素化合价升高总数一定相等
A.仅① B.仅②③ C.仅①③
D.①②③
解析:根据化学方程式:2Keq \o(Cl,\s\up16(+5))
eq \o(O,\s\up16(-2))3eq \o(=====,\s\up17(MnO2),\s\do16(△))2Keq \o(Cl,\s\up16(-1))+3eq \o(O,\s\up16(0))2↑,4Keq \o(Cl,\s\up16(+5))
eq \o(O,\s\up16(-2))3eq \o(=====,\s\up17(470 ℃))3Keq \o(Cl,\s\up16(+7))O4+Keq \o(Cl,\s\up16(-1)),前者失电子的是O原子,得电子的是Cl原子,后者失电子和得电子的均是Cl原子。根据化学方程式可知,等质量的KClO3发生反应生成KCl的质量不相等。
二、非选择题
12.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列反应:
①CO2+Ceq \o(=====,\s\up17(高温))2CO
②Cu2(OH)2CO3eq \o(=====,\s\up17(△))2CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
④2CO+O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2CO2
⑤3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up17(高温))Fe3O4+4H2
⑥CuO+COeq \o(=====,\s\up17(△))Cu+CO2
⑦2H2Oeq \o(=====,\s\up17(通电))2H2↑+O2↑
⑧CO2+H2O===H2CO3
$