2021学年第三节 氧化还原反应学案

这是一份2021学年第三节 氧化还原反应学案，共10页。

1．氧化剂和还原剂
(1)含义及关系

(2)性质
还原剂具有还原性，反应时本身被氧化；氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原。
2．常见氧化剂和还原剂
3.氧化还原反应对生产、生活的影响
(1)正面影响：金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧、绿色植物的光合作用等。
(2)负面影响：易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)在氧化还原反应中，氧化剂表现氧化性。( )
(2)对于CuO＋H2eq \(=====,\s\up10(△))Cu＋H2O反应，氧化剂为CuO，还原剂为H2。( )
(3)金属单质在反应时一定作还原剂，非金属单质一定作氧化剂。( )
(4)食品中的抗氧化剂在保护食品时表现氧化性。( )
(5)氧化还原反应在工农业生产中既有有利的一面又有有害的一面。( )
[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up10(△))2FeCl3
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)2H2S＋SO2===3S↓＋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)SO2 H2S S S
碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病，即地方性甲状腺肿大和地方性克汀病，主要病因是环境缺碘，人体摄取碘不足所致。
我国政府对碘缺乏病相当重视，为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘，可用如下反应：
KIO3＋5KI＋3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O
(1)上述反应中，氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是什么物质？
(2)上述反应中，氧化产物与还原产物的质量比是多少？
(3)请分别用双线桥法和单线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目。
[答案] (1)氧化剂是KIO3，还原剂是KI，氧化产物、还原产物均是I2。
(2)5∶1。
(3)双线桥：
1．氧化还原反应中的“两条线”
记忆口诀：
氧→得→降→还→还→还
还→失→升→氧→氧→氧
即：氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物；
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。
2．单线桥法表示电子转移的方向和数目
(1)基本步骤
eq \x(明升降)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(正确计算反应前后各元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系))
↓
eq \x(连单线)—一条线eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(始于被氧化物质中化合价升高的元素,止于被还原物质中化合价降低的元素))
↓
eq \x(注数目)—标出转移电子的总数
(2)注意事项
①不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目。
②要用箭头标明电子转移的方向。
③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
1．ClO2是目前国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌剂。工业制ClO2的化学反应为2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．SO2是氧化剂 B．NaClO3被氧化
C．SO2发生还原反应D．ClO2为还原产物
D [2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4中，SO2中的硫元素化合价升高(＋4→＋6)，失去电子被氧化，作还原剂；NaClO3中的氯元素化合价降低(＋5→＋4)，得到电子被还原，作氧化剂，故D正确。]
2．需加入适当的氧化剂才能实现的反应是( )
A．PCl3―→PCl5B．MnOeq \\al(－,4)―→Mn2＋
C．SO2―→SOeq \\al(2－,3)D．Fe3O4―→Fe
A [A中，PCl3―→PCl5，P的化合价升高，被氧化，需加氧化剂才能实现；B中锰元素和D中的铁元素化合价均降低，被还原，需加还原剂才能实现；C中元素化合价未发生变化。]
3．用单线桥法表示电子转移方向和数目。
(1)2KMnO4eq \(=====,\s\up10(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up10(Pt),\s\d10(△))4NO＋6H2O
1．对于MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O反应。
(1)氧化剂是________，表现______性，还原剂是______，表现________性。
(2)氧化性：MnO2和Cl2谁较强？______________________。
[答案] (1)MnO2 氧化 HCl 还原性
(2)MnO2的氧化性较强
2．已知：①MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up10(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl
③Br2＋2HI===I2＋2HBr
(1)MnO2、Cl2、Br2、I2的氧化性由弱到强的顺序为________________。
(2)HCl、HBr、HI、MnCl2的还原性由弱到强的顺序为________________。
[答案] (1)I2＜Br2＜Cl2＜MnO2
(2)MnCl2＜HCl＜HBr＜HI
1．物质的氧化性与还原性
eq \x(氧化性)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(表示物质得电子能力强弱或难易的性质，,反应中氧化剂表现氧化性))
|
eq \x(还原性)——eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(表示物质失电子能力强弱或难易的性质，,反应中还原剂表现还原性))
2．氧化性与还原性的强弱比较
(1)根据氧化还原反应方程式比较
氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
(2)根据金属的活动性顺序判断
(3)根据反应的条件及反应的剧烈程度比较
反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
(4)根据氧化还原反应的程度比较(了解)
不同氧化剂与相同还原剂作用时，还原剂化合价升高的数值越大，氧化剂的氧化性越强。
例如：eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(2Fe＋3Cl2\(=====,\s\up10(△))2FeCl3,Fe＋S\(=====,\s\up10(△))FeS))→eq \x(\s\up(氧化性,Cl2＞S))
已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是( )
①2W－＋X2===2X－＋W2
②2Y－＋W2===2W－＋Y2
③2X－＋Z2===2Z－＋X2
A．还原性：X－>Y－
B．在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的还原性为最强
C．氧化性：Z2>W2
D．反应2Z－＋Y2===2Y－＋Z2能发生
C [在氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，由此得出三个反应中有关粒子的氧化性、还原性强弱：①中氧化性X2>W2，还原性W－>X－；②中氧化性W2>Y2，还原性Y－>W－；③中氧化性Z2>X2，还原性X－>Z－，所以Y－的还原性最强；D中反应不能发生。]
[借题发挥]
(1)向含有Z－和X－的溶液中通入Y2，能否发生反应？
[答案] 根据氧化性：Z2>X2>W2>Y2可知，Y2与Z－和X－不能反应。
(2)向含有W－和X－的溶液中通入少量Z2，写出发生反应的离子方程式。
[答案] 还原性：W－>X－，通入少量Z2，只有W－发生反应，离子方程式为2W－＋Z2===2Z－＋W2。
氧化性和还原性比较的一般思路
eq \x(首先)—eq \x(根据反应确定“两剂”和“两物”)
↓
eq \x(其次)—eq \x(根据“两剂”和“两物”确定“两性”的强弱)
↓
eq \x(最后)—eq \x(排列顺序或确定未知反应的发生)
4．(双选)现有下列几个离子反应：
①Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O；
②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；
③Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；
④2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋。
下列有关性质的比较正确的是( )
A．氧化性：Cr2Oeq \\al(2－,7)>Cl2>Fe3＋
B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2Oeq \\al(2－,7)
C．还原性：SO2Cr3＋
AD [根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知，氧化性强弱顺序为Cr2Oeq \\al(2－,7)>Cl2>Br2>Fe3＋>SOeq \\al(2－,4)；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。]
5．常温下，下列三个化学反应均能发生：
X2＋2W2＋===2X－＋2W3＋ ；Z2＋2X－===2Z－＋X2 ；2W3＋＋2Y－===2W2＋＋Y2。则在相同条件下，下列三个反应
①Y2＋2X－===2Y－＋X2 ②Z2＋2Y－===2Z－＋Y2
③2W3＋＋2Z－===2W2＋＋Z2也能发生的是( )
A． 只有① B． 只有②
C． ①和② D． ②和③
B [解题的关键是对题干中的原理“强氧化剂＋强还原剂→弱还原剂＋弱氧化剂”的理解与掌握。由题干所给反应可知氧化性顺序：Z2＞X2＞W3＋＞Y2，符合该顺序的反应可以发生，不符合该顺序的反应不能发生。]
1．下列对氧化还原反应的分析中不合理的是( )
A．Mg变成MgO时化合价升高，失去电子，因此Mg在该反应中作氧化剂
B．KMnO4受热分解时，锰元素被还原，KMnO4既是氧化剂又是还原剂
C．反应CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4不属于氧化还原反应
D．在反应2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2H2↑＋O2↑中，H2O既是还原剂，又是氧化剂
A [A项中Mg失电子作还原剂，不正确。]
2．实现下列变化需要加入氧化剂的是( )
A．Cl2→Cl－ B．H＋→H2
C．COeq \\al(2－,3)→CO2D．SO2→SO3
D [还原剂反应时化合价升高，氧化剂化合价降低。]
3．一定条件下，KClO3与I2发生下列反应：2KClO3＋I2===2KIO3＋Cl2↑，下列推断正确的是( )
A．该反应属于复分解反应
B．氧化性：I2>KClO3
C．还原性：KClO3>I2
D．还原剂为I2，氧化剂为KClO3
D [该反应属于置换反应，A错误；
2Keq \(Cl,\s\up12(＋5))O3＋eq \(I,\s\up12(0))2 === 2Keq \(I,\s\up12(＋5))O3 ＋eq \(C,\s\up12(0))l2↑
氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物
故氧化性：eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(KClO3＞KIO3,KClO3＞I2))，还原性：eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(I2＞Cl2,I2＞KClO3))，B、C错误，D正确。]
4．(素养题)大蒜是一种调味蔬菜。其贮藏加工部分为其老熟的鳞茎，又称大蒜头。大蒜的储存会用到无水氢化钙或消石灰。氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法错误的是( )
A．CaH2既是氧化剂，又是还原剂
B．H2既是氧化产物，又是还原产物
C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂
A [CaH2为还原剂，H2O为氧化剂。]
5．实验室里迅速制备少量氯气可利用以下反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
(1)用双线桥法表示出电子转移情况：
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
(2)用单线桥法表示出电子转移情况：
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
(3)该反应中氧化剂是____________，发生氧化反应的是________，氧化产物是________。
(4)氧化性：KMnO4比Cl2的________。
[解析] 反应中锰元素化合价由＋7价降低到＋2价，氯元素由－1价升高到0价，高锰酸钾是氧化剂，发生还原反应，盐酸作还原剂，发生氧化反应，结合氧化还原反应中电子转移的两种表示方法画出双线桥和单线桥。
[答案] (1)

(2)

(3)KMnO4 HCl Cl2
(4)强学 习 任 务
1．通过具体的实例识别常见的氧化剂和还原剂，理解物质氧化性、还原性强弱与价态及电子转移的关系。培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2．掌握物质氧化性、还原性强弱判断方法和单线桥表示电子转移的方向与数目。培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物
浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
氧化剂与还原剂 单线桥表示电子转移
物质的氧化性与还原性