高一化学必修一第2章 第3节 常见氧化剂和还原剂.docx

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高一化学必修一第2章第3节常见氧化剂和还原剂

第3节　氧化剂和还原剂

第1课时　氧化还原反应

一、从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应

1.元素化合价在化学反应中的变化

对于反应CuO＋H2

Cu＋H2O。

（1）CuO中铜元素化合价降低，发生还原反应，被H2还原，得到Cu。

（2）H2中氢元素化合价升高，发生氧化反应，被CuO氧化，得到H2O。

2.氧化还原反应与非氧化还原反应

反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫氧化还原反应，所有元素化合价都没有变化的反应叫非氧化还原反应。

（1）氧化反应：

反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应。

（2）还原反应：

反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应。

3.氧化还原反应的特征

氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化。

（1）氧化还原反应的判断方法就是分析反应前后有没有元素化合价的变化，只要有元素化合价变化的反应，就是氧化还原反应。

（2）氧化还原反应同时发生，有氧化必有还原，化合价有升必有降。

例1

　下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是（　　）

A.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑B.2NO＋O2===2NO2

C.Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HClD.CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

思维启迪

判断反应是否为氧化还原反应，要抓住两个关键：

一是准确判断各反应物、生成物中各元素的化合价及其变化；二是牢记“凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应”。

例2

　关于反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的说法错误的是（　　）

A.属于氧化还原反应B.金属钠发生还原反应C.水发生还原反应D.H2是还原产物

例3

　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是（　　）

A.Cl2＋2KBr===Br2＋2KClB.2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑

C.4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3D.2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

规律总结　

（1）氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系

①两个可能：

化合反应和分解反应可能是氧化还原反应。

②两个一定：

置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定是非氧化还原反应。

③有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。

（2）四种基本反应类型不包括所有的反应，有些反应属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型。

例如：

4HCl（浓）＋MnO2

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型，但属于氧化还原反应。

（3）有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。

如同素异形体之间的相互转化（如3O2

2O3）不属于氧化还原反应。

例4

　有以下5个反应（反应条件略）：

A.Na2O＋CO2===Na2CO3B.Cl2＋H2O===HCl＋HClO

C.2KClO3

2KCl＋3O2↑D.2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

E.CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

属于化合反应的有________（填字母，下同），属于分解反应的有________，属于置换反应的有________，属于复分解反应的有________，属于氧化还原反应的有________，属于离子反应的有________。

思维启迪

（1）从不同角度对化学反应进行分类时，存在交叉现象。

如2K＋2H2O===2KOH＋H2↑属于氧化还原反应、置换反应、离子反应。

（2）一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。

如

l2＋H2O===H

＋H

O中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。

二、氧化还原反应的实质

1.氧化还原反应实质的探究

（1）以钠和氯气反应为例

2Na＋Cl2

2NaCl

①钠原子失去电子，化合价升高，发生氧化反应；

②氯原子得到电子，化合价降低，发生还原反应；

③反应过程中有电子的转移。

（2）以金属锌和CuSO4溶液反应为例

装置及操作

现象

解释

石墨表面析出红色固体；

①溶液蓝色变浅；

②检流计指针发生偏转

①锌原子失去电子，化合价升高，发生氧化反应，生成Zn2＋；

②铜离子得到电子，化合价降低，发生还原反应，生成Cu；

③反应过程中有电子的转移，形成电流

2.氧化还原反应的实质，反应过程中发生了电子的转移。

3.氧化还原反应与化合价升降及电子转移的关系

（1）元素的原子或离子失电子―→元素化合价升高―→发生氧化反应；

元素的原子或离子得电子―→元素化合价降低―→发生还原反应。

（2）氧化还原反应中电子转移的总数与化合价升高或降低的总数相等。

氧化还原反应遵循得失电子守恒，即发生氧化反应的物质失去的电子总数与发生还原反应的物质得到的电子总数相等。

同时，化合价升高的总价数与化合价降低的总价数相等。

例5

　下列反应中，一定发生电子转移的是（　　）

A.NH4HCO3

NH3↑＋CO2↑＋H2OB.2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑

C.Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2OD.FeO＋2HCl===H2O＋FeCl2

三、氧化还原反应电子转移的表示方法

1.双线桥法

表示反应前后同种元素的原子之间电子转移的情况。

（1）基本步骤

（2）用双线桥法表示如下反应的电子转移情况。

Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

（3）注意事项

a.箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素；

b.标注“得”“失”，且得、失电子数目相等。

2.单线桥法

表示反应过程中电子在反应物元素之间的转移情况。

（1）基本步骤

（2）用单线桥法表示如下反应的电子转移情况。

Fe2O3＋CO

2Fe＋3CO2

答案　

（3）注意事项

a.单线桥必须画在反应物中；

b.箭头指向得电子元素，箭尾指向失电子元素；

c.标明电子转移的总数，不标“得”“失”。

单线桥和双线桥两种表示方法的形式不同，实质相同。

在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时，用“双线桥”方便；在表示电子转移的方向和数目时用“单线桥”方便。

例6

　已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下

3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

（1）用双线桥法表示电子转移的方向和数目：

___________________________________________________________。

（2）用单线桥法表示电子转移的方向数目：

____________________________________________________________。

（3）若3molCu参加反应，则该过程转移的电子是______mol。

思维启迪

（1）氧化还原反应中转移电子总数是得到电子数或失去电子数，而不是二者的加和。

（2）双线桥法标电子转移时，电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a或b等于1时，要省略。

例7

　下列反应中，电子转移方向和数目正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）凡有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应（　　）

（2）在反应CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O中有得氧、失氧的发生，该反应是氧化还原反应（　　）

（3）金属阳离子被还原，不一定得到金属单质（　　）

（4）氧化还原反应中不一定有氧元素参与反应（　　）

（5）氧化还原反应中必定有电子的转移（　　）

（6）氧化还原反应一定是离子反应（　　）

（7）氧化还原反应中化合价升高和化合价降低可以发生在同一物质中（　　）

（8）氧化还原反应中，元素化合价升高和元素化合价降低得到的物质可能为同一物质（　　）

（9）氧化还原反应过程中得电子的物质在反应中被氧化（　　）

（10）由CuO＋H2

Cu＋H2O知转移2mol电子时，消耗22.4LH2（　　）

2.下列反应中，属于氧化还原反应的是（　　）

①3Cl2＋6KOH===5KCl＋KClO3＋3H2O　②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O　③SnCl4＋2H2O===SnO2＋4HCl　④NaOH＋HCl===H2O＋NaCl

A.①②B.②③C.①③D.③④

3.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

4.下列变化过程中，属于氧化反应的是（　　）

A.MnO2―→Mn2＋B.CuO―→CuCl2C.Ag＋―→Ag2OD.Sn2＋―→Sn4＋

5.下列类型的反应，一定发生电子转移的是（　　）

A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应

6.（2017·苏州高一检测）根据下列两个氧化还原反应回答问题：

①2KClO3

2KCl＋3O2↑

②MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（1）用双线桥法表示反应①，单线桥法表示反应②中的电子转移情况。

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

（2）反应①中每生成1molO2，转移电子的物质的量是________。

（3）反应②中每生成1molCl2转移________mol电子，被氧化的HCl是________mol。

题组1　氧化还原反应的概念及判断

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.充有氢气的气球遇明火爆炸

C.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏D.铁制菜刀生锈

2.下列属于氧化还原反应的是（　　）

A.2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑B.Na2O＋H2O===2NaOH

C.2KI＋Br2===2KBr＋I2D.MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O

3.下列反应中，氯元素被氧化的是（　　）

A.2KClO3

2KCl＋3O2↑B.2P＋5Cl2

2PCl5

C.MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋2H2O＋Cl2↑D.H2＋Cl2

2HCl

4.磷单质在反应4P＋3KOH＋3H2O===3KH2PO2＋PH3中的变化是（　　）

A.被氧化B.被还原

C.既被氧化又被还原D.既未被氧化又未被还原

5.某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图（如图），由图可知

在该反应中（　　）

A.被氧化B.被还原C.是氧化产物D.是还原产物

6.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是（　　）

A.有一种元素被氧化，必有另一种元素被还原B.氧化反应的本质是得电子

C.原子得到电子后，元素的化合价一定升高D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应

题组2　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

7.将燃着的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁条继续燃烧，反应的化学方程式为CO2＋2Mg

C＋2MgO，该反应属于（　　）

①化合反应　②分解反应　③置换反应　④复分解反应⑤氧化还原反应　⑥离子反应　

⑦非氧化还原反应

A.①③⑦B.②③⑥C.③⑤D.④⑥

8.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，正确的是（　　）

9.下列化学反应中，既是离子反应，又是氧化还原反应的是（　　）

A.2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2OB.Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑

C.AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3D.H2＋CuO

Cu＋H2O

10.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，下列叙述中正确的是（　　）

A.反应①②均属于置换反应B.HCl在反应①②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

题组3　氧化还原反应电子转移的表示方法

11.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是（　　）

12.在反应H2S＋H2SO4===S↓＋SO2↑＋2H2O中，若有32g硫生成，则转移电子（　　）

A.6molB.2molC.3molD.4mol

[综合强化]

13.已知反应：

①SO3＋H2O===H2SO4②Cl2＋H2O===HCl＋HClO

③2F2＋2H2O===4HF＋O2④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑤2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑⑥SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

上述反应中不属于氧化还原反应的有________（填序号，下同）；H2O被氧化的是______，H2O被还原的是________，属于氧化还原反应，但其中的H2O既不被氧化，又不被还原的是____________。

14.（2017·德州高一检测）在K2Cr2O7＋14HCl===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O反应中：

（1）________元素被氧化，________发生还原反应。

（2）________元素被还原，________发生氧化反应。

（3）在参加反应的HCl中，被氧化的HCl与起酸性作用的HCl的质量之比为________。

（4）用双线桥法标明电子转移的方向和数目。

15.完成下列填空：

（1）已知反应：

Fe2O3＋2Al

Al2O3＋2Fe，则：

①该反应所属基本反应类型是________________。

②在反应中铁元素的化合价变化是________（填“升高”或“降低”），该元素的原子________（填“失去”或“得到”）电子。

③发生氧化反应的是________，发生还原反应的是______。

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

①反应中被氧化的元素是________，被还原的元素是________。

②若生成71gCl2，则消耗的HCl是________mol，被氧化的HCl是________mol，转移电子的物质的量是________。

第2课时　氧化剂和还原剂

一、氧化剂和还原剂

1.氧化剂和还原剂及相关概念

氧化剂

还原剂

概念

在氧化还原反应中，所含的某种（或某些）元素化合价降低的反应物

在氧化还原反应中，所含的某种（或某些）元素化合价升高的反应物

发生的反应

还原反应

氧化反应

具有的性质

氧化性

还原性

对应的产物

还原产物

氧化产物

2.常见的氧化剂和还原剂

（1）常见的氧化剂

活泼非金属单质

如氧气、氯气等

含较高价态元素的含氧酸

如硝酸、浓硫酸等

含较高价态元素的盐

如高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁等

含高价态元素的氧化物

如二氧化锰等

过氧化物

如过氧化钠、双氧水等

（2）常见的还原剂

活泼金属单质

如Al、Fe、Zn等

某些非金属单质

如H2、C等

含较低价态元素的氧化物

如CO、SO2等

含较低价态元素的盐

如KI、Na2SO3、FeSO4等

含较低价态元素的酸

如H2S、H2SO3等

（1）氧化还原反应中各概念之间的关系

（2）理解氧化还原反应概念时，要理清两条主线

①升（化合价升高）→失（失去电子）→氧（被氧化）→氧（氧化产物）；

②降（化合价降低）→得（得到电子）→还（被还原）→还（还原产物）。

例1

　氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑。

下列说法错误的是（　　）

A.CaH2既是氧化剂，又是还原剂B.H2既是氧化产物，又是还原产物

C.CaH2是还原剂，H2O是氧化剂D.氧化产物与还原产物的质量比为1∶1

例2

　在反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为（　　）

A.3∶1B.1∶3C.1∶2D.2∶1

二、氧化性和还原性

1.概念

（1）氧化性：

氧化剂所表现出得电子的性质。

（2）还原性：

还原剂所表现出失电子的性质。

2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系

3.将下列微粒填在横线上。

①Fe2＋　②H＋　③S　④I－　⑤SO2　⑥H2O2　⑦Cl2

⑧Mg　⑨S2－　⑩Cu2＋

只能做氧化剂的是：

；

只能做还原剂的是：

；

既能做氧化剂又能做还原剂的是：

。

4.物质的氧化性、还原性强弱比较

（1）根据氧化还原反应方程式

氧化性：

氧化剂>氧化产物

还原性：

还原剂>还原产物

（2）根据金属、非金属活动性顺序

（3）根据元素的化合价

对于同一种元素，一般价态越高，其氧化性就越强；价态越低，其还原性就越强。

（1）一种反应物不一定只表现出一种性质。

如反应2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。

（2）物质氧化性、还原性强弱指得失电子的难易程度，与得失电子数目的多少无关。

如Na→Na＋失去1个电子，Al→Al3＋失去3个电子，但钠比铝还原性强。

（3）某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性还受下列因素的影响。

①温度：

如热浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性要强。

②浓度：

如浓盐酸的还原性大于稀盐酸。

③酸碱性：

如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强。

例3

　已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。

下列结论正确的是（　　）

①2W－＋X2===2X－＋W2②2Y－＋W2===2W－＋Y2③2X－＋Z2===2Z－＋X2

A.还原性：

X－>Y－B.在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的还原性最强

C.氧化性：

Z2>W2D.反应2Z－＋Y2===2Y－＋Z2能发生

氧化还原反应相关知识关系记忆口诀

升失氧还，降得还氧。

剂性一致，其他相反。

1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）在氧化还原反应中，金属单质做反应物时一定是还原剂（　　）

（2）氧化剂得电子被氧化为还原产物（　　）

（3）非金属单质在反应中只做氧化剂，金属单质只做还原剂（　　）

（4）由反应Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋可判断Fe3＋的氧化性强于Cu2＋（　　）

（5）元素由化合态变为游离态时，只可能被还原（　　）

（6）难失去电子的物质必然易得到电子（　　）

（7）氧化还原反应中有一种元素被氧化，一定有另一种元素被还原（　　）

（8）HI中碘为最低价，HI只具有还原性（　　）

（9）经反应2H2O2

2H2O＋O2↑生成1molO2转移2mol电子（　　）

（10）阳离子只能得电子被还原，阴离子只能失电子被氧化（　　）

2.单质X和单质Y反应生成X3＋和Y2－，现有下列叙述：

①X被氧化，②X是氧化剂，③X3＋是氧化产物，④X具有氧化性，⑤Y2－是还原产物，

⑥X3＋具有氧化性。

其中正确的是（　　）

A.①④⑤⑥B.②③④⑤C.①③⑤⑥D.①②④⑥

3.需要加入氧化剂才能实现下列转化的是（　　）

A.Cl2―→Cl－B.H＋―→H2C.MnO2―→Mn2＋D.Zn―→Zn2＋

4.在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O反应中，下列说法不正确的是（　　）

A.Cl2做氧化剂，NaOH做还原剂B.Cl2既做氧化剂，又做还原剂

C.反应中每消耗掉1molCl2，转移电子数为NAD.氧化剂和还原剂的质量相等

5.已知有如下反应：

①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－

③2Fe（CN）

＋I2===2Fe（CN）

＋2I－，试判断氧化性强弱顺序正确的是（　　）

A.Fe3＋＞Br2＞I2＞Fe（CN）

B.Br2＞I2＞Fe3＋＞Fe（CN）

C.Br2＞Fe3＋＞I2＞Fe（CN）

D.Fe（CN）

＞Fe3＋＞Br2＞I2

6.

（1）铁钉在氯气中被锈蚀为棕黄色物质FeCl3，而在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。

则在Cl2、Cl－、H＋中，具有氧化性的是________，其中氧化性较强的是________。

（2）盐酸在不同的反应中，可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。

现有如下四个反应，请写出盐酸在三个反应中，分别表现什么性质：

①Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑________；②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O________；

③2HCl

H2↑＋Cl2↑________；④KClO3＋6HCl（浓）===3Cl2↑＋KCl＋3H2O______。

（3）题

（2）④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______，若有5mol还原剂被氧化，则生成的Cl2为________mol。

7.已知反应：

①Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；②2KI＋Br2===2KBr＋I2；③Na2S＋I2===2NaI＋S↓。

（1）Cl－、Br－、I－、S2－等离子还原性由强到弱的顺序是________________。

（2）Cl2、Br2、I2、S等物质氧化性由强到弱的顺序是________________。

（3）判断Cl2与Na2S能否反应？

________（填“能”或“否”）。

（4）判断I2与NaBr能否共存？

________（填“能”或“否”）。

题组1　氧化还原反应中各概念的对应关系

1.吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”，它能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，服用含有硒元素（Se）的化合物亚硒酸钠（Na2SeO3），能消除人体内的活性氧，由此推断Na2SeO3的作用是（　　）

A.做还原剂B.做氧化剂C.既做氧化剂又做还原剂D.既不做氧化剂又不做还原剂

2.下列变化中，需加氧化剂才能实现的是（　　）

A.NaClO→NaClB.C→CO2C.Fe2O3→FeD.CaO→Ca（OH）2

3.下列反应中氨的作用与反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O的氨相同的是（　　）

A.2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑B.NH3＋HNO3===NH4NO3

C.4NH3＋6NO===5N2＋6H2OD.3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2

4.（2018·济宁高一期末）下列对Xm＋＋Y―→Xn＋＋Y－的叙述中正确的是（　　）

A.Y被还原，Xn＋是还原产物B.Y被还原，Xm＋发生氧化反应

C.Xm＋是还原剂，Y被氧化D.Xm＋被氧化，Xm＋显氧化性

5.工业上制取ClO2的化学反应：

2NaClO3＋SO2＋H2SO4