高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应第1课时学案

第1课时　认识氧化还原反应

1．通过对化合价升降及得失电子的认识，由表及里地学习氧化还原反应的有关概念，逐步培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

2．探究元素化合价升降是电子转移的外在表现，从微观角度认识表示氧化还原反应的两种常见方法——双线桥法和单线桥法，培养电子守恒观念，建立证据推理与模型认知的化学学科核心素养。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．氧化还原反应

(1)特征

①氧化反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种(或某些)元素化合价升高的反应。

②还原反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种(或某些)元素化合价降低的反应。

(2)定义：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应称为氧化还原反应。

(3)实质：所有的氧化还原反应中都存在着电子转移，电子转移是氧化还原反应的实质。

①氧化反应：物质所含原子或离子失去电子的反应。

②还原反应：物质所含原子或离子得到电子的反应。

2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

(1)置换反应一定是氧化还原反应。

(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。

(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。

(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。

(5)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。

如3O22O3不属于氧化还原反应。

1．氧化还原反应的两组概念

(1)氧化反应与还原反应

(2)氧化产物与还原产物

生成物

2．氧化还原反应概念间的关系

记忆口诀：

升→失→氧→氧→氧

降→得→还→还→还

3．氧化还原反应的特征和实质

4．元素化合价的判断

(1)代数和法：先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为0的原则求解其他元素的化合价。如有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法：有机物中氧元素的化合价为－2价，氢元素的化合价为＋1价，利用化合物中各元素正、负化合价代数和为0的原则确定碳元素的化合价，乙酸(C2H4O2)中各元素化合价满足2x＋(＋1)×4＋(－2)×2＝0，则x＝0。

(2)记忆法：常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆，一价氢、氯、钾、钠、银；二价氧、钙、镁、钡、锌；三铝、四硅、五价磷；说变价也不难，二三铁、三四碳、二四六硫都齐全；铜汞二价最常见。

(3)一些特殊物质中元素的化合价：NaH(H：－1价)、NaBH4(H：－1价)、Na2O2(O：－1价)、HClO(Cl：＋1价)、HClO2(Cl：＋3价)、HClO3(Cl：＋5价)、HClO4(Cl：＋7价)、K2FeO4(Fe：＋6价)、H2C2O4(C：＋3价)、CaC2(C：－1价)、Na2S2O3(S：＋2价)、Na2S2O8(S：＋6价)、FeS2(Fe：＋2价，S：－1价)、CuFeS2(Cu：＋2价，Fe：＋2价，S：－2价)、Cu2S(Cu：＋1价，S：－2价)等。

1．氧化还原反应的实质是(　　)

A．电子转移 B．元素化合价变化

C．氧元素参加反应 D．原子重新组合

解析：选A　电子的转移为氧化还原反应的实质；元素化合价变化为氧化还原反应的特征；氧化还原反应中不一定有氧元素参加，如氢气在氯气中燃烧；原子重新组合时发生化学反应，但不一定为氧化还原反应。故选A。

2．下列变化过程发生还原反应的是(　　)

A．SO2―→H2SO3　　　　　 B．HCl―→Cl2

C．N2―→NH3 D．Fe(OH)2―→Fe(OH)3

解析：选C　SO2―→H2SO3，元素的化合价不变，不发生氧化还原反应，故A错误；HCl―→Cl2，Cl元素的化合价升高，发生氧化反应，故B错误；N2―→NH3，N元素的化合价降低，发生还原反应，故C正确；Fe(OH)2―→Fe(OH)3，Fe元素的化合价升高，发生氧化反应，故D错误。

3．下列反应进行分类时，既属于氧化还原反应又属于化合反应的是(　　)

A．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

B．2KClO32KCl＋3O2↑

C．4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3

D．Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

解析：选C　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑属于氧化还原反应和置换反应，A错误；2KClO32KCl＋3O2↑属于氧化还原反应和分解反应，B错误；4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3属于氧化还原反应和化合反应，C正确；Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4属于氧化还原反应和置换反应，D错误。

4．有反应：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。

(1)该反应所属的基本反应类型是________________。

(2)在反应中铁元素的化合价变化是________________________，该元素的原子__________(填“失去”或“得到”)电子。

(3)发生氧化反应的是____________，发生还原反应的是____________。

解析：该反应所属的基本反应类型是置换反应；反应中Al元素化合价由0价变为＋3价，化合价升高，失电子，被氧化，发生氧化反应的是Al，Fe2O3中Fe元素的化合价由＋3价变为0价，化合价降低，得电子，被还原，则发生还原反应的是Fe2O3。

答案：(1)置换反应　(2)由＋3价降低为0价　得到　(3)Al　Fe2O3

1．双线桥法

表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。

(1)基本步骤

(2)注意事项

①箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。

②采用a×be－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数。得到与失去的电子总数相等。

(3)巧记口诀

先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。

示例：用双线桥法标出CO还原Fe2O3的反应中电子转移的方向与数目：

2．单线桥法

表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。

(1)基本步骤

(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。

(3)巧记口诀

先确定变价元素，再计算价态变化；

桥上标明电子数，箭头还原到氧化。

示例：用单线桥法标出CO还原Fe2O3的反应中电子转移的方向与数目。

1．下列氧化还原反应中，电子转移的方向和数目均正确的是(　　)

解析：选B　A项中应转移12e－；C项中得失电子标反了；D项中得失电子数不相等。

2．(1)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目(若不是氧化还原反应，则不作答)。

①2Na＋Cl22NaCl_________________________________________________；

②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O______________________________________________。

(2)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目(若不是氧化还原反应，则不作答)。

①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4＋2NaCl________________________________________；

②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2_______________________________________________。

(3)已知：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。

①标出该反应中电子转移的方向和数目_____________________________________。

②该反应中________被还原，________被氧化。

解析：首先分析各个反应中元素化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。

(3)反应Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2中，Fe2O3中的Fe元素的化合价由＋3价变为0价，化合价降低，得电子，被还原；CO中C元素的化合价由＋2价变为＋4价，化合价升高，失电子，被氧化；

答案：

3．已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

(1)用双线桥法表示电子转移的方向和数目：__________________________________

________；

(2)用单线桥法表示电子转移的方向和数目：____________________________________；

(3)若3 mol Cu参加反应，则该过程中转移的电子是________mol。

解析：该反应中铜元素化合价变化是0→＋2,1 mol Cu参加反应失去2 mol电子；HNO3中部分氮元素由＋5价→＋2价，生成1 mol NO，转移3 mol电子。1 mol Cu参加反应失去2 mol电子，故3 mol Cu参加反应失去6 mol电子。

[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．日常生活中许多现象与氧化还原反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是(　　)

A．轮船底部生锈

B．充有H2的“喜羊羊”气球遇明火发生爆炸

C．大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏

D．铜质奖章上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]

解析：选C　大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏，碳酸钙与酸发生复分解反应，无化合价变化，C正确。

2．钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属，以下是由TiO2制Ti的主要反应：

①TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO

②TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti

下列说法正确的是(　　)

A．反应①是置换反应

B．反应②是复分解反应

C．反应①中TiO2被氧化

D．反应②中金属镁被氧化

解析：选D　反应①不是置换反应，故A项错误；②反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti是置换反应，不是复分解反应，故B项错误；反应①中TiO2各元素化合价并没有变化，故C项错误；反应②中金属镁化合价由0价升为＋2价，被氧化，故D项正确。

3．下列关于氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，说法正确的是(　　)

A．化合反应都是氧化还原反应

B．有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应

C．有一些置换反应不是氧化还原反应

D．有氧元素参与的复分解反应是氧化还原反应

解析：选B　化合反应不一定为氧化还原反应，如氨气和氯化氢的反应，故A错误；置换反应有单质参与，元素的化合价一定发生变化，属于氧化还原反应，故C错误；复分解反应元素化合价一定不发生变化，故复分解反应一定不是氧化还原反应，故D错误。

4．氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是(　　)

A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl

B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑

C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

D．CH4＋2O2CO2＋2H2O

解析：选D　Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl是置换反应，也是氧化还原反应，A不符合；2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑是分解反应，不是氧化还原反应，B不符合；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3是化合反应，也是氧化还原反应，C不符合；CH4＋2O2CO2＋2H2O是氧化还原反应，既不是化合反应又不是分解反应，也不是置换反应，D符合。

5．用双线桥法标出下列氧化还原反应的电子转移情况，并按要求填空。

(1)Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2________________________________________，氧化剂为

________。

(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO____________________________________________，

还原剂为 ________。

(3)S＋2KNO3＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑，该反应中还原产物是________________________________________________________________________，

若有32 g硫参加反应，则被氧化的碳单质的物质的量是________mol。

解析：(1)根据反应Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2可知，Cl2中Cl的化合价降低，得到电子，做氧化剂，NaBr中Br的化合价升高，失去电子，做还原剂，用双线桥法表示为

(2)根据反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知，NO2中N的化合价既升高又降低，既做氧化剂也做还原剂，用双线桥法表示为

元素化合价降低的物质是氧化剂；氧化剂被还原为还原产物，故S和KNO3是氧化剂，K2S和N2是还原产物。n(S)＝＝1 mol，根据化学方程式得，被氧化的n(C)＝3 mol。

答案：