資源簡介

1.3 第1課時 氧化還原反應
【學習目標】
1.通過學習結合具體實例從多角度認識氧化還原反應,能夠理解氧化還原反應的特征和本質。
2.通過學習能夠對生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應加以分析,熟練氧化還原反應的判斷方法。
3.通過具體的實例了解利用單線橋和雙線橋法分析氧化還原反應的電子轉移。
【自主預習】
1.從得失氧角度認識氧化還原反應
請根據(jù)初中學過的氧化反應和還原反應的知識,分析下列反應,完成下表。
化學反應 物質 反應物 發(fā)生的反應(氧化反應或還原反應)
示例 2CuO+C2Cu+CO2↑ 得氧物質
失氧物質
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 得氧物質
失氧物質
結論 在化學反應中,有一種物質得到氧發(fā)生氧化反應,必然有一種物質失去氧發(fā)生還原反應
【微點撥】
從得失氧原子角度判斷氧化還原反應是不全面的,應該從有無元素化合價變化來判斷。
2.從化合價變化角度認識氧化還原反應
示例 化學反應
分析 Fe元素化合價從0價升高到+2價,發(fā)生　　　　 反應
CuSO4中Cu元素化合價從+2價降低到0價,發(fā)生　　　　 反應
結論 凡是反應前后有元素化合價變化的反應,都是氧化還原反應
3.從電子轉移角度認識氧化還原反應(分別以氯化鈉和氯化氫的形成為例)
(1)氯化鈉的形成:金屬鈉可以在氯氣中劇烈燃燒并生成氯化鈉。
2Na+Cl22NaCl
NaNa+,化合價由0→+1,被　　　 　;
ClCl-,化合價由0→-1,被　　　 　。
結論:在氧化還原反應過程中,元素的原子有電子的得失。
(2)氯化氫的形成:氫氣可以在氯氣中燃燒并生成氯化氫。
H2+Cl22HCl
HCl
ClH
①氯原子對共用電子對的吸引力稍強,共用電子對　　　　氯原子,發(fā)生　　　　反應。
②氫原子對共用電子對的吸引力稍弱,共用電子對　　　　氫原子,發(fā)生　　　　反應。
③結論:在氧化還原反應過程中,元素的原子間有共用電子對的偏移。
綜上可知,氧化還原反應的本質和特征如下:
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O屬于氧化還原反應。 (　　)
(2)某一氧化還原反應中有一種元素被氧化,肯定有另一種元素被還原。 (　　)
(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中,Cl2既被氧化又被還原。 (　　)
(4)沒有氧元素參加的反應一定不是氧化還原反應。 (　　)
(5)某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原。 (　　)
(6)鞭炮爆炸發(fā)生了氧化還原反應。 (　　)
2.沒有“氧”參加的反應是否一定不是氧化還原反應
3.判斷下列過程是氧化反應還是還原反應。
(1)CuCuO　　　　　　　　　,CuCuCl2　　　　　　　　　。
(2)N2NH3　　　　　　　　　,FeCl2FeCl3　　　　　　　　　。
【合作探究】
任務1：氧化還原反應的基本概念和特征
情境導入　王安石《元豐行示德逢》
雷蟠電掣云滔滔,夜半載雨輸亭皋。
旱禾秀發(fā)埋牛尻,豆死更蘇肥莢毛。
這幾句詩實際上說的是“雷雨發(fā)莊稼”。
電閃雷鳴時會發(fā)生如下反應:
①N2+O22NO
②2NO+O22NO2
③3NO2+H2O2HNO3+NO
問題生成
1.上述三個反應是否為氧化還原反應
2.請指出上述氧化還原反應中元素化合價的變化。
3.在上述反應中,物質發(fā)生氧化反應或還原反應,與物質所含元素化合價的升高或降低有什么關系
【核心歸納】
1.氧化還原反應與化合價升降的關系
可簡單記憶為“升失氧,降得還”。
2.氧化還原反應概念間的關系
3.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
(1)置換反應一定是氧化還原反應。
(2)復分解反應一定不是氧化還原反應。
(3)化合反應和分解反應不一定是氧化還原反應。
①有單質生成的分解反應一定是氧化還原反應。
②有單質參加的化合反應一定是氧化還原反應。
【微點撥】
值得注意的是,四種基本反應類型不包括所有的反應,例如:
(1)4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不屬于四種基本反應類型中的任何一種反應類型,但屬于氧化還原反應。
(2)3O22O3不屬于四種基本反應類型,也不是氧化還原反應。
【微點撥】
【例1】氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示,則下列化學反應屬于陰影部分的是(　　)。
A.Cl2+2KBrBr2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(提示:Na2O2中氧元素的化合價為-1價)
【例2】已知酒精(C2H5OH)能與K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定條件下發(fā)生如下反應:
2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO42K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O
Cr2和Cr3+在溶液中分別顯橙色和綠色。回答下列問題:
(1)該反應　　　　(填“是”或“不是”)離子反應。
(2)寫出Cr2(SO4)3的電離方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)該反應　　　　(填“是”或“不是”)氧化還原反應,判斷的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　。
任務2：氧化還原反應中的電子轉移
情境導入　金屬腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生化學或電化學反應而導致的一種破壞性侵蝕,金屬腐蝕現(xiàn)象十分普遍,如鋼鐵部件在潮濕環(huán)境中生銹,銅器在使用過程中表面生成銅綠,鋁制品在潮濕空氣中表面會生成白色粉末,地下金屬管道腐蝕穿孔等。
鋼鐵在潮濕環(huán)境下發(fā)生腐蝕的主要反應的化學方程式:
①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
問題生成
1.上述過程發(fā)生的反應中屬于氧化還原反應的有哪些
2.分別用雙線橋法和單線橋法表示上述氧化還原反應的電子轉移。
【核心歸納】
氧化還原反應中電子轉移的表示方法
1.雙線橋法
表示反應前后同一元素電子得失的數(shù)目或同一元素化合價的變化,反映了氧化還原反應的本質及參加反應的各物質之間的氧化還原關系,書寫步驟如下:
如:
巧記口訣
先標化合價,再看價變化;起止同元素,橋上標變化。
2.單線橋法
表示反應物中同種元素或不同種元素之間的電子轉移情況,即表示電子轉移的方向和數(shù)目,書寫的三個基本步驟。
如:
巧記口訣
先確定變價元素,再計算價態(tài)變化;橋上標明電子數(shù),箭頭還原到氧化。
【典型例題】
【例3】下列反應中,電子轉移方向和數(shù)目均正確的是(　　)。
A.
B.
C.
D.
【例4】判斷下列反應是否為氧化還原反應,是氧化還原反應的用雙線橋法標出電子轉移的方向和數(shù)目。
①2Na+Cl22NaCl ;
②NaOH+HClNaCl+H2O 　 。
(2)判斷下列反應是否為氧化還原反應,是氧化還原反應的用單線橋法標出電子轉移的方向和數(shù)目。
①BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl 　 ;
②Fe+2HClFeCl2+H2↑ 　 。
【隨堂檢測】
1.中國很多古詩詞中蘊藏著化學知識,下列詩句中不涉及氧化還原反應的是(　　)。
A.野火燒不盡,春風吹又生
B.粉骨碎身渾不怕,要留清白在人間
C.爆竹聲中一歲除,春風送暖入屠蘇
D.春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干
2.我們生活在千變?nèi)f化的物質世界里。下列變化中,沒有發(fā)生氧化還原反應的是(　　)。
3.有首歌中唱到“簾外芭蕉惹驟雨,門環(huán)惹銅綠”,其中的“銅綠”即是銅銹,它的主要化學成分是Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)。銅在潮濕的空氣中生銹的化學反應為2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有關該反應的說法正確的是(　　)。
A.該反應不是氧化還原反應
B.該反應中氧元素和碳元素化合價發(fā)生變化,所以是氧化還原反應
C.該反應中銅得電子,O2失電子,所以是氧化還原反應
D.該反應是氧化還原反應,變價的只有兩種元素
4.化學反應按照不同的分類方法,可以分為化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應,也可分為氧化還原反應和非氧化還原反應。現(xiàn)有下列反應:
①CO2+C2CO
②Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥CuO+COCu+CO2
⑦2H2O2H2↑+O2↑
⑧CO2+H2OH2CO3
(1)其中屬于化合反應的有　　　　(填序號,下同),屬于置換反應的有　　　　。
(2)在化學反應前后元素的化合價沒有變化的是　　　　。
(3)上述反應中,既是分解反應,又是氧化還原反應的是　　　　。
(4)上述反應中,既是溶液中的離子反應,又是氧化還原反應的是　　　　。
(5)根據(jù)你的理解,氧化還原反應的實質是　　　　。
A.分子中的原子重新組合
B.氧元素的得失
C.電子的得失或共用電子對的偏移
D.化合價的改變
21.3 第1課時 氧化還原反應
【學習目標】
1.通過學習結合具體實例從多角度認識氧化還原反應,能夠理解氧化還原反應的特征和本質。
2.通過學習能夠對生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應加以分析,熟練氧化還原反應的判斷方法。
3.通過具體的實例了解利用單線橋和雙線橋法分析氧化還原反應的電子轉移。
【自主預習】
1.從得失氧角度認識氧化還原反應
請根據(jù)初中學過的氧化反應和還原反應的知識,分析下列反應,完成下表。
化學反應 物質 反應物 發(fā)生的反應(氧化反應或還原反應)
示例 2CuO+C2Cu+CO2↑ 得氧物質
失氧物質
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 得氧物質
失氧物質
結論 在化學反應中,有一種物質得到氧發(fā)生氧化反應,必然有一種物質失去氧發(fā)生還原反應
【微點撥】
從得失氧原子角度判斷氧化還原反應是不全面的,應該從有無元素化合價變化來判斷。
2.從化合價變化角度認識氧化還原反應
示例 化學反應
分析 Fe元素化合價從0價升高到+2價,發(fā)生　　　　 反應
CuSO4中Cu元素化合價從+2價降低到0價,發(fā)生　　　　 反應
結論 凡是反應前后有元素化合價變化的反應,都是氧化還原反應
3.從電子轉移角度認識氧化還原反應(分別以氯化鈉和氯化氫的形成為例)
(1)氯化鈉的形成:金屬鈉可以在氯氣中劇烈燃燒并生成氯化鈉。
2Na+Cl22NaCl
NaNa+,化合價由0→+1,被　　　 　;
ClCl-,化合價由0→-1,被　　　 　。
結論:在氧化還原反應過程中,元素的原子有電子的得失。
(2)氯化氫的形成:氫氣可以在氯氣中燃燒并生成氯化氫。
H2+Cl22HCl
HCl
ClH
①氯原子對共用電子對的吸引力稍強,共用電子對　　　　氯原子,發(fā)生　　　　反應。
②氫原子對共用電子對的吸引力稍弱,共用電子對　　　　氫原子,發(fā)生　　　　反應。
③結論:在氧化還原反應過程中,元素的原子間有共用電子對的偏移。
綜上可知,氧化還原反應的本質和特征如下:
【參考答案】1.C　氧化反應　CuO　還原反應　CO　氧化反應　Fe2O3　還原反應
2.氧化　還原
3.(1)氧化　還原　(2)偏向　還原　偏離　氧化
【效果檢測】
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。
(1)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O屬于氧化還原反應。 (　　)
(2)某一氧化還原反應中有一種元素被氧化,肯定有另一種元素被還原。 (　　)
(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O中,Cl2既被氧化又被還原。 (　　)
(4)沒有氧元素參加的反應一定不是氧化還原反應。 (　　)
(5)某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原。 (　　)
(6)鞭炮爆炸發(fā)生了氧化還原反應。 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√
2.沒有“氧”參加的反應是否一定不是氧化還原反應
【答案】不一定;如H2與Cl2的反應沒有“氧”參加,但該反應是氧化還原反應。
3.判斷下列過程是氧化反應還是還原反應。
(1)CuCuO　　　　　　　　　,CuCuCl2　　　　　　　　　。
(2)N2NH3　　　　　　　　　,FeCl2FeCl3　　　　　　　　　。
【答案】(1)氧化反應　氧化反應　(2)還原反應　氧化反應
【合作探究】
任務1：氧化還原反應的基本概念和特征
情境導入　王安石《元豐行示德逢》
雷蟠電掣云滔滔,夜半載雨輸亭皋。
旱禾秀發(fā)埋牛尻,豆死更蘇肥莢毛。
這幾句詩實際上說的是“雷雨發(fā)莊稼”。
電閃雷鳴時會發(fā)生如下反應:
①N2+O22NO
②2NO+O22NO2
③3NO2+H2O2HNO3+NO
問題生成
1.上述三個反應是否為氧化還原反應
【答案】反應①②③均為氧化還原反應。
2.請指出上述氧化還原反應中元素化合價的變化。
【答案】反應①:N2中N元素的化合價從0價升高到NO中的+2價,O2中O元素化合價從0價降低到NO中的-2價。反應②:NO中N元素的化合價從+2價升高到NO2中的+4價,O2中O元素化合價從0價降低到NO2中的-2價。反應③:N元素的化合價從NO2中+4價升高到HNO3中的+5價,N元素化合價從NO2中+4價降低到NO中的+2價。
3.在上述反應中,物質發(fā)生氧化反應或還原反應,與物質所含元素化合價的升高或降低有什么關系
【答案】物質發(fā)生氧化反應時,所含元素化合價升高;物質發(fā)生還原反應時,所含元素化合價降低。凡是反應前后元素化合價有變化的化學反應均稱之為氧化還原反應。
【核心歸納】
1.氧化還原反應與化合價升降的關系
可簡單記憶為“升失氧,降得還”。
2.氧化還原反應概念間的關系
3.氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
(1)置換反應一定是氧化還原反應。
(2)復分解反應一定不是氧化還原反應。
(3)化合反應和分解反應不一定是氧化還原反應。
①有單質生成的分解反應一定是氧化還原反應。
②有單質參加的化合反應一定是氧化還原反應。
【微點撥】
值得注意的是,四種基本反應類型不包括所有的反應,例如:
(1)4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不屬于四種基本反應類型中的任何一種反應類型,但屬于氧化還原反應。
(2)3O22O3不屬于四種基本反應類型,也不是氧化還原反應。
【微點撥】
【例1】氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示,則下列化學反應屬于陰影部分的是(　　)。
A.Cl2+2KBrBr2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(提示:Na2O2中氧元素的化合價為-1價)
【答案】D
【解析】A項,該反應是置換反應,不符合題意;B項,該反應是分解反應,不符合題意;C項,該反應是化合反應,不符合題意;D項,該反應不屬于四種基本反應類型,是氧化還原反應,符合題意。
【例2】已知酒精(C2H5OH)能與K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定條件下發(fā)生如下反應:
2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO42K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O
Cr2和Cr3+在溶液中分別顯橙色和綠色。回答下列問題:
(1)該反應　　　　(填“是”或“不是”)離子反應。
(2)寫出Cr2(SO4)3的電離方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)該反應　　　　(填“是”或“不是”)氧化還原反應,判斷的依據(jù)是　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】 (1)是　 (2)Cr2(SO4)32Cr3++3S　(3)是　 Cr、C兩種元素化合價發(fā)生了變化
【解析】(1)該反應中有離子參加反應,也有離子生成,所以該反應是離子反應。(2)Cr2(SO4)3為強電解質,完全電離,遵循電荷守恒和原子守恒。(3)反應中Cr元素的化合價降低,C元素的化合價升高,則該反應是氧化還原反應。
任務2：氧化還原反應中的電子轉移
情境導入　金屬腐蝕是金屬和周圍環(huán)境發(fā)生化學或電化學反應而導致的一種破壞性侵蝕,金屬腐蝕現(xiàn)象十分普遍,如鋼鐵部件在潮濕環(huán)境中生銹,銅器在使用過程中表面生成銅綠,鋁制品在潮濕空氣中表面會生成白色粉末,地下金屬管道腐蝕穿孔等。
鋼鐵在潮濕環(huán)境下發(fā)生腐蝕的主要反應的化學方程式:
①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
問題生成
1.上述過程發(fā)生的反應中屬于氧化還原反應的有哪些
【答案】①②。氧化還原反應的特征是有元素化合價的升降。
2.分別用雙線橋法和單線橋法表示上述氧化還原反應的電子轉移。
【答案】雙線橋法:
單線橋法:
【核心歸納】
氧化還原反應中電子轉移的表示方法
1.雙線橋法
表示反應前后同一元素電子得失的數(shù)目或同一元素化合價的變化,反映了氧化還原反應的本質及參加反應的各物質之間的氧化還原關系,書寫步驟如下:
如:
巧記口訣
先標化合價,再看價變化;起止同元素,橋上標變化。
2.單線橋法
表示反應物中同種元素或不同種元素之間的電子轉移情況,即表示電子轉移的方向和數(shù)目,書寫的三個基本步驟。
如:
巧記口訣
先確定變價元素,再計算價態(tài)變化;橋上標明電子數(shù),箭頭還原到氧化。
【典型例題】
【例3】下列反應中,電子轉移方向和數(shù)目均正確的是(　　)。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】A項,應該轉移2個電子; B項,亞鐵離子被氧化為鐵離子,失去電子; C項,C失去電子,O2得到電子。
【例4】判斷下列反應是否為氧化還原反應,是氧化還原反應的用雙線橋法標出電子轉移的方向和數(shù)目。
①2Na+Cl22NaCl ;
②NaOH+HClNaCl+H2O 　 。
(2)判斷下列反應是否為氧化還原反應,是氧化還原反應的用單線橋法標出電子轉移的方向和數(shù)目。
①BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl 　 ;
②Fe+2HClFeCl2+H2↑ 　 。
【答案】(1)①是氧化還原反應
②非氧化還原反應
(2)①非氧化還原反應　②是氧化還原反應
【隨堂檢測】
1.中國很多古詩詞中蘊藏著化學知識,下列詩句中不涉及氧化還原反應的是(　　)。
A.野火燒不盡,春風吹又生
B.粉骨碎身渾不怕,要留清白在人間
C.爆竹聲中一歲除,春風送暖入屠蘇
D.春蠶到死絲方盡,蠟炬成灰淚始干
【答案】B
【解析】詩句“野火燒不盡”“蠟炬成灰淚始干”“爆竹聲中一歲除”都包含有物質的燃燒,涉及了氧化還原反應;“粉骨碎身渾不怕,要留清白在人間”則包含以下三個反應:CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2OCa(OH)2和Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,以上三個化學反應中均無元素化合價的升降,都不是氧化還原反應。
2.我們生活在千變?nèi)f化的物質世界里。下列變化中,沒有發(fā)生氧化還原反應的是(　　)。
【答案】C
【解析】鋼水澆鑄是物理變化。
3.有首歌中唱到“簾外芭蕉惹驟雨,門環(huán)惹銅綠”,其中的“銅綠”即是銅銹,它的主要化學成分是Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)。銅在潮濕的空氣中生銹的化學反應為2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有關該反應的說法正確的是(　　)。
A.該反應不是氧化還原反應
B.該反應中氧元素和碳元素化合價發(fā)生變化,所以是氧化還原反應
C.該反應中銅得電子,O2失電子,所以是氧化還原反應
D.該反應是氧化還原反應,變價的只有兩種元素
【答案】D
【解析】該反應中C元素的化合價沒有發(fā)生變化,Cu元素的化合價由0價升高到+2價,失去電子,被氧化;氧氣中氧元素的化合價由0價降低到-2價,被還原,屬于氧化還原反應;在該反應中,化合價發(fā)生變化的元素只有Cu和O,故D項正確。
4.化學反應按照不同的分類方法,可以分為化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應,也可分為氧化還原反應和非氧化還原反應。現(xiàn)有下列反應:
①CO2+C2CO
②Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
⑥CuO+COCu+CO2
⑦2H2O2H2↑+O2↑
⑧CO2+H2OH2CO3
(1)其中屬于化合反應的有　　　　(填序號,下同),屬于置換反應的有　　　　。
(2)在化學反應前后元素的化合價沒有變化的是　　　　。
(3)上述反應中,既是分解反應,又是氧化還原反應的是　　　　。
(4)上述反應中,既是溶液中的離子反應,又是氧化還原反應的是　　　　。
(5)根據(jù)你的理解,氧化還原反應的實質是　　　　。
A.分子中的原子重新組合
B.氧元素的得失
C.電子的得失或共用電子對的偏移
D.化合價的改變
【答案】(1)①④⑧　⑤
(2)②⑧
(3)⑦
(4)③
(5)C
【解析】基本反應類型中,復分解反應不是氧化還原反應;置換反應一定是氧化還原反應;化合反應和分解反應,若元素化合價有變化則是氧化還原反應,若元素化合價無變化則是非氧化還原反應。離子反應是否屬于氧化還原反應也要根據(jù)元素的化合價在反應前后是否發(fā)生變化來判斷。
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