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第3节氧化还原反应第1课时认识氧化还原反应一、从不同角度认识氧化还原反应以反应CuO+H2Cu+H2O为例:概念化合价升降角度电子转移角度氧化反应元素化合价_____的反应。__发生氧化反应元素原子_____________电子的反应。__发生氧化反应升高失去(或偏离)H2H2概念化合价升降角度电子转移角度还原反应元素化合价_____的反应。____发生还原反应元素原子_____________电子的反应。____发生还原反应氧化还原反应有元素化合价_____的化学反应有电子_____的化学反应降低CuO得到(或偏向)CuO变化转移【巧判断】(1)Na2O+H2O====2NaOH属于氧化还原反应。()提示:×。此反应中各元素的化合价均没有发生变化,因此为非氧化还原反应。(2)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。()提示:√。氧化还原反应前后元素的化合价发生变化。(3)Na与H2O的反应是氧化还原反应。()提示:√。此反应中元素的化合价发生了改变,因此为氧化还原反应。二、探究氧化还原反应的实质1.以钠与氯气反应为例2Na+Cl22NaCl点燃2.以金属铁与CuSO4溶液反应为例装置及操作现象解释①碳棒表面析出_________;②溶液_________________;③电流表指针_________①Fe+Cu2+====Fe2++Cu,Fe2+为绿色,Cu为红色;②反应过程中有电子转移,形成电流红色固体由蓝色逐渐变绿色发生偏转3.结论电子得失电子转移分析化合价_____,_____电子,发生_____反应化合价_____,_____电子,发生_____反应化合价_____,_____电子,发生_____反应化合价_____,_____电子,发生_____反应升高失去氧化降低得到还原升高失去氧化降低得到还原电子得失电子转移氧化反应反应物所含原子或离子_____电子的反应。还原反应反应物所含原子或离子_____电子的反应。结论_________是氧化还原反应的实质。失去得到电子转移【巧判断】(1)金属单质与O2反应时,金属单质失去电子。()提示:√。金属元素只有正化合价,因此金属单质在反应中失去电子,被氧化。(2)Zn和CuSO4溶液反应时,Zn被还原成Zn2+。()提示:×。Zn到Zn2+的过程是化合价升高失电子,发生氧化反应。(3)非氧化还原反应中,可能有电子转移。()提示:×。非氧化还原反应中没有电子的转移,只要有电子转移则一定为氧化还原反应。【情境·思考】楼房有的是用红砖砌成的,有的则是用青砖砌成的,你可曾想过为什么同样的砖坯有的能烧成红砖,有的能烧成青砖呢?原来烧制砖瓦的黏土中含有二价铁盐,黏土做成砖坯,送到窑内大火烘烧,然后熄灭,自然冷却。此时窑内空气流畅,氧气充足,二价铁盐被氧化成三氧化二铁(Fe2O3),由于三氧化二铁是红色,所以得到的就是红砖瓦。待砖坯烧透后,从窑顶向下不断淋水,当水遇到红热砖瓦变成水蒸气,碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。这些还原性气体能把砖瓦中红色的氧化铁还原成黑色的氧化亚铁或四氧化三铁。同时,没有燃烧的黑色碳颗粒也渗入砖瓦黏土颗粒间隔之中,结果烧出来的砖瓦就呈青灰色。红砖、青砖烧制过程中涉及哪些化学反应?是否是氧化还原反应?提示:涉及二价铁盐被氧气氧化成Fe2O3、碳与水蒸气反应生成CO和H2、CO和H2把Fe2O3还原成黑色的FeO或Fe3O4三个反应,且都是氧化还原反应。三、氧化还原反应的表示方法1.双线桥法:表示同种元素的原子在反应前后转移电子的情况。如2.单线桥法:表示反应过程中电子在反应物之间的转移情况,如【做一做】(1)用双线桥法表示下列反应电子转移的方向与数目。H2+CuOCu+H2O提示:(2)用单线桥法表示下列反应电子转移的方向与数目。3Cl2+2Fe2FeCl3提示:点燃知识点一氧化还原反应的基本概念【重点释疑】1.氧化还原反应概念间的关系记忆口诀:氧→得→降→还→还→还,还→失→升→氧→氧→氧即:氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物;还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。2.氧化还原反应的特征和实质3.氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系【知识拓展】判断元素化合价的常用方法(1)熟记常见元素的化合价钠钾氢银正一价,钙镁锌钡正二价。氟氯溴碘负一价,通常氧是负二价。铜正一二铝正三,铁有正二和正三。碳有正二和正四,硫有负二、正四和正六。(2)计算:依据化合物的正负化合价的代数和为零进行计算。【思考·讨论】(1)在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂是否可以为同一反应物?请举例说明原因。提示:可以。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。(2)元素由化合态转变为游离态是不是一定被氧化或被还原?请解释原因。提示:元素由化合态转变为游离态可能被氧化,也可能被还原。如H2O转化成O2,氧元素被氧化,CuO转化为Cu,则铜元素被还原。(3)在氧化还原反应中,得电子的和失电子的是否可以是同一种物质或元素?请举例说明原因。提示:可以。如H2O2分解时,被氧化和被还原的元素都是氧。【案例示范】【典例】(2019·济南高一检测)ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O关于此反应的说法正确的是()A.KClO3中氯元素化合价降低,失电子B.反应中H2SO4体现了酸性和强氧化性C.反应中H2C2O4被氧化D.H2C2O4既是氧化剂又是还原剂【思维建模】解答本类试题,思维流程如下:【解析】选C。由方程式可知:KClO3中氯元素从+5价变为+4价,化合价降低,得到电子,A错误;反应中S的化合价没有变化,不表现强氧化性,B错误;H2C2O4中碳元素从+3价变为+4价,化合价升高,失去电子,被氧化,故C正确、D错误。【规律方法】(1)解决氧化还原反应概念的一般思路找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。(2)代数和法确定化合物中变价元素的化合价步骤①标出熟悉元素的化合价;②根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价;③有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法:有机物中氧元素的化合价为-2,氢元素的化合价为+1。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足2x+(+1)×4+(-2)×2=0,则x=0。【迁移·应用】1.下列反应属于氧化还原反应的是()A.CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑C.Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2OD.NaBr+AgNO3====AgBr↓+NaNO3【解析】选C。只有C项中元素的化合价发生了变化。2.(2019·武汉高一检测)某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图:由图可知,在该反应中是()A.氧化剂B.还原剂C.氧化产物D.还原产物【解析】选B。在反应中失去电子,作还原剂。3.(2019·莆田高一检测)P单质在反应4P+3KOH+3H2O====3KH2PO2+PH3中世纪金榜导学号()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【解析】选C。;,P在反应中化合价从0降到-3,被还原,同时从0升高到+1,被氧化,故P单质既被氧化又被还原。0122PKHPO033PPH4.油画颜料是一种油画专用绘画颜料,油画的白色颜料久置后会变黑,又使其臭名昭著。油画变黑,可用一定浓度的H2O2溶液擦洗修复,发生的反应为4H2O2+PbS====PbSO4+4H2O。(1)根据信息推测,颜料中铅以什么形式存在?(2)油画修复发生的反应中氧化剂、还原剂分别是哪种物质?(3)该反应生成1molPbSO4转移电子数是多少?答案:(1)颜料中铅以PbSO4形式存在。(2)H2O2中氧元素由-1价降低到-2价,H2O2是氧化剂,PbS中硫元素由-2价升高到+6价,PbS是还原剂。(3)PbS中硫元素由-2价升高到PbSO4中+6价,所以生成1molPbSO4转移电子数为8NA。【补偿训练】1.(2018·天水高一检测)下列变化过程属于氧化反应的是()A.HCl→H2B.Mg→Mg2+C.Cl-→AgClD.CuO→Cu【解析】选B。氧化反应是元素化合价升高的反应,B项中,镁元素的化合价由0价升高到+2价。2.(2018·衡水高一检测)下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是()A.Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2OB.2KClO32KCl+3O2↑C.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑D.2H2O2H2↑+O2↑MnO2△========通电【解析】选A。A项氯元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,同时氯元素的化合价由0价降低到-1价,被还原,氧化还原反应在同种元素中进行,而其他三个选项得失电子均在不同元素中进行。【素养提升】为响应落实十九大报告“推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展”的精神,中央电视台推出了一档《经典咏流传》的栏目,旨在用“和诗以歌”的形式将传统诗词经典与现代流行相融合,讲述文化知识、阐释人文价值、解读思想观念,为现代文明追本溯源,树立文化自信。古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列古诗词是否涉及氧化还原反应,请说明原因。古诗词氧化还原反应辨识原因解释野火烧不尽,春风吹又生_______________________________粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间___________________________________________是草木的燃烧属于氧化还原反应否石灰石的分解反应没有元素化合价发生变化古诗词氧化还原反应辨识原因解释春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干_______________________________爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏______________________________________________是蜡烛的燃烧属于氧化还原反应是爆竹的成分是火药,火药的燃烧是氧化还原反应知识点二氧化还原反应中电子转移的表示方法【重点释疑】1.双线桥法2.单线桥法3.单线桥法与双线桥法的区别单线桥法双线桥法箭头方向在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素由反应物中变价元素指向生成物中同一元素标识只标转移电子的数目要标出“得到”或“失去”及电子数目举例【易错提醒】规避三个易错点(1)双线桥法必须注明“得”“失”,且得、失电子要守恒。(2)单线桥法只标明电子转移的数目,不需注明“得”“失”。(3)单线桥法箭头标明电子转移的实际情况,箭头的方向从反应物中失去电子的元素指向反应物中得到电子的元素。【思考·讨论】(1)在反应中,1molFe2O3反应转移的电子总数是12NA吗?提示:不是。该反应中转移的电子总数是6NA。(2)下列氧化还原反应中,电子转移方向和数目的表示正确吗?请说明理由。提示:不正确。箭头指向的元素不对,应该由被氧化元素(H)指向被还原元素(Cu)。【案例示范】【典例】碘缺乏病是机体因缺碘导致的一系列疾病,即地方性甲状腺肿和地方性克汀病。碘缺乏病主要病因是环境缺碘,人体摄取碘不足。我国政府对碘缺乏病相当重视,为了消除碘缺乏病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可用如下反应:KIO3+5KI+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O(1)根据氧化还原反应的相关概念,请分别指出该反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,说出你的理由。(宏观辨识与微观探析)(2)请分别用单线桥法和双线桥法标出该反应电子转移的方向和数目;利用所得的信息分析,如果反应中转移0.5mol电子,则生成I2的物质的量为多少?(证据推理与模型认知)(3)不法商贩为贪图