第一章物質及其變化第三節氧化還原反應第1課時氧化還原反應學習任務目標1.知道氧化還原反應的實質，能利用氧化還原反應對常見反應進行分析說明。2.能從化合價升降、電子得失或電子對偏移的角度理解氧化還原反應的實質，并能用雙線橋或單線橋表示電子轉移的情況。3.能以氧化還原反應轉化關系為依據，串聯起相關的概念并加以辨析。一、多角度認識氧化還原反應1.從得失氧的角度認識氧化還原反應(1)反應特點分析對于有氧元素參加的反應2CuO＋C高溫2Cu＋CO①氧化銅失去氧，發生還原反應，被碳還原。②碳得到氧，發生氧化反應，被氧化銅氧化。(2)結論：一種物質被氧化，同時另一種物質被還原的反應叫氧化還原反應。2.從元素化合價升降的角度認識氧化還原反應(1)反應特點分析對于無氧元素參加的反應Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu銅元素化合價降低，CuSO4發生還原反應。鐵元素化合價升高，Fe發生氧化反應。(2)結論①物質所含元素化合價升高的反應是氧化反應；②物質所含元素化合價降低的反應是還原反應；③凡是有元素化合價升降的反應，都是氧化還原反應。3.從電子轉移的角度認識氧化還原反應(1)在2Na＋Cl2△①該反應中，氯原子和鈉原子之間發生了電子的得失，分別形成陰離子和陽離子，元素的化合價發生了變化。②反應過程中相應變化關系圖：(2)在H2＋Cl2點燃①氫原子和氯原子都不易失去電子，都可獲得1個電子形成穩定結構，二者只能形成共用電子對，使雙方最外電子層都達到穩定結構。②共用電子對偏向于吸引力稍強的氯原子，氯元素的化合價降低，氯氣被還原，發生了還原反應。③共用電子對偏離于吸引力稍弱的氫原子，氫元素的化合價升高，氫氣被氧化，發生了氧化反應。④反應過程中相應變化關系圖：4.氧化還原反應的特征和本質(1)特征：元素化合價升降。(2)本質：電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)。二、四種基本反應類型與氧化還原反應的關系根據圖示用“一定”或“不一定”填空：(1)化合反應不一定是氧化還原反應；有單質參加的化合反應一定是氧化還原反應。(2)分解反應不一定是氧化還原反應；有單質生成的分解反應一定是氧化還原反應。(3)置換反應一定是氧化還原反應。(4)復分解反應一定不是氧化還原反應。氧化還原反應的概念、本質[探究活動]生活中許多鋼鐵材質的物品容易生銹。生銹的過程可簡單表示為FeFe2O3。現代工業中冶煉鋼鐵可以簡單表示為活動1結合上述材料分析，FeFe2O3屬于什么反應？鐵元素的化合價如何變化？那Fe2O3Fe過程如何？提示：氧化反應，鐵元素的化合價升高；還原反應，鐵元素的化合價降低。活動2鐵粉和硫黃粉混勻后加熱，發生反應Fe＋S△FeS，反應中鐵元素和硫元素的化合價有何變化提示：鐵元素的化合價升高，硫元素的化合價降低。反應中有元素化合價的變化，屬于氧化還原反應。[評價活動]1.西漢淮南王劉安主持編撰的《淮南萬畢術》，其中有“曾青得鐵則化為銅”的記載，這說明早在西漢時期，我國勞動人民就已經發現鐵能從某些含銅(＋2價)化合物的溶液中置換出銅，這個方法是現代濕法冶金的基礎。下列說法中，不正確的是()A.該反應的離子方程式為Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2B.該反應屬于氧化還原反應，也屬于置換反應C.該反應說明金屬單質能與任何鹽溶液發生反應D.該反應中鐵元素的化合價升高，Fe發生氧化反應C解析：鐵能從某些含銅(＋2價)化合物的溶液中置換出銅，則反應的離子方程式為Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋，故A正確；該反應屬于置換反應，有元素化合價的升降，屬于氧化還原反應，故B正確；活潑性較強的金屬能與活潑性較差的金屬的鹽溶液反應，故C錯誤；Fe＋Cu2＋Cu＋Fe2＋中鐵元素的化合價升高，Fe發生氧化反應，故2.氮循環是海洋生態系統的基礎和關鍵，其中無機氮循環過程如圖所示。下列關于海洋無機氮循環的說法中，不正確的是()A.過程2中，可能需要O2參與反應B.過程3中，發生的均為還原反應C.過程4中，生成1個NH4＋至少轉移D.過程5中，反應后氮元素的化合價均降低D解析：過程2中，NH4＋、N2O、NO2－、NO3－中氮元素的化合價依次為－3、＋1、＋3、＋5價，氮元素的化合價在不斷升高，需要外加氧化劑，故有可能需要氧氣參加反應，A正確；過程3中，NO3－、NO2－、N2O中氮元素的化合價依次為＋5、＋3、＋1價，化合價依次降低，故均為還原反應，B正確；過程4中，NO3－生成NH4＋，氮元素的化合價由＋5價變為－3價，故生成1個NH4＋至少轉移8個電子，C正確；過程5中，N3.下列變化過程中，屬于氧化反應的是()A.MnO2→Mn2＋ B.CuO→CuCl2C.Ag＋→Ag2O D.Sn2＋→Sn4＋D解析：物質所含元素化合價升高的反應為氧化反應。1.氧化還原反應概念間的關系2.氧化還原反應中的3個“不一定”(1)一種元素被氧化，不一定有另一種元素被還原。如C0l2＋H2O?HCl－1＋HCl+1(2)有單質參加或生成的反應不一定是氧化還原反應。如同素異形體之間的相互轉化不屬于氧化還原反應。(3)某種物質由化合態變為游離態，不一定是被還原，如HCl→Cl2，HCl是被氧化。氧化還原反應電子轉移的表示方法[探究活動]碘缺乏病是機體因缺碘導致的疾病，即地方性甲狀腺腫大，主要病因是環境缺碘，人體攝取碘不足。我國政府對碘缺乏病相當重視，為了消除碘缺乏病，在食鹽中加入適量的碘酸鉀。檢驗食鹽中是否加碘，可用如下反應：KIO3＋5KI＋3H2SO43K2SO4＋3I2＋3H2活動1請分別用單線橋法和雙線橋法標出該反應電子轉移的方向和數目。提示：雙線橋：單線橋：活動2在用雙線橋法表示電子轉移情況時，箭頭的指向能表示電子轉移的方向嗎？兩個線橋上表示的電子總數有何關系？提示：雙線橋不能表示電子轉移方向，只能表明同一元素原子的電子轉移情況。兩個線橋上電子總數相等。[評價活動]1.下列反應中，電子轉移的表示方法正確的是()C解析：SiO2→Si，硅元素的化合價由＋4價降低到0價，得到電子，C→CO，碳元素的化合價由0價升高到＋2價，失去電子，A錯誤；2Na→2NaOH，共失去2e－，B錯誤；Cu→CuSO4，銅元素的化合價升高，失電子，H2SO4→SO2，硫元素的化合價降低，得電子，箭頭指向錯誤，D錯誤。2.分析反應MnO2＋4HCl(濃)△MnCl2＋2H2O＋Cl2↑解析：Cl－1→Cl0，HCl失去電子；Mn+4→Mn答案：3.在反應H2SO3＋2H2S3H2O＋3S↓中，被氧化與被還原元素的質量比為2∶1，在反應3S＋6KOH△2K2S＋K2SO3＋3H2O中，被還原的硫與被氧化的硫的質量比為2∶1①。②。解析：在反應H2SO3＋2H2S3H2O＋3S↓中，H2S中硫元素化合價升高：H2S→S，發生氧化反應，H2S被氧化；H2SO3中硫元素化合價降低：H2SO3→S，發生還原反應，H2SO3被還原。被氧化與被還原的硫元素質量比為2∶1。在反應3S＋6KOH△2K2S＋K2SO3＋3H2O中，3個S，其中2個S化合價降低，被還原，1個S化合價升高，被氧化，所以被還原的硫與被氧化的硫的質量比為1.用雙線橋法表示電子轉移的方向和數目2.用單線橋法表示電子轉移的方向和數目課后素養評價(五)知識點1氧化還原反應的概念1.古詩詞是古人為我們留下的寶貴精神財富，下列詩句涉及氧化還原反應的是()A.花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴B.千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金C.千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑D.爆竹聲中一歲除，春風送暖入屠蘇D解析：A項，詩句的描述沒有涉及化學反應；B項，沙里淘金屬于物理變化，不涉及化學反應；C項，詩句中涉及的反應有CaCO3高溫CaO＋CO2↑，不是氧化還原反應；D項，2.回收利用CO2是目前解決空間站供氧問題的有效途徑，其物質轉化如下圖所示。下列說法不正確的是()A.上述過程中涉及的反應都屬于氧化還原反應B.反應Ⅱ中碳元素化合價升高C.回收CO2的最終產物為O2和CH4D.上述過程中H2可以循環使用B解析：反應Ⅰ中H、O的化合價分別降低和升高，屬于氧化還原反應，反應Ⅱ中H、C的化合價分別升高和降低，屬于氧化還原反應，呼吸過程中氧元素的化合價降低，也為氧化還原反應，A正確；反應Ⅱ為CO2和H2反應生成H2O和CH4，碳元素化合價從＋4價降低為－4價，B錯誤；從轉化圖中可知，CO2轉化的最終產物為CH4和O2，C正確；H2與CO2反應生成H2O，隨后H2O分解生成H2，因此H2可循環使用，D正確。3.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如下圖所示。下列化學反應屬于陰影部分的是()A.CH4＋2O2點燃CO2＋B.2H2O通電2H2↑＋C.4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)D.Fe＋Cu2＋Fe2＋＋A解析：從圖中可以得出，陰影部分的反應不屬于化合反應、分解反應、置換反應，但屬于氧化還原反應。反應CH4＋2O2點燃CO2＋2H2O屬于燃燒反應，屬于氧化還原反應，但不屬于化合反應、分解反應、置換反應，A符合題意；反應2H2O通電2H2↑＋O2↑的反應物只有一種，屬于分解反應，B不符合題意；反應4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3的生成物只有一種，屬于化合反應，C不符合題意；反應Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu中，單質Fe與可溶性銅鹽反應，知識點2電子轉移的表示方法4.下列化學方程式中，電子轉移的方向和數目都正確的是()A.B.C.D.B解析：A項，KClO3中的氯元素由＋5價降到0價，不能與HCl中氯元素的－1價“錯位”，正確的表示方法為；C項，CO中碳元素由＋2價升到＋4價，轉移2e－，反應中CO的化學計量數為2，正確的表示方法為；D項，HgS中汞元素由＋2價降到0價，轉移2e－，O2中氧元素由0價降到－2價，轉移2×2e－，故反應中共轉移6e－，正確的表示方法為。知識點3氧化還原反應的實質和特征5.下列變化沒有發生電子轉移的是()A.MnO4－→B.NO3－→C.Cl2→ClOD.SO2→SOD解析：MnO4－→MnO2中錳元素化合價降低，有電子轉移，A錯誤；NO3－→NO2中氮元素化合價降低，有電子轉移，B錯誤；Cl2→ClO3－中氯元素化合價升高，有電子轉移，C錯誤；SO2→SO6.銅在潮濕的空氣中會生銹：2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3。下列關于該反應的說法不正確的是A.該反應屬于化合反應B.該反應中氧元素和銅元素的化合價發生了變化，所以是氧化還原反應C.該反應中銅原子得電子，被氧化D.該反應中O2發生了還原反應C解析：在該反應中，銅原子失去電子，銅元素的化合價由0價升高到＋2價，被氧化；氧原子得到電子，氧元素的化合價由0價降低到－2價，O2發生還原反應。該反應是化合反應，也是氧化還原反應。7.在下列三個化學反應中，按氮元素被氧化、被還原、既不被氧化又不被還原的順序排列，正確的是()①N2＋O2放電②4AgNO3△2Ag2O＋4NO2↑＋O③2NH4Cl＋Ca(OH)2△CaCl2＋2NH3↑＋2HA.①②③ B.②①③C.③②① D.③①②A解析：①N2＋O2放電2NO，氮元素的化合價升高，氮元素被氧化；②4AgNO3△2Ag2O＋4NO2↑＋O2↑，氮元素的化合價降低，氮元素被還原；③2NH4Cl＋Ca(OH)2△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，8.下列變化過程一定屬于還原反應的是()A.HCl→MgCl2 B.Na→Na＋C.CO→CO2 D.Fe3＋→Fe2＋D解析：發生還原反應的過程中某些元素的化合價降低。A項，氯元素的化合價不變；B項，鈉元素的化合價升高，屬于氧化反應；C項，碳元素的化合價升高，屬于氧化反應；D項，鐵元素的化合價降低，屬于還原反應。9.下列氧化還原反應所標的電子轉移情況沒有錯誤的是()A解析：A項反應，Fe的化合價由＋3價降低為0價，得到2×3e－，C的化合價由＋2價升高為＋4價，失去3×2e－，A項正確；B項反應，NH4NO3中銨根所含N的化合價由－3價升高為0價，共失去5×3e－，NH4NO3中硝酸根所含N的化合價由＋5價降低為0價，共得到3×5e－，B項錯誤；C項反應，I的化合價由0價降低為－1價，共得到2×e－，S的化合價由＋4價升高為＋6價，失去2e－，不是O失電子，C項錯誤；D項反應，KClO3中Cl的化合價由＋5價降低為0價，得到5e－，HCl中Cl的化合價由－1價升高為0價，失去5×e－，D項錯誤。10.制備單質硅時，主要發生以下化學反應：①SiO2＋2C高溫Si＋2CO↑；②Si＋2Cl2高溫SiCl4；③SiCl4＋2H2高溫A.①③為置換反應 B.①②③均為氧化還原反應C.②為化合反應 D.三個反應的反應物中硅元素均被氧化D解析：三個反應中均有元素化合價的變化，所以它們都是氧化還原反應；反應①③中硅元素被還原，反應②中硅元素被氧化。11.鉻(Cr)能形成多種不同顏色的離子，其轉化關系如下圖所示，下列有關該轉化過程的說法正確的是()A.上圖中，鉻元素有＋2、＋3、＋6、＋7多種化合價B.以上轉化關系不都存在電子轉移C.上圖中，Zn表現氧化性D.加入活潑金屬可實現Cr3＋溶液由綠色轉化為橙色B解析：圖中鉻元素有＋2、＋3、＋6價，A錯誤；Cr2O72－→CrO42－，鉻元素化合價不變，不存在電子轉移，B正確；圖中，Zn將Cr3＋還原為Cr2＋，表現還原性，C錯誤；實現含Cr3＋的溶液由綠色轉化為橙色，過程為Cr3＋→Cr2O72－，即鉻元素化合價升高1