高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 氯气及氯的化合物第3课时学案

第3课时　 氧化还原反应

一、氧化还原的基本概念

1．在2Na＋Cl22NaCl的反应过程中：

(1)钠原子失去最外层上的1个电子，成为具有稳定结构的Na＋，其化合价由0价升高为＋1价，发生了氧化反应，被氧化。

(2)氯原子最外层得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl－，其化合价由0价降低为－1价，发生了还原反应，被还原。

(3)在这个反应中，氯原子和钠原子之间发生了电子的得失，分别形成阴离子和阳离子，使元素的化合价发生了变化。

(4)反应过程中相应变化关系图

2．氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。

氧化还原反应的本质是发生电子转移(得失或偏移)。

二、氧化还原反应电子转移的表示方法

通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。

1．双线桥法——表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。

(1)双线桥法表示电子转移的基本步骤：

(2)示例：

(3)注意事项：①箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。②采用a×be－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数，a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。

2．单线桥法——表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。

(1)单线桥法表示电子转移的基本步骤

(2)示例：

(3)注意事项：①单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素，表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况；②箭头已标明电子转移的方向，因此不需再标明“得”或“失”，只标明电子转移数目。

三、氧化剂、还原剂

1．氧化剂和还原剂

(1)氧化剂：在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质

(2)还原剂：在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质

(3)常见的氧化剂和还原剂

微点拨：在一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂同时存在，它们可以是不同的物质，也可以是同一物质。如在反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂。

2．氧化性和还原性

(1)氧化性：氧化剂发生还原反应，表现出氧化性。

(2)还原性：还原剂发生氧化反应，表现出还原性。

3．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系

微点拨：物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易程度有关，而与得失电子的多少无关。如钠失电子数小于铝，但还原性Na＞Al。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)

(1)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 属于氧化还原反应。 (×)

(2)用双线桥法表示电子的转移情况为  (×)

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

(4)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。 (×)

2．在下列反应中，二氧化碳作氧化剂的是(　　 )

A．Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

B．CO2＋C2CO

C．2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑

D．C＋2H2O(g)2H2＋CO2

B　[选项A中二氧化碳中碳元素化合价无变化；选项B中二氧化碳中碳元素化合价由＋4价降低为＋2价，作为氧化剂；选项C、D中二氧化碳都为氧化产物。]

3．对于反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

(1)MnO2在反应中        电子，所含元素化合价        ，发生        反应。

(2)HCl在反应中       电子，所含元素化合价       ，发生        反应。

[解析]　锰元素反应前化合价为＋4价反应后＋2价，得到电子发生还原反应；氯元素反应前化合价为－1价，反应后为0价，失去电子发生氧化反应。

[答案]　(1)得到　降低　还原　(2)失去　升高　氧化

人体血红蛋白分子中含有Fe2＋，正是这些Fe2＋使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸根(NO)可将人体血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力。

[问题1]　在上述反应过程中Fe2＋发生哪种类型的反应？

[提示]　因为Fe2＋转化为Fe3＋，化合价升高，Fe2＋发生氧化反应。

[问题2]　NO中含有的元素化合价应怎样变化？哪一种元素化合价发生变化？

[提示]　NO中含有的元素化合价降低，其中氧元素为－2价，化合价不能再降低；氮元素为＋3价，化合价可以降低，所以NO中氮元素化合价降低。

1．氧化还原反应概念间的关系

2．物质氧化性、还原性强弱的判断

(1)根据氧化还原反应方程式判断

(2)根据元素的活动性顺序判断

(3)根据反应条件判断

当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物化合价相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈，则氧化剂的氧化性越强。如：

4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑

氧化性：KMnO4>MnO2。

(4)根据氧化产物的化合价高低判断

当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素化合价升得越高，则氧化剂的氧化性越强。

如：2Fe＋3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS

氧化性：Cl2>S。

1．已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O，下列说法正确的是(　　)

A．HCl发生了还原反应

B．氧化剂与还原剂的物质的量比为1.8

C．当标准状况下，产生22.4 L氯气，转移电子数为2NA

D．氧化性： Cl2>KMnO4

C　[部分氯化氢发生氧化反应生成氯气， A错误；氯化氢只有10 mol被氧化，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶10＝1∶5, B错误；生成了1 mol氯气，转移电子数为2NA, C正确；氧化剂的氧化性大于氧化产物的，故氧化性：高锰酸钾大于氯气， D项错误。]

2．二氧化硒( SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2以回收Se。在回收过程中涉及如下化学反应：

①SeO2＋4KI＋4HNO3===Se＋2I2＋4KNO3＋2H2O；

②Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O；③Se＋4HNO3(浓)===SeO2＋4NO2↑＋2H2O。下列有关叙述正确的是(　　 )

A．SeO2、H2SO4(浓)、I2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)＞SeO2＞I2

B．反应①中Se是氧化产物，I2是还原产物

C．反应①中生成0.6 mol I2，转移的电子数目为2.4NA

D．反应②、③中等量的Se消耗浓硫酸和浓硝酸的物质的量之比为2∶1

A　[ 在同一反应中氧化剂氧化性大于氧化产物氧化性，则根据①可知氧化性：SeO2＞I2，②中氧化性：H2SO4(浓)＞SeO2，则氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)＞SeO2＞I2，故A正确；反应①SeO2＋4KI＋4HNO3===Se＋2I2＋4KNO3＋2H2O中，硒元素的化合价降低，被还原，碘元素的化合价升高，被氧化，则Se是还原产物，I2是氧化产物，故B错误；根据化合价的变化可知，反应①中每有0.6 mol I2生成，转移的电子数目应为0.6 mol×2×(1－0)×NA＝1.2NA，故C错误；由反应可知，设Se均为1 mol，由反应②、③可知等量的Se消耗浓硫酸和浓硝酸的物质的量之比为2∶4＝1∶2，故D错误。]

1．日常生活中的许多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是(　　)

A．铜铸塑像上出现铜绿Cu2(OH)2CO3

B．铁制菜刀生锈

C．大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏

D．铝锅表面生成致密的薄膜(氧化铝)

C　[酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙能和酸反应，该反应中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，属于复分解反应。]

2．下列关于氧化还原反应的说法中正确的是(　　 )

A．氧化还原反应前后元素化合价有升降

B．氧化还原反应前后一定有氧的得失

C．实现Fe3＋―→Fe2＋的变化过程一定是氧化反应

D．元素化合价升高的反应是还原反应

A　[本题主要考查氧化还原反应的概念，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。化合价有变化一定是氧化还原反应，但不一定有氧的得失。化合价升高发生的是氧化反应，Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。]

3．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　　 )

B　[解题时首先找出变价元素，确定其化合价的升降，然后根据得失电子数目相等的规律，标出电子转移的数目。A项，→i，得到电子，→，失去电子，得失电子标反了，错误；B项，a→，失去2×e－，2个H2O中只有2个氢原子被还原，得到2×e－，正确；C项，n→n，得到2e－，4个Cl－中只有2个被氧化(生成Cl2)，失去2×e－，错误；D项，用单线桥表示电子转移情况时，箭头应由失电子原子指向得电子原子，所以箭头应由铜元素指向硫元素，错误。]

4．下列反应中，水作为还原剂的是(　　)

A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

B．Cl2＋H2OHCl＋HClO

C．2F2＋2H2O===4HF＋O2

D．SO2＋H2OH2SO3

C　[A项水中氢元素的化合价降低，作氧化剂，B、D两项水中氢、氧两元素的化合价没有变化，水既不是氧化剂，也不是还原剂。]

5．[素养题]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，其中氮元素为－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：

                                             。

[解析]　(1)根据质量守恒定律可知，A由1个钾原子、3个氧原子、1个碳原子和1个氢原子构成，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。

[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