高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应导学案，共12页。




核心微网络











素养新目标


1．了解氧化反应、还原反应的概念。


2．从化合价升降、电子的得失或电子对偏移角度理解氧化还原反应。


3．培养由现象到本质的科学探究意识。


[预习新知]


一、从三个不同的角度认识氧化还原反应


1．从得氧、失氧的角度认识








2．从化合价升降的角度认识








氧化还原反应是有元素化合价升降的化学反应。


3．从电子转移的角度认识














氧化还原反应是有电子转移(得失或偏移)的化学反应。





二、氧化还原反应的实质和特征


实质：电子的转移(即电子的得失或偏移)。


特征：元素化合价发生变化。





三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系





即：


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．化合反应和分解反应部分是氧化还原反应，部分是非氧化还原反应。


[即学即练]


1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”


(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加。( )


(2)有单质生成的反应一定是氧化还原反应。( )


(3)在氧化还原反应中可能只有元素化合价的升高，而无元素化合价的降低。( )


(4)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原。( )


(5)当反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。( )


(6)反应中不一定所有元素的化合价都发生变化。( )


(7)某元素从游离态变为化合态，该元素一定被氧化。( )


(8)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就一定是还原剂。( )


答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×


2．判断一个化学反应是否属于氧化还原反应的方法是( )


A．分析是否发生了化合反应


B．分析是否有氧气参加反应


C．分析是否有单质参加反应


D．分析反应前后是否有元素的化合价发生变化


答案：D


3．下列属于氧化还原反应的离子方程式的是( )


A．CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O


B．OH－＋H＋===H2O


C．HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O


D．2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑


答案：D


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的是( )


A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu


B．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3


C．Fe2O3＋3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2


D．MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑


答案：C


技 能 素 养





目标一 氧化还原反应有关概念的辨析


[例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( )


“电子的转移”是对氧化还原反应进行的最实质性分析。


A．氧化剂


B．还原剂


C．氧化产物


D．还原产物


【解析】 在反应中失去电子，作还原剂。


【答案】 B


[提升1] 下列反应中，划线的物质发生氧化反应的是( )


A．Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2


B．CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO


C．Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe


D．CO2＋NaOH===NaHCO3


解析：A项中FeCl3中的Fe，B项中CO2中的C化合价都是降低的，所以FeCl3和CO2都发生还原反应；C项中的Al化合价升高，发生氧化反应；D项不是氧化还原反应。


答案：C


[核心能力]


氧化还原反应概念间的关系





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。


记忆口诀：


氧→得→降→还→还→还 还→失→升→氧→氧→氧





目标二 氧化还原反应中电子转移的表示方法


[例2] 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)2KNO3eq \(=====,\s\up7(△))2KNO2＋O2↑


(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑


(3)C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2


(4)CH4＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O＋CO2


【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2] 用单线桥法表示下列反应的电子转移的方向和数目。


(1)CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O


(2)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑


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)


[核心能力]


氧化还原反应中电子转移的两种表示方法


1．双线桥法：表示反应前后同一元素原子间电子转移情况。


基本步骤——“三步曲”。


eq \x(标价态)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(正确标出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(连双线)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(一条线：\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(始于氧化剂中的降价元素，,止于还原产物中的相应元素)),一条线：\b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(始于还原剂中的升价元素，,止于氧化产物中的相应元素))))


↓


eq \x(注得失)—标出“失”或“得”及电子的总数





注意：


①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素；


②必须注明“得”“失”；


③氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。





2．单线桥法：表示反应前后不同元素原子间电子转移情况。


基本步骤——“三步曲”。


eq \x(标价态)—eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(正确标出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(始于还原剂中化合价升高的元素,止于氧化剂中化合价降低的元素))


↓


eq \x(注数目)—标出转移电子的总数





注意：


①不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目；


②箭头标明电子转移的方向；


③单线桥箭头从反应物中失电子的元素原子指向得电子的元素原子。











学考评价


授课提示：对应学生用书13页


1．下列是某学生自己总结的一些规律，其中正确的是( )


A．氧化物不可能是还原产物，只可能是氧化产物


B．一种元素可能有多种氧化物，但同一化合价只对应一种氧化物


C．只要能导电的物质就一定是电解质


D．有些化学反应不属于化合、分解、置换、复分解反应中的任何一种反应


答案：D


2．硫单质在反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中的变化是( )


A．被氧化 B．被还原 C．既被氧化又被还原 D．既未被氧化又未被还原


解析：该反应中单质硫中的硫元素化合价为0价，一部分升高到＋4价，一部分降低到－2价，故在反应中硫单质既被氧化又被还原。


答案：C





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


A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl


B．2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑


C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3


D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2


解析：本题给出四大基本反应类型与氧化还原反应的相互关系，考查学生识图分析的能力。解答本题的关键是理解化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应的特点，并清楚这四大基本反应类型与氧化还原反应的关系。A项是置换反应，所有的置换反应都是氧化还原反应；B项属于分解反应，没有化合价变化，属于非氧化还原反应；C项是有单质参加的化合反应，属于氧化还原反应；D项是氧化还原反应且不属于四种基本反应类型。


答案：D


4．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )














解析：A项元素的电子得失标反；B项也是元素的电子得失标反；D项电子转移方向弄反，即箭头指向标反。


答案：C


5．对于反应3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，请回答：


(1)氧化剂是________，发生氧化反应的物质是________。


(2)被氧化的元素是________，还原产物是________。


(3)生成3 ml CO2转移电子________ml。


答案：(1)Fe2O3 CO (2)碳或C Fe (3)6


6．在下列反应中：


A．2F2＋2H2O===4HF＋O2


B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


C．CaO＋H2O===Ca(OH)2


D．2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋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________。


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





练后感悟


(1)氧化还原反应中，氧化产物和还原产物有可能是同一种物质，如反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，S既是氧化产物又是还原产物。


(2)氧化还原反应中，氧化剂和还原剂有可能是同一种物质。如反应Cl2＋2NaOH===Naeq \(Cl,\s\up6(－1))＋Naeq \(Cl,\s\up6(＋1))O＋H2O中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂。


课时作业5 氧化还原反应


授课提示：对应学生用书73页


[学业达标]


1．氧化还原反应的实质是( )


A．元素化合价发生变化


B．反应中有氧原子的得失


C．反应中有电子得失或电子偏移


D．反应后生成新物质


解析：氧化还原反应的实质是元素的原子间有电子的得失或偏移。


答案：C


2．下列关于氧化还原反应的说法正确的是( )


A．肯定有一种元素一定被氧化，另一种元素被还原


B．反应中一定所有元素的化合价均发生变化


C．化合反应和分解反应不可能为氧化还原反应


D．置换反应一定是氧化还原反应


解析：氧化还原反应中可能只有一种元素的化合价发生变化；有单质参加的化合反应或者有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。


答案：D


3．下列反应中有一个反应与其他三个反应不同，则该反应是( )


A．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O


B．SO3＋H2O===H2SO4


C．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO


D．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O


解析：C中的反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中氮元素的化合价由反应前的＋4价变为反应后的＋5和＋2价，属于氧化还原反应，而A、B、D三个反应中无元素化合价的改变，是非氧化还原反应。


答案：C


4．下列变化中只有通过还原反应才能实现的是( )


A．Fe3＋―→Fe2＋


B．Mn2＋―→MnOeq \\al(－,4)


C．Cl－―→Cl2


D．N2O3―→HNO2


解析：发生还原反应时，元素的化合价降低。B中锰元素化合价由＋2价升高为＋7价，C中氯元素的化合价由－1价升高为0价，D中元素的化合价无变化。


答案：A


5．下列反应属于氧化还原反应的是( )


A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑


B．2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑


C．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O


D．NaBr＋AgNO3===AgBr↓＋NaNO3


解析：只有C项中元素的化合价发生了变化。


答案：C


6．离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，正确的是( )





解析：化学反应的分类应按照一定的标准。除分为四种基本类型以外，还可根据有无离子参加分为离子反应、非离子反应，根据有无电子得失分为氧化还原反应、非氧化还原反应。复分解反应和氧化还原反应无交集。


答案：A


7．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )


A．H2还原CuO的反应只属于还原反应


B．置换反应都是氧化还原反应，所以，3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2既是置换反应又是氧化还原反应


C．3O2eq \(=====,\s\up7(电火花))2O3是氧化还原反应


D．复分解反应一定不是氧化还原反应


解析：氧化还原反应是一个整体，氧化反应和还原反应必然同时发生在同一个反应中，在H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O的过程中，对Cu而言是失去氧被还原，发生了还原反应，对H2而言，则是得到氧被氧化，发生了氧化反应。置换反应都是氧化还原反应，但CO与Fe2O3的反应不是置换反应，所以B错；复分解反应只是反应物互相交换成分重新组合成新的物质，没有电子转移，所以，复分解反应一定不是氧化还原反应；C中反应前后氧元素的化合价都未变化，属于非氧化还原反应。


答案：D


8．下列化学方程式中，表示电子转移的方向和数目都正确的是( )








答案：B


9．已知CaH2中Ca为＋2价，对于CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，下列说法正确的是( )


A．H2都是还原产物


B．H2都是氧化产物


C．CaH2中的氢元素既被氧化又被还原


D．氧化产物与还原产物的质量比为1:1


解析：分析反应中元素化合价的变化，如下：


eq \(Ca,\s\up6(＋2))eq \(H,\s\up6(－1))2＋2eq \(H,\s\up6(＋1))2eq \(O,\s\up6(－2)) ===eq \(C,\s\up6(＋2))a(eq \(O,\s\up6(－2))eq \(H,\s\up6(＋1)))2＋2eq \(H,\s\up6(0))2↑


故CaH2中的eq \(H,\s\up6(－1))失去电子，其氢元素被氧化；H2O中的eq \(H,\s\up6(＋1))得到电子，其氢元素被还原，H2既是氧化产物又是还原产物，其中氧化产物与还原产物的质量比为1:1。选项D正确。


答案：D


10．下列氧化还原反应发生在同种元素之间的是( )


A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑


B．2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O


C．H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O


D．2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2H2↑＋O2↑


解析：A项，Zn将H＋还原；B项，H2S中－2价S将SO2中＋4价S还原；C项，H2将CuO中＋2价Cu还原；D项，H2O中＋1价H将－2价O氧化。


答案：B


11．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法正确的是( )





A．图中的反应物都是化合物


B．该反应属于置换反应


C．该反应属于非氧化还原反应


D．该反应不符合质量守恒定律


答案：B


12．选择符合下列要求的化学反应，并把相应的字母填入括号内。


(1)既不是分解反应，又不是氧化还原反应的是( )


(2)既是分解反应，又是氧化还原反应的是( )


(3)只属于氧化还原反应的是( )


(4)只属于化合反应不属于氧化还原反应的是( )


A．Ca(HCO3)2eq \(=====,\s\up7(△))CaCO3＋H2O＋CO2↑


B．2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O


C．2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑


D．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑


E．CaO＋CO2===CaCO3


F．Cl2＋2KI===2KCl＋I2


G．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑


解析：根据氧化还原反应与化学反应类型的关系进行分析：A为分解反应，无单质生成，所以不是氧化还原反应；B为有单质参加的化合反应，是氧化还原反应；C为有单质生成的分解反应，是氧化还原反应；D为复分解反应，不是氧化还原反应；E为无单质参加的化合反应，不是氧化还原反应；F为置换反应，属于氧化还原反应；G只属于氧化还原反应，不属于任何基本反应类型。


答案：(1)DE (2)C (3)G (4)E


13．(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，请在A图中用阴影部分表示反应：H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O所属的区域。





(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：________________________________________________________________________。





解析：


(1)H2＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O属于置换反应，而置换反应全部属于氧化还原反应。


(2)Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。中和反应属于复分解反应，且有水生成，如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。


答案：(1)


(2)分解 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(或其他合理答案)


[等级突破]


14．(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，指出被氧化和被还原的元素。


①2Na＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NaCl___________________________________________________。


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。


①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl_______________________________________；


②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑________________________________________________。


答案：


(1)①





②非氧化还原反应


(2)①非氧化还原反应


②


15．被誉为“太空金属”的钛(Ti)，在自然界中主要以金红石(TiO2)的形式存在。由于金红石熔点高，为金属Ti的直接制备带来了困难。在工业上常常采用将其先转化成熔沸点较低的TiCl4后再进行还原的方法制备。金红石转化成TiCl4的反应方程式如下：


TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO


(1)指出该反应的氧化剂________，氧化产物________。


(2)用双线桥法标出电子转移。


解析：(1)Cl元素的化合价降低，C元素的化合价升高，则Cl2为氧化剂，C为还原剂，CO是氧化产物。(2)在反应中，C元素的化合价由0升高到＋2价，失电子数目是2，Cl元素的化合价由0降低为－1价，得到电子数目为1，电子转移情况如下：





答案：


(1)Cl2 CO


(2)