活动标记 1.3 氧化还原反应 第3课时(导学案)化学人教版必修第一册

2026-09-16
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摘要:

该高中化学导学案聚焦氧化还原反应的规律及配平,核心知识点包括价态规律、先后规律、守恒规律及化合价升降法配平。课堂导入通过“四支试管藏规律”的情境提问,关联已学“由强制弱”规律,搭建新旧知识学习支架。 资料以“想一想”问题链引导探究,如归中规律实例分析培养科学思维,配平步骤口诀化结合多类型配平方法强化科学探究与实践,习题涵盖基础判断、配平计算及信息型方程式书写,注重严谨性以培养科学态度与责任。

内容正文:

第三节 氧化还原反应 第3课时 氧化还原反应的规律及配平 1.能从元素化合价的角度分析物质可能具有的氧化性或还原性,掌握价态规律(高低规律、归中规律、歧化规律),能预测物质的氧化性和还原性、判断氧化还原反应能否发生。 2.掌握氧化还原反应的先后规律和守恒规律(电子守恒、质量守恒、电荷守恒),能判断同一体系中多个反应发生的先后顺序,并能运用电子守恒进行简单的定量计算。 3.初步掌握化合价升降法(电子得失法)配平氧化还原反应方程式的基本步骤和规则,能独立完成正向配平、逆向配平、离子方程式缺项配平三类方程式的配平。 4.能根据题目给出的信息判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,写出并配平信息型氧化还原反应方程式;在配平方程式的过程中养成严谨求实、一丝不苟的科学态度,认识化学方程式作为化学语言其准确性的重要意义。 重点:氧化还原反应的价态规律、先后规律和守恒规律;用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。 难点:归中规律中“只靠近,不交叉”的判断与电子转移数目的计算;部分氧化还原反应、缺项氧化还原反应方程式的配平。 1.元素在物质中所处的        决定该元素的氧化性或还原性:处于最高价态时只有        ,处于最低价态时只有        ,处于中间价态时                    。口诀:                              。 2.同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态和低价态都要变成它们              ,即元素的化合价遵循“              ”的原则。 3.同一反应物中同种元素原子的化合价            (由中间价态变成高价态和低价态)的反应叫作        ;它与归中反应恰好相反:归中是“                  ”,歧化是“                  ”。 4.一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟          反应;一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟          反应,这就是        。 5.氧化还原反应配平的三条原则是        、        和        ;配平的一般步骤可用口诀概括为                                      。 6.缺项配平中,缺项一般为                                ;检查时要同时注意                  。离子方程式配平时,先根据        配平,再根据        配平两边电荷,最后根据        配平其他物质。 (一)课堂导入 【想一想】讲台上摆着四支编号的试管,每一支都藏着一条氧化还原反应的规律。我们已经学过“由强制弱”的强弱规律,除此之外,还可以从哪些角度认识一个氧化还原反应? 【结论】本课时要学的规律有:        、        和        。 (二)价态规律——高低规律 【想一想】H2S、S、SO2、浓H2SO4中硫元素的化合价分别是多少?它们分别具有氧化性还是还原性? 【结论】元素处于最高价态时只有        ,处于最低价态时只有        ,处于中间价态时                    。口诀:                              。 (三)价态规律——归中规律 【想一想】KClO3与浓盐酸反应生成 Cl2时,氯元素由 +5 价降到 0 价、由 -1 价升到 0 价。为什么不是 +5 价降到 -1 价、-1 价升到 0 价? 【结论】同种元素的不同价态之间反应时,化合价遵循“              ”的原则,高价态和低价态都变成它们              。 【想一想】同种元素的相邻价态之间能否发生氧化还原反应?这可以解释哪些常见现象? 【结论】同种元素的相邻价态之间        氧化还原反应;例如 SO2 可以用浓 H2SO4 干燥,Fe3+ 与 Fe2+ 可以共存,Na+ 与 Na 可以共存。 (四)价态规律——歧化规律 【想一想】Cl2 与 NaOH 溶液反应时,氯元素的化合价怎样变化?它与归中反应有什么不同? 【结论】Cl2 中氯为 0 价,反应后分别变成          价和          价,即              ,这类反应叫作        ;归中是“高价+低价→中间价”,歧化是“                  ”,两者的共同依据都是价态规律。 (五)先后规律 【想一想】已知还原性 I->Fe2+>Br-,把少量氯气通入 FeBr2 溶液中,氯气先氧化谁?通入 FeI2 溶液中呢? 【结论】一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟          反应;一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟          反应,即        。 (六)守恒规律 【想一想】氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数有什么关系?除了电子守恒,还有哪些守恒关系? 【结论】还原剂失电子的总数        氧化剂得电子的总数,元素化合价降低的总数        升高的总数,这就是        ;此外还遵守        和        。应用:①有关氧化还原反应的计算;②配平氧化还原反应方程式。 (七)氧化还原反应的配平 【想一想】配平氧化还原反应方程式时,第一步应该做什么?为什么不能一上来就凑系数? 【结论】配平的三条原则是                            ;一般步骤为                                       。 【想一想】MnO2 与浓盐酸反应时,HCl 前面的系数为什么不能直接当作被氧化的氯原子数? 【结论】部分氧化还原反应中只有一部分 HCl 被氧化,起还原剂作用的是              ;HCl 前面的系数应为                                  。 【想一想】离子方程式缺项配平中,缺项一般是什么?配平的次序是怎样的? 【结论】缺项一般为                                ;配平时先根据        配平,再根据        配平两边离子所带电荷数,最后根据        配平其他物质。 (八)信息型方程式的书写 【想一想】题目只给出反应物和生成物、不给完整的方程式时,应该先确定什么? 【结论】先依据                  或              判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再用            完成配平;缺项要结合介质判断——酸性溶液补         ,碱性溶液补           ,最后用            配平氢和氧。 (九)氧化还原反应的应用 【想一想】举例说明氧化还原反应对人类活动的利与弊。 【结论】有益的反应如                                ;有害的反应如                      。应当        ,使化学更好地服务于社会。 1.下列微粒:①Al3+;②Cl-;③N2;④Cu;⑤H2O2;⑥Fe2+,既具有氧化性又具有还原性的是(  ) A.①②④  B.③⑤⑥ C.①③⑤  D.②④⑥ 2.元素铬(Cr)的几种化合物存在如图转化关系,下列判断不正确的是 A.反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化 B.反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质 C.反应②利用了H2O2的氧化性 D.反应②的离子方程式为2CrO2-+3H2O2+2OH-===2CrO42-+4H2O 3.在一定条件下,R2O72-和Cl-可发生如下反应:R2O72-+6Cl-+14H+===2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2O72-中,R的化合价是 A.+4价  B.+5价  C.+6价  D.+7价 4.配平以下氧化还原反应方程式: 5.已知反应:6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法正确的是(  ) A.浓盐酸只作还原剂 B.生成3分子Cl2有6个电子转移 C.被氧化和被还原的氯元素的质量比为6∶1 D.氯气既是氧化产物又是还原产物 6.(1)某反应的反应物与生成物有MnSO4、KClO3、MnO2、Cl2、H2SO4、K2SO4、H2O,已知氧化性:KClO3>MnO2,写出并配平该反应的化学方程式:      。 (2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为      。 一、氧化还原反应的规律 1.价态规律——判断物质氧化性、还原性的根本依据 (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——处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性。 口诀:高价氧化低价还,中间价态两性全。 实例:H2S 中 S 为 -2 价(最低价,只有还原性);S 为 0 价、SO2 中 S 为 +4 价(中间价态,两性);浓 H2SO4 中 S 为 +6 价(最高价,只有氧化性)。 应用:预测物质的氧化性和还原性;判断某物质能否作氧化剂或还原剂。 注意:判断的是某元素的性质,不是整个物质。同一物质含多种变价元素时要分别判断,如 H2O2 中 O 为 -1 价(两性)而 H 为 +1 价。 (2)归中规律 内容:同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态和低价态都变成它们相邻的中间价态,即“只靠近,不交叉”“就近变价”。 实例:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O 中,Cl 由 +5→0、由 -1→0,而不是 +5→-1、-1→0;H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O 中,S 由 -2→0、由 +6→+4。 应用:判断同种元素不同价态反应后的产物价态。 推论:同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应。由此可解释三个常见现象——①SO2 具有还原性、浓 H2SO4 具有氧化性,但 SO2 可以用浓 H2SO4 干燥;②Fe3+ 与 Fe2+ 能共存,但 Fe3+ 与 Fe 不能共存(2Fe3++Fe===3Fe2+);③Na+ 与 Na 能共存。 易错:算电子数前先数清每种价态各有多少个原子——KClO3+6HCl 中只有 5 个 Cl- 被氧化,另 1 个进入 KCl 价态不变。 (3)歧化规律 内容:“同一元素分两路”——同一反应物中同种元素原子的化合价既升高又降低,由中间价态变成高价态和低价态。 实例:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(0→-1 和 0→+1);3Cl2+6NaOH===(△)5NaCl+NaClO3+3H2O(0→-1 和 0→+5)。 与归中的关系:归中是“高价+低价→中间价”,歧化是“中间价→高价+低价”,方向相反,依据都是价态规律。 注意:NaClO 在热的碱性溶液中也能发生类似的歧化(3NaClO2===2NaClO3+NaCl),产物要选稳定的价态。 2.先后规律——判断多个反应发生的先后顺序 内容:①一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟还原性强的反应;②一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟氧化性强的反应。 记忆:强者优先。 实例:已知还原性 I->Fe2+>Br-,向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2,先氧化 Fe2+;向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2,先氧化 I-。已知氧化性 Fe3+>Cu2+>H+,向含三者的溶液中加入铁粉,先与 Fe3+ 反应,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;“少量”“过量”这类条件往往就是靠它决定产物的。 3.守恒规律——配平和计算的依据 (1)电子守恒:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。 (2)质量守恒:反应前后元素的种类不变,原子的数目不变。 (3)电荷守恒:有离子参加的氧化还原反应中,反应前后离子所带电荷的总数相等。 实例:C+2CuO===(高温)CO2↑+2Cu 中,C 失去 1×4e-,Cu 得到 2×2e-,得失电子总数相等。 应用:①有关氧化还原反应的计算(已知一种微粒的量,求另一种);②配平氧化还原反应方程式。 二、氧化还原反应的配平 1.配平的三条原则 电子守恒原则(氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数)、质量守恒原则(反应前后元素种类和原子个数守恒)、电荷守恒原则(反应前后离子所带电荷总数守恒)。三条原则中,电子守恒是氧化还原反应配平特有的依据,也是第一步。 2.配平的一般步骤 口诀:标价态→列变化→求总数→配系数→查守恒。 (1)标价态:标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。 (2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化——1 个氧化剂分子→还原产物降低的数值,1 个还原剂分子→氧化产物升高的数值。 (3)求总数:求化合价升高总数与降低总数的最小公倍数,使得失电子总数相等,“×”后面的数字就是反应物或生成物的化学计量数。 (4)配系数:根据原子守恒配平其他物质的化学计量数。 (5)查守恒:检查原子个数是否守恒;把单线改成长等号,并标注反应条件和“↓”“↑”。 3.不同类型反应的配平方法(先判断类型,再决定从哪一端下手) (1)一般氧化还原反应——正向配平法:反应物分别是氧化剂和还原剂,从左边氧化剂、还原剂着手配平。 (2)自身氧化还原反应、分解反应——逆向配平法:同一种元素既升高又降低,从右边氧化产物、还原产物着手配平。 (3)部分氧化还原反应:先按电子守恒配价态变化的氧化剂或还原剂,再加上表现酸性或碱性的、没有变价的部分。注意 MnO2+4HCl(浓)===(△)MnCl2+Cl2↑+2H2O 中只有 2 个 HCl 被氧化,HCl 的系数=变价的氯原子数+没有变价的氯原子数。 (4)离子型氧化还原反应:先按电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,再按电荷守恒配平两边离子所带电荷数,最后按原子守恒配平其他物质。 (5)缺项氧化还原反应:先按电子守恒配平,再由原子守恒确定所缺的物质;缺项一般为酸(H+)、碱(OH-)、水。 4.信息型方程式的书写 (1)先判断:依据氧化性/还原性强弱、或化合价的变化趋势,确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。 (2)再配平:用化合价升降法完成配平。 (3)补缺项:结合介质判断——酸性溶液补 H+,碱性溶液补 OH-,最后用 H2O 配平氢和氧。 (4)查守恒:电子、电荷、原子三条都要过一遍。 三、氧化还原反应的应用 1.有益于人类活动的反应:光合作用(把光能转化为化学能)、燃料的燃烧(提供能量)、金属的冶炼(把金属从矿石中还原出来)。 2.有害于人类活动的反应:钢铁的锈蚀(造成材料损失)、食物的腐败(使食物变质)。 应当深入学习化学反应的规律,趋利避害,使化学更好地服务于社会。 四、本节易错点提醒 1.“氧化剂被氧化”“还原剂被还原”都是错的——氧化剂得电子、化合价降低、被还原;还原剂失电子、化合价升高、被氧化。 2.归中反应中数电子数,要先数清每种价态各有多少个原子,别把物质的系数直接当成得失电子的个数。 3.部分氧化还原反应中,起还原剂作用的只是被氧化的那一部分,起酸性(或碱性)作用的另一部分价态不变,配系数时别忘了加上。 4.缺项配平配完要用电荷守恒自查,不能只看原子守恒;用“先电子、再电荷、后原子”的固定次序能少走弯路。 5.判断反应能否发生时,比较的是氧化性/还原性的强弱(由强制弱),不是得失电子数的多少。 考点01 价态规律及其应用 1.下列物质中,只有还原性的是(  ) A.ClO-  B.H2  C.Fe3+  D.Na 2.为了防止钢铁零件生锈,常采用化学处理使钢铁零件表面生成 Fe3O4 的致密保护层——“发蓝”。化学处理过程中其中一步的反应为 3Fe+NaNO2+5NaOH===3Na2FeO2+H2O+NH3↑。下列叙述不正确的是(  ) A.上述反应涉及的物质中,Fe 的还原性最强 B.上述反应涉及的物质中,NaNO2 的氧化性最强 C.上述反应中,铁是还原剂,NaNO2 和 NaOH 是氧化剂 D.NaNO2 的氧化性大于 Na2FeO2 的氧化性 3.关于反应 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列说法不正确的是(  ) A.Na2S2O3 既是氧化剂又是还原剂 B.硫酸只体现酸性 C.被氧化与被还原的硫原子个数之比为 1∶1 D.1 个 Na2S2O3 发生反应,转移 3 个电子 4.按要求填空: (1)在 S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+ 中,只有氧化性的是      。既可作氧化剂又可作还原剂的有      。 (2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):①NO+HNO3→N2O3+H2O ②NH3+NO→HNO3+H2O ③N2O4+H2O→HNO3+HNO2,其中你认为一定不可能实现的是      (填序号)。 (3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是      (填化学式)。 ①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若溶液中 Cl- 与 I- 共存,为了氧化 I- 而 Cl- 不被氧化,除单质外,还可用上述反应中的      作氧化剂。 (2)②中 NH3 里的氮为 -3 价、NO 里的氮为 +2 价,生成物 HNO3 中氮为 +5 价,氮元素只升不降,没有元素化合价降低,不可能是氧化还原反应,故一定不能实现;①是 +2 价与 +5 价归中到 +3 价,③是 +4 价歧化为 +5 价和 +3 价,均可实现。 (3)由①知氧化性 Fe3+>I2,由②知氧化性 Cl2>Fe3+,由③知氧化性 KMnO4>Cl2,故氧化性最强的是 KMnO4。要氧化 I- 而不氧化 Cl-,所选氧化剂的氧化性必须介于 I2 与 Cl2 之间,FeCl3(Fe3+)符合要求。 考点02 守恒规律与电子转移计算 1.工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理含有重铬酸根离子(Cr2O72-)的废水,其原理为:6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。下列有关该反应的分析错误的是(  ) A.Fe2+ 作还原剂 B.Cr2O72- 的氧化性强于 Fe3+ C.氧化产物与还原产物的计量系数之比为 3∶1 D.反应每处理 1 个 Cr2O72- 转移的电子数为 12 个 2.已知某反应的反应物与生成物为 KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O 和未知物 X,其中 Na2SO3 是反应物之一。下列说法错误的是(  ) A.未知物 X 为 Na2SO4 B.该反应的氧化剂是 KIO3 C.还原性:Na2SO3>I2 D.该反应中,KIO3 发生氧化反应 考点03 信息型方程式的书写与配平 1.在稀硫酸中,Cr 的最高价含氧酸的钾盐(K2Cr2O7,橙色)氧化 O 的一种氢化物(H2O2),Cr 被还原为 +3 价,该反应的化学方程式为      。 2.某反应的反应物与生成物有 K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl(浓)、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式:      。 1 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $ 第三节 氧化还原反应 第3课时 氧化还原反应的规律及配平 1.能从元素化合价的角度分析物质可能具有的氧化性或还原性,掌握价态规律(高低规律、归中规律、歧化规律),能预测物质的氧化性和还原性、判断氧化还原反应能否发生。 2.掌握氧化还原反应的先后规律和守恒规律(电子守恒、质量守恒、电荷守恒),能判断同一体系中多个反应发生的先后顺序,并能运用电子守恒进行简单的定量计算。 3.初步掌握化合价升降法(电子得失法)配平氧化还原反应方程式的基本步骤和规则,能独立完成正向配平、逆向配平、离子方程式缺项配平三类方程式的配平。 4.能根据题目给出的信息判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,写出并配平信息型氧化还原反应方程式;在配平方程式的过程中养成严谨求实、一丝不苟的科学态度,认识化学方程式作为化学语言其准确性的重要意义。 重点:氧化还原反应的价态规律、先后规律和守恒规律;用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。 难点:归中规律中“只靠近,不交叉”的判断与电子转移数目的计算;部分氧化还原反应、缺项氧化还原反应方程式的配平。 1.元素在物质中所处的价态决定该元素的氧化性或还原性:处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性。口诀:高价氧化低价还,中间价态两性全。 2.同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态和低价态都要变成它们相邻的中间价态,即元素的化合价遵循“只靠近,不交叉”的原则。 3.同一反应物中同种元素原子的化合价既升高又降低(由中间价态变成高价态和低价态)的反应叫作歧化反应;它与归中反应恰好相反:归中是“高价+低价→中间价”,歧化是“中间价→高价+低价”。 4.一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟还原性强的反应;一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟氧化性强的反应,这就是先后规律。 5.氧化还原反应配平的三条原则是电子守恒、质量守恒和电荷守恒;配平的一般步骤可用口诀概括为标价态、列变化、求总数、配系数、查守恒。 6.缺项配平中,缺项一般为H+、OH-或H2O;检查时要同时注意质量守恒和电荷守恒。离子方程式配平时,先根据电子守恒配平,再根据电荷守恒配平两边电荷,最后根据原子守恒配平其他物质。 (一)课堂导入 【想一想】讲台上摆着四支编号的试管,每一支都藏着一条氧化还原反应的规律。我们已经学过“由强制弱”的强弱规律,除此之外,还可以从哪些角度认识一个氧化还原反应? 【结论】本课时要学的规律有:价态规律、先后规律和守恒规律。 【答案】还可以从元素所处的价态(价态规律)、多个反应发生的先后顺序(先后规律)、以及电子得失的总数(守恒规律)等角度认识一个氧化还原反应。 (二)价态规律——高低规律 【想一想】H2S、S、SO2、浓H2SO4中硫元素的化合价分别是多少?它们分别具有氧化性还是还原性? 【结论】元素处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性。口诀:高价氧化低价还,中间价态两性全。 【答案】H2S 中硫为 -2 价(最低价,只有还原性);S 为 0 价、SO2 中硫为 +4 价(中间价态,既有氧化性又有还原性);浓 H2SO4 中硫为 +6 价(最高价,只有氧化性)。应用:预测物质的氧化性和还原性。 (三)价态规律——归中规律 【想一想】KClO3与浓盐酸反应生成 Cl2时,氯元素由 +5 价降到 0 价、由 -1 价升到 0 价。为什么不是 +5 价降到 -1 价、-1 价升到 0 价? 【结论】同种元素的不同价态之间反应时,化合价遵循“只靠近,不交叉”的原则,高价态和低价态都变成它们相邻的中间价态。 【答案】+5 价若降到 -1 价、-1 价升到 0 价,两条价态变化线会“交叉”,违背了就近变价的原则;实际发生的是 +5→0、-1→0,两条线“只靠近,不交叉”。 【想一想】同种元素的相邻价态之间能否发生氧化还原反应?这可以解释哪些常见现象? 【结论】同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应;例如 SO2 可以用浓 H2SO4 干燥,Fe3+ 与 Fe2+ 可以共存,Na+ 与 Na 可以共存。 (四)价态规律——歧化规律 【想一想】Cl2 与 NaOH 溶液反应时,氯元素的化合价怎样变化?它与归中反应有什么不同? 【结论】Cl2 中氯为 0 价,反应后分别变成 -1 价和 +1 价,即同一元素分两路,这类反应叫作歧化反应;归中是“高价+低价→中间价”,歧化是“中间价→高价+低价”,两者的共同依据都是价态规律。 (五)先后规律 【想一想】已知还原性 I->Fe2+>Br-,把少量氯气通入 FeBr2 溶液中,氯气先氧化谁?通入 FeI2 溶液中呢? 【结论】一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟还原性强的反应;一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟氧化性强的反应,即强者优先。 【答案】通入 FeBr2 溶液时,氯气首先氧化 Fe2+;通入 FeI2 溶液时,氯气首先氧化 I-。应用:判断物质氧化性、还原性的强弱或判断反应的先后顺序。 (六)守恒规律 【想一想】氧化还原反应中,还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数有什么关系?除了电子守恒,还有哪些守恒关系? 【结论】还原剂失电子的总数等于氧化剂得电子的总数,元素化合价降低的总数等于升高的总数,这就是电子守恒;此外还遵守质量守恒和电荷守恒。应用:①有关氧化还原反应的计算;②配平氧化还原反应方程式。 (七)氧化还原反应的配平 【想一想】配平氧化还原反应方程式时,第一步应该做什么?为什么不能一上来就凑系数? 【结论】配平的三条原则是电子守恒、质量守恒、电荷守恒;一般步骤为 标价态→列变化→求总数→配系数→查守恒。 【答案】第一步是“标价态”,标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价;先凑系数就失去了“得失电子总数相等”这个依据,容易配出电子不守恒的式子。 【想一想】MnO2 与浓盐酸反应时,HCl 前面的系数为什么不能直接当作被氧化的氯原子数? 【结论】部分氧化还原反应中只有一部分 HCl 被氧化,起还原剂作用的是被氧化的那部分;HCl 前面的系数应为变价的氯原子数+没有变价的氯原子数。 【想一想】离子方程式缺项配平中,缺项一般是什么?配平的次序是怎样的? 【结论】缺项一般为H+、OH-或H2O;配平时先根据电子守恒配平,再根据电荷守恒配平两边离子所带电荷数,最后根据原子守恒配平其他物质。 (八)信息型方程式的书写 【想一想】题目只给出反应物和生成物、不给完整的方程式时,应该先确定什么? 【结论】先依据氧化性/还原性强弱或化合价变化趋势判断出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再用化合价升降法完成配平;缺项要结合介质判断——酸性溶液补 H+,碱性溶液补 OH-,最后用 H2O 配平氢和氧。 (九)氧化还原反应的应用 【想一想】举例说明氧化还原反应对人类活动的利与弊。 【结论】有益的反应如光合作用、燃料的燃烧、金属的冶炼;有害的反应如钢铁的锈蚀、食物的腐败。应当趋利避害,使化学更好地服务于社会。 【答案】有益的反应:光合作用把光能转化为化学能、燃料的燃烧提供能量、金属的冶炼把金属从矿石中还原出来;有害的反应:钢铁的锈蚀造成材料损失、食物的腐败使食物变质。 1.下列微粒:①Al3+;②Cl-;③N2;④Cu;⑤H2O2;⑥Fe2+,既具有氧化性又具有还原性的是(  ) A.①②④  B.③⑤⑥ C.①③⑤  D.②④⑥ 【答案】B 【解析】元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性。①Al3+中Al为+3价(最高价,只有氧化性)、②Cl-中Cl为-1价(最低价,只有还原性)、④Cu为0价(最低价,只有还原性);③N2中N为0价(中间价态)、⑤H2O2中O为-1价(中间价态)、⑥Fe2+中Fe为+2价(中间价态),三者既有氧化性又有还原性。故选B。 2.元素铬(Cr)的几种化合物存在如图转化关系,下列判断不正确的是 A.反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化 B.反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质 C.反应②利用了H2O2的氧化性 D.反应②的离子方程式为2CrO2-+3H2O2+2OH-===2CrO42-+4H2O 【答案】A 【解析】反应①为Cr2O3与KOH溶液反应生成KCrO2,铬元素始终为+3价,化合价没有变化,A项错误;Cr2O3能与碱反应生成盐和水,表明其有酸性氧化物的性质,B项正确;反应②中Cr由+3价升高到+6价,H2O2中O由-1价降低到-2价,H2O2作氧化剂,利用了它的氧化性,C项正确;D项方程式中Cr、O、H三种元素原子守恒,电荷也守恒(左边-4、右边-4),正确。故选A。 3.在一定条件下,R2O72-和Cl-可发生如下反应:R2O72-+6Cl-+14H+===2R3++3Cl2↑+7H2O,从而可知在R2O72-中,R的化合价是 A.+4价  B.+5价  C.+6价  D.+7价 【答案】C 【解析】由电荷守恒可得:-2+6×(-1)+14×(+1)=2×(+3),式子两边电荷恰好相等,说明所给离子方程式电荷守恒。设R2O72-中R的化合价为x,由化合价代数和等于离子所带电荷可得2x+7×(-2)=-2,解得x=+6。故选C。 4.配平以下氧化还原反应方程式: 【答案】配平结果见课件第45页(本题的方程式是课件里的嵌入公式对象,已按原样导出为题图,系数以课件为准)。 【解析】配平前先判断反应属于哪一类,再按对应的方法从一端下手:一般氧化还原反应正向配,自身氧化还原反应逆向配,部分氧化还原反应先配价态变化的部分再加上没有变价的部分,离子型氧化还原反应先电子守恒、再电荷守恒、最后原子守恒,缺项氧化还原反应先电子守恒、再由原子守恒确定所缺的H+、OH-或H2O。 5.已知反应:6HCl(浓)+KClO3===KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法正确的是(  ) A.浓盐酸只作还原剂 B.生成3分子Cl2有6个电子转移 C.被氧化和被还原的氯元素的质量比为6∶1 D.氯气既是氧化产物又是还原产物 【答案】D 【解析】该反应中氯元素一部分由HCl中的-1价升高到0价、被氧化,另一部分由KClO3中的+5价降低到0价、被还原,还有一部分HCl中的氯元素进入KCl、价态不变只起酸性作用,故浓盐酸既作还原剂又表现酸性,A项错误;6分子HCl中有5个Cl被氧化、KClO3中1个Cl被还原,共转移5个电子,生成3分子Cl2,B项错误;被氧化与被还原的氯原子个数比为5∶1,质量比也是5∶1,C项错误;Cl2既是氧化产物又是还原产物,D项正确。故选D。 6.(1)某反应的反应物与生成物有MnSO4、KClO3、MnO2、Cl2、H2SO4、K2SO4、H2O,已知氧化性:KClO3>MnO2,写出并配平该反应的化学方程式:      。 【答案】5MnSO4+2KClO3+4H2O===5MnO2↓+Cl2↑+4H2SO4+K2SO4 【解析】由氧化性KClO3>MnO2可知,KClO3作氧化剂被还原为Cl2,MnSO4作还原剂被氧化为MnO2。Mn由+2价升到+4价失2e-,Cl由+5价降到0价得5e-,得失电子守恒的最小公倍数为10,故MnSO4、MnO2的系数为5,KClO3、Cl2的系数为2;再由原子守恒配平其余物质,注意反应物中不能出现H2SO4(硫元素由MnSO4转移而来),故H2O为反应物,得5MnSO4+2KClO3+4H2O===5MnO2↓+Cl2↑+4H2SO4+K2SO4。 (2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72-还原成Cr3+,该反应的离子方程式为      。 【答案】Cr2O72-+3HSO3-+5H+===2Cr3++3SO42-+4H2O 【解析】Cr由+6价降到+3价得3e-,S由+4价升到+6价失2e-,得失电子守恒时Cr2O72-与HSO3-的系数比为1∶3;再根据电荷守恒,左边还缺5个正电荷,补5H+;最后由氢、氧原子守恒确定生成4H2O。 一、氧化还原反应的规律 1.价态规律——判断物质氧化性、还原性的根本依据 (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——处于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性。 口诀:高价氧化低价还,中间价态两性全。 实例:H2S 中 S 为 -2 价(最低价,只有还原性);S 为 0 价、SO2 中 S 为 +4 价(中间价态,两性);浓 H2SO4 中 S 为 +6 价(最高价,只有氧化性)。 应用:预测物质的氧化性和还原性;判断某物质能否作氧化剂或还原剂。 注意:判断的是某元素的性质,不是整个物质。同一物质含多种变价元素时要分别判断,如 H2O2 中 O 为 -1 价(两性)而 H 为 +1 价。 (2)归中规律 内容:同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态和低价态都变成它们相邻的中间价态,即“只靠近,不交叉”“就近变价”。 实例:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O 中,Cl 由 +5→0、由 -1→0,而不是 +5→-1、-1→0;H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O 中,S 由 -2→0、由 +6→+4。 应用:判断同种元素不同价态反应后的产物价态。 推论:同种元素的相邻价态之间不发生氧化还原反应。由此可解释三个常见现象——①SO2 具有还原性、浓 H2SO4 具有氧化性,但 SO2 可以用浓 H2SO4 干燥;②Fe3+ 与 Fe2+ 能共存,但 Fe3+ 与 Fe 不能共存(2Fe3++Fe===3Fe2+);③Na+ 与 Na 能共存。 易错:算电子数前先数清每种价态各有多少个原子——KClO3+6HCl 中只有 5 个 Cl- 被氧化,另 1 个进入 KCl 价态不变。 (3)歧化规律 内容:“同一元素分两路”——同一反应物中同种元素原子的化合价既升高又降低,由中间价态变成高价态和低价态。 实例:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(0→-1 和 0→+1);3Cl2+6NaOH===(△)5NaCl+NaClO3+3H2O(0→-1 和 0→+5)。 与归中的关系:归中是“高价+低价→中间价”,歧化是“中间价→高价+低价”,方向相反,依据都是价态规律。 注意:NaClO 在热的碱性溶液中也能发生类似的歧化(3NaClO2===2NaClO3+NaCl),产物要选稳定的价态。 2.先后规律——判断多个反应发生的先后顺序 内容:①一种氧化剂遇到几种还原剂、且均能反应时,先跟还原性强的反应;②一种还原剂遇到几种氧化剂、且均能反应时,先跟氧化性强的反应。 记忆:强者优先。 实例:已知还原性 I->Fe2+>Br-,向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2,先氧化 Fe2+;向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2,先氧化 I-。已知氧化性 Fe3+>Cu2+>H+,向含三者的溶液中加入铁粉,先与 Fe3+ 反应,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;“少量”“过量”这类条件往往就是靠它决定产物的。 3.守恒规律——配平和计算的依据 (1)电子守恒:还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数;元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。 (2)质量守恒:反应前后元素的种类不变,原子的数目不变。 (3)电荷守恒:有离子参加的氧化还原反应中,反应前后离子所带电荷的总数相等。 实例:C+2CuO===(高温)CO2↑+2Cu 中,C 失去 1×4e-,Cu 得到 2×2e-,得失电子总数相等。 应用:①有关氧化还原反应的计算(已知一种微粒的量,求另一种);②配平氧化还原反应方程式。 二、氧化还原反应的配平 1.配平的三条原则 电子守恒原则(氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数)、质量守恒原则(反应前后元素种类和原子个数守恒)、电荷守恒原则(反应前后离子所带电荷总数守恒)。三条原则中,电子守恒是氧化还原反应配平特有的依据,也是第一步。 2.配平的一般步骤 口诀:标价态→列变化→求总数→配系数→查守恒。 (1)标价态:标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。 (2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化——1 个氧化剂分子→还原产物降低的数值,1 个还原剂分子→氧化产物升高的数值。 (3)求总数:求化合价升高总数与降低总数的最小公倍数,使得失电子总数相等,“×”后面的数字就是反应物或生成物的化学计量数。 (4)配系数:根据原子守恒配平其他物质的化学计量数。 (5)查守恒:检查原子个数是否守恒;把单线改成长等号,并标注反应条件和“↓”“↑”。 3.不同类型反应的配平方法(先判断类型,再决定从哪一端下手) (1)一般氧化还原反应——正向配平法:反应物分别是氧化剂和还原剂,从左边氧化剂、还原剂着手配平。 (2)自身氧化还原反应、分解反应——逆向配平法:同一种元素既升高又降低,从右边氧化产物、还原产物着手配平。 (3)部分氧化还原反应:先按电子守恒配价态变化的氧化剂或还原剂,再加上表现酸性或碱性的、没有变价的部分。注意 MnO2+4HCl(浓)===(△)MnCl2+Cl2↑+2H2O 中只有 2 个 HCl 被氧化,HCl 的系数=变价的氯原子数+没有变价的氯原子数。 (4)离子型氧化还原反应:先按电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,再按电荷守恒配平两边离子所带电荷数,最后按原子守恒配平其他物质。 (5)缺项氧化还原反应:先按电子守恒配平,再由原子守恒确定所缺的物质;缺项一般为酸(H+)、碱(OH-)、水。 4.信息型方程式的书写 (1)先判断:依据氧化性/还原性强弱、或化合价的变化趋势,确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。 (2)再配平:用化合价升降法完成配平。 (3)补缺项:结合介质判断——酸性溶液补 H+,碱性溶液补 OH-,最后用 H2O 配平氢和氧。 (4)查守恒:电子、电荷、原子三条都要过一遍。 三、氧化还原反应的应用 1.有益于人类活动的反应:光合作用(把光能转化为化学能)、燃料的燃烧(提供能量)、金属的冶炼(把金属从矿石中还原出来)。 2.有害于人类活动的反应:钢铁的锈蚀(造成材料损失)、食物的腐败(使食物变质)。 应当深入学习化学反应的规律,趋利避害,使化学更好地服务于社会。 四、本节易错点提醒 1.“氧化剂被氧化”“还原剂被还原”都是错的——氧化剂得电子、化合价降低、被还原;还原剂失电子、化合价升高、被氧化。 2.归中反应中数电子数,要先数清每种价态各有多少个原子,别把物质的系数直接当成得失电子的个数。 3.部分氧化还原反应中,起还原剂作用的只是被氧化的那一部分,起酸性(或碱性)作用的另一部分价态不变,配系数时别忘了加上。 4.缺项配平配完要用电荷守恒自查,不能只看原子守恒;用“先电子、再电荷、后原子”的固定次序能少走弯路。 5.判断反应能否发生时,比较的是氧化性/还原性的强弱(由强制弱),不是得失电子数的多少。 考点01 价态规律及其应用 1.下列物质中,只有还原性的是(  ) A.ClO-  B.H2  C.Fe3+  D.Na 【答案】D 【解析】A.ClO- 中氯为 +1 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性;B.H2 中氢为 0 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性;C.Fe3+ 中 Fe 为 +3 价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性;D.Na 中钠为 0 价,是钠元素的最低价态,只能失电子,只有还原性。故选 D。 2.为了防止钢铁零件生锈,常采用化学处理使钢铁零件表面生成 Fe3O4 的致密保护层——“发蓝”。化学处理过程中其中一步的反应为 3Fe+NaNO2+5NaOH===3Na2FeO2+H2O+NH3↑。下列叙述不正确的是(  ) A.上述反应涉及的物质中,Fe 的还原性最强 B.上述反应涉及的物质中,NaNO2 的氧化性最强 C.上述反应中,铁是还原剂,NaNO2 和 NaOH 是氧化剂 D.NaNO2 的氧化性大于 Na2FeO2 的氧化性 【答案】C 【解析】该反应中铁由 0 价升高到 +2 价,作还原剂;NaNO2 中氮由 +3 价降低到 -3 价,作氧化剂;NaOH 中各元素在反应前后化合价均不变,既不是氧化剂也不是还原剂,C 项错误。A 项,还原剂的还原性强于还原产物,Fe 的还原性最强,正确;B、D 两项,氧化剂的氧化性强于氧化产物,NaNO2 的氧化性最强、且大于 Na2FeO2,正确。故选 C。 3.关于反应 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列说法不正确的是(  ) A.Na2S2O3 既是氧化剂又是还原剂 B.硫酸只体现酸性 C.被氧化与被还原的硫原子个数之比为 1∶1 D.1 个 Na2S2O3 发生反应,转移 3 个电子 【答案】D 【解析】Na2S2O3 中硫为 +2 价,处于中间价态,反应时一个硫原子被氧化到 +4 价(生成 SO2)、一个硫原子被还原到 0 价(生成 S),属歧化反应,A、C 两项正确;硫酸在反应中只提供 H+、硫元素仍为 +6 价,只体现酸性,B 项正确;一个硫原子失 2 个电子、另一个得 2 个电子,1 个 Na2S2O3 反应时转移的电子数为 2 个,D 项错误。故选 D。 4.按要求填空: (1)在 S2-、Fe2+、Mg2+、S、I-、H+ 中,只有氧化性的是      。既可作氧化剂又可作还原剂的有      。 (2)某同学写出以下三个化学方程式(未配平):①NO+HNO3→N2O3+H2O ②NH3+NO→HNO3+H2O ③N2O4+H2O→HNO3+HNO2,其中你认为一定不可能实现的是      (填序号)。 (3)下列三个氧化还原反应中,氧化性最强的物质是      (填化学式)。 ①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3 ③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若溶液中 Cl- 与 I- 共存,为了氧化 I- 而 Cl- 不被氧化,除单质外,还可用上述反应中的      作氧化剂。 【答案】(1)Mg2+、H+ Fe2+、S (2)② (3)KMnO4 FeCl3 【解析】(1)元素处于最高价态时只有氧化性:Mg2+ 中 Mg 为 +2 价、H+ 中 H 为 +1 价,均为最高价;元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性:Fe2+ 中 Fe 为 +2 价、S 为 0 价;S2-、I- 都是最低价态,只有还原性。 (2)②中 NH3 里的氮为 -3 价、NO 里的氮为 +2 价,生成物 HNO3 中氮为 +5 价,氮元素只升不降,没有元素化合价降低,不可能是氧化还原反应,故一定不能实现;①是 +2 价与 +5 价归中到 +3 价,③是 +4 价歧化为 +5 价和 +3 价,均可实现。 (3)由①知氧化性 Fe3+>I2,由②知氧化性 Cl2>Fe3+,由③知氧化性 KMnO4>Cl2,故氧化性最强的是 KMnO4。要氧化 I- 而不氧化 Cl-,所选氧化剂的氧化性必须介于 I2 与 Cl2 之间,FeCl3(Fe3+)符合要求。 考点02 守恒规律与电子转移计算 1.工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理含有重铬酸根离子(Cr2O72-)的废水,其原理为:6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。下列有关该反应的分析错误的是(  ) A.Fe2+ 作还原剂 B.Cr2O72- 的氧化性强于 Fe3+ C.氧化产物与还原产物的计量系数之比为 3∶1 D.反应每处理 1 个 Cr2O72- 转移的电子数为 12 个 【答案】D 【解析】Fe2+ 由 +2 价升到 +3 价,失电子作还原剂,A 项正确;Cr2O72- 是氧化剂、Fe3+ 是氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物,B 项正确;氧化产物 Fe3+ 与还原产物 Cr3+ 的计量系数之比为 6∶2=3∶1,C 项正确;Cr 由 +6 价降到 +3 价,1 个 Cr2O72- 中含 2 个 Cr,共得 6 个电子,即每处理 1 个 Cr2O72- 转移 6 个电子,D 项错误。故选 D。 2.已知某反应的反应物与生成物为 KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O 和未知物 X,其中 Na2SO3 是反应物之一。下列说法错误的是(  ) A.未知物 X 为 Na2SO4 B.该反应的氧化剂是 KIO3 C.还原性:Na2SO3>I2 D.该反应中,KIO3 发生氧化反应 【答案】D 【解析】反应物中含钠元素而生成物中的钠盐只有 K2SO4,由元素守恒可知未知物 X 为 Na2SO4,A 项正确;KIO3 中碘为 +5 价、I2 中碘为 0 价,碘元素化合价降低,KIO3 作氧化剂、发生还原反应,B 项正确、D 项错误;Na2SO3 中硫为 +4 价、Na2SO4 中硫为 +6 价,硫元素化合价升高,Na2SO3 作还原剂,由“还原剂的还原性强于还原产物”可知还原性 Na2SO3>I2,C 项正确。故选 D。 考点03 信息型方程式的书写与配平 1.在稀硫酸中,Cr 的最高价含氧酸的钾盐(K2Cr2O7,橙色)氧化 O 的一种氢化物(H2O2),Cr 被还原为 +3 价,该反应的化学方程式为      。 【答案】K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 【解析】K2Cr2O7 中 Cr 为 +6 价、H2O2 中 O 为 -1 价。Cr 由 +6 价降到 +3 价,1 个 K2Cr2O7 得 2×3=6 个电子;O 由 -1 价升到 0 价,1 个 H2O2 失 2 个电子。得失电子守恒,K2Cr2O7 与 H2O2 的系数之比为 1∶3;再根据原子守恒配平其余物质,稀硫酸提供酸性介质,得 K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O。 2.某反应的反应物与生成物有 K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl(浓)、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式:      。 【答案】K2Cr2O7+14HCl(浓)===3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O 【解析】由氧化性 K2Cr2O7>Cl2 可知,K2Cr2O7 作氧化剂被还原为 CrCl3,HCl 作还原剂被氧化为 Cl2。Cr 由 +6 价降到 +3 价得 3 个电子,1 个 K2Cr2O7 共得 6 个电子;Cl 由 -1 价升到 0 价失 1 个电子,故需 6 个 HCl 被氧化。再考虑到还有一部分 HCl 中的氯进入 KCl 只起酸性作用、价态不变,HCl 前的系数为 6+8=14,最后按原子守恒补全得 K2Cr2O7+14HCl(浓)===3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O。 1 / 2 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 $

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1.3 氧化还原反应 第3课时(导学案)化学人教版必修第一册
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