1.3 第3课时 氧化还原反应的规律及应用(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册(人教版)
2026-08-22
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教辅
摘要:
该高中化学导学案围绕氧化还原反应的规律及应用展开,涵盖价态、归中、守恒等基本规律,方程式配平(正向、逆向、离子型等类型)及计算。通过复习反应本质衔接前知,以规律认知模型为支架,引导学生从基础原理过渡到实际应用。
资料特色在于构建“规律-模型-应用”学习路径,分类型配平示例结合对点训练,培养学生证据推理与模型认知的科学思维。随堂演练贴近真实问题,助力学生形成解题框架,提升学科核心素养与解决实际问题的能力。
内容正文:
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
1.能根据氧化还原反应的特征和本质及价态规律预测物质的性质及产物,理解氧化还原反应的基本规律,构建氧化还原反应规律的认知模型,培养证据推理与模型认知的核心素养。
2.依据氧化还原反应规律,建立有关氧化还原反应方程式的书写与配平的模型,并能利用模型解决实际问题。
3.依据氧化还原反应原理,能进行氧化还原反应的简单计算。
知识点一 氧化还原反应的基本规律
1.价态规律及应用
(1)高低规律
内容
元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性,一般来说,元素处于 价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);元素处于 价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);元素处于 价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)
应用
预测物质的氧化性和还原性
(2)归中规律
①内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态→中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
②示例:
③应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
(3)歧化规律
内容
氧化还原反应中,有元素的化合价升高,必然有元素的化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态→高价态+低价态
应用
判断反应物和产物中同种元素的价态高低,计算电子转移的数目
2.守恒规律、先后规律及应用
(1)守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素的化合价升降总数相等,即有关系式:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
(2)先后规律
规律
①同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,氯气的量不足时首先氧化I-。
②同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应
应用
判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序
1.下列粒子中,只有氧化性的是( )
①S2- ②Fe2+
③S ④H+
⑤Na+ ⑥Mg
A.①⑥ B.②③
C.④⑤ D.②③④⑤
2.已知浓硫酸和硫化氢可以发生反应:H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2+2H2O,下列说法正确的是( )
A.S为还原产物,SO2为氧化产物
B.水既不是氧化产物也不是还原产物
C.该反应既是氧化还原反应,也是置换反应
D.每一分子硫化氢被氧化转移4个电子
3.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先被置换出来的是( )
A.Mg B.Cu
C.Ag D.H2
知识点二 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
2.配平步骤(建构模型)
类型一 正向配平法
【典题示例1】 配平下列氧化还原反应的方程式
(1) KMnO4+ FeSO4+ H2SO4 K2SO4+ MnSO4+ Fe2(SO4)3+ H2O
(2) Na2SO3+ KIO3+ H2SO4 Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O
(3) FeS+ O2 Fe2O3+ SO2
方法技巧
全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
类型二 逆向配平法
【典题示例2】 配平下列方程式
(1) S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O
(2) KClO3 KCl+ O2↑
(3) Fe+ HNO3(浓) Fe(NO3)3+ NO2↑+ H2O
方法技巧
自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
类型三 氧化还原型离子方程式的配平
【典题示例3】 配平下列离子方程式
(1) Fe3++ SO2+ H2O Fe2++ S+ H+
(2) C2+ Mn+ H+ CO2↑+ Mn2++ H2O
方法技巧
首先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,在此基础上根据电荷守恒,配平两边离子所带电荷数,最后根据质量守恒配平其余物质的化学计量数。
类型四 缺项配平类
【典题示例4】 配平下列离子方程式
(1) Mn+ H2O2+ Mn2++ O2↑+ H2O
(2) ClO-+ Fe(OH)3+ Cl-+ Fe+ H2O
(3) Mn2++ Cl+ H2O
MnO2↓+ Cl2↑+
方法技巧
缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
(1)先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(2)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
类型五 信息型氧化还原反应方程式的书写及配平
【典题示例5】 (1)某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式: 。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反应的离子方程式为
。
方法技巧
信息型氧化还原反应方程式的书写步骤
(1)一判:据题给信息,联想所学知识,判断主要的反应物、生成物。
若反应物、生成物中主要元素化合价不一致的,要考虑是否为氧化还原反应,就要写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)二平:据质量守恒定律和氧化还原反应规律配平主要物质的化学计量数。
(3)三补:根据溶液的介质条件以及电荷守恒补足反应物或生成物,一般酸性环境可以消耗或生成酸,碱性环境可以消耗或生成碱。
1.配平下列反应的方程式
(1)SO2+Cl2+H2OH2SO4+HCl
(2)Cu+H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O
(3)Mn+Fe2++H+Mn2++Fe3++H2O
2.(1)银首饰在空气中容易发黄变黑,原因是与空气中的H2S和O2反应生成黑色的Ag2S,请写出该反应的化学方程式: 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。可以用NaClO3、H2O2和H2SO4反应制备ClO2。写出该制备反应的化学方程式: 。
(3)人体血红蛋白分子中含有Fe2+,正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+,而自身被还原为+2价氧化物,试写出该反应的离子方程式:
。
知识点三 氧化还原反应的计算
1.得失电子守恒
氧化还原反应中,还原剂失去电子总数=氧化剂得到电子总数。或者表达为化合价降低总数=化合价升高总数。
2.计算步骤
1.已知Cl2在热的NaOH溶液中能自身发生氧化还原反应,完全反应后测得溶液中含氯元素成分为NaCl、NaClO、NaClO3,其中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1,则溶液中NaCl与NaClO3的个数之比为( )
A.9∶1 B.5∶4
C.9∶4 D.11∶2
2.已知S能被X2氧化,当溶液中X2与S数目之比为1∶3时,S恰好被氧化为S。X在还原产物中的化合价为 。
1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.Al3+、K、Fe2+
B.Cl-、Al、H2
C.NO2、Na+、Br2
D.O2、SO2、Fe
2.关于反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4 发生还原反应
B.Na2S2O3 既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的分子个数之比为2∶1
D.1个Na2S2O3 发生反应,转移4个电子
3.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下:KIO3+KI+HClI2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是( )
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1,5,6,3,6,3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
4.关于反应8NH3+6NO27N2+12H2O,下列说法正确的是( )
A.NH3中H元素被氧化
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的分子个数之比为3∶4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3
5.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为ClO-+Fe3++OH-Fe+Cl-+H2O,下列关于该反应的说法正确的是( )
A.氧化性:Fe3+>ClO-
B.还原性:ClO->Fe3+
C.氧化产物:Fe
D.还原产物:Fe3+
6.氧化还原反应是中学化学的重要内容。回答下列问题:
(1)野外一般用铝热反应来焊接铁轨,其化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应中氧化剂为 。
(2)有反应:KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O,该方程式改写成离子方程式为 ;被氧化和被还原的氯原子的个数之比为 。
(3)高铁酸钠是一种新型的绿色消毒剂,主要用于饮用水处理,其中一种制备方法如下,配平该离子方程式: ClO-+ Fe3++ OH- Fe+ Cl-+ H2O。
完成课后作业 第一章 第三节 第3课时
重点强化练(一)
答案
第3课时 氧化还原反应的规律及应用
知识点一
1.(1)最高 最低 中间
对点训练
1.C H+、Na+为最高价态,只有氧化性。
2.B 在已知反应中SO2为还原产物,S为氧化产物,A错误;H、O元素的化合价未发生改变,则水既不是氧化产物也不是还原产物,B正确;反应中存在元素的化合价变化,是氧化还原反应,但不是置换反应,C错误;反应中-2价S的化合价升高到0价,即每一分子硫化氢被氧化转移2个电子,D错误。
3.C 阳离子的氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>H+>Zn2+>Mg2+,把锌粉加入Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌先与AgNO3反应置换出Ag,然后与Cu(NO3)2反应置换出Cu,锌粉不能与溶液中的Mg(NO3)2发生反应。
知识点二
【典题示例1】 (1)2 10 8 1 2 5 8
(2)5 2 1 5 1 1 1 (3)4 7 2 4
【典题示例2】 (1)3 6 2 1 3 (2)2 2 3
(3)1 6 1 3 3
【典题示例3】 (1)2 1 2 2 1 4
(2)5 2 16 10 2 8
【典题示例4】 (1)2 5 6H+ 2 5 8
(2)3 2 4OH- 3 2 5 (3)5 2 4 5 1 8H+
【典题示例5】 (1)K2Cr2O7+14HCl3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O
(2)Cr2+3HS+5H+2Cr3++3S+4H2O
对点训练
1.(1)1 1 2 1 2 (2)1 2 1 1 2
(3)1 5 8 1 5 4
2.(1)4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O
(2)2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
(3)Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O
解析:(1)根据题中信息,反应中H2S中的H元素和S元素的化合价均未发生改变,Ag→Ag2S,Ag化合价由0价升高到+1价,而O2中氧元素只能由0价降低为-2价生成水,可以写出Ag+H2S+O2Ag2S+H2O,根据化合价升高和降低总数相等配平得到4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O。(2)根据题目信息,反应中:NaO3→O2,Cl元素化合价降低,则必有H2O2被氧化:H2→,O元素化合价升高,根据化合价升高和降低总数相等、原子守恒可以写出:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。(3)NaNO2中N化合价为+3价,根据题意反应后生成NO,N化合价降低为+2价,根据化合价变化先配平为Fe2++NFe3++NO,根据电荷守恒在左边加上H+得Fe2++N+2H+Fe3++NO,最后根据质量守恒得到Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O。
知识点三
对点训练
1.A 根据题意,Cl2+NaOHNaCl+NaClO+NaClO3+H2O,其中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1,氯气中0价的氯失1个电子变成NaClO,失去5个电子变成NaClO3,失电子总数为 1×4+5=9;氯气中0价的氯得1个电子变成NaCl,由得失电子守恒,共生成9个NaCl,则溶液中NaCl与NaClO3的个数之比为9∶1。
2.+3
解析:
【随堂演练】
1.A Al3+处于最高价,只有氧化性;K的化合价只能升高,只有还原性;Fe2+的化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-的化合价只能升高,只有还原性,B错误;NO2中氮元素化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+的化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe的化合价只能升高,只有还原性,D错误。
2.B Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S ↓+SO2↑+H2O,Na2S2O3中的S的平均化合价为+2价,其分别转化为S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,1个Na2S2O3发生反应,要转移2 个电子,B正确,D错误;H2SO4所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1,C错误。
3.C 反应中,KIO3中I元素的化合价从+5价降低到0价,KI中I元素的化合价从-1价升高到0价,配平化学方程式为KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O;KI为还原剂,KIO3为氧化剂被还原,反应中每生成3个I2分子,转移5个电子。
4.D 该反应为归中反应,NH3中氮元素从-3价升高至0价,氮元素被氧化,NO2中氮元素从+4价降低至0价,得到电子,依据反应关系,还原剂与氧化剂的分子个数之比为4∶3,氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,A、B、C错误,D正确。
5.C 题给反应中,氯元素化合价由+1价降低为-1价,ClO-作氧化剂,铁元素化合价由+3价升高到+6价,Fe3+作还原剂,所以氧化性:ClO->Fe3+,还原性:ClO-<Fe3+,A、B、D错误;铁元素化合价升高被氧化,生成的Fe为氧化产物,C正确。
6.(1)Fe2O3 (2)Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O 5∶1 (3)3 2 10 2 3 5
解析:(1)该反应中铁元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,故Fe2O3是氧化剂。(2)在该反应所涉及的物质中,氯气、水不能拆,其他的物质都可以拆,故离子方程式为Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O;在该反应中,6个HCl中的5个HCl被氧化,KClO3中的氯元素化合价降低,被还原,故被氧化和被还原的氯原子的个数之比为5∶1。(3)Fe元素化合价由+3价升高为+6价,Cl元素化合价由+1价降低为-1价,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒,配平离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。
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