第03课-氧化还原反应(1)-2022年暑假初高中衔接化学课(解析版).docx

第03课时 氧化还原反应（一）

学习目标：
1．掌握氧化还原反应的实质及现象
2．理解氧化还原反应的特点
3．利用氧化还原反应中电子得失守恒配平方程式
重点：
1．氧化还原的概念
2．用双线桥表示氧化还原反应电子转移情况
3．氧化还原反应方程式的配平
难点：
1. 理解氧化还原反应的实质
2. 氧化还原反应方程式配平
温故知新
1. 有氧气参与的反应是______________，氧气在氧化反应中提供氧，具有________________。
2. 从木炭、一氧化碳还原氧化铜、氧化铁的实验中。体现出碳、一氧化碳具有____________。
【答案】1氧化反应，氧化性；2.还原性
点燃
【练习1】下列反应中属于氧化反应的是
高温
A．2H2 + O2 ==== 2H2O
通电
C．CO2 + C ====2CO
一定条件
C．2H2O ==== 2H2 + O2↑
D．3O2 ======= 2O3
【答案】A
【解析】初中阶段，有氧气参与的反应为氧化反应。故选A
【练习2】下列物质中不具有还原性的是
A．C B．CO C．H2 D．O2
【答案】D
【解析】O2在氧化反应中提供氧，具有氧化性。故选D。
【练习3】右图是一氧化碳还原氧化铜实验（气密性良好），先点燃___除酒精灯，先通入一段时间CO的目的是___________________，给硬质玻璃管加热，观察到的现象是_________________________。反应停止后需要继续通入CO，待玻璃管冷却到室温后，停止通入CO，其目的是______________。
【答案】C；排尽空气，防止加热时仪器爆炸；玻璃管中黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊；防止石灰水倒吸使仪器炸裂。

开启新世界
1． 氧化还原反应
在初中，我们根据反应中物质得到氧或失去氧，把化学反应分为氧化反应和还原反应。那么只有得氧（或失氧）的反应才是氧化反应（或还原反应）吗？氧化反应和还原反应是分别发生的吗？这类反应的本质是什么？
高温
【思考】（1）请根据初中学过的氧化反应和还原反应的知识，完成并分析以下反应，完成下表。
高温
2CuO + C ===== Cu + CO2↑
Fe2O3 + 3CO ===== 2Fe + 3CO2
物质
反应物
发生的反应（氧化反应或还原反应）
得氧物质
C、CO
氧化反应
失氧物质
Cu、Fe2O3
还原反应
（2）标出以上反应物各物质所含元素的化合价，比较前后价态有无变化。
略

（3）讨论：在以上反应中，物质发生氧化反应或还原反应，与物质所含元素的化合价的升高或降低有什么关系？

【总结】（1）在化学变化中，一种物质得到氧发生氧化反应，必然有一种物质失去氧发生_________。所以氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的，这样的反应称为_______________。
（2）发生氧化反应的物质所含元素化合价______________，发生还原反应的物质所含元素化合价_________________。
【答案】还原反应，氧化还原反应；升高，降低
【练习4】下列现象属于氧化还原反应的是
A．冰雪熔化 B．碳酸分解 C．呼吸作用 D．热胀冷缩
【答案】C
【解析】A、D选项属于物理变化，不合符题意；B选项没有元素化合价发生变化，故错误；C选项呼吸作用是一种缓慢氧化反应，符合题意。故选C。
化合价升高
【思考】氧化还原反应一定有氧元素参与？观察以下反应，标出化合价变化。
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

化合价降低

在这一反应中，虽然没有物质得氧、失氧，但反应前后却又元素化合价的变化。
【总结】所以所含元素化合价升高的物质发生__________，所含元素化合价降低的物质发生__________。反应前后有元素的化合价发生变化，是氧化还原反应的重要特征！
【答案】氧化反应，还原反应
【思考】写出钠原子和氯原子的原子结构示意图。

从原子结构上看，钠原子最外电子层上有1个电子，氯元素最外层有7个电子。当Na与Cl2反应时，钠原子失去1个电子，带1个单位正电荷，成为钠离子（Na+）；氯原子得到1个电子，带1个单位负电荷，成为氯离子（Cl—），这样双方最外层电子数都达到8个的温度状态，如下图所示。反应中，钠元素化合价从0价升高到+1价，Na被__________，发生__________；氯元素从0价降低到—1价，Cl2被__________，发生_______________。在下图中标出得失电子总数情况、化合价变化、发生的反应。
失去2×e—，化合价升高，
被氧化
【答案】氧化，氧化反应，还原，还原反应

Na + Cl2 = 2NaCl

得到2×e—，化合价降低，
被还原

H2和Cl2的反应则与此不同。氢、氯原子在发生反应时，他们都未能把对方的电子夺取过来，而是双方各以最外层电子组成一个共用电子对，这个电子对收到两个原子核的共同吸引，使双方最外层电子层都达到稳定结构。由于氯原子对共用电子对稀吸引力比氢原子稍强一些，所以共用电子对偏向于氯原子而偏离与氢原子。氢元素化合价从0价升高到+1价，H2被__________，发生__________；氯元素从0价降低到—1价，Cl2被__________，发生_______________。在下图中标出得化合价变化、发生的反应。
【答案】氧化，氧化反应，还原，还原反应
化合价升高，被氧化

H2 + Cl2 = 2HCl

化合价降低，被还原

上面两种标明电子转移、化合价变化、发生反应的方法叫做双线桥法。使用双线桥时需要注意箭头从“桥墩”需要“安放”在同一种且化合价发生变化的元素，桥面上标注得失电子个数（没有电子得失的不需要标注）、化合价的变化、发生的反应。
【总结】氧化还原反应的本质：__________________________________________________。
【答案】化学变化中，有电子得失或电子对偏移的反应称为氧化还原反应。
【练习5】将化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种基本反应类型的反应与氧化还原反应的关系填入下图。

分解反应
氧化还原反应

置换反应

还原反应

复分解反应

通电
【练习6】下列反应中，氧元素被氧化的是
高温
A．2H2 + O2 ==== 2H2O
B．CO2 + C ===== 2CO
MnO2
C．2H2O + 2Na ==== 2NaOH + H2↑
△
D．2KClO3 ===== 2KCl + 3O2↑
【答案】D
【解析】氧元素氧化，化合价升高。A选项氧元素由0价降低到—2价；B、C选项氧元素化合价没有发生变化；D选项氧元素化合价有—2价升高到0价被氧化。故选D。
【思考】氧化还原反应中，被氧化的元素原子失去的电子数和被还原的元素原子得到的电子数是什么关系？
【总结】氧化还原反应中，被氧化的元素原子失去的电子数和被还原的元素原子得到的电子数相等，这一关系有什么用呢？
【例题演示】配平下列方程式

KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑

NH3 + O2 = NO + H2O

NO2 + H2O + O2 = HNO3

常试配平下面列方程式

KMnO4 + H2SO4 + C2H2O4 = K2SO4 + MnSO4 + H2O + CO2↑

【例题演示】氧化还原反应配平方法
配平化学方程式：FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O

1． 标变价。列出变化的元素的化合价
+2 —1 +3 —2

FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O

2．列变化。列出元素化合价变化和原子个数乘积
+2 —1 +3 —2

FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O
↑1 ↓1×2
3．求总和。求出两种元素化合价变化的最小公倍数，并乘适当的数使其相等
+2 —1 +3 —2

FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O
↑1×2 ↓1×2×1
4．配系数。在化学式前配上乘的数。
+2 —1 +3 —2

2FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O
↑1×2 ↓1×2×1
5．配其他。利用观察法将其他物质配平。
2FeSO4 + H2O2 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 5H2O
6．细检查。检查化学方程式中每种元素的原子是否相等（离子方程式还需要检查电荷是否守恒）
【练习7】配平下列方程式
高温
（1） ___C + ____H2SO4 === _____CO2↑ + ____SO2↑ + ____H2O
（2） ___Al + ___Fe2O3 ==== ___Fe + ___Al2O3
（3）___KMnO4 + ___H2SO4 + ___C2H2O4 = ___K2SO4 + ___MnSO4 + ___H2O + ___CO2↑
【答案】（1）1，2，1，22；（2）2，1，2，1；（3）2，3，5，1，2，8，10

本堂总结
1. 化学变化中，有电子得失或电子对偏移的反应称为氧化还原反应。
2. 氧化还原反应中得失电子守恒。
3. 利用得失电子守恒可以配平氧化还原反应方程式。
课堂练习
1．某元素在化学反应中，由化合态变为游离态，则该元素( )
A．化合价降低为零 B．一定被还原
C．可能被氧化，也可能被还原 D．一定被氧化
【答案】C
【解析】某元素变为游离态时，化合价变为0价，若该元素开始化合价显负价，则被氧化，反之还原。故选C。
高温
2．反应Cu2S + O2 ===== 2Cu + SO2可用于冶铜，该反应属于（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．复分解反应 D．氧化还原反应
【答案】D
点燃
【解析】题干反应属于置换反应，置换反应属于氧化还原反应。故选D
3．黑火药的爆炸反应为：2KNO3+S+3C======K2S+N2↑+3CO2↑，其中被氧化的元素是
A．N B．C C．N和S D．N和C
【答案】B
【解析】氧化还原反应中，被氧化的元素表现为化合价升高，其中化合价有变化的是N、S、C三种元素，其中N由+5价降至0价，发生还原反应，S由0价降至—2价，C由0价升高至+4价，仅C化合价升高。故选B。
4．下列化学变化中，物质发生还原反应的是
A．C→CO2 B．CO2→CO C．FeCl2→FeCl3 D．H2SO4→BaSO4
【答案】B
【解析】判断发生的是氧化反应还是还原反应，只需要看化合价的变化即可，升高为氧化，降低为还原。A选项C由0价升高至+4价，发生氧化反应；B选项C由+4价降低至+2价，发生还原反应；C选项Fe由+2升高至+3价，发生氧化反应；D选项没有元素化合价发生变化。故选B。
5．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是
A．铁片置于硫酸铜溶液中 B．氢气还原氧化铜
C．氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液 D．一氧化碳的燃烧
【答案】A
【解析】氧化还原反应的判断可以根据元素前后化合价是否变化判断，除C选项外，其余反应均为氧化还原反应；离子反应必须在水溶液中进行，B、D不符合题意。故选A。
6．某同学写出以下三个化学方程式(未配平)：
①____NO＋____HNO3 ——_____N2O3＋_____H2O
②_____N2O4＋_____H2O——_____HNO3＋_____HNO2
【答案】（1）4，2，3，1；（2）1，1，1，1

能力提升
1．下列反应中，属于氧化还原反应的是( )
A．CaCO3受热分解放出 CO2 B．实验室制二氧化碳
C．氢氧化钠与稀硫酸反应 D．以MnO2为催化剂，KClO3分解放出O2
【答案】D
【解析】A选项CaCO3分解不属于氧化还原反应；B选项实验室制取二氧化碳是采用碳酸钙和稀盐酸反应，该反应是复分解反应，不是氧化还原反应；C选项同样是复分解反应，不属于氧化还原反应；D选项反应前后氧元素化合价由—2价升高到0价，氯元素由+5价降至—1价，属于氧化反应。故选D。
2．某元素在化学反应中，由化合态变为游离态，则该元素( )
A．化合价降低为零 B．一定被还原
C．可能被氧化，也可能被还原 D．一定被氧化
【答案】C
【解析】某元素变为游离态时，化合价变为0价，若该元素开始化合价显负价，则被氧化，反之还原。故选C。
高温
高温
3．化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应是四种基本化学反应类型。下列变化属于氧化还原反应，但是不属于四种基本反应类型的是
A．CO＋CuO ==== Cu＋CO2 B．2Al＋Fe2O3====Al2O3＋2Fe
C．Cl2＋2FeCl2 =====2FeCl3 D．Na2O2＋2H2O ===== 2NaOH＋H2O2
【答案】A
【解析】四种基本反应的特征：化合反应多种物质化合成一种，分解反应一种物质分解成多种物质，置换反应是一种单质与一种化合反应生成另一种单质和另一种化合物，复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应。其中A选项不符合上述特征；D选项中Na2O2是由Na+和O2— 2构成，水可以看做“HOH”的结构，H2O2可以电离出H+和O2— 2，所以D选项符合复分解反应特征。故选A。
4．下列现象与氧化还原反应无关的是
A．铁制护栏生锈 B．食物的腐败 C．用天然气作燃料 D．蒸发海水制盐
【答案】D
【解析】蒸发海水制盐属于物理变化，A、B、C选项都属于氧化还原反应。
5．分析示意图(未配平)，其中不同符号的球代表不同种原子。下列说法不正确的是( )

A．该反应属于氧化还原反应 B．甲和丙中同种元素化合价不可能相等
C．丁物质一定是非金属单质 D．配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2
【答案】B
【解析】将示意图配平得到“2黄蓝 + 2黑蓝 = 2蓝黑蓝 + 黄黄”，其中“黄黄”是单质，该反应是氧化还原反应，丁是双原子分子，符合非金属单质的特点，甲、丙中相同元素“黑”或“蓝”必定有一个化合价不变。故选B。
6．中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中充分记载了古代化学研究成果，晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有①“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是（已知丹砂化学式为HgS）
A．①中水银“积变又还成丹砂”说明水银发生了还原反应
B．②中反应的离子方程式为2Fe + 3Cu2+ = 2Fe3+ + 3Cu
C．根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银，防止中毒
D．水银能跟曾青发生置换反应生成单质铜
【答案】C
【解析】A选项由“积变又还成丹砂”可知，该反应是氧化还原反应，而水银发生的是氧化反应；B选项Fe在发生置换反应时，只能生成Fe2+；C选项“积变又还成丹砂”是指水银和硫在一起发生氧化还原反应，生成HgS；D选项水银的金属活动性排在铜之后，无法将铜从“曾青”中置换出来。故选C。
7．下列电子转移表示正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A选项得失电子不守恒；C选项得失电子总数是12；D选项是Fe得到8e—，氧元素化合价不变。故选B
8．下列化学反应中，水既不被氧化，又不被还原的是
高温
A．3Fe + 4H2O=====Fe3O4+ 4H2 B．Si+ 2NaOH+H2O ===== Na2SiO3 + 2H2↑
C．2F2+2H2O === 4HF + O2 D．2Na2O2 +2H2O ===== 4NaOH + O2↑
【答案】D
【解析】A选项中水被还原；B选项中水被还原；C选项中水被氧化；D选项中氧气是来自于O2— 2分解，水即不被氧化也不被还原。故选D。
9．在一定条件下PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O2— 7和Pb2+，则PbO2与Cr3+反应的化学计量数之比为
A．3：1 B．3：2 C．1：1 D．3：4
【答案】B
【解析】根据氧化还原反应得失电子守恒，配平方程式后3PbO2 + 2Cr3+ + … = Cr2O2— 7 + 3Pb2+ +…。故选B。
10．某化学研究性学习小组为了模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，查阅资料知：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。设计了如下操作步骤及主要实验装置(夹持装置略去)：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入至反应结束；
②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；
③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；
④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；
⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。
请回答下列问题：
（1）步骤②中鼓入热空气的作用为_____
（2）步骤③中发生的主要反应的离子方程式为______________________________。
（3）此实验中尾气可用______（填字母）吸收处理。
a．水 b．浓硫酸 c．NaOH溶液 d．饱和NaCl溶液
（4）若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBrO3等，该反应的化学方程式为____________。
（5）与B装置相比，采用C装置的优点为____________。
【答案】（1）使A中生成的Br2 随空气流进入B中；（2）Br2 + SO2 + 2H2O === 4H+ + 2Br— + SO2— 4；
（3）C；（4）3Br2 + 3Na2CO3 === 5NaBr + NaBrO3 + 3CO2↑；（5）操作简单、污染小