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人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应优秀导学案及答案
展开核心知识点一:
一、氧化还原反应的概念
从元素化合价升降角度分析氧化还原反应
结论:物质中所含元素的化合价升高的反应是氧化反应,物质中所含元素的化合价降低的反应是还原反应。
注意:在氧化还原反应中,并不是所有元素的化合价都发生改变也就是不一定所有的元素都发生氧化还原反应。
从电子转移的角度分析氧化还原反应
结论:有电子转移(得失或转移)的反应是氧化还原反应。氧化反应的表现为被氧化的元素的化合价升高,其实质是该元素的原子失去(或偏离)电子的过程;还原反应表现为被还原的元素的化合价降低,其实质是该元素的原子获得(或偏向)电子的过程。
注意:在氧化还原反应中,电子转移总数相等,化合价升降总数相等,且化合价升降总数等于转移电子总数(转移电子总数就是得电子数或失电子数,不是二者的加和)。
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
总结:氧化还原反应中的六个“不一定”
1. 在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。
2. 有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。比如同素异形体之间的相互转化(如3O22O3)不是氧化还原反应。但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。
3. 一种反应物不一定只表现一种性质。
4. 含有最高价态元素的化合物不一定具有强氧化性。如氯元素的含氧酸及其盐,是价态越低,氧化性超强. H3PO4中+5价的P无强氧化性。
5. 得到电子难的元素失去电子不一定容易,例如:第ⅣA族的C,既难得到电子,又难失去电子,与其它原子易以共价键结合。
6. 元素由化合态变为游离态不一定是是氧化反应,也可能是还原反应。
核心知识点二:
氧化还原反应中电子转移的表示方法及配平
(1)表示方法
标价态:正确标明氧化还原反应前后同一元素的化合价,判断其升降
双线桥法:书写步骤
连双线:一条线由反应物中化合价降低的元素指向还原产物中的同一元素,另一条线由反应物中化合价升高的元素指向氧化产物中的同一元素
注得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,注明该元素“被氧化”或“被原”
注意:A. 箭头、键尾指向有化合价变化的同种元素的原子;B. 必须注明“失去”或“得到”电子的总数;C. 还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等,
单线桥法:书写步骤
连单线:连接等式左边的得与失电子的元素,箭头指向得电子的元素
注数母:标出转移的电子总数
注意:A. 箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。箭头方向表示电子转移的方向。B. 不需要表明“失去”或“得到”,只标明电子转移总数。
配平的原则、步骤和方法
步骤:A. 标出有变价的元素反应前后的化合价。
B. 用“双桥线”连接反应前后的元素并在桥上或桥下注明化合价升降数。
C. 找出化合价升降数之间的最小公倍数,再依据以上有关原则首先配平有关物质前面的系数。
配平的常用方法
配平的基本方法:化合价升降法(一标、二等、三定、四平、五查)
配平的基本技巧:
A. 奇数配偶法(适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应)
B. 逆向配平法(此法用于发生歧化反应的氧化还原反应方程式的配平,即从生成物向反应物方向配)
C. 整体法(1. 还原剂或氧化剂的所有元素完全被氧化或完全被还原,可以看成一个整体,在配平时按各元素的系数比考虑得失电子的总数;2. 还原剂或氧化剂的元素部分被氧化或部分被还原,不能看成一个整体,要分别考虑。)
D. 零价配平法(复杂的化合物中的化合价无法标出,且仅靠观察法也无法配,此时可把不知(或难知)化合价的物质看成一个电中性的整体,假设其中所有的元素都为0价,在根据化合价升降配平方程式,不影响配平结果. 但需要注意的是:按零价法分析的价态升降根据与该反应实际的价态升降不符,零价法只是配平的一种方法和技巧。)
核心知识点一:
下列反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
B. Na2O+CO2===Na2CO3
C. 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
D. CaCO3===CaO+CO2↑
【解析】A. 有氧气生成,则O元素的化合价发生变化,是氧化还原反应,正确;B、C、D中元素的化合价均未变化,都不是氧化还原反应,答案选A。
【答案】A
【考点】氧化还原反应的基本概念
下列过程属于氧化反应的是( )
A.HCl→H2
B.Mg→Mg2+
C.Cl-→AgCl
D.CuO→Cu
【解析】A.HCl中的H元素是1+价,生成H2,化合价降低,做氧化剂,氧化剂发生还原反应。
B.Mg是0价,生成Mg2+,化合价降低,做还原剂,还原剂发生氧化反应
C.Cl-生成AgCl,化合价没有变
D.CuO中Cu元素的化合价是+2价,生成Cu单质是0价,化合价是降低的,做氧化剂,氧化剂发生还原反应。
【答案】B
【考点】本题主要考查了氧化反应相关知识。
核心知识点二:
下列变化中,元素价态变化与反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO属于同一类型的是( )
A. 2FeCl3+H2S===2FeCl2+2HCl+S↓
B. 2NH4Cl+6HCl+K2Cr2O7===2KCl+N2↑+2CrCl3+7H2O
C. 3Br2+6NaOH===NaBrO3+5NaBr+3H2O
D. 5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5S↓+8H2O
【解析】题干中反应规律是同一元素的价态既升高又降低,选项中只有C符合。
【答案】C
【考点】考查氧化还原反应相关知识
配平下列化学方程式
A. NO2+H2O−−HNO3+NO
B.Cl2+NaOH−−NaCl+NaClO3+ H2O
【解析】NO2、Cl2既是氧化剂又是还原剂,注意得失氧总数相同。
【答案】A. 3NO2+H2O=2HNO3+NO
B. 3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O
【考点】氧化还原反应方程式的配平
(答题时间:25分钟)
一、选择题:本题包括12小题,每小题4分,共48分。
1. 下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A. 元素化合价升高的反应是还原反应
B. 物质在反应中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低
C. 有电子转移的反应就是氧化还原反应
D. 有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应
2. 下列叙述正确的是( )
A. 含金属元素的离子一定都是阳离子
B. 在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂
C. 某元素由化合态变为游离态,该元素一定被还原
D. 金属阳离子被还原不一定得到金属单质
3. 在2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2的反应中,被氧化的元素是( )
A. Fe B. Br C. Fe和Br D. Cl
4. 已知有反应BrOeq \\al(-,3)+5Br-+6H+===3Br2+3H2O。下列反应中从反应原理来看与该反应最相似的是( )
A. 2KNO32KNO2+O2↑
B. NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
C. 3NO2+H2O===2HNO3+NO
D. SO2+2H2S===3S↓+2H2O
5. 实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O。下列说法错误的是( )
A. HCl被氧化,MnO2被还原
B. 每生成1 ml Cl2,转移电子的物质的量为2 ml
C. 每消耗1 ml MnO2,被氧化的HCl为4 ml
D. 转移电子的物质的量为1 ml时,生成标准状况下Cl2的体积为11. 2 L
6. 铬能慢慢地溶于稀盐酸得到蓝色溶液,若通入空气则溶液颜色变绿,发生的反应有①Cr+2HCl===CrCl2+H2↑、②4CrCl2+4HCl+O2===4CrCl3+2H2O,下述叙述中正确的是( )
A. 反应①、②均属于置换反应
B. HCl在反应①、②中均发生还原反应
C. 反应①中HCl被氧化
D. 溶液颜色由蓝变绿是因为Cr2+发生氧化反应
二、填空题
7. 过氧化氢(H2O2)可作为采矿业的废液消毒剂,如消除采矿废液中有剧毒的氰化钾(KCN,其中N元素为-3价),化学方程式为KCN+H2O2+H2O===A+NH3↑(已配平),请 回答下列问题:
(1)生成物A的化学式是________。
(2)该反应是否是氧化还原反应?________(填“是”或“不是”)。若是,请指出被还原的元素;若不是,请说明理由:________________________________________。
8. (1)写出下列反应的化学方程式,用双线桥标明电子转移的方向和数目,并注明“被氧化”“被还原”。
①Fe2O3与CO在高温下的反应:______________。
②KClO3与MnO2在高温共热条件下反应:____________________________________。
③H2S气体和SO2气体反应生成S和水:_________________。
(2)写出下列反应的离子方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目。
①Cu和AgNO3溶液:______________________________。
②实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O:______________。
③向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3:________________。
9. “绿色试剂”双氧水可作为采矿业废液的消毒剂,可消除采矿废液中的氰化物(如:KCN),化学方程式:KCN+H2O2+H2O===A+NH3↑。
(1)生成物A的化学式为________。
(2)在标准状况下有0. 448 L氨气生成,则转移的电子数为________。
(3)反应中被氧化的元素为________。
(4)H2O2被称为绿色氧化剂的理由是__________________。
1. 答案:C
解析:元素化合价升高的反应为氧化反应,A项错误;失去电子应表现为化合价升高,B项错误;有化合价升降的反应一定是氧化还原反应,D项错误;有电子转移的反应就是氧化还原反应,C正确。
2. 答案:D
解析:含金属元素的MnOeq \\al(-,4)是阴离子,A错;在S+O2SO2的反应中,非金属单质S是还原剂,B错;元素由化合态转化为游离态,该元素不一定被还原,如Cl-Cl2是被氧化,而Cu2+Cu是被还原,故C不对;D说法正确,如Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,Fe3+被Cu还原,仅得到Fe2+。
3. 答案:C
解析:根据氧化还原反应中被氧化的元素是失去电子的元素,即化合价升高的元素。上述反应中,Fe元素从+2价升高到+3价,Br元素从-1价升高到0价,所以被氧化的元素是Fe和Br元素。
4. 答案:D
解析:题干中的反应为氧化还原反应,并且发生化合价变化的为同种元素——Br,本题属于反应的归中问题。
5. 答案:C
解析:在题给反应中,HCl被氧化,MnO2被还原,且每生成1 ml Cl2,转移电子2 ml,A、B项正确;由方程式可知每消耗1 ml MnO2,同时消耗4 ml HCl,但参加反应的HCl
只有eq \f(1,2)被氧化,C项错误;转移1 ml电子时,生成Cl2 0. 5 ml,其在标准状况下的体积为11. 2 L,D项正确。
6. 答案:D
解析:置换反应除了有单质参加反应,还必须有单质生成,反应②不符合,A项错误;在反应②中HCl的两种元素化合价无变化,HCl既未发生氧化反应,也未发生还原反应,B项错误;反应①HCl中H元素价态降低,被还原,C项错误;反应②中Cr2+被O2氧化生成Cr3+,导致溶液颜色由蓝变绿,D项正确。
7. 答案:(1)KHCO3
(2)是 H2O2中氧元素的化合价由-1价降为-2价,被还原
解析:(1)根据质量守恒定律可知,A由1个K原子、3个 O原子、1个C原子和1个H原子构成,故为KHCO3。
(2)反应物H2O2中氧元素的化合价由-1价降为-2价,氧元素被还原;反应物KCN中碳元素的化合价由+2价升高为+4价,碳元素被氧化,故该反应是氧化还原反应。
8. 答案:
9. 答案:(1)KHCO3 (2)2. 4×1022 (3)碳元素(C) (4)H2O2作氧化剂,其还原产物一般是H2O,H2O没有毒性及污染性
解析:(1)由所给化学反应方程式中C、H、O、N、K元素原子守恒可知A的化学式为KHCO3。
(2)在所给反应中,每生成1 ml NH3,氧化剂H2O2共得到2×[-1-(-2)]=2 ml电子,故在标准状况下有0. 448 L NH3生成时有0. 02 ml×2×6. 02×1023ml-1=2. 4×1022个电子发生转移。
(3)在所给反应中,碳元素的化合价由KCN中的+2价,升高到KHCO3中的+4价而被氧化。
(4)由于H2O2作氧化剂时还原产物一般为H2O,没有毒性和污染性,故被称为绿色氧化剂。
重难点
题型
分值
重点
1. 氧化还原反应的概念、本质与特征
2. 氧化还原反应中电子转移的方法
3. 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
选择
填空
6-10分
难点
1. 从得氧和失氧、化合价变化的分类标准认识氧化还原反应的概念。
2. 应用电子转移的观点进一步理解氧化还原反应。
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