安徽高一化学上学期化学课时作业（人教版必修一第一章第三节）

人教版必修一第一章第三节氧化还原反应 第3节 氧化还原反应 第1课 氧化还原反应的概念 课时作业 （新课学习） 一、作业目标 1. 能通过分析具体反应中元素化合价的变化，判断常见反应是否为氧化还原反应，发展宏观辨识与证据推理能力。 2. 通过练习理解化合价升降的原因是电子的转移（得失或共用电子对偏移），初步建构氧化还原反应的认知模型，发展微观探析与模型认知能力。 二 、作业重难点 1.作业重点 氧化还原反应的判断、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系 2. 作业难点 氧化还原反应与电子转移的关系 3、 作业实施建议 建议学生分配合课堂内容，时间约为45分钟。拓展视野可供学生阅读。 4、 作业内容 第1课时 氧化还原反应的基本概念 【基础题】 1.下列反应不是氧化还原反应的是 A．凡石灰，经火焚炼为用 B．何意百炼钢，化为绕指柔 C．野火烧不尽，春风吹又生 D．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干 2. 一种低成本新型光伏材料蜂窝状石墨烯，其生产原理为 (石墨烯)，除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是 A．石墨烯与金刚石互为同素异形体 B．该反应属于氧化还原反应 C．Na2O属于碱性氧化物 D．CO属于酸性氧化物 3. 下列图示表达正确的是 A．的结构示意图： B．熔融状态下氯化钠导电的过程： C．用双线桥表示电子转移的方向和数目： D．离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系为： 4. 下列用单、双线桥法表示电子转移的方向和数目错误的是 A． B． C． D． 5. 某同学归纳了以下说法： ① 氧化还原反应中，有一种元素化合价升高，必有另一种元素化合价降低 ② 在反应 H₂ + Cl₂ →（点燃）2HCl 中，氢元素化合价升高是因为氢原子失去电子 ③ 元素由化合态变为游离态，该元素可能被氧化，也可能被还原 其中正确的是（ ） A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①②③ 6. 已知金属铜在潮湿空气中会生成铜绿：2Cu + O₂ + CO₂ + H₂O → Cu₂(OH)₂CO₃。 （1） 该反应是否属于氧化还原反应？判断依据是什么？ （2） 该反应属于四种基本反应类型中的哪一种？请说明理由。 （3）从化合价变化的角度，分别指出哪种物质被氧化、哪种物质被还原。 【提升题】7. 氧化还原反应为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。 (1)氧化还原反应与四种基本类型的反应的关系如下图，则以下化学反应属于阴影区域的是_____（填标号）。 A． B． C． D． （2）实验室中可利用溶液与溶液反应快速制备，其反应方程式为：。 ①该反应中被氧化的是_____元素。 ②用单线桥表示下列反应的电子转移的方向和数目__________。 （3） 在酸性条件下极不稳定，易产生有毒的氮氧化物：。若反应放出气体，反应的为_____。 【答案与解析】 1. A 【详解】A．描述的是CaCO3高温分解生成CaO和CO2的反应，属于分解反应，反应前后各元素化合价均没有变化，不属于氧化还原反应，A正确； B．描述炼钢过程，涉及碳、铁等元素化合价的升降，有元素化合价变化，属于氧化还原反应，B错误； C．描述杂草燃烧的反应，燃烧属于剧烈的氧化还原反应，存在元素化合价变化，C错误； D．描述蜡烛燃烧的反应，燃烧过程中存在元素化合价的升降，属于氧化还原反应，D错误； 故答案为A。 2. D 【详解】A．石墨烯和金刚石都是由碳元素形成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，A正确； B．该反应中CO中的C元素化合价部分升高生成、部分降低生成石墨烯，存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应，B正确； C．Na2O与酸反应只生成盐和水，符合碱性氧化物的定义，属于碱性氧化物，C正确； D．酸性氧化物的定义是能与碱反应只生成盐和水的氧化物，CO不能和碱反应生成盐和水，属于不成盐氧化物，不属于酸性氧化物，D错误；故选D。 3．C 【详解】 A．氯的原子序数为17，氯原子得到1个电子形成时，原子核不变，核外电子数变为18，正确的结构示意图为，A错误；B．熔融氯化钠中存在能够自由移动的和。通电后，移向与电源负极相连的左侧电极，移向与电源正极相连的右侧电极。原图将两种离子的移动方向均画反了，B错误； C．反应中，Cr元素的化合价由中的+6价降低到中的+3价，2个Cr原子共得到6个电子；部分Cl元素的化合价由HCl中的−1价升高到中的0价，生成3个分子对应6个Cl原子共失去6个电子，其余Cl元素的化合价不变。双线桥应分别由反应物中的Cr、Cl指向生成物中的Cr、Cl(化合价发生变化的部分)，并标明得到、失去的电子数，该表示无误，C正确； D．置换反应中含两种不同的单质，必有元素化合价改变，因此置换反应均属于氧化还原反应。例如，既是置换反应，也是离子反应；是置换反应，不属于离子反应；是离子反应，不属于氧化还原反应。因此，置换反应应全部位于氧化还原反应的范围内，离子反应与这两类反应均有交叉。正确的关系图为，D错误；故选C。 4. D 【详解】A．Zn失电子成为Zn2+为还原剂，Cu2+得电子生成Cu为氧化剂，转移2个电子，A正确； B．Fe(OH)2中Fe为+2价，失去1个电子生成Fe(OH)3，4个Fe(OH)2共失去4个电子，O2转化为负二价氧，1个O原子得2个电子，O2转移4个电子，B正确； C．Cl由+5价降为-1价，1个KClO3得6个电子，2个KClO3得12个电子，O由-2价失电子升为0价，1个O原子失去2个电子，6个O原子共转移12个电子，C正确； D．反应中氯元素价态降低，得到电子，发生还原反应，而碘元素价态升高，失去电子，发生氧化反应，，D错误；故选D。 5. B（①错，反应 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ 中只有 O 一种元素化合价变化，同种元素既升高又降低；②错，H₂ 与 Cl₂ 反应中，氢原子并非失去电子，而是共用电子对偏离氢原子，导致化合价升高；③正确。 6. （1）是。Cu 由 0→+2，O₂ 中 O 由 0→-2，有化合价变化。 （2）化合反应。多种物质生成一种物质。 （3）Cu 被氧化（化合价升高），O₂ 被还原（化合价降低）。 【作业评价标准】 通过氧化还原反应的基本概念，强调氧化还原反应的判断依据——化合价的升降，并和四大基本反应联系起来，强化学习！ 7. （1）阴影区域属于氧化还原反应，但不属于化合、分解、置换反应。 A．反应为置换反应，A不符合题意； B．反应为氧化还原反应，同时不属于化合、分解、置换反应，B符合题意； C．反应为分解反应，C不符合题意； D．反应为非氧化还原的复分解反应，D不符合题意； 故选B。 （2）①该反应为归中反应，中为价，化合价升高被氧化；中为+3价，化合价降低被还原；二者最终都转化为0价的，故既是氧化产物也是还原产物。 ②单线桥表示电子转移时，箭头从失电子的还原剂中化合价升高的元素指向得电子的氧化剂中化合价降低的元素，该反应转移电子总数为3，用单线桥表示其电子转移的方向和数目为： （4） 该反应为元素的歧化反应，3个中，2个的化合价降低生成。每生成时，共有发生反应。 【作业评价标准】（1）按标准来答题；（2）电子转移方向必须从NH4Cl中N元素指向NaNO2中N元素，方向错不给分；转移电子数是3e-，写其他数目不给分。 【拓展视野】 材料一、从“燃素”到“电子”：人类对燃烧本质的百年探索 17世纪末，德国化学家斯塔尔提出了“燃素说”，认为可燃物中含有一种叫“燃素”的物质，燃烧就是燃素从物体中逃逸的过程。这一学说统治了化学界近百年，因为它能解释许多当时观察到的燃烧现象。 然而，一些实验事实让化学家们困惑不已：金属燃烧后，留下的“灰烬”竟然比原来的金属更重。按照“燃素说”，燃烧是失去燃素，质量应该减轻才对。这个矛盾困扰了化学界很长时间。 1774年，法国化学家拉瓦锡进行了著名的锡燃烧实验。他将锡密封在容器中加热，发现容器总重量在加热前后没有变化；但打开容器盖时，空气会“冲”进去，此时再称重，重量增加了，且增加的重量恰好等于锡变成“灰”所增加的重量。拉瓦锡据此提出：燃烧不是失去燃素，而是金属与空气中的某种成分结合。1777年，他正式提出燃烧的氧化学说，认为“金属 + 氧 = 金属氧化物”。 拉瓦锡的理论推翻了燃素说，也开启了氧化还原理论的第一阶段——以氧的得失为基础的阶段。在这个阶段，“氧化”意味着物质与氧结合，“还原”意味着物质失去氧。 随着化学的发展，科学家发现许多没有氧元素参加的反应同样表现出类似的特征。例如钠在氯气中燃烧生成氯化钠，铁与硫酸铜溶液反应生成铜，这些反应都没有氧的参与，却与氧化反应有共同的特点——元素化合价发生了变化。于是，氧化还原理论进入第二阶段：以化合价升降为基础。凡是有元素化合价升高的反应就是氧化反应，化合价降低的就是还原反应。 19世纪末至20世纪初，电子的发现和原子结构理论的建立，使化学家得以从更深层次理解氧化还原反应。原来，化合价变化的根本原因在于电子的转移——失电子则化合价升高，得电子则化合价降低。氧化还原理论由此进入第三阶段：以电子转移为基础。这一认识不仅统一了此前所有关于氧化还原的学说，也为电化学、电池技术、金属腐蚀防护等现代科技奠定了理论基础。 今天，氧化还原反应的概念仍在发展。例如，在有机化学和生物化学中，氧化还原常被定义为“氢的得失”或“氧的得失”，而在更广泛的化学语境中，电子转移始终是其核心。从燃素到电子，这段跨越三百年的探索历程告诉我们：科学理论不是一成不变的教条，而是在实验事实面前不断修正、深化的过程。 材料二 藏在生活角落的化学魔法 当你点燃天然气灶做一顿饭，当你看到铁栏杆上斑驳的红锈，当你用84消毒液擦拭桌面——这些看似平常的生活场景背后，都藏着同一个化学主角：氧化还原反应。 氧化还原反应不只在化学课本里，更出现在厨房、医院、工厂、甚至你的身体里悄悄发生。 燃烧、生锈与消毒 天然气、液化石油气、木柴的燃烧，本质上都是氧化还原反应。燃料被氧化，氧气被还原，释放出热量供我们取暖、烹饪。人体内的细胞呼吸也是如此——葡萄糖被氧化分解，为生命活动提供能量。你每呼吸一次，身体里就在进行一场温和的“燃烧”。 铁生锈是另一种常见的氧化还原反应：铁被氧气氧化生成铁锈。每年因金属腐蚀造成的经济损失巨大，而涂油漆、镀锌、牺牲阳极法等防护措施，原理都与氧化还原反应有关。 食品变质也常与氧化反应有关。真空包装、充氮包装是为了隔绝氧气，防止食品被氧化。抗氧化剂（如维生素C）本身就是容易被氧化的物质，它们优先被氧化，从而保护食品。 漂白粉、84消毒液的有效成分次氯酸钠，其漂白和消毒原理是强氧化性使细菌蛋白质变性、使有色物质褪色。 工厂与矿山：从矿石到金属 从矿石中提炼金属，本质上就是把金属从化合态还原为游离态。 高炉炼铁是最经典的例子：Fe₂O₃ + 3CO →（高温）2Fe + 3CO₂。电解法炼铝则是：2Al₂O₃ →（电解）4Al + 3O₂↑。热还原法炼铜、炼钨等，原理也类似。 硫酸和硝酸的制造同样离不开氧化还原。接触法制硫酸：S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄，其中硫和二氧化硫被氧化。氨氧化法制硝酸：NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃，氮元素化合价逐步升高。 氯碱工业电解饱和食盐水：2NaCl + 2H₂O →（电解）2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。产品烧碱、氯气、氢气都是重要的化工原料。 农作物产量的大幅度提高，除了生物育种的功劳，更离不开合成氨反应。N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃（高温高压催化剂）。氮元素被还原，氢元素被氧化，这是化肥工业的基础。 所有化学电池都基于氧化还原反应。干电池、锂电池、铅蓄电池、燃料电池，都是通过氧化还原反应将化学能转化为电能。充电电池则通过外加电源使反应逆向进行，实现电能到化学能的储存。 汽车尾气中的CO和NO都是有害气体。三元催化转化器中发生的反应：2CO + 2NO →（催化剂）2CO₂ + N₂。CO被氧化为CO₂，NO被还原为N₂，同时消除两种污染物。 污水处理也利用氧化还原反应。例如，用Cl₂或O₃氧化废水中的CN⁻、S²⁻等有毒离子，使其转化为无毒或低毒物质。 氢能被视为清洁能源，其燃烧产物只有水：2H₂ + O₂ → 2H₂O。利用太阳能光解水制氢、燃料电池高效利用氢能，都涉及氧化还原反应。 命中的氧化还原 生物体内的氧化还原无处不在。光合作用中，CO₂被还原为糖类，水被氧化释放O₂。呼吸作用中，葡萄糖被氧化为CO₂和H₂O，释放能量。生物固氮则是固氮酶将N₂还原为NH₃。 许多药物的合成涉及氧化还原反应。维生素C、维生素E作为抗氧化剂清除体内自由基，保护细胞免受氧化损伤。 医学检测也离不开它。血糖试纸、血氧仪等检测设备，很多基于氧化还原反应产生的电信号来工作。 氧化还原反应不仅是化学理论的核心内容，更是连接化学与人类文明的重要桥梁。从古代青铜器的冶炼，到现代新能源电池的研发，它始终贯穿在人类认识自然、改造自然的进程中。下一次你点燃灶火、看到铁锈、或给手机充电时，不妨想一想——这背后，都是一场电子的奇妙旅行。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $