第一章 第三节 第2课时 氧化剂和还原剂-【金版新学案】2026-2027学年高中化学必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word(人教版 双选)

2026-09-07
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摘要:

本讲义聚焦高中化学“氧化剂和还原剂”核心知识点,从化学反应中元素化合价变化切入,系统梳理氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的概念,归纳常见氧化剂(如Cl₂、KMnO₄)和还原剂(如Al、CO),并通过化合价关系、反应方程式比较等方法建立氧化性还原性强弱判断的思维模型,形成从概念辨析到性质应用的学习支架。 该资料以“变化观念”为统领,结合“科学思维”设计交流研讨(如汽车尾气中CO与NO反应分析)和典型例题(如Fe与Cl₂、S反应比较氧化性),辅以概念联系图、化合价性质关系表格等可视化工具。课中助力教师引导学生通过证据推理深化概念理解,课后通过分题点课时测评(如概念辨析、强弱比较题)帮助学生巩固知识,查漏补缺,提升解决实际问题的能力。

内容正文:

第2课时 氧化剂和还原剂 [学习目标] 1.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念,熟知常见的氧化剂和还原剂,理清相关概念间的关系,促进“变化观念”化学核心素养的发展。 2.认识物质的氧化性、还原性,学会分析预测物质具有的氧化性或还原性,建立判断物质氧化性、还原性强弱的思维模型。 任务一 氧化剂与还原剂 1.氧化还原反应的相关概念 (1)氧化剂与还原剂 ①氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。 ②还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。 (2)氧化产物与还原产物 ①氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。 ②还原产物:氧化剂被还原生成的物质。 (3)氧化性与还原性 ①氧化性:氧化剂具有的性质,即物质得电子的性质,越容易得到电子,氧化性越强。 ②还原性:还原剂具有的性质,即物质失电子的性质,越容易失去电子,还原性越强。 [交流研讨1] 已知反应:5H2O2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O,回答下列问题。 (1)反应中H2O2→O2,氧元素的化合价由        到0价,因而H2O2是      ,O2是      。 提示:-1价升高 还原剂 氧化产物 (2)反应中KMnO4→MnSO4,Mn元素的化合价由     到+2价,因而KMnO4是     ,MnSO4是      。 提示:+7价降低 氧化剂 还原产物 (3)该反应中H2SO4是氧化剂吗?是还原剂吗?分析其原因。              。 提示:H2SO4中各元素的化合价在反应前后都不变化,因此H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂 (4)该反应中,H2O是氧化产物吗?是还原产物吗?分析其原因。              。 提示:生成物 H2O中的各元素没有价态变化,所以既不是氧化产物也不是还原产物 1.氧化还原反应中相关概念之间的联系 2.理解氧化还原反应的相关概念,要抓住以下两条主线 (1)还原剂中元素的化合价升高→失去电子→发生氧化反应(被氧化)→生成氧化产物。 (2)氧化剂中元素的化合价降低→得到电子→发生还原反应(被还原)→生成还原产物。 2.常见氧化剂与还原剂 (1)常见的氧化剂 ①活泼性较强的非金属单质:如Cl2、O2等。 ②变价元素的高价态化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3等。 ③过氧化物:如Na2O2、H2O2等。 ④其他:如HClO、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]、MnO2等。 (2)常见的还原剂 ①活泼性较强的金属单质:如Al、Fe、Zn等。 ②某些非金属单质:如H2、S、C等。 ③含有较低价态元素的化合物:如KI、CO、SO2等。 ④其他:如浓盐酸、NH3等。 3.氧化还原反应的应用 氧化还原反应广泛存在于生产和生活中,其中金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧、绿色植物的光合作用等是正面影响;易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等是负面影响。 [交流研讨2] 汽车尾气系统中均安装了催化转化器,在催化转化器中,汽车尾气中的CO与 NO 在催化剂的作用下发生反应,生成 CO2和 N2。 (1)请写出上述反应的化学方程式:             。 提示:2NO+2CON2+2CO2 (2)请分析上述反应是否为氧化还原反应,如果是,请指出反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 提示:上述反应是氧化还原反应,其中还原剂是CO,氧化剂是 NO,氧化产物是CO2,还原产物是N2。 分析下列反应并按要求填空。 (1)2Fe+3Cl22FeCl3 氧化剂是      ,还原剂是      ;发生氧化反应的是      ,发生还原反应的是      。 (2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 氧化剂是      ,还原剂是       ;被氧化的元素是      ,被还原的元素是      。 (3)H2O2+2H++2Fe2+2Fe3++2H2O 氧化剂是      ,还原剂是      ;氧化产物是      ,还原产物是      。 答案:(1)Cl2 Fe Fe Cl2 (2)KMnO4 KMnO4 O Mn (3)H2O2 Fe2+ Fe3+ H2O 任务二 氧化性、还原性强弱比较 1.物质的氧化性及还原性与元素化合价的关系 核心元素化合价 实例 性质 最高价 KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4 只有氧化性 中间价 O2、Na2O3、SO4、 既有氧化性又有还原性 最低价 、、K 只有还原性 2.氧化性、还原性强弱与得失电子能力的关系 (1)氧化性:物质越易得电子,氧化性越强。 (2)还原性:物质越易失电子,还原性越强。 3.根据氧化还原反应方程式比较氧化性、还原性强弱 (1)氧化性:氧化剂>氧化产物; (2)还原性:还原剂>还原产物。 [交流研讨] 根据化学方程式判断下列物质的氧化性强弱。 (1)已知①2Fe+3Cl22FeCl3、②Fe+SFeS。可判断Cl2的氧化性   (填“大于”或“小于”)S,理由是              。 提示:大于 Fe被Cl2氧化成+3价,而S只能把Fe氧化成+2价 (2)已知①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O; ②2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。 可判断MnO2的氧化性      (填“大于”或“小于”)KMnO4,理由是               。 提示:小于 MnO2、KMnO4都能与浓盐酸反应生成Cl2,而前者需要加热,而后者不需要加热 1.常温下,发生下列反应:①16H++10Cl-+2Mn2Mn2++5Cl2↑+8H2O;②2Fe2++Br22Fe3++2Br-;③2Br-+Cl2Br2+2Cl-,根据上述反应,可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是          ,还原性由强到弱的顺序是           。 答案:Mn>Cl2>Br2>Fe3+  Fe2+>Br->Cl->Mn2+ 2.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性由强到弱的顺序为W2>Z2>X2>Y2,下列氧化还原反应能发生的是(  ) A.2NaW+Z22NaZ+W2 B.2NaX+Z22NaZ+X2 C.2NaW+Y22NaY+W2 D.2NaZ+X22NaX+Z2 答案:B 解析:A项,氧化性:Z2>W2,不符合题给信息,反应不能发生;B项,氧化性:Z2>X2,符合题给信息,反应能发生;C项,氧化性:Y2>W2,不符合题给信息,反应不能发生;D项,氧化性:X2>Z2,不符合题给信息,反应不能发生。 1.下列微粒只有氧化性的是(  ) ①S2- ②Fe2+ ③Fe3+ ④S ⑤H+ ⑥Na+ ⑦Mg A.①⑦ B.②④ C.③⑤⑥ D.②④⑤⑥ 答案:C 解析:元素的化合价位于最高价态时,只具有氧化性,③Fe3+、⑤H+、⑥Na+均是元素的最高价态,因此只具有氧化性。 2.吸进人体的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧会加速人体衰老,被称为“生命杀手”,科学家试用Na2SeO3消除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是(  ) A.氧化剂 B.还原剂 C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是 答案:B 解析:人体内的“活性氧”中氧元素的化合价为零价,Na2SeO3消除“活性氧”,即Na2SeO3中元素化合价升高被氧化,Na2SeO3的作用是作还原剂。 3.已知常温下,在溶液中可发生如下反应:Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+2Fe2++Sn4+。由此推断Fe2+、Ce3+、Sn2+的还原性由强到弱的顺序是(  ) A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Fe2+、Ce3+、Sn2+ C.Fe2+、Sn2+、Ce3+ D.Ce3+、Fe2+、Sn2+ 答案:A 解析:根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,由第一个方程式知,还原性:Fe2+>Ce3+,由第二个方程式知,还原性:Sn2+>Fe2+。故还原性:Sn2+>Fe2+>Ce3+。 4.根据反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2,回答下列问题。 (1)氧化剂是      ,还原剂是       。 (2)氧化产物是      ,还原产物是       。 (3)用单线桥法表示该反应的电子转移情况:             。 (4)当有8个NH3分子参加反应时,转移的电子个数为       。 答案:(1)Cl2  NH3 (2)N2 NH4Cl  (3) (4)6 课时测评7 氧化剂和还原剂 (时间:40分钟 满分:60分) (本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!) (1-11题,每小题3分,共33分) 题点一 氧化还原反应的相关概念 1.当我们把苹果切开后不久,果肉上便会产生一层咖啡色的物质,其原因是果肉里的酚在空气中被氧化为有色物质,这些有色物质很快聚合成为咖啡色的聚合物。则这种空气中常见的氧化剂是(  ) A.N2 B.O2 C.H2O D.CO2 答案:B 2.(2025·上海青浦高一上期末)下列叙述正确的是(  ) A.还原含某元素的化合物一定得到该元素的单质 B.失电子越多,该物质的还原性就越强 C.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性 D.正离子也可能失去电子被氧化,可能作还原剂 答案:D 解析:还原含某元素的化合物不一定得到该元素的单质,例如铁单质还原铁离子得到亚铁离子,A错误;利用失电子的难易程度比较还原性,失电子数的多少不能判断还原性的强弱,B错误;一般含有最高价元素的化合物具有强氧化性,如高锰酸钾、硝酸等,但也有部分物质,如二氧化碳中C为最高价,不具有强氧化性,C错误;正离子也可能失去电子被氧化,可能作还原剂,例如亚铁离子可以被氯气等氧化剂氧化为铁离子,D正确。 3.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图,由图可知,在该反应中是(  ) A.还原剂 B.氧化剂 C.氧化产物 D.还原产物 答案:A 4.(2025·云南文山高一上期中)LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2O===LiAlO2+4H2↑。下列说法中正确的是(  ) A.生成4个H2时,转移了8个电子 B.还原产物与氧化产物的质量比为1∶2 C.LiAlH4既是氧化剂又是还原剂 D.氢气既是氧化产物又是还原产物 答案:D 解析:由题给反应可知,LiAlH4中H由-1价升高为H2中0价,为还原剂,发生氧化反应得到氧化产物氢气,H2O中H由+1价降为H2中0价,为氧化剂,发生还原反应得到还原产物氢气,生成4个H2时,转移了4个电子,A错误;由题给反应分析,4分子氢气中2分子为还原产物、2分子为氧化产物,则还原产物与氧化产物的质量比为1∶1,B错误;由题给反应分析,LiAlH4为还原剂,C错误;由题给反应分析,氢气既是氧化产物又是还原产物,D正确。 5.(2025·长沙长郡中学高一上检测)在下列反应中,CO2作氧化剂的是(  ) A.Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O B.CO2+C2CO C.2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ D.C+2H2O(g)2H2+CO2 答案:B 解析:选项A中CO2中碳元素化合价无变化;选项B中CO2中碳元素化合价由+4降低为+2,作氧化剂;选项C、D中CO2都为氧化产物。 6.(2025·沈阳城郊联合体高一联考)在反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中还原产物是(  ) A.只有K2MnO4 B.只有MnO2 C.K2MnO4和MnO2 D.O2 答案:C 解析:还原产物指的是氧化剂被还原后得到的产物,该反应中锰元素化合价一部分从+7价变为+6价,一部分从+7价变为+4价,化合价降低,得到电子,被还原,所以还原产物是K2MnO4和MnO2。 7.下列变化过程一定需要加入还原剂的是(  ) A.KClO3KCl B.KClAgCl C.H+H2 D.CCO2 答案:C 解析:变化过程一定需要加入还原剂,这说明该微粒作氧化剂,得到电子,相关元素的化合价一定降低。但A项可发生2KClO32KCl+3O2↑,无需加入还原剂,故A不符合。 题点二 氧化性、还原性强弱比较 8.(2025·安徽淮北高一上检测)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应的化学方程式不正确的是(  ) A.3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2FeCl2+I2 C.Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-2Fe2++I2 答案:A 解析:结合题给信息:氧化性强弱顺序为Co2O3>Cl2>FeCl3>I2,可推知还原性强弱顺序为I->Fe2+>Cl->Co2+,然后根据氧化剂先氧化强还原剂的规律,知A选项中Cl2应该先氧化I-后氧化Fe2+,所以A选项不正确。 9.(2025·海南海口高一上期中)已知下列反应 Ⅰ.Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O Ⅱ.5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3 下列说法正确的是(  ) A.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3 B.反应Ⅰ:氧化剂和还原剂之比为1∶6 C.还原性:CoCl2>HCl>I2 D.反应Ⅱ中Cl2发生氧化反应 答案:A 解析:Co2O3+6HCl(浓)===2CoCl2+Cl2↑+3H2O中Cl元素的化合价从-1价升高到0价,则HCl为还原剂,Cl2为氧化产物,Co元素化合价从+3价降低到+2价,则Co2O3为氧化剂,CoCl2为还原产物,5Cl2+I2+6H2O===10HCl+2HIO3中碘元素的化合价从0价升高到+5价,则I2为还原剂,HIO3为氧化产物,氯元素化合价从0价降低到-1价,则Cl2为氧化剂,HCl为还原产物;由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,Ⅰ中可得氧化性:Co2O3>Cl2,Ⅱ中可得氧化性:Cl2>HIO3,则氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3,故A正确;反应Ⅰ中氧化剂是Co2O3,还原剂是HCl,6个HCl参与反应时只有2个HCl被氧化,故氧化剂和还原剂的个数之比为1∶2,质量之比为(1×166)∶(2×36.5)=83∶36.5≠1∶6,故B错误;由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,Ⅰ中可得还原性:HCl>CoCl2,Ⅱ中可得还原性:I2>HCl,则还原性:I2>HCl>CoCl2,故C错误;反应Ⅱ中Cl元素的化合价降低,则氯气发生还原反应,故D错误。 10.下列氧化还原反应中电子转移数目及方向都正确的是(  ) A. B. C. D. 答案:B 解析:Cl得到电子,O失去电子,该反应转移12e-,图中转移电子数目不正确,A错误;Fe得到电子,I失去电子,该反应转移2e-,B正确;F得到电子,O失去电子,该反应转移4e-,图中箭头的方向标反了,C错误;Br得到电子,S失去电子,该反应转移2e-,图中箭头的方向标反了,D错误。 11.(双选)稀土金属是我国重要的战略资源。稀土金属铈(Ce)性质活泼,常见的化合价为+3和+4,可发生如下反应: ①2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O ②H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O ③ 下列说法错误的是(  ) A.氧化性由强到弱的顺序是CeO2>H2O2>I2 B.还原性由强到弱的顺序是I->SO2>Ce3+ C.反应2CeO2+2I-+8H+===2Ce3++I2+4H2O可以进行 D.H2O2在反应①中被还原,在反应②中被氧化 答案:BD 解析:根据氧化剂的氧化性强于还原剂和氧化产物可知,由①2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O得出氧化性:CeO2>H2O2,由②H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O得出氧化性:H2O2>I2,故氧化性由强到弱的顺序是CeO2>H2O2>I2,A正确;根据还原剂的还原性强于氧化剂和还原产物可知,由①2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O得出还原性:H2O2>Ce3+,由②H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O得出还原性:I->H2O2,由③得出还原性:SO2>I-,故还原性由强到弱的顺序是SO2>I-> H2O2 >Ce3+,B错误;由B项分析可知,还原性由强到弱的顺序是SO2>I-> H2O2 >Ce3+,故反应2CeO2+2I-+8H+===2Ce3++I2+4H2O可以进行,C正确;由反应方程式可知,反应①H2O2中的O由-1价升高到0价,故被氧化,反应②的H2O2中O由-1价降低到-2价,故被还原,D错误。 12.(15分)在Cl2、Fe2+、Mg、H2O、Cu2+中: (1)只能作氧化剂的是      ,实例:              。 (2)只能作还原剂的是      ,实例:              。 (3)H2O作为氧化剂的反应实例:             。 答案:(1)Cu2+ Mg+CuCl2MgCl2+Cu (2)Mg Mg+2HClMgCl2+H2↑ (3)C+H2O(g)CO+H2(答案合理即可) 解析:所含元素处于最高价的只能作氧化剂(Cu2+),所含元素处于最低价的只能作还原剂(Mg)。 13.(12分)某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。已知水是该反应的生成物之一。 (1)从硫和氮元素的价态看,只有氧化性的物质是      ,只有还原性的物质是     ,既有氧化性又有还原性的物质是      。 (2)该反应中还原剂是      ,氧化剂是      。 (3)氧化性:HNO3   S(填“>”或“<”)。 答案:(1)HNO3 H2S NO、S (2)H2S HNO3 (3)> 解析:水是生成物之一,说明反应物中肯定含有氢、氧元素,含有氢元素的有H2S和HNO3,含有氧元素的有HNO3和NO;观察五种物质,含硫元素的有S和H2S,含氮元素的有HNO3和NO。根据氧化还原反应的特点,如果S是反应物,则H2S是生成物,此时S得电子,N只能失电子,即NO是反应物,两种反应物中均没有氢元素,所以S和NO不可能是反应物;由以上分析可知,反应物只能是H2S和HNO3,生成物只能是S、NO和H2O。 学科网(北京)股份有限公司 $

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