第03讲 氧化还原反应 学案-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

人教版（2019）高中化学 必修第一册 【分层导学+易错辨析】 第一章 物质及其变化 第三节 氧化还原反应 （第03讲） 电子有得失，化合价有升降——透过方程式表象，看见电子转移的本质。 课时信息 【建议课时】2课时（建议第1课时完成概念与双线桥，第2课时完成规律与配平） 教学目标 ● 理解氧化还原反应的特征（化合价升降）与本质（电子转移）。 ● 掌握氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物四对概念，能判断反应中元素的化合价变化。 ● 学会用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。 ● 理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，掌握常见氧化剂、还原剂。 ● 掌握电子守恒规律，能配平简单氧化还原方程式并进行相关计算。 教学重点 ★ 氧化还原反应的特征与本质，四对基本概念 ★ 双线桥法表示电子转移，常见氧化剂还原剂判断 ★ 电子守恒规律与简单氧化还原方程式配平 教学难点 ▲ 氧化剂、还原剂与氧化产物、还原产物的对应关系 ▲ 电子转移方向和数目的判断（双线桥、单线桥） ▲ 氧化性还原性强弱比较，信息型氧化还原方程式书写 情景导入 【生活情境】冬天，很多人把一小包"暖宝宝"贴在衣服外面，没过一会儿它就热起来了，能持续发热好几个小时。剪开包装，里面是黑褐色粉末，说明书写着：铁粉、活性炭、蛭石、食盐、水。它的发热原理竟然是——铁在潮湿空气中发生缓慢氧化，放出热量。同样是铁生锈，平时放在墙角要几个月才锈透，在暖宝宝里却能在十几分钟内放出大量热。另一则新闻却让人揪心：有人把84消毒液和洁厕灵混合使用，结果产生了大量黄绿色有毒气体氯气，被送进医院。医生说，这两种东西一个是氧化剂，一个是还原剂，碰在一起就发生了剧烈的氧化还原反应。同学们不禁要问：为什么有的氧化反应慢慢放热（暖宝宝），有的却激烈到冒毒气（消毒液混合）？同样是电子转移，差别到底在哪里？ 思考与讨论 问题1：暖宝宝里铁"生锈"为什么会放热？这个过程中电子是怎么转移的？ 问题2：84消毒液和洁厕灵一个是氧化剂一个是还原剂，它们混合后谁得电子、谁失电子？ 问题3：怎样判断一个化学反应是不是氧化还原反应？看什么最直观？ 一、知识点填空（课前预习，通读教材后独立完成，答案见文末） 1．氧化还原反应的特征是反应前后有元素______的升降；其本质是发生了______。 2．物质所含元素化合价______的反应叫氧化反应；物质所含元素化合价______的反应叫还原反应。 3．所含元素化合价降低的物质是______剂；所含元素化合价升高的物质是______剂。 4．氧化剂在反应中______（填"得"或"失"）电子，被______（填"氧化"或"还原"），生成______产物。 5．还原剂在反应中______（填"得"或"失"）电子，被______（填"氧化"或"还原"），生成______产物。 6．在反应2Na＋Cl22NaCl中，Na元素化合价由0价升高到______价，Na作______剂；Cl元素化合价由0价降低到______价，Cl2作______剂。 7．双线桥法中，箭头从反应物中化合价变化的元素指向生成物中同种元素，桥上要标明______（填"得/失"或"电子转移方向"）和电子数目。 8．置换反应______（填"都是"或"都不是"）氧化还原反应；复分解反应______（填"都是"或"都不是"）氧化还原反应。 9．常见氧化剂有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等；常见还原剂有活泼金属（Al、Zn、Fe）、C、H2、CO、SO2、______（填一种含低价态元素的离子，如Fe2+）。 10．氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数______（填"等于"或"不等于"）还原剂失去的电子总数，这就是电子守恒规律。 11．元素处于最高价态时只有______（填"氧化"或"还原"）性；处于最低价态时只有______性；处于中间价态时既有氧化性又有还原性。 12．暖宝宝发热利用了铁的缓慢氧化，该反应中铁作______剂，氧气作______剂。 13．在氧化还原反应中，氧化剂得到电子，化合价______，发生______反应。 14．已知反应Cl2＋2KI=2KCl＋I2，则氧化性Cl2______（填强于或弱于）I2。 模块一　氧化还原反应的特征与本质 1．特征：化合价升降 凡是有元素化合价升降的化学反应，都是氧化还原反应。判断一个反应是否为氧化还原反应，最直观的方法就是看反应前后元素化合价是否发生变化。 2．本质：电子转移 化合价升降的原因是电子的转移（得失或偏移）。物质失去电子（或电子对偏离），元素化合价升高；物质得到电子（或电子对偏向），元素化合价降低。 反应 是否氧化还原 化合价变化 2Na＋Cl22NaCl 是 Na：0到＋1；Cl：0到－1 CaO＋H2O=Ca(OH)2 否 各元素化合价不变 CaCO3CaO＋CO2↑ 否 各元素化合价不变 Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 是 Fe：0到＋2；Cu：＋2到0 【教师批注】学生初学时常把"有单质参加的反应"当成氧化还原的判据，这是不严谨的——如同素异形体之间的转化（白磷变红磷）有单质但化合价都为0，不是氧化还原。要强调：判据只有一个，就是化合价是否变化。课堂上让学生给四个反应标化合价，自己发现规律。 【教师批注】课堂上可做一个小活动：给出十个反应，让学生分组判断哪些是氧化还原，再用集合图把置换、复分解、化合、分解与氧化还原的关系画出来。画完学生自己就能记住置换一定是、复分解一定不是。 【方法】①氧化还原反应与四个基本反应类型的关系：置换反应一定是氧化还原反应；复分解反应一定不是氧化还原反应；有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应是氧化还原反应。②判断口诀："升失氧还，降得还氧"——化合价升高、失电子、被氧化、作还原剂；化合价降低、得电子、被还原、作氧化剂。 【例题1】下列反应属于氧化还原反应的是（　　） A．CaCO3CaO＋CO2↑ B．Na2O＋H2O=2NaOH C．Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑ D．AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3 【解析】逐项分析：A中各元素化合价不变，是分解反应但非氧化还原；B中各元素化合价不变；C中Zn由0价升到＋2价，H由＋1价降到0价，有化合价变化，是氧化还原反应；D是复分解反应，各元素化合价不变。 答案：C 【变式训练1】下列反应中，画线元素被氧化的是（　　） A．2H2O2H2↑＋O2↑（O元素） B．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu（Cu元素） C．CaO＋H2O=Ca(OH)2（Ca元素） D．CO2＋C2CO（C元素） 【解析】被氧化指元素化合价升高。A中O由－2价升到0价，被氧化；B中Cu由＋2价降到0价，被还原；C无化合价变化；D中CO2里的C由＋4价降到＋2价，被还原，单质C由0价升到＋2价被氧化，但画线C元素指CO2中的C，被还原。 答案：A 模块二　四对基本概念 1．概念辨析 概念 定义 特征 氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应 失电子，被氧化 还原反应 物质所含元素化合价降低的反应 得电子，被还原 氧化剂 所含元素化合价降低的物质 得电子，被还原 还原剂 所含元素化合价升高的物质 失电子，被氧化 氧化产物 还原剂被氧化后的生成物 所含元素化合价升高 还原产物 氧化剂被还原后的生成物 所含元素化合价降低 2．以Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu为例 ● Fe：化合价0到＋2，失电子，被氧化，作还原剂，FeSO4是氧化产物。 ● CuSO4中Cu：化合价＋2到0，得电子，被还原，作氧化剂，Cu是还原产物。 【教师批注】四对概念是本讲最容易混的地方。教学生一句口诀："氧化剂被还原，还原产物；还原剂被氧化，氧化产物"——听起来绕，让学生多读两遍。再强调：氧化剂和还原剂都是反应物，氧化产物和还原产物都是生成物，别把角色搞反。 【易错辨析】①氧化剂本身被还原，还原剂本身被氧化（"氧化剂被还原"是易错点）。②在同一个氧化还原反应中，氧化反应和还原反应同时发生，不能分开。③一种物质既可能是氧化剂也可能是还原剂（如Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O中Cl2既是氧化剂又是还原剂）。 【例题2】在反应3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中，被还原的元素是（　　） A．Cu　　B．N　　C．H　　D．O 【解析】Cu由0价升到＋2价，被氧化；HNO3中N为＋5价，生成物NO中N为＋2价，化合价降低，得电子，被还原；H、O化合价不变。 答案：B 【变式训练2】在反应MnO2＋4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化剂和氧化产物分别是（　　） A．MnO2、Cl2　　B．MnO2、MnCl2　　C．HCl、Cl2　　D．HCl、MnCl2 【解析】Mn在MnO2中为＋4价，在MnCl2中为＋2价，化合价降低，MnO2是氧化剂；HCl中Cl为－1价，在Cl2中为0价，化合价升高，HCl被氧化，Cl2是氧化产物。 答案：A 模块三　双线桥法表示电子转移 1．画法 双线桥法：箭头从反应物中化合价发生变化的元素出发，指向生成物中同种元素；桥上标明"得e-"或"失e-"及电子总数。以2Na＋Cl22NaCl为例： 桥 从 到 标注 桥1 Na（0价） Na+（＋1价） 失2×e-，被氧化 桥2 Cl2（0价） Cl-（－1价） 得2×e-，被还原 【教师批注】双线桥的电子数目怎么算？口诀："化合价变化数×该元素原子个数"。如2Na中每个Na失1e-，共2个Na，所以失2×e-。学生常漏乘原子个数，写成失e-。课堂上让学生在方程式上先标化合价，再数原子个数，最后相乘。 【方法】①双线桥的箭头一定由反应物指向生成物（同一元素），不能从反应物指向反应物。②桥上要同时写"得/失"和电子总数，二者缺一不可。③得失电子总数相等（电子守恒）。 【例题3】在反应2KMnO4=K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，下列关于电子转移的说法正确的是（　　） A．O元素全部被还原 B．Mn元素全部被氧化 C．KMnO4中Mn既被氧化又被还原 D．生成1个O2分子转移2个电子 【解析】KMnO4中Mn为＋7价，K2MnO4中Mn为＋6价（得1e-，被还原），MnO2中Mn为＋4价（得3e-，被还原）；O为－2价，O2中O为0价（失2×2e-=4e-，被氧化）。Mn化合价都降低，都被还原；O被氧化；生成1个O2有2个O从－2升到0，共失4e-。 答案：C 【变式训练3】在反应Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu中，下列说法正确的是（　　） A．Fe得到2个电子 B．CuSO4失去2个电子 C．Fe失去2个电子，Cu2+得到2个电子 D．电子从Cu转移到Fe 【解析】Fe由0价升到＋2价，每个Fe失2e-；Cu2+由＋2价降到0价，每个Cu2+得2e-；电子从Fe转移到Cu2+。 答案：C 模块四　单线桥法 1．画法 单线桥法：箭头直接从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素，桥上只标明电子转移总数（不写得/失）。以Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑为例：箭头从Zn指向H+，桥上标"2e-"。 方法 箭头方向 桥上标注 条数 双线桥 反应物中变价元素指向生成物中同种元素 得/失e-＋数目 两条 单线桥 还原剂中失电子元素指向氧化剂中得电子元素 只标电子总数 一条 【教师批注】单线桥比双线桥简单，但高考主线考双线桥。要提醒学生：单线桥箭头方向就是电子流动方向，从还原剂指向氧化剂；桥上只写电子总数，不写"得""失"二字。学生最容易把单线桥箭头方向画反。 【例题4】用单线桥法表示反应2Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu的电子转移，下列说法正确的是（　　） A．箭头从Cu指向Al，桥上标6e- B．箭头从Al指向Cu，桥上标6e- C．箭头从Al指向Cu，桥上标2e- D．箭头从CuSO4指向Al，桥上标3e- 【解析】Al失电子（还原剂），Cu2+得电子（氧化剂），箭头从Al指向Cu；2个Al每个失3e-，共失6e-，桥上标6e-。 答案：B 【变式训练4】在反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O中，下列说法正确的是（　　） A．Cl2只作氧化剂 B．Cl2只作还原剂 C．Cl2既作氧化剂又作还原剂 D．NaOH被氧化 【解析】Cl2中一个Cl由0价降到－1价（NaCl，被还原），另一个Cl由0价升到＋1价（NaClO，被氧化）；同一种元素既被氧化又被还原，Cl2既作氧化剂又作还原剂（歧化反应）。 答案：C 模块五　氧化还原反应与四种基本反应类型 1．关系图 基本反应类型 是否氧化还原 实例 置换反应 一定是 Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 复分解反应 一定不是 AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3 有单质参加的化合反应 是 2H2＋O22H2O 无单质参加的化合反应 不一定 CaO＋H2O=Ca(OH)2（不是） 有单质生成的分解反应 是 2H2O2H2↑＋O2↑ 【教师批注】让学生记住两个"一定"：置换一定是氧化还原，复分解一定不是。剩下的化合和分解要看有没有单质参与或生成。这个图在选择题里反复考，要让学生自己画一个集合图：置换是氧化还原的真子集，复分解与氧化还原完全不相交。 【例题5】下列化学反应中，既是化合反应又是氧化还原反应的是（　　） A．CaO＋H2O=Ca(OH)2 B．2CO＋O22CO2 C．CaCO3CaO＋CO2↑ D．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 【解析】A是化合但无化合价变化，非氧化还原；B是两种生成一种的化合反应，C由＋2价升到＋4价、O由0价降到－2价，是氧化还原反应；C是分解，非氧化还原；D是置换。 答案：B 【变式训练5】下列有关四种基本反应类型与氧化还原反应关系的说法正确的是（　　） A．有单质参加的反应一定是置换反应 B．复分解反应可能是氧化还原反应 C．有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应 D．没有单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应 【解析】A有单质参加的反应不一定是置换（如化合2H2＋O2=2H2O）；B复分解一定不是氧化还原；C有单质生成的分解反应一定有化合价变化，是氧化还原；D没有单质参加的化合反应也可能是氧化还原（如SO2＋H2O2=H2SO4）。 答案：C 模块六　常见氧化剂与还原剂 1．常见氧化剂（易得电子） 类别 举例 活泼非金属单质 O2、Cl2、Br2 含高价态元素的化合物 浓硫酸、HNO3、KMnO4、KClO3、FeCl3 某些含氧酸盐 MnO2、K2Cr2O7 2．常见还原剂（易失电子） 类别 举例 活泼金属单质 Na、Al、Zn、Fe 某些非金属单质 C、H2 含低价态元素的化合物 CO、SO2、H2S、FeSO4（Fe2+）、KI（I-） 【教师批注】判断一种物质是氧化剂还是还原剂，就看里面有没有元素处于高价态或低价态。KMnO4里Mn是＋7（最高），所以是强氧化剂；FeSO4里Fe是＋2（中间价态），既有氧化性又有还原性，但主要表现还原性。这个"价态思维"要反复强化。 【教师批注】课堂小测：让学生快速判断KMnO4、H2S、FeSO4、Cl2、Na这五种物质各自表现氧化性还是还原性。答案应是：KMnO4只氧化，H2S只还原，FeSO4和Cl2两头都有，Na只还原。这个小测能立刻暴露谁对中间价态理解不到位。 【价态规律】①元素处于最高价态只有氧化性（如KMnO4中Mn+7、浓H2SO4中S+6）；处于最低价态只有还原性（如H2S中S－2、Na）；处于中间价态既有氧化性又有还原性（如Fe2+、SO2中S+4）。 【例题6】下列微粒中，只具有还原性的是（　　） A．Fe2+　　B．Fe3+　　C．Cl-　　D．MnO4- 【解析】A Fe2+是中间价态，既有氧化性又有还原性；B Fe3+是最高价，只有氧化性；C Cl-是最低价（－1），只有还原性；D MnO4-中Mn是＋7最高价，只有氧化性。 答案：C 【变式训练6】下列微粒中，既具有氧化性又具有还原性的是（　　） A．Na　　B．S2-　　C．SO2　　D．Cl2 【解析】A Na是0价（金属最低），只有还原性；B S2-是－2最低价，只有还原性；C SO2中S是＋4价（S的常见价态有－2、0、＋4、＋6），＋4是中间价态，既有氧化性又有还原性；D Cl2中Cl是0价，介于－1和＋7之间，既有氧化性又有还原性。C、D均符合，结合选项设计最佳答案。 答案：C 模块七　氧化性、还原性强弱比较 1．依据反应方向判断 氧化还原反应中，一般规律是：强氧化剂＋强还原剂=弱氧化剂（还原产物）＋弱还原剂（氧化产物）。即：氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物。 已知反应 结论 Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu 氧化性：Cu2+＞Fe2+；还原性：Fe＞Cu Cl2＋2KI=2KCl＋I2 氧化性：Cl2＞I2；还原性：I-＞Cl- 【教师批注】强弱比较是高考热点。教学生一个简单办法："找双剑"——氧化剂和氧化产物比氧化性，还原剂和还原产物比还原性，中间"中间人"（氧化剂对应的还原产物、还原剂对应的氧化产物）不要搞混。比如Cl2＋2KI=2KCl＋I2，Cl2是氧化剂，I2是氧化产物，所以Cl2氧化性强于I2。 【教师批注】电子守恒计算要训练学生跳过中间过程，直接看反应物失电子总数等于产物得电子总数。这种两端对冲的思路在后续电化学、复杂配平中还会反复用，务必从现在就养成习惯。 【方法】①物质的氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难易程度，而不是得失电子的多少。如Na失1e-，Al失3e-，但Na比Al还原性强。②元素处于高价态不一定氧化性强，还要看具体反应。 【例题7】已知反应：①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋I2＋2KCl；②Cl2＋2FeCl2=2FeCl3。下列物质氧化性由强到弱的顺序正确的是（　　） A．Cl2＞Fe3+＞I2 B．I2＞Fe3+＞Cl2 C．Fe3+＞Cl2＞I2 D．Cl2＞I2＞Fe3+ 【解析】由①：FeCl3是氧化剂，I2是氧化产物，故氧化性Fe3+＞I2；由②：Cl2是氧化剂，FeCl3是氧化产物，故氧化性Cl2＞Fe3+。综合得Cl2＞Fe3+＞I2。 答案：A 【变式训练7】已知：X2＋2Y-=2X-＋Y2；Y2＋2Z-=2Y-＋Z2。则氧化性由强到弱的顺序为（　　） A．X2＞Y2＞Z2 B．Z2＞Y2＞X2 C．X2＞Z2＞Y2 D．Y2＞X2＞Z2 【解析】由①：X2是氧化剂，Y2是氧化产物，X2＞Y2；由②：Y2是氧化剂，Z2是氧化产物，Y2＞Z2。综合X2＞Y2＞Z2。 答案：A 模块八　电子守恒与氧化还原方程式配平 1．电子守恒规律 氧化还原反应中，氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数（化合价升高总数=化合价降低总数）。这是配平和计算的依据。 2．配平步骤（化合价升降法） ● 标价态：标出反应前后变价元素的化合价。 ● 列变化：列出化合价升高和降低的数值。 ● 求总数：求最小公倍数，使升降总数相等。 ● 配系数：先配氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的系数，再配其他物质。 【教师批注】配平是本讲的难点，但必修一阶段不要求复杂配平，掌握简单类型即可。建议课堂上用"Fe2O3＋COFe＋CO2"这个经典例子带学生走一遍四步，让他们体会"先配变价元素、再配观察"的顺序。 【例题8】配平化学方程式：　Fe2O3＋　CO　Fe＋　CO2，各物质系数依次为（　　） A．1、3、2、3　　B．1、2、2、3　　C．1、3、1、3　　D．2、3、4、3 【解析】Fe由＋3价降到0价，每个Fe得3e-，1个Fe2O3含2个Fe共得6e-；C由＋2价升到＋4价，每个CO失2e-。最小公倍数6，故CO系数3（失6e-），Fe2O3系数1（得6e-），再配Fe为2、CO2为3。 答案：A 【变式训练8】在反应3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O中，被还原的HNO3与未被还原的HNO3的物质的量之比为（　　） A．1∶3　　B．1∶4　　C．3∶1　　D．4∶1 【解析】8个HNO3中，有2个被还原成NO（N由＋5降到＋2），其余6个Cu(NO3)2中的NO3-化合价不变（未被还原，起酸的作用）。被还原∶未被还原=2∶6=1∶3。 答案：A 模块九　氧化还原反应的综合应用 1．暖宝宝与缓慢氧化 暖宝宝内铁粉在NaCl溶液（电解质）和活性炭（吸附氧气、水）作用下发生缓慢氧化：4Fe＋3O2＋6H2O=4Fe(OH)3，放出热量。铁作还原剂被氧化，O2作氧化剂被还原。 2．漂白与消毒中的氧化还原 ● 84消毒液（NaClO）消毒：ClO-具有强氧化性，使细菌蛋白质变性。 ● 漂白粉漂白：Ca(ClO)2与酸生成HClO，HClO氧化有色物质。 ● KMnO4消毒：MnO4-（＋7价Mn）强氧化性。 3．实验室制氯气 MnO2＋4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。MnO2是氧化剂，HCl是还原剂（同时起酸的作用）。 【教师批注】把氧化还原知识拉回生活：暖宝宝为什么放热？因为缓慢氧化也是氧化还原，只是反应慢、放热分散。84消毒液为什么不能和洁厕灵混用？因为ClO-（氧化剂）和Cl-（还原剂）在酸性条件下归中生成Cl2。这些真实情境能让学生感到化学有用。 【例题9】暖宝宝发热原理是铁在潮湿空气中被氧化。下列说法正确的是（　　） A．铁在反应中作氧化剂 B．铁发生还原反应 C．O2在反应中被还原 D．该反应放热，说明不需要电子转移 【解析】铁由0价升到＋3价，失电子，被氧化，作还原剂，A、B错；O2中O由0价降到－2价，得电子，被还原，C正确；任何氧化还原反应都伴随电子转移，D错。 答案：C 【变式训练9】84消毒液（NaClO）与洁厕灵（HCl）混合产生Cl2：NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O。该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比为（　　） A．1∶1　　B．1∶2　　C．2∶1　　D．1∶58.5 【解析】NaClO中Cl为＋1价（被还原到0价），HCl中一个Cl为－1价（被氧化到0价），另一个Cl化合价不变（生成NaCl）。被氧化的Cl和被还原的Cl各1个，原子个数比1∶1，质量比也1∶1。 答案：A 4．钢铁的吸氧腐蚀与防护 潮湿空气中，钢铁表面形成水膜，铁与其中溶解的O2形成微小原电池：铁作负极失电子被氧化（Fe－2e-=Fe2+），碳作正极，O2在正极得电子被还原。这就是钢铁生锈的主要原因，也是暖宝宝发热的微观机制。 应用 原理 氧化还原角色 暖宝宝 铁粉缓慢氧化放热 Fe作还原剂，O2作氧化剂 铁栏杆刷漆 隔绝O2和水，阻断氧化 减慢铁被氧化速率 轮船外壳锌块 锌比铁活泼，锌被腐蚀保护铁 锌作还原剂（牺牲阳极） 【教师批注】吸氧腐蚀是氧化还原知识在生活中最典型的应用。可以联系暖宝宝一起讲：暖宝宝是"人为加速"吸氧腐蚀来放热，铁栏杆生锈是"自发缓慢"的吸氧腐蚀，轮船挂锌块是"让锌替铁牺牲"。这三个例子串起来，学生对氧化还原的认识就立体了。 模块十　氧化还原反应计算（电子守恒法） 1．电子守恒计算 依据：氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。常见题型：求参加反应的氧化剂/还原剂物质的量、求产物中某元素化合价。 题型 方法 求转移电子数 找出变价元素原子数×化合价变化数 求氧化剂还原剂物质的量比 按电子守恒列等式 求未知元素化合价 由得失电子总数反推 【教师批注】电子守恒计算是高考计算题的常客。教学生"只两头、不管中间"：直接算反应物那边失多少电子、产物那边得多少电子，两边相等列方程。不要去数中间过程，容易乱。 【例题10】在一定条件下，RO3n-与F2反应：RO3n-＋F2＋2OH-=RO4-＋2F-＋H2O。则在RO3n-中元素R的化合价是（　　） A．＋4　　B．＋5　　C．＋6　　D．＋7 【解析】F2中F由0价降到－1价，1个F2共得2e-；由电子守恒，RO3n-中R升到RO4-中R（＋7价）应失2e-。设RO3n-中R为x价，则7－x=2，x=＋5。 答案：B 【变式训练10】用0.1 mol/L的Na2SO3溶液30 mL，恰好将2×10-3 mol的XO4-还原，则元素X在还原产物中的化合价是（　　） A．＋1　　B．＋2　　C．＋3　　D．＋4 【解析】Na2SO3中S为＋4价，被氧化成SO42-中＋6价，每个S失2e-。n(Na2SO3)=0.1×0.03=0.003 mol，共失0.006 mol e-。XO4-中X为＋7价，设还原产物中X为a价，每个得(7－a)e-，2×10-3×(7－a)＋4。 答案：D 模块十一　本讲必背氧化还原方程式速查 反应 化学方程式 氧化剂/还原剂 钠在氯气中燃烧 2Na＋Cl22NaCl Cl2/Na 氢气还原氧化铜 H2＋CuO=Cu＋H2O CuO/H2 铁与硫酸铜 Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu CuSO4/Fe 二氧化碳与碳 CO2＋C2CO CO2/C 实验室制氯气 MnO2＋4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O MnO2/HCl 氯气与氢氧化钠 Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O Cl2既是氧化剂又是还原剂 铜与稀硝酸 3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O HNO3/Cu 一氧化碳还原氧化铁 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3/CO 【教师批注】这八个方程式是本讲的弹药库。其中实验室制氯气和铜与稀硝酸是高考高频考点，要让学生能熟练指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。课堂最后留5分钟当堂默写，同桌互批。 模块十二　氧化还原计算题型专练 题型一：求参加反应的氧化剂（还原剂）物质的量 方法：按电子守恒列等式。找出氧化剂每个分子得电子数、还原剂每个分子失电子数，由得电子总数=失电子总数求解。 【例】在反应3Cl2＋6NaOH=5NaCl＋NaClO3＋3H2O中，被氧化的Cl2与被还原的Cl2分子数之比为多少？ 【解】3个Cl2共6个Cl原子。其中5个Cl由0价降到－1价（被还原），1个Cl由0价升到＋5价（被氧化）。被氧化的Cl原子数∶被还原的Cl原子数=1∶5，对应Cl2分子数比也是1∶5（因为每个Cl2含2个Cl，比例不变）。 题型二：求产物中变价元素化合价 【例】R2O8n-在一定条件下可把Mn2+氧化为MnO4-，反应后R2O8n-变为RO42-。已知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则R2O8n-中n的值为多少？ 【解】Mn2+变到MnO4-，Mn由＋2升到＋7，每个Mn失5e-。2 mol Mn2+共失10 mol e-。由电子守恒，5 mol R2O8n-共得10 mol e-，即每个R2O8n-得2e-，每个R得1e-。RO42-中R为＋6价，故R2O8n-中R为＋5价。由2×(＋5)＋8×(－2)6。 题型三：多步氧化还原中的电子守恒综合 【例】某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。已知KBrO3在反应中得到电子，则：（1）还原剂是______；（2）已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为______。 【解】（1）KBrO3得电子是氧化剂，所含Br化合价降低。还原剂失电子，所含元素化合价升高。AsH3中As为－3价，H3AsO4中As为＋5价，As化合价升高，故AsH3是还原剂。（2）0.2 mol KBrO3得1 mol e-，则1 mol KBrO3得5 mol e-，Br由＋5价降5价到0价，故X为Br2。配平：AsH3中As升8价，KBrO3中Br降5价，最小公倍数40，AsH3系数5，KBrO3系数8。 【教师批注】这种信息型计算题是高考压轴风格，必修一阶段作了解即可。但"标价态、找升降、求守恒"三步法要让学生体会：无论题目给得多陌生，核心永远是电子守恒。 【教师批注】这两类计算题是本讲的拔高题。教学中不要让学生死背公式，要让他们牢牢抓住"得失电子总数相等"这一个核心等式。课堂上带着学生把上面两个例题分步算一遍，第一步标价态、第二步算单原子变价、第三步乘原子个数、第四步列守恒方程。 本讲五大高频误区对照表 常见误区 正确理解 氧化剂被氧化 氧化剂得电子被还原，还原剂失电子被氧化 有单质参加就是氧化还原 看化合价是否变化，同素异形体转化不是 得电子多则氧化性强 氧化性看难易不看多少，Na比Al还原性强 浓H2SO4只作氧化剂 ['在与Cu反应时既表现氧化性又表现酸性（生成CuSO4）'] 氧化剂与还原剂不能是同一种物质 歧化反应中同一元素既被氧化又被还原（如Cl2＋NaOH） 【教师批注】这张表是本讲的"避坑指南"，建议学生抄到笔记本上。每次做题前先对照这五条自查：我有没有把氧化剂被还原记反？有没有看化合价？有没有把"多少"当成"强弱"？自查三遍再下笔。 错题辨析 易错点1 【错解】认为"氧化剂被氧化，还原剂被还原"，或把氧化剂和氧化产物混为一谈。 【正解】氧化剂被还原（得电子，化合价降低），还原剂被氧化（失电子，化合价升高）；氧化剂是反应物，氧化产物是生成物（还原剂被氧化后的产物）。 【错因】概念对应关系记反。口诀："氧化剂被还原，还原剂被氧化；降得还氧（化合价降低、得电子、被还原、是氧化剂），升失氧还。" 易错点2 【错解】认为有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应，或认为氧化还原反应必须有氧气参加。 【正解】有单质参加的反应不一定是氧化还原（如同素异形体转化）；氧化还原反应的本质是电子转移，不一定有O2参加（如H2＋Cl22HCl）。 【错因】把氧化还原狭隘地理解为"与氧反应"。判断依据是化合价是否变化，与是否有O2无关。 易错点3 【错解】双线桥法桥上只写电子数目不写"得/失"，或把箭头方向画成从反应物指向反应物。 【正解】双线桥箭头从反应物中变价元素指向生成物中同种元素，桥上必须标明"得e-"或"失e-"及电子总数。 【错因】没掌握双线桥规范。两条桥分别表示得电子和失电子过程，缺一不可。 易错点4 【错解】配平时认为氧化剂得电子数等于一个原子的变价数，漏乘变价原子个数；或认为得电子总数不等于失电子总数。 【正解】得电子总数=每个原子得电子数×变价原子个数；氧化还原反应中得电子总数一定等于失电子总数（电子守恒）。 【错因】漏乘原子个数，且忽视了电子守恒。配平时要先算"单原子变价数×原子个数"。 易错点5 【错解】把SO2、Fe2+只当成还原剂，忽视它们处于中间价态也有氧化性。 【正解】SO2中S为＋4价（中间价态），Fe2+也是中间价态，既有氧化性又有还原性；与强氧化剂反应时作还原剂，与强还原剂反应时作氧化剂。 【错因】把中间价态物质"一棍子打死"归为还原剂。判断氧化性还原性要结合具体反应对象。 分层练习 【基础过关】 1．下列反应属于氧化还原反应的是（　　） A．CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ B．CaO＋H2O=Ca(OH)2 C．2H2O2H2↑＋O2↑ D．CaCO3CaO＋CO2↑ 2．氧化还原反应的本质是（　　） A．得氧失氧 B．化合价升降 C．电子转移 D．颜色变化 3．在反应C＋2CuO2Cu＋CO2↑中，氧化剂是（　　） A．C　　B．CuO　　C．Cu　　D．CO2 4．下列物质中，常用作还原剂的是（　　） A．O2　　B．Cl2　　C．H2　　D．浓HNO3 5．在反应Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu中，被氧化的元素是（　　） A．Fe　　B．Cu　　C．O　　D．S 6．下列反应中，水既不作氧化剂又不作还原剂的是（　　） A．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑ B．2H2O2H2↑＋O2↑ C．CO2＋H2O=H2CO3 D．C＋H2O(g)CO＋H2 7．在反应MnO2＋4HCl(浓)=MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，被氧化的HCl与参加反应的HCl的物质的量之比为（　　） A．1∶2　　B．1∶1　　C．2∶1　　D．1∶4 8．下列叙述正确的是（　　） A．在氧化还原反应中，肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原 B．没有单质参加的反应一定不是氧化还原反应 C．置换反应一定是氧化还原反应 D．失电子难的原子，获得电子的能力一定强 分层练习 【能力提升】 1．已知反应：①Cl2＋2KI=2KCl＋I2；②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3；③2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋I2＋2KCl。下列物质氧化性由强到弱顺序正确的是（　　） A．Cl2＞Fe3+＞I2 B．I2＞Fe3+＞Cl2 C．Fe3+＞Cl2＞I2 D．Cl2＞I2＞Fe3+ 2．在反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO中，NO2（　　） A．只作氧化剂 B．只作还原剂 C．既作氧化剂又作还原剂 D．既不作氧化剂也不作还原剂 3．在一定条件下，NH4NO3受热分解：NH4NO3=HNO3＋N2↑＋H2O（未配平）。反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（　　） A．1∶1　　B．5∶3　　C．3∶5　　D．5∶1 4．用双线桥法表示反应2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑的电子转移，下列说法正确的是（　　） A．Al得6e-　　B．H+得6e-　　C．H+失6e-　　D．Al失3e- 5．K2Cr2O7是一种强氧化剂，常用于氧化还原滴定。已知K2Cr2O7（Cr为＋6价）在酸性条件下被还原为Cr3+，则1个Cr2O72-得到的电子数为（　　） A．3　　B．6　　C．12　　D．2 6．某同学配制了一瓶FeSO4溶液，发现久置后溶液变黄。查阅资料：Fe2+易被空气中O2氧化为Fe3+。 （1）Fe2+被氧化，说明Fe2+作______剂（填"氧化"或"还原"）。 （2）写出FeSO4溶液在空气中被O2氧化生成Fe(OH)3的化学方程式（配平）：____________。 （3）为防止FeSO4溶液变质，常向其中加入少量铁粉，试用氧化还原原理解释：____________。 分层练习 【拓展探究】 1．某化学兴趣小组对"暖宝宝"发热原理展开项目式探究。剪开一片未使用的暖宝宝，看到内袋为黑褐色粉末，标签注明成分：铁粉、活性炭、蛭石、食盐、水。撕开外袋后5分钟，温度即升至50℃以上。 【查阅资料】铁在潮湿、有电解质存在时能被O2快速氧化，放出热量；活性炭疏松多孔，能吸附O2和水蒸气。 （1）暖宝宝发热过程中，铁元素化合价从0价升高到______价（以Fe(OH)3计），铁作______剂。 （2）用双线桥法表示4Fe＋3O2＋6H2O=4Fe(OH)3中的电子转移：铁元素共______（填"得"或"失"）______个电子，氧元素共______（填"得"或"失"）______个电子。 （3）食盐（NaCl）在暖宝宝中的作用是增强粉末的导电性，形成微小原电池加速铁的氧化。NaCl本身在反应中______（填"是"或"不是"）氧化剂。 （4）从氧化还原角度解释：为什么暖宝宝要"撕开外袋"才发热？外袋包装严密时反应为什么几乎不进行？____________。 （5）有同学想自制暖宝宝，用铜粉代替铁粉可以吗？请判断并说明理由：____________。 2．84消毒液与洁厕灵混合中毒事件频发。某小组欲通过实验探究消毒液的氧化性。已知84消毒液有效成分为NaClO，洁厕灵主要成分为HCl，二者混合反应为NaClO＋2HCl=NaCl＋Cl2↑＋H2O。 （1）该反应中被氧化的元素是______（填元素符号），被还原的元素是______（填元素符号）。 （2）若反应中生成标准状况下2.24 L Cl2，则转移电子的物质的量为_____mol。 （3）该反应中HCl表现的性质是______（填"氧化性""还原性"或"酸性和还原性"）。 （4）84消毒液不能与洁厕灵混用，但可以与肥皂水（碱性）一同使用。从氧化还原角度判断：NaClO在碱性条件下氧化性减弱还是增强？为什么？____________。 （5）请写一条家庭安全使用消毒剂的建议：____________。 3．某反应体系中有反应物和生成物共五种物质：KMnO4、H2C2O4（草酸）、MnSO4、K2SO4、H2SO4、CO2、H2O。已知KMnO4到MnSO4，Mn元素化合价降低。 （1）该反应中还原剂是______（填化学式），被还原的元素是______。 （2）写出并配平该反应的化学方程式：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋_____CO2↑＋_____H2O。 （3）若有1 mol KMnO4参加反应，转移电子_____mol。 （4）该反应常用于酸化高锰酸钾溶液滴定草酸，滴定终点现象为____________。 本讲学习自检清单（课后逐条打勾） ● 我能准确说出氧化还原反应的特征和本质。 ● 我能给任意化学方程式中所有元素标对化合价。 ● 我能正确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 ● 我记住了口诀"升失氧还，降得还氧"。 ● 我能用双线桥法标出电子转移方向和数目。 ● 我能区分双线桥和单线桥的画法和标注。 ● 我知道置换一定是、复分解一定不是氧化还原。 ● 我能列举3种常见氧化剂和3种常见还原剂。 ● 我理解最高价只有氧化性、最低价只有还原性、中间价两头。 ● 我能用反应方向判断氧化性还原性强弱。 ● 我能运用电子守恒做简单氧化还原计算。 ● 我能配平简单的氧化还原方程式。 ● 我能解释暖宝宝发热和84消毒液事故的氧化还原原理。 ● 我知道钢铁吸氧腐蚀中铁和碳各起什么作用。 ● 我不会再把"氧化剂被还原"记反。 本课时小结 知识框架 ● 氧化还原反应 ○ 特征：化合价升降；本质：电子转移 ○ 口诀：升失氧还，降得还氧 ● 四对概念 ○ 氧化剂（得电子、被还原）vs 还原剂（失电子、被氧化） ○ 氧化产物（还原剂被氧化）vs 还原产物（氧化剂被还原） ● 电子转移表示 ○ 双线桥：反应物变价元素指向生成物同种元素，标得/失e- ○ 单线桥：还原剂失电子元素指向氧化剂得电子元素，只标总数 ● 规律 ○ 守恒：得电子总数=失电子总数 ○ 强弱：氧化剂＞氧化产物，还原剂＞还原产物 ○ 价态：最高价只氧化，最低价只还原，中间价两头 ● 应用：暖宝宝缓慢氧化、84消毒、漂白、实验室制Cl2 ○ 钢铁吸氧腐蚀：Fe作负极被氧化，轮船挂锌块保护铁 ○ 计算核心：得电子总数=失电子总数，跳过中间过程两端对冲 核心结论 ◆ 判断氧化还原看化合价，本质是电子转移；置换一定是，复分解一定不是。 ◆ 氧化剂被还原、还原剂被氧化，别把角色搞反。 ◆ 电子守恒是配平和计算的核心：得电子总数=失电子总数。 ◆ 氧化性还原性强弱看反应方向，不看得失电子多少。 参考答案与详细解析 一、知识点填空答案 1．化合价；电子转移。 2．升高；降低。 3．氧化；还原。 4．得；还原；还原。 5．失；氧化；氧化。 6．＋1；还原；－1；氧化。 7．得/失（得或失）。 8．都是；都不是。 9．Fe2+（合理即可）。 10．等于。 11．氧化；还原。 12．还原；氧化。 13．降低；还原。 14．强于。 二、基础过关答案 1．A是复分解，无化合价变化；B是化合，无化合价变化；C中H由＋1降到0、O由－2升到0，是氧化还原；D是分解，无化合价变化。 答案：C 2．特征是化合价升降，本质是电子转移；得氧失氧是狭义说法，颜色变化只是外观。 答案：C 3．CuO中Cu由＋2价降到0价，得电子，是氧化剂；C由0升到＋4，是还原剂。 答案：B 4．O2、Cl2、浓HNO3都是常见氧化剂；H2是常见还原剂。 答案：C 5．Fe由0价升到＋2价，失电子被氧化；Cu由＋2降到0被还原。 答案：A 6．A中H2O中H由＋1降到0，水作氧化剂；B中水既被氧化又被还原；C中CO2＋H2O=H2CO3无化合价变化，水既不作氧化剂也不作还原剂；D中水中H由＋1降到0，水作氧化剂。 答案：C 7．4个HCl中，2个Cl由－1升到0（被氧化成Cl2），另2个Cl化合价不变（生成MnCl2，起酸的作用）。被氧化HCl∶参加反应HCl=2∶4=1∶2。 答案：A 8．A中歧化反应同一元素既被氧化又被还原；B中CO2＋H2O2=H2SO4无单质但是氧化还原；C置换一定是氧化还原；D失电子难的原子得电子能力不一定强（如稀有气体）。 答案：C 三、能力提升答案 1．由①Cl2是氧化剂、I2是氧化产物，Cl2＞I2；由②Cl2是氧化剂、Fe3+是氧化产物，Cl2＞Fe3+；由③Fe3+是氧化剂、I2是氧化产物，Fe3+＞I2。综合Cl2＞Fe3+＞I2。 答案：A 2．NO2中N为＋4价，HNO3中N为＋5价（升高，被氧化），NO中N为＋2价（降低，被还原）。同一元素既被氧化又被还原。 答案：C 3．NH4+中N为－3价（被氧化到N2的0价），NO3-中N为＋5价（被还原到0价）。按电子守恒：失3e-×x5∶3。 答案：B 4．2个Al每个由0升到＋3，共失6e-；6个H+每个由＋1降到0，共得6e-。 答案：B 5．1个Cr2O72-含2个Cr，每个由＋6降到＋3得3e-，共得6e-。 答案：B 6．（1）Fe2+被氧化，作还原剂。（2）4FeSO4＋O2＋2H2SO4＋2H2O=4Fe(OH)3↓＋2Fe2(SO4)3（或分步：4Fe2+＋O2＋10H2O=4Fe(OH)3↓＋8H+）。（3）铁粉能把被氧化生成的Fe3+重新还原为Fe2+：Fe＋2Fe3+=3Fe2+，防止溶液变质。 答案：（1）还原。（2）4FeSO4＋O2＋2H2O=4Fe(OH)SO4（合理即可）。（3）Fe粉将Fe3+还原为Fe2+：Fe＋2Fe3+=3Fe2+。 四、拓展探究答案 1．（1）Fe(OH)3中Fe为＋3价，铁由0升到＋3，失电子，作还原剂。 （2）4个Fe每个失3e-，共失12e-；3个O2共6个O每个得2e-，共得12e-。 （3）NaCl只起导电作用，Cl-和Na+化合价不变，不是氧化剂。 （4）外袋隔绝空气（O2和水），铁缺少反应物，氧化反应几乎不进行；撕开外袋后O2和水进入，反应开始放热。 （5）不行。Cu在金属活动性顺序中排在H后，化学性质不活泼，在空气中不能像铁那样发生持续氧化放热，且Cu氧化极慢。 答案：（1）＋3；还原。（2）失；12；得；12。（3）不是。（4）外袋隔绝O2和水，反应无法进行。（5）不行，铜不活泼，不能像铁一样持续氧化放热。 2．（1）NaClO中Cl为＋1价被还原为Cl2的0价；HCl中一个Cl为－1价被氧化为Cl2的0价。被氧化和被还原的都是Cl元素。 （2）标准状况2.24 L Cl2为0.1 mol。生成1个Cl2时，1个Cl-失1e-、1个ClO-得1e-，转移1e-。故0.1 mol Cl2转移0.1 mol电子。 （3）HCl中一个Cl-被氧化（还原性），另一个Cl-化合价不变生成NaCl（酸性），故HCl表现酸性和还原性。 （4）碱性条件下H+浓度低，ClO-与Cl-归中反应难以发生，氧化性相对稳定；酸性越强越易产生Cl2。 （5）84消毒液与洁厕灵严禁混用，单独使用并保持通风。 答案：（1）Cl；Cl。（2）0.1。（3）酸性和还原性。（4）碱性条件下H+少，归中反应不易发生，氧化性相对稳定（合理即可）。（5）84消毒液与洁厕灵禁止混用（合理即可）。 3．（1）KMnO4中Mn由＋7降到＋2（MnSO4），被还原，是氧化剂；H2C2O4中C为＋3价，CO2中C为＋4价，化合价升高，H2C2O4是还原剂。 （2）配平：2KMnO4得10e-（每个Mn得5e-），5H2C2O4失10e-（每个C2O42-含2个C各失1e-，共失2e-），故CO2系数为10，H2O系数为8。 （3）每个Mn由＋7降到＋2得5e-，1 mol KMnO4转移5 mol电子。 （4）滴定终点：当滴入最后一滴KMnO4溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为浅紫红色（粉红色），且半分钟内不褪色。 答案：（1）H2C2O4；Mn。（2）10；8。（3）5。（4）溶液由无色变为浅紫红色且半分钟不褪色。 学科网（北京）股份有限公司 $