高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应第一课时学案及答案

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一、多角度认识氧化还原反应
1．从得失氧的角度认识氧化还原反应
对于反应2CuO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑：
(1)氧化铜失去氧，发生还原反应，被碳还原。
(2)碳得到氧，发生氧化反应，被氧化铜氧化。
(3)结论：一种物质得到氧发生氧化反应，同时另一种物质失去氧发生还原反应的反应叫氧化还原反应。
2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)对于有氧元素参加的反应CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O：
①铜元素化合价降低，发生还原反应。
②氢元素化合价升高，发生氧化反应。
(2)对于无氧元素参加的反应Fe＋CuSO4eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋FeSO4：
①铜元素化合价降低，发生还原反应。
②铁元素化合价升高，发生氧化反应。
(3)结论：凡是有元素化合价升降的反应，都是氧化还原反应。
3．从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应：2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl
①氯元素化合价降低，是因为氯原子得到电子，Cl2发生还原反应，被还原。
②钠元素化合价升高，是因为钠原子失去电子，Na发生氧化反应，被氧化。
(2)反应：H2＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl
①氯元素化合价降低，是因为共用电子对偏向氯原子，Cl2发生还原反应，被还原。
②氢元素化合价升高，是因为共用电子对偏离氢原子，H2发生氧化反应，被氧化。
结论：有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应是氧化还原反应。氧化还原反应的本质是电子转移。
(1)氧化还原反应中一定有氧元素的得失( )
(2)氧化还原反应中得电子的物质发生还原反应( )
(3)氧化还原反应中所有元素的化合价都一定发生变化( )
(4)一个反应中可以只有元素化合价升高，而无元素化合价降低( )
(5)有单质参加的反应一定是氧化还原反应( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
1．化学反应按照不同的分类方法可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，也可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。回答下列问题：
①CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO
②2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2FeCl3
③C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2
④2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑
⑤Na2SO4＋BaCl2===2NaCl＋BaSO4↓
⑥H2O2＋H2S===S↓＋2H2O
A．既是氧化还原反应又是化合反应的为________(填序号，下同)。
B．属于非氧化还原反应的为________。
C．不属于四种基本反应类型的为________。
D．属于置换反应的为________。
提示 A．①② B．⑤ C．⑥ D．③
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
2．完成下列填空
(1)C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2中发生氧化反应的物质是______，被还原的元素是_____。
(2)2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑中被氧化的元素是____，被还原的元素是_______。
(3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中被还原的物质是_________，被氧化的物质是___________，被氧化的元素是__________，被还原的元素是________。
(4)MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑中发生氧化反应的物质是________，发生还原反应的物质____________，被氧化的元素是__________，被还原的元素是__________。
答案 (1)C H (2)O Cl (3)SO2 H2S S S (4)HCl MnO2 Cl Mn
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
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。
例 Fe2O3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3H2O
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子；
②必须注明“得到”或“失去”；
③电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，要省略；
④被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
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。
例 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(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。
(1)标出变价元素的化合价，用双线桥法标出电子转移情况，其中②③⑥同时用单线桥法标出电子转移情况。
①4P＋5O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2P2O5
②WO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O
③MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
④Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
⑤Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
⑥2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
(2)判断下列说法是否正确
①氧化还原反应中有一种元素被氧化，必然有另一种元素被还原( )
②元素由化合态(化合物)变成游离态(单质)一定是发生了还原反应( )
答案 (1)①
②
③
④
⑤
⑥ ===3S↓＋2H2O
(2)①× ②×
(1)有些物质在反应中参与反应的只有部分被氧化或被还原。如③④。
(2)归中反应：不同价态的同种元素间发生氧化还原反应后元素的价态向中间靠拢。如⑥。
(3)歧化反应：同一物质中，同一价态的同种元素发生氧化还原反应后部分升高部分降低，生成两种不同价态的物质。如⑤。
1．(2019·哈三中期末)下列有关氧化还原反应说法正确的是( )
A．氧化还原反应一定有氧元素参加
B．氧化还原反应中不能只有一种元素化合价变化
C．有单质参加的反应一定是氧化还原反应
D．氧化还原反应中一定有元素化合价变化
答案 D
解析 氧化还原反应的本质是电子的转移，不一定有氧元素参加反应，如Fe与CuSO4溶液的反应，A错误；在氧化还原反应中，发生化合价变化的元素可能是同一种元素，如Cl2与H2O的反应，B错误；有单质参加的反应不一定是氧化还原反应，如：氧气到臭氧的转化，反应前后氧元素的化合价并没有发生变化，属于非氧化还原反应，C错误。
2．(2019·抚顺高一期末)下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是( )
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
C．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2
D．2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
答案 A
解析 A项，反应中没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应，符合题意；B项，反应中铁元素化合价升高，铜元素化合价降低，属于氧化还原反应，不符合题意；C项，反应中铁元素化合价降低，碳元素化合价升高，属于氧化还原反应，不符合题意；D项，反应中氯元素化合价由0价变为＋1价和－1价，属于氧化还原反应，不符合题意。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，下列化学反应属于阴影3区域的是( )
A．2HClOeq \(=====,\s\up7(△))2HCl＋O2↑
B．NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2
答案 D
解析 阴影区域的反应必须属于氧化还原反应，且不属于化合、分解、置换反应。A项，该反应属于分解反应，又属于氧化还原反应；B项，该反应属于分解反应，不属于氧化还原反应；C项，该反应属于化合反应，又属于氧化还原反应；D项，该反应属于氧化还原反应，不属于化合、分解、置换反应中的任意一种，故属于阴影3区域。
4．有以下5个反应(反应条件略)：
A．Na2O＋CO2===Na2CO3
B．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
C．2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
D．2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
E．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
属于化合反应的有________(填字母，下同)，属于分解反应的有________，属于置换反应的有________，属于复分解反应的有________，属于氧化还原反应的有________，属于离子反应的有________。
答案 A C D E BCD BDE
解析 A属于化合反应，无元素化合价变化，故属于非氧化还原反应；B不属于四种基本反应类型，有元素化合价变化，属于氧化还原反应，属于离子反应；C属于分解反应，有单质生成，故属于氧化还原反应；D属于置换反应，故属于氧化还原反应，也属于离子反应；E属于复分解反应，属于非氧化还原反应，属于离子反应。
5．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)被氧化的元素是________，被还原的元素是______。
(2)发生氧化反应的物质是__________，发生还原反应的物质是__________。
(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目：________________________________。
答案 (1)Cu N (2)Cu HNO3 (3)
解析 由化学方程式可知铜元素化合价升高，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸发生还原反应。
A组 基础对点练
题组一 氧化还原反应的概念及判断
1．古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中不涉及氧化还原反应的是( )
A．野火烧不尽，春风吹又生
B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干
C．明月松间照，清泉石上流
D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏
答案 C
解析 本题可采取排除法，“火烧”“蜡炬成灰”“爆竹”都涉及物质的燃烧这一氧化还原反应。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化还原反应与传统文化
2．(2019·临沂高一检测)下列反应中，一定发生电子转移的是( )
A．NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O
B．2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
D．FeO＋2HCl===H2O＋FeCl2
答案 B
解析 发生电子转移的反应一定是氧化还原反应，判断反应是否是氧化还原反应的关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化。B项，锰元素的化合价由＋7价降低为＋6价和＋4价，氧元素的化合价由－2价升高为0价，发生了电子转移，其他选项中元素的化合价均无变化。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化还原反应的实质
3．(2019·三明市一中期中)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＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑
C．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
答案 C
解析 该反应不是氧化还原反应，A错误；CuO―→Cu，铜元素由＋2价降到0价，发生还原反应，B错误；Fe―→FeCl2，铁元素由0价升高到＋2价，发生氧化反应，C正确；HCl―→H2，氢元素由＋1价降到0价，发生还原反应，D错误。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化反应或还原反应的判断
4．下列说法正确的是( )
A．有电子转移是氧化还原反应的实质，有元素化合价的变化是氧化还原反应的外在表现
B．一种物质被氧化，必然有另一种物质被还原
C．被氧化的物质得到电子或电子对偏向，被还原的物质失去电子或电子对偏离
D.氧化反应就是得到电子或电子对偏向的反应，还原反应就是失去电子或电子对偏离的反应
答案 A
解析 氧化还原反应的发生，是发生电子转移的结果，有电子转移，元素的化合价就发生了变化；被氧化和被还原的物质可能是同一种物质；一种物质得到电子或电子对偏向，这种物质就被还原或者说发生了还原反应，其中某元素的化合价就会降低；一种物质失去电子或电子对偏离，这种物质就被氧化或者说发生了氧化反应，其中某元素的化合价就会升高。
5．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是( )
A．向BaCl2溶液中滴加稀硫酸B．盐酸和Fe2O3反应
C．将铁片放入CuSO4溶液中D．H2还原CuO
答案 C
解析 A、B、C项的反应均为离子反应，A、B项的反应为复分解反应，C项的反应为置换反应，有元素化合价发生变化，故也属于氧化还原反应。
题组二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
6．(2019·福州市高一调研)下列反应中属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的是( )
A．CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O
B．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2
C．2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
D．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
答案 B
解析 Fe和C元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型的任何一种，故B正确。
【考点】 氧化还原反应与四个基本反应类型的关系
【题点】 氧化还原反应与四个基本反应类型的关系
7．人们常用图示的方法表示不同反应类型之间的关系。如分解反应和氧化还原反应的关系可用图甲表示。图乙表示离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系，则C表示( )
A．离子反应 B．氧化还原反应
C．置换反应 D．三者中的任一反应
答案 A
解析 置换反应全部属于氧化还原反应，部分属于离子反应，图乙中A表示氧化还原反应，B表示置换反应，C表示离子反应。
题组三 氧化还原反应中的电子转移
8．(2020·沈阳城郊重点中学联合体高一质检)下列氧化还原反应所标出的电子转移情况中没有错误的是( )
A．＋2H2O
B．＋2HNO3＋9H2O
C．
D．＋3H2O＋KCl
答案 A
解析 Mn元素的化合价由＋4降低为＋2价，得到2e－，Cl元素的化合价由－1升高为0价，失去2×e－，故A正确；硝酸铵中铵根的N元素的化合价由－3升高为0价，失去5×3e－，硝酸铵中硝酸根的N元素的化合价由＋5降低为0，得到3×5e－，故B错误；I元素的化合价由0降低为－1价，得到2×e－，S元素的化合价由＋4升高为＋6，失去2e－，不是O元素失电子，故C错误；氯酸钾中的Cl元素的化合价由＋5降低为0价，得到5e－，HCl中Cl元素的化合价由－1升高为0价，失去5×e－，故D错误。
【考点】 氧化还原反应电子转移的表示方法
【题点】 氧化还原反应电子转移的表示方法正误判断
9．(2019·西安市长安区一中调研)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
A．
B．===2NaOH＋H2↑
C．
D．
答案 C
解析
【考点】 氧化还原反应电子转移的表示方法
【题点】 氧化还原反应电子转移的表示方法正误判断
10．已知铜在常温下能被稀HNO3溶解，反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(1)请将上述反应改写成离子方程式：_______________________________________________。
(2)上述反应中，被还原的物质是_____________________________________(填化学式，下同)，元素化合价升高被氧化生成的产物是_______________________________________________。
(3)用双线桥法标出该反应的电子转移情况：_________________________________________。
答案 (1)3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(2)HNO3 Cu(NO3)2
(3)＋4H2O
解析 在3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反应中，HNO3和Cu(NO3)2溶于水且电离，应写成离子形式，故改写后的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(2)反应中N元素的化合价降低，HNO3被还原，还原产物为NO，Cu元素的化合价升高，Cu被氧化为Cu2＋，即氧化产物是Cu(NO3)2。(3)根据化合价升高总数＝化合价降低总数＝转移电子总数＝6，可知电子转移情况如下：
＋4H2O。
B组 综合强化练
1．(2019·北京东城区期末)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
答案 C
解析 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。
2．下列关于氧化还原反应的说法正确的是( )
A．肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
B．某元素从化合态变成游离态，该元素一定被还原
C．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
D．在氧化还原反应中非金属单质一定是被还原
答案 C
解析 氧化还原反应可能发生在同种元素之间，A项错误；元素从化合态变成游离态，化合价可能升高也可能降低，B项错误；只要有元素化合价发生变化，即发生了氧化还原反应，不一定所有元素的化合价都发生变化，C项正确；非金属元素既有正价又有负价，单质在反应过程中化合价可能升高也可能降低，不能确定被氧化还是被还原，D项错误。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化还原反应的理解
3．在反应中，X元素的原子将电子转移给Y元素的原子，则下列说法正确的是( )
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
答案 D
解析 根据题意知，X元素的原子失去电子，X元素化合价升高，被氧化，发生氧化反应；而Y元素的原子得到电子，Y元素化合价降低，被还原，发生还原反应。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化还原反应的理解
4．(2020·淄博一中高一调研)化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中，属于氧化还原反应的有( )
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
答案 A
解析 ①Na2Cr2O7中Cr显＋6价，CrCl3中Cr显＋3价，Cr的化合价降低，反应①属于氧化还原反应；②中Cr的化合价都显＋3价，化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应；③中Cr的化合价都显＋3价，没有化合价的改变，不属于氧化还原反应；④CrCl3中Cr显＋3价，Na2CrO4中Cr显＋6价，化合价发生改变，属于氧化还原反应；⑤Cr的价态都是＋6价，没有化合价发生变化，不属于氧化还原反应；⑥Cr的化合价由＋6价―→＋3价，化合价降低，属于氧化还原反应，因此属于氧化还原反应的是①④⑥，故选项A正确。
【考点】 氧化还原反应
【题点】 氧化还原反应的判断
5．下列氧化还原反应中电子转移数目及方向都正确的是( )
A．eq \(=====,\s\up7(MnO2))2KCl＋3O2↑
B．
C．
D．＋2H2O===H2SO4＋2HBr
答案 B
解析 A项，Cl得到电子，O失去电子，该反应转移12e－，图中转移电子数目不正确，错误；B项，Fe得到电子，I失去电子，该反应转移2e－，正确；C项，F得到电子，O失去电子，该反应转移4e－，图中箭头的方向标反了，错误；D项，Br得到电子，S失去电子，该反应转移2e－，图中箭头的方向标反了，错误。
【考点】 氧化还原反应电子转移的表示方法
【题点】 氧化还原反应电子转移的表示方法正误判断
6．(2020·哈三中第一模块考试)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是( )
A．2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
B．Br2＋2NaI===2NaBr＋I2
C．3Br2＋6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))5NaBr＋NaBrO3＋3H2O
D．HBr＋NaOH===NaBr＋H2O
答案 A
解析 溴化钠中溴元素化合价升高被氧化，选项A符合；溴单质中溴元素化合价降低被还原，选项B不符合；溴单质既被氧化生成溴酸钠，又被还原生成溴化钠，选项C不符合；反应属于中和反应，各元素化合价不变，不属于氧化还原反应，选项D不符合。
7．化学反应按照不同的分类方法，可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列反应：
①CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO
②Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑
③2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
④2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2CO2
⑤3Fe＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2
⑥CuO＋COeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2
⑦2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑
⑧CO2＋H2O===H2CO3
(1)其中属于化合反应的有________(填序号，下同)，属于置换反应的有____。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是______。
(3)上述反应中，既是分解反应，又是氧化还原反应的是____。
(4)上述反应中，既是溶液中的离子反应，又是氧化还原反应的是____。
(5)根据你的理解，氧化还原反应的实质是__________。
答案 (1)①④⑧ ⑤ (2)②⑧ (3)⑦ (4)③ (5)电子转移
解析 化学反应的基本类型中，复分解反应不是氧化还原反应；置换反应一定是氧化还原反应；化合反应和分解反应，若元素化合价有变化则是氧化还原反应，若元素化合价无变化则是非氧化还原反应。离子反应是否属于氧化还原反应也是根据元素的化合价在反应前后是否发生改变来判断。
【考点】 氧化还原反应的判断
【题点】 氧化还原反应的判断、氧化还原反应与四个基本反应类型的关系
8．用双线桥法标出下列(1)～(4)反应电子转移的方向和数目，用单线桥法标出下列(5)～(6)反应电子转移的方向和数目。
(1)2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑
(2)Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O
(3)2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2H2O＋O2↑
(4)S＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))3SO2↑＋2H2O
(5)4NH3＋6NOeq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))6H2O＋5N2
(6)C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
答案
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【考点】 氧化还原反应电子转移的表示方法
【题点】 氧化还原反应电子转移的表示方法