人教版高中化学必修第一册第一章物质及其变化导学案+课件

第2课时　氧化剂和还原剂

核心微网络

素养新要求

1.学会电子转移的表示方法。

2．知道常见的氧化剂和还原剂。

3．能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。

学业基础——自学·思记·尝试

一、电子转移的表示方法

1．双线桥法

表明反应前后同一元素原子的电子转移情况。

(1)双线桥法的基本步骤

(2)一般模型

(m×n＝a×b)

(3)注意事项

①箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素；

②必须注明“得到”或“失去”；

③还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数相等。

2．单线桥法

表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况。

(1)单线桥法的基本步骤

(2)一般模型

(3)注意事项

箭头已标明电子转移的方向，因此不需再标明“得到”或“失去”，只需标明电子转移的数目。

二、氧化剂和还原剂

1．基本概念

(1)氧化剂和还原剂

氧化剂：在反应时，所含元素的化合价降低，即得到电子(或电子对偏向)的反应物。

还原剂：在反应时，所含元素的化合价升高，即失去电子(或电子对偏离)的反应物。

模型：

(2)氧化产物和还原产物

氧化产物：还原剂在反应中失去电子(或电子对偏离)后被氧化成的生成物。

还原产物：氧化剂在反应中得到电子(或电子对偏向)后被还原成的生成物。

(3)氧化性和还原性

氧化性：物质得到电子的能力。在氧化还原反应中，氧化剂具有氧化性，得到电子后，化合价降低，被还原。

还原性：物质失去电子的能力。在氧化还原反应中，还原剂具有还原性，失去电子后，化合价升高，被氧化。

(4)氧化还原反应中基本概念之间的关系

2．常见的氧化剂和还原剂

3.氧化还原反应的应用

(1)积极作用

①汽车尾气的处理

汽车尾气的主要成分是氮氧化物(NO、NO2)和碳氧化物(CO、CO2)。在一定条件下，利用氧化还原反应原理，使NOx与CO发生反应，转化成无毒的N2和CO2，从而减少或消除汽车尾气对大气的污染。

2NO＋2CON2＋2CO2

2NO2＋4CON2＋4CO2

2NOx＋2xCON2＋2xCO2

②从矿石中冶炼金属。

③许多化工产品的制备，如合成氨、合成硝酸、制硫酸、电解法制烧碱等。

④农业生产中，绿色植物的光合作用、呼吸作用。

⑤现在大量使用的电池(如干电池、燃料电池、蓄电池等)工作时大多发生的是氧化还原反应。

(2)负面影响：易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。

三、物质氧化性、还原性强弱的比较

1．根据氧化还原反应方程式判断

在同一反应中，氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物。

例如Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4中，氧化性Cu2＋＞Fe2＋，还原性Fe＞Cu。

2．根据元素的活动性顺序比较

(1)根据金属活动性顺序比较

金属元素的金属性越强，其单质的还原性就越强，越容易失去电子；其对应阳离子(Fe对应Fe2＋)的氧化性越弱，越难得到电子。

(2)根据非金属活动性顺序比较

非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性就越强，越容易得到电子；其对应阴离子的还原性越弱，越难失去电子。

3．根据变价元素被氧化或被还原的程度判断

不同种氧化剂将同种还原剂中元素氧化，得到的价态越高，其氧化性越强。如

2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS，则氧化性：Cl2>S。

4．根据反应条件判断

当不同的氧化剂(或还原剂)与相同还原剂(或氧化剂)反应时，若氧化产物(或还原产物)中元素价态相同，则反应条件要求越低，氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强。

例如：F2＋H22HF

Cl2＋H22HCl      氧化性：F2＞Cl2

5．根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断

元素处于最高价时只有氧化性，元素处于最低价时只有还原性，元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性。

一般来说，同种元素价态越高，氧化性越强；价态越低，还原性越强。如氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Fe；还原性：H2S>S>SO2。

特别提醒

某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱与下列因素有关。

(1)温度：如热浓硫酸的氧化性强于冷浓硫酸的氧化性；热浓盐酸的还原性强于冷浓盐酸的还原性。

(2)浓度：如硝酸的浓度越大其氧化性越强；浓盐酸的还原性强于稀盐酸。

(3)酸碱性：如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强；在中性或碱性环境中几乎无氧化性，在酸性条件下具有强氧化性。

[即学即练]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的物质被还原。(　　)

(2)发生氧化还原反应时，还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子。(　　)

(3)金属单质作反应物时一定不是氧化剂。(　　)

(4)在反应C＋O2CO2中，C具有氧化性。(　　)

(5)在反应2KClO32KCl＋3O2↑，KClO3既表现氧化性，又表现还原性。(　　)

(6)在氢气燃烧生成水的反应中，氢气作还原剂。(　　)

(7)一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然。(　　)

(8)氧化剂得电子被氧化为还原产物。(　　)

(9)还原剂失去电子，具有氧化性。(　　)

(10)氧化还原反应中，氧化剂发生氧化反应。(　　)

2．下列反应中属于氧化还原反应，且水作为还原剂的是(　　)

A．Cl2＋H2O===HCl＋HClO

B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

C．2F2＋2H2O===4HF＋O2

D．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

3．下列微粒中，只有氧化性的是(　　)

①S2－　 ②Fe2＋　③S　④H＋　 ⑤Na＋　⑥Mg

A．①⑥　　B．②③　　C．④⑤　　D．②③④⑤

4．[2022·浙江1月学考]反应8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O中，还原剂是(　　)

A．NH3    B．NO2    C．N2    D．H2O

5．[2022·惠州高一检测]根据下列反应的离子方程式：

①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；

②Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，可判断各物质的氧化性由强到弱的顺序是(　　)

A．Fe3＋、Br2、I2    B．Fe3＋、I2、Br2

C．Br2、Fe3＋、I2    D．Br2、I2、Fe3＋

6．Cl2可用于制备漂白剂。实验室里制备氯气可利用以下反应：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(1)用双线桥法表示出电子转移情况：

MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

 (2)用单线桥法表示出电子转移情况：

MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

 (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：MnO2比Cl2的________。

核心素养——合作·探究·分享

目标1　氧化剂、还原剂等有关概念的理解

 例1 宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2Ag2S＋2H2O，其中H2S是(　　)

A．氧化剂

B．还原剂

C．既是氧化剂又是还原剂

D．既不是氧化剂也不是还原剂

[提升1]　某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法正确的是(　　)

A．该反应属于置换反应

B．N2H4是氧化剂，被氧化

C．N2O4是还原剂，发生氧化反应

D．N2既是氧化产物又是还原产物

状元随笔　氧化剂、还原剂指参加氧化还原反应的物质，在一个氧化还原反应中，如果有的物质没有参与氧化还原反应(即没有化合价的变化)，既不是氧化剂也不是还原剂，同理氧化产物、还原产物也是参与氧化还原反应生成的物质，也可以是一种物质。

关键能力

氧化还原反应概念间的关系

目标2　物质的氧化剂、还原剂强弱比较

 例2 有A、B、C、D四种物质，已知它们能发生下列反应：

①A2＋＋B===B2＋＋A

②A2＋＋C===C2＋＋A

③B2＋＋C===C2＋＋B

④C2＋＋D===D2＋＋C

由此可推知，各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是(　　)

A．氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋

B．氧化性：D2＋>C2＋>B2＋>A2＋

C．还原性：A>B>C>D

D．还原性：D>C>A>B

[提升2]　已知常温下，在溶液中发生如下反应：

①===2X2＋＋5Z2＋8H2O

②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－

③2B－＋Z2===B2＋2Z－

由此推断下列说法错误的是(　　)

A．反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以进行

B．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化

C．氧化性由强到弱的顺序是Z2、B2、A3＋

A2＋、X2＋

状元随笔　判断氧化还原反应能否发生的方法

目标3　氧化还原反应中电子转移的表示方法

 例3 分析下列氧化还原反应中化合价的变化，用双线桥法标出电子转移的方向和数目。

(1)2KNO32KNO2＋O2↑

 (2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

 (3)C＋H2O(g) CO＋H2

 (4)CH4＋2O22H2O＋CO2

状元随笔　注意：(1)并非只有得氧、失氧的化学反应才是氧化还原反应。凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应，但并不要求反应中所有元素的化合价都要发生变化。

(2)任何氧化还原反应中，氧化反应与还原反应同时发生，故元素化合价升高与元素化合价降低一定同时发生，且化合价升高总数 ＝化合价降低总数。

 [提升3]　用单线桥法表示下列反应的电子转移的方向和数目。

(1)CuO＋H2Cu＋H2O

(2)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

关键能力

两种线桥的比较

(1)双线桥法的“线桥”从反应物到产物，单线桥法的“线桥”只连反应物。

(2)表示氧化还原反应中化合价升降、物质被氧化或被还原时，用双线桥法较方便；表示电子转移的方向和数目时，用单线桥法较方便。但单线桥有一定局限性，如Cl2＋H2O===HCl＋HClO的反应，一般不用单线桥表示。

学考评价——夯实·测控·演练

1．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图：

由图可知，在该反应中是(　　)

A．氧化剂      B．还原剂

C．氧化产物    D．还原产物

2．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　　)

3．下列叙述中正确的是(　　)

A．氧化剂中的每一种元素在反应中都得到电子

B．还原剂在同一反应中既可以是反应物，也可以是生成物

C．还原剂所含元素化合价升高

D．电子从氧化剂转移到还原剂

4．从海水中可以提取溴单质，其主要反应为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，下列说法正确的是(　　)

A．溴离子具有氧化性   

B．氯气是还原剂

C.该反应属于复分解反应   

D．氯气的氧化性比溴单质强

5．[2022·临沂高一检测]常温下，在溶液中可发生以下反应：①2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2；②2KI＋Cl2===2KCl＋I2；③2KI＋Br2===2KBr＋I2，由此判断下列说法正确的是(　　)

A．溴元素在①和③中均被氧化

B．氧化性强弱顺序：I2＞Br2＞Cl2

C．还原性强弱顺序：KI<KBr<KCl

D．常温下不能进行如下反应：

2KCl＋Br2===2KBr＋Cl2

6．一定条件下，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

7．在下列反应中：

A．2F2＋2H2O===4HF＋O2

B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

C．CaO＋H2O===Ca(OH)2

D．2H2O2H2↑＋O2↑

水只作氧化剂的是________(填字母，下同)，水只作还原剂的是________，水既作氧化剂又作还原剂的是________，水既不作氧化剂又不作还原剂的是________。

8．(走进生活)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用，黑火药是四大发明之一。

黑火药爆炸的反应为

S＋2KNO3＋3C===K2S＋3CO2↑＋N2↑。

请用双线桥法表示电子转移的方向和数目________________。

第2课时　氧化剂和还原剂

学业基础

即学即练

1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　

(7)×　(8)×　(9)×　(10)×

2．答案：C

3．答案：C

4．答案：A

5．答案：C

6．解析：反应中锰元素化合价由＋4价降低到＋2价，氯元素化合价由－1价升高到0价，MnO2是氧化剂，发生还原反应，盐酸是还原剂，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。氧化性：氧化剂(MnO2)＞氧化产物(Cl2)。

答案：(1)

 (2)

(3)MnO2　HCl　Cl2　(4)强

核心素养

例1　答案：D

提升1　解析：该反应的反应物中无单质，不属于置换反应；该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的归中反应，N2H4是还原剂，被氧化，发生氧化反应，N2O4是氧化剂，被还原，发生还原反应，N2既是氧化产物又是还原产物。

答案：D

例2　解析：氧化还原反应中，反应物与生成物之间氧化性与还原性强弱比较的一般规律是

根据上述关系，由①知，氧化性：A2＋>B2＋，还原性：B>A；由②知，氧化性：A2＋>C2＋，还原性：C>A；由③知，氧化性：B2＋>C2＋，还原性：C>B；由④知，氧化性：C2＋>D2＋，还原性D>C。综合①～④可得，氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋，还原性：D>C>B>A。

答案：A

提升2　解析：由题中信息知氧化性的强弱顺序为>Z2>B2>A3＋，所以A、C正确；在反应①中Z元素被氧化，在反应③中Z元素被还原，所以B项正确；还原性为A2＋>B－>Z－>X2＋，D项错误。

答案：D

例3　解析：先标出发生变化的元素化合价，再用“双线桥”表示。

答案：(1)

(2)

(3)

(4)

提升3　解析：(1)H2失电子，CuO中Cu得电子，电子转移方向H2→Cu，电子转移数目为2。(2)Al失电子，H＋得电子，电子转移方向Al→H＋，转移数目为6。

答案：(1)

(2)

学考评价

1．解析：在反应中失去电子，作还原剂。

答案：B

2．解析：A错，SiO2中Si元素化合价降低，得电子；C元素化合价升高，失电子。C错，Zn元素化合价升高，失电子；H2SO4中H元素化合价降低，得电子。D错，电子转移方向错误，应是Cu失电子，H2SO4中S元素得电子。

答案：B

3．答案：C

4．解析：该反应中Br－为还原剂，具有还原性，A错误；Cl2是氧化剂，具有氧化性，B错误；该反应为置换反应，C错误；氧化性顺序：Cl2(氧化剂)>Br2(氧化产物)，D正确。

答案：D

5．答案：D

6．答案：D

7．解析：H2O中氢元素为＋1价、氧元素为－2价，故当生成H2时，H2O作氧化剂；当生成O2时，H2O作还原剂；当同时生成H2和O2时，水既作氧化剂又作还原剂。

答案：B　A　D　C

8．提示：