高中第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应导学案

这是一份高中第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应导学案，共17页。学案主要包含了认识氧化还原反应等内容，欢迎下载使用。

学业要求
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能力。
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核心素养。
知识网络
学业基础——自学·思记·尝试
一、认识氧化还原反应
1．氧化还原反应的特征
(1)氧化还原反应的概念
联想回忆初中涉及的“铜元素”的几个反应
a．2Cu＋O2≜2CuO。
b．H2＋CuO≜ 。
c．Fe＋CuSO4≜ 。
d．CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
上述反应中，反应后铜元素化合价升高的是 ；铜元素化合价降低的是 ；铜元素化合价不变的是 。
①概念
在反应过程中有 变化的化学反应。
②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 的反应。
③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 的反应。
(2)氧化还原反应的特征：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
如以CuO＋H2≜Cu＋H2O为例，CuO→Cu，Cu元素化合价 ，发生还原反应，H2→H2O，氢元素化合价 ，发生氧化反应。
2．氧化还原反应的实质
(1)以2Na＋Cl2点燃====2NaCl为例
钠原子(Na)失去一个最外层电子变成钠离子(Na＋)，则化合价 eq \(N,\s\up6(0)) a→ eq \(N,\s\up6(＋1)) a＋，氯原子(Cl)得到一个电子变成氯离子(Cl－)，则化合价 eq \(C,\s\up6(0)) l→ eq \(Cl,\s\up6(－1)) －。
(2)以Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4为例
(3)结论
[即学即练]
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2属于氧化还原反应( )
(2)Na和H2O的反应是氧化还原反应( )
(3)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化( )
(4)只要是氧化还原反应，一定存在电子的转移( )
(5)金属单质参与的化学反应，金属单质一定失去电子( )
(6)在Zn和CuSO4溶液反应时，Zn失电子被还原成Zn2＋( )
(7)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( )
(8)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原( )
2．在空气中，有下列反应发生：①N2＋O2放电====2NO；②2NO＋O2===2NO2；③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；④2SO2＋O2===2SO3；
⑤SO3＋H2O===H2SO4；⑥SO2＋H2O===H2SO3；
⑦3O2===2O3。其中属于氧化还原反应的是( )
A．①②③④ B．①②③④⑦
C．①②④⑦ D．①②③④⑤⑥⑦
3．下列关于氧化还原反应的叙述，正确的是( )
A．有一种元素发生氧化反应，肯定有另一种元素发生还原反应
B．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
C．置换反应和复分解反应不可能是氧化还原反应
D．化合反应和置换反应一定是氧化还原反应
4．下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应是( )
A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
B．3CO＋Fe2O3高温====2Fe＋3CO2
C．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
D．2KMnO4≜K2MnO4＋MnO2＋O2↑
5．对下列化学反应：
①HCl＋NH3===NH4Cl
②2NO＋O2===2NO2
③NH4HCO3≜NH3↑＋CO2↑＋H2O
④2KClO3 eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△)) 2KCl＋3O2↑
⑤H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
⑥Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
⑦S＋2KNO3＋3C≜K2S＋N2↑＋3CO2↑
⑧Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
⑨CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
⑩Fe2O3＋3CO高温====2Fe＋3CO2
(1)上述反应中属于化合反应的是 (填序号，下同)，属于分解反应的是 ，属于复分解反应的是 ，属于置换反应的是 ，属于氧化还原反应的是 。
(2)四种基本反应类型都是氧化还原反应吗？哪些一定是，哪些一定不是？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)有单质参加的反应一定是氧化还原反应吗？举例说明。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
归纳总结
(1)氧化还原反应的实质与特征
(2)氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1．双线桥法：表示同种元素的原子在反应前后________________________________________________________________________
的情况。如：
2．单线桥法：表示反应过程中电子在反应物之间的 情况，如：
[即学即练]
1．(1)用双线桥表示下列反应中电子转移。
①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
(2)用单线桥表示下列反应中电子转移。
Cu＋2H2SO4(浓)≜CuSO4＋SO2↑＋2H2O
2．下列反应中，电子转移方向和数目是否正确，不正确说明理由。
(1)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
核心素养——合作·探究·分享
氧化还原反应中电子转移的表示方法
[例] 下列反应的电子转移的方向与数目正确的是( )
[提升] 已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：
3Cu＋8HNO3===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 ml Cu参加反应，则该过程转移的电子是 ml。
状元随笔 (1)转移电子总数＝得到的电子数＝失去的电子数。氧化还原反应中转移的电子总数与得到的电子数或失去的电子数相等，而不是二者的加和。如1 ml CuO参加反应生成Cu总共转移了2 ml电子，而不是4 ml电子。
(2)单线桥和双线桥两种方法的形式不同，实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、元素被氧化(或被还原)等关系时，用“双线桥”方便，在表示电子转移的方向和数目时用“单线桥”方便。
关键能力
氧化还原反应中电子转移方向和数目的表示方法
(1)双线桥法
双线桥法是表示氧化还原反应中同一种元素原子或离子间电子转移情况的一种方法。它体现了“谁变谁”。
①书写步骤
②一般模型
(其中，a×b＝c×d)
③四个注意事项
a．线桥必须跨过方程式的“===”。
b．箭头和箭尾必须连接同一元素，并且箭头指向生成物，箭尾连接反应物。
c．线桥上必须标明“得到”或“失去”，并且得到、失去电子的总数必须相等。
d．书写电子转移的数目时，要写为“得到ae－×b”或“失去ae－×b”的形式。其中a为发生化合价变化的元素的一个原子得到(或失去)电子的数目，b为发生化合价变化的元素对应的原子个数。
(2)单线桥法
单线桥法是表示氧化还原反应中不同元素原子或离子间电子转移情况的一种方法。它体现了“谁给谁”。
①书写步骤
③三个注意事项
a．线桥不能跨过“===”，也就是说箭头和箭尾所连接的都是反应物。
b．箭头必须指向化合价降低的元素，箭尾连接化合价升高的元素。
c．线桥上只写“ne－”(即只能写电子转移的总数)，不能写成“ae－×b”的形式，也不能写“得到”或“失去”。
状元随笔 (1)化合价升高与降低的元素可以是不同物质间的不同元素或不同物质间的相同元素，也可以是同一种物质中的不同元素或同一种物质中的同种元素。
(2)含不同价态的同种元素的物质之间发生氧化还原反应时，元素的化合价只靠拢，不交叉。
学考评价——夯实·测控·演练
1．下列古代技术的应用中，不涉及氧化还原反应的是( )
2.从元素化合价变化的角度分析，下列反应中，画线的物质发生氧化反应的是( )
A．SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
B．2CuO＋C高温====2Cu＋CO2↑
C．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
3．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富，下列诗句涉及氧化还原反应的是( )
A．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴
B．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
C．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
D．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金
4．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示，则下列化学反应属于区域3的是( )
A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl
B．2NaHCO3≜Na2CO3＋H2O＋CO2↑
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．Fe2O3＋3CO高温====2Fe＋3CO2
5．某工厂的一个生产工艺流程如图所示，下列叙述正确的是( )
A．该工艺流程是制备Fe2(SO4)3
B．气体M是SO3
C．气体M参加的反应一定是化合反应
D．SO2参加的反应为氧化还原反应
6．(NH4)2Cr2O7是一种受热易分解的盐，下列对(NH4)2Cr2O7受热分解产物的判断正确的是( )
A．CrO3＋NH3＋H2 B．Cr2O3＋NH3＋H2O
C．CrO3＋N2＋H2O D．Cr2O3＋N2＋H2O
7．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )

第3节 氧化还原反应
第1课时 认识氧化还原反应
学 业 基 础
一、
1．(1)Cu＋H2O Cu＋FeSO4 a b、c d ①元素化合价 ②升高 ③降低
(2)在反应过程中，反应物所含某种(或某些)元素化合价发生变化 降低 升高
2．(2)红色物质 蓝色变浅 发生偏转 绿色 红色 有电子
(3)升高 失去 氧化 降低 得到 还原 升高 失去 氧化 降低 得到 还原 失去 得到 电子转移
[即学即练]
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)×
2．解析：判断一个反应是不是氧化还原反应，主要是看反应前后元素有没有化合价的变化，根据这个特征可以判断①②③④是氧化还原反应。
答案：A
3．解析：A项，有可能是同种元素之间的氧化还原反应；C项，置换反应一定是氧化还原反应；D项，化合反应不一定是氧化还原反应。
答案：B
4．解析：反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu是置换反应，反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，A不符合题意；CO和Fe2O3在高温下的反应不属于任何一种基本反应类型，反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，B符合题意；AgNO3和NaCl的反应属于复分解反应，反应中元素化合价没有变化，不属于氧化还原反应，C不符合题意；D项反应属于分解反应，反应过程中元素化合价发生了变化，属于氧化还原反应，D不符合题意。
答案：B
5．答案：(1)①② ③④ ⑤⑨ ⑥⑧ ②④⑥⑦⑧⑩
(2)不都是 置换反应，有单质参加的化合反应，有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是。
(3)不一定，如3O2放电====2O3。
二、
1．电子得失或转移
2．电子转移
[即学即练]
1．答案：(1)①
②
(2)
2．答案：(1)电子转移的“得失”的描述错误，Fe应失去2e－，H2SO4中H＋应得到2e－。
(2)电子转移的方向错误，应由CO中的C元素指向CuO中的Cu元素。
(3)电子转移的数目错误，应转移3×2e－，共6e－。
核 心 素 养
[例] 解析：A选项，Cl2→NaCl得到1个电子，Cl2→NaClO失去1个电子；B选项，2CO→2CO2失去2e－×2，O2→2CO2得到2e－×2；C选项，电子转移的方向与数目均正确；D选项，Na→NaOH失去电子，H2O→H2得到电子，故箭尾应连接Na，箭头应指向H2O中的H。
答案：C
[提升] 解析：(1)该反应中铜元素的化合价变化是0价→＋2价，1 ml Cu失去2 ml电子；HNO3中氮元素部分由＋5价→＋2价，生成1 ml NO，转移3 ml电子。(2)结合(1)的分析及单线桥法的注意事项即可写出。(3)1 ml Cu失去2 ml电子，故3 ml Cu失去6 ml电子。
答案：(1)
(2)
(3)6
学考评价
1．答案：C
2．解析：氧化反应是反应物所含某种(或某些)元素化合价升高的反应。SO2→Na2SO3，硫元素、氧元素化合价均没有发生变化，该反应不是氧化还原反应，A项错误；CuO→Cu，铜元素化合价由＋2价降到0价，发生还原反应，B项错误；Fe→FeCl2，铁元素化合价由0价升到＋2价，发生氧化反应，C项正确；HCl→H2，氢元素化合价由＋1价降到0价，发生还原反应，D项错误。
答案：C
3．解析：A项，诗句中描述的过程中没有涉及化学反应；B项，爆竹中的火药燃烧属于氧化还原反应；C项，石灰石受热分解生成CaO和二氧化碳，元素的化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应；D项，沙里淘金属于物理变化。
答案：B
4．解析：Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl是置换反应，也是氧化还原反应，属于区域4，故A错误；2NaHCO3≜a2CO3＋H2O＋CO2↑是分解反应，不是氧化还原反应，故B错误；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3是化合反应，也是氧化还原反应，属于区域1，故C错误；Fe2O3＋3CO高温====2Fe＋3CO2不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应，属于区域3，故D正确。
答案：D
5．解析：根据题图分析可知该工艺流程是制备硫酸，A错误；根据题图关系知气体M和FeSO4反应生成Fe2(SO4)3，所以M是强氧化性气体，如O2，B错误；气体M和FeSO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应不一定是化合反应，C错误；SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4为氧化还原反应，D正确。
答案：D
6．解析：重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热发生氧化还原反应，则N元素的化合价应升高，即由－3价升高为0价，生成氮气，Cr元素的化合价应降低，由＋6价降低为＋3价，生成Cr2O3，由原子守恒可知，还生成水，D正确。
答案：D
7．解析：A项，电子转移的方向错误，Si元素应该得到电子，C失去电子；B项，钠失去电子，H元素得到电子，单线桥法，正确；C项，电子转移的方向错误，应是Zn失去2e－；D项，应是Cu失去2e－，单线桥中的箭头方向错误。
答案：B
装置及操作
现象
①碳棒表面析出 ；
②溶液 ；
③电流表指针
解释
①Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe2＋为 ，Cu为 ；
②反应过程中 转移，形成电流
分析
氧化反应
反应物所含原子或离子 电子的反应
还原反应
反应物所含原子或离子 电子的反应
结论
是氧化还原反应的实质
A.古法炼铁
B.化丹(Pb3O4)为铅
C.煅烧贝壳
D.火药爆炸