高中化学第二章化学物质及其变化氧化还原反应学案新人教版必修

第三节 氧化还原反应 第1课时 氧化还原反应

[学习目标定位] 1.从化合价变化和电子转移的角度认识、判断氧化还原反应。2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，能够识别化合反应、分解反应中的氧化还原反应。

一、从化合价的变化认识氧化还原反应

1.写出碳和氧化铜反应的化学方程式：C ＋2CuO=====高温

2Cu ＋CO 2↑；请分析回答下列问题： (1)氧化铜失去氧变成了铜，发生了还原反应；该物质在反应前后，铜元素的化合价由＋2价变为0价，化合价降低。

(2)碳得到氧变成了二氧化碳，发生了氧化反应；该物质在反应前后，碳元素的化合价由0价变为＋4价，化合价升高。

(3)化合价的变化与氧化反应、还原反应之间有怎样的关系？ 答案

2.请分析下列各反应中元素的化合价有无变化？若有变化，是如何变化的，分别发生什么反应？

(1)2NaOH ＋H 2SO 4===Na 2SO 4＋2H 2O 答案 该反应中元素的化合价无变化。 (2)3CO ＋Fe 2O 3=====高温

3CO 2＋2Fe

答案 有变化。碳元素由＋2价升高到＋4价，(CO 得到氧)发生氧化反应；铁元素由＋3价降低到0价，(Fe 2O 3失去氧)发生还原反应。 (3)Fe ＋CuCl 2===FeCl 2＋Cu

答案 有变化。铁元素由0价升高到＋2价，发生氧化反应(无氧参加)；铜元素由＋2价降低到0价，发生还原反应(无氧参加)。

(1)物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应，物质所含元素化合价降低的反应是还原反

应。

(2)凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。所以氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化，而得氧失氧只不过是其中的特例。

1.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( ) A.反应前后有元素化合价升降的反应一定是氧化还原反应 B.氧化还原反应前后一定有氧的得失 C.Fe 3＋

―→Fe 2＋

的变化过程是氧化反应 D.元素化合价升高的反应是还原反应 答案 A

解析 本题主要考查氧化还原反应的概念，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。化合价有变化一定是氧化还原反应，但不一定有氧的得失。化合价升高发生的是氧化反应，Fe 3＋

转化为Fe 2＋

，铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。 2.下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是( ) A.Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑ B.2NO ＋O 2===2NO 2 C.CuO ＋H 2====△

Cu ＋H 2O

D.CaCl 2＋Na 2CO 3===CaCO 3↓＋2NaCl 答案 D

解析 A 中镁元素的化合价由0价升高到＋2价，氢元素的化合价由＋1价降到0价；B 中氮元素的化合价由＋2价升高到＋4价，氧元素的化合价由0价降到－2价；C 中氢元素的化合价由0价升高到＋1价，铜元素的化合价由＋2价降到0价；D 中则不存在元素化合价的变化，所以D 不是氧化还原反应。

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”。

二、从电子转移的角度认识氧化还原反应 1.从电子得失角度分析

写出钠与氯气反应的化学方程式：2Na ＋Cl 2=====点燃

2NaCl ，反应过程中：

(1)钠原子失去最外层1个电子，成为具有稳定结构的Na ＋

，其化合价由0价升高为＋1价，发生了氧化反应，被氧化。

(2)氯原子最外层得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl －

，其化合价由0价降低为－1价，发生了还原反应，被还原。

(3)在这个反应中，氯原子和钠原子之间发生了电子的得失，分别形成阴离子和阳离子，使元素的化合价发生了变化。反应过程中对应关系如下：

2.从电子偏移角度分析

写出氢气与氯气反应的化学方程式：H 2＋Cl 2=====点燃

2HCl ，反应过程中：

(1)氢原子和氯原子均不易失去电子，都可获得1个电子形成稳定结构，二者只能形成共用电子对，使双方最外电子层都达到稳定结构。

(2)共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子，氯元素的化合价由0价降低为－1价，被还原，氯气发生了还原反应。

(3)共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子，氢元素的化合价由0价升高到＋1价，被氧化，氢气发生了氧化反应；

(4)该反应生成的HCl 分子因共用电子对的偏移，而使元素的化合价发生了变化。 分析关系如下：

1.反应中化合价升降的原因

反应中化合价升降的原因是电子的转移(电子的得失或电子对的偏移)。 2.氧化还原反应的实质

有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去(或偏离)电子的发生氧化反应，得到(或偏向)电子的发生还原反应。

3.下列反应中，一定发生电子转移的是( ) A.NH 4HCO 3====△

NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O B.2KMnO 4====△

K 2MnO 4＋MnO 2＋O 2↑

C.Ca(OH)2＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O

D.FeO ＋2HCl===H 2O ＋FeCl 2 答案 B

解析 因为发生电子转移的反应一定是氧化还原反应，所以此题实际是判断反应是否是氧化还原反应。其关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化，选项B 中锰元素的化合价由＋7价降低为＋6价和＋4价，氧元素的化合价由－2价升高为0价，发生了电子转移，其他选项中元素的化合价均无变化。

4.写出铁粉与氯化铜溶液反应的离子方程式：_______________；试分析该反应的本质是________________________________________________________________________。 答案 Fe ＋Cu 2＋

===Fe 2＋

＋Cu 该反应中铁原子将电子转移给Cu 2＋

，Fe 发生了氧化反应，Cu

2

＋

发生了还原反应

三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

根据四种基本反应类型和氧化还原反应的有关知识内容，填写下表：

序号 化学反应 反应类型

价态有 无变化 是否是氧化 还原反应 1 2NO ＋O 2===2NO 2 化合反应 有 是 2 CO 2＋CaO===CaCO 3 化合反应 无 不是 3 NH 4HCO 3=====△

NH 3↑＋CO 2↑＋H 2O 分解反应 无 不是 4 2KClO 3=====MnO 2

△2KCl ＋3O 2↑ 分解反应 有 是 5 Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑ 置换反应 有 是 6 Zn ＋CuSO 4===ZnSO 4＋Cu 置换反应 有 是 7 HCl ＋KOH===KCl ＋H 2O 复分解反应 无 不是 8 BaCl 2＋Na 2SO 4===BaSO 4↓＋2NaCl

复分解反应

无

不是

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，即：化合反应和分解反应可能是氧化还原反应；两个一定，即：所有的置换反应一定是氧化还原反应，所有的复分解反应一定是非氧化还原反应。

(2)值得注意的是，四种基本反应类型不包括所有的反应，例如：4HCl(浓)＋MnO 2=====△

MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型，但却属于氧化还原反应。

5.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.Cl 2＋2KBr===Br 2＋2KCl

B.2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ C.4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 D.2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2 答案 D

解析 本题给出四大基本反应类型与氧化还原反应的相互关系，考查学生识图分析的能力。解答本题的关键是理解化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应的特点，并清楚这四大基本反应类型与氧化还原反应的关系。A 项是置换反应，所有的置换反应都是氧化 还原反应；B 项属于分解反应，没有化合价变化，属于非氧化还原反应；C 项是有单质参加的化合反应，属于氧化还原反应；D 项是氧化还原反应且不属于四种基本反应类型。

氧化还原反应?

??

??

特征——元素的化合价发生变化

实质——电子转移(得失或偏移)

1.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 答案 D

解析 3O 2========一定条件

2O 3不是氧化还原反应。 2.下列反应属于非氧化还原反应的是( ) A.10Al ＋3V 2O 5=====高温

6V ＋5Al 2O 3

B.2Mg ＋CO 2=====点燃

2MgO ＋C C.N 2＋3H 2=====催化剂

△2NH 3 D.SiO 2＋CaO=====高温

CaSiO 3 答案 D

解析 凡是反应中有元素化合价升降的反应为氧化还原反应，A 中元素Al 、V, B 中元素Mg 、C ，C 中元素N 、H ，化合价均发生变化，故为氧化还原反应；D 是没有元素化合价变化的化合反应，为非氧化还原反应。

3.下列反应中，划线的物质发生氧化反应的是( ) A.Cu ＋2FeCl 3===2FeCl 2＋CuCl 2 B.CO 2＋C=====高温

2CO

C.Fe 2O 3＋2Al=====高温

Al 2O 3＋2Fe D.CO 2＋NaOH===NaHCO 3 答案 C

解析 A 项中FeCl 3中的Fe ，B 项中CO 2中的C 化合价都是降低的，所以FeCl 3和CO 2都发生还原反应；C 项中的Al 化合价升高，发生氧化反应；D 项不是氧化还原反应。 4.有反应：Fe 2O 3＋2Al=====高温

Al 2O 3＋2Fe 。

(1)________元素的化合价升高，则该元素的原子________电子，被________(填“氧化”或“还原”)；而________元素的化合价降低，则该元素的原子________电子，被________(填“氧化”或“还原”)。

(2)该反应中Fe 2O 3发生了________反应，Al 发生了________反应。 答案 (1)Al 失 氧化 Fe 得 还原 (2)还原 氧化

[基础过关]

题组一 氧化还原反应的概念及判断 1.氧化还原反应的实质是( ) A.元素化合价发生变化 B.反应中有氧的得失

C.反应中有电子的得失或电子的偏移

D.反应后生成新物质

答案 C

2.下列反应中不是氧化还原反应的是( ) A.3Cl 2＋6KOH===5KCl ＋KClO 3＋3H 2O B.CuO ＋H 2=====△

Cu ＋H 2O

C.2KMnO 4=====△

K 2MnO 4＋MnO 2＋O 2↑ D.2AgNO 3＋BaCl 2===2AgCl ↓＋Ba(NO 3)2 答案 D

解析 从化合价升降的角度分析，凡物质所含元素的化合价在反应前后有变化的反应属于氧化还原反应；而D 项是复分解反应，在反应前后元素的化合价都没发生变化，所以是非氧化还原反应，故选D 。

3.以下变化中，没有电子转移发生的是( ) A.Cl －

―→Cl 2 B.SO 2－

4―→BaSO 4 C.MnO －

4―→Mn 2＋

D.H 2O ―→H 2

答案 B

解析 反应前后元素的化合价不发生变化的即没有发生电子的转移。

4.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.铜器出现铜绿[Cu 2(OH)2CO 3] B.铁制菜刀生锈

C.大理石雕像被酸性较强的雨腐蚀毁坏

D.铝锅表面生成致密的薄膜(Al 2O 3) 答案 C

解析 C 中发生的反应为CaCO 3＋2H ＋

===Ca 2＋

＋H 2O ＋CO 2↑。 5.下列反应中，氯元素被氧化的是( ) A.2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑ B.2P ＋5Cl 2=====点燃

2PCl 5

C.MnO 2＋4HCl(浓)=====△

MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑ D.H 2＋Cl 2=========光照或点燃

2HCl 答案 C

解析 氯元素被氧化的反应就是反应中的氯元素的化合价升高的反应，C 项中氯元素的化合价由－1价升高到0价。

6.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( ) A.元素化合价升高的反应是还原反应

B.物质在反应中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低

C.有电子转移的反应就是氧化还原反应

D.有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应 答案 C

解析 元素化合价升高的反应为氧化反应，A 项错误；失去电子应表现为化合价升高，B 项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D 项错误；有电子转移的反应就是氧化还原反应，C 正确。

题组二 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

7.已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下。则下列说法正确的是( )

(说明：一种小球代表一种元素的原子)

A.图中的反应物都是化合物

B.该反应属于置换反应

C.该反应属于非氧化还原反应

D.该反应不符合质量守恒定律 答案 B

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( )

答案 A

解析 本题主要考查离子反应、氧化还原反应、复分解反应、置换反应四种反应类型之间的关系和识图能力。复分解反应都是非氧化还原反应，由此可判断B 、C 、D 选项均不正确。 9.磷单质在反应：4P ＋3KOH ＋3H 2O===3KH 2PO 2＋PH 3中( ) 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

答案 C

解析 P 0

―→KH 2P ＋1

O 2；P 0

―→P －3

H 3，P 在反应中化合价从0价降到－3价，被还原，同时从0价升高到＋1价，被氧化，故磷单质既被氧化又被还原。

[能力提升]

10.(1)A 图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，请在A 图中用阴影部分表示反应：H 2＋CuO=====△

Cu ＋H 2O 所属的区域。

(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B 图表达。其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为____________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：___________。

答案 (1)

(2)分解 NaOH ＋HCl===NaCl ＋H 2O(或其他合理答案)

解析 (1)H 2＋CuO=====△

Cu ＋H 2O 属于置换反应，而置换反应全部属于氧化还原反应。(2)Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。中和反应属于复分解反应，且有水生成，如HCl ＋NaOH===NaCl ＋H 2O 。 11.有以下几个反应： ①CO 2＋2KOH===K 2CO 3＋H 2O ； ②2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3；

③2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑； ④CaCO 3＋H 2O ＋CO 2===Ca(HCO 3)2； ⑤Cu ＋2FeCl 3===CuCl 2＋2FeCl 2.

其中属于氧化还原反应的是________(填序号)。 答案 ②⑤

12.商代炼铜时，所用的矿物原料主要是孔雀石，主要燃料是木炭，在温度1000℃左右冶炼，可能涉及的反应有：

①Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋CO 2↑＋H 2O ；②2CuO ＋C=====高温2Cu ＋CO 2↑；③CuO ＋CO=====高温

Cu ＋CO 2；④CO 2＋C=====高温

2CO 。

(1)从四种基本反应类型来看，①②④的反应类型分别为①____________，②____________，

④____________。

(2)反应③中，____________发生氧化反应，__________发生还原反应。

答案(1)分解反应置换反应化合反应

(2)CO CuO

解析在反应③中碳元素的化合价由＋2价升高为＋4价，CO发生氧化反应，铜元素的化合价由＋2价降低为0价，CuO发生还原反应。

13.过氧化氢(H2O2)可作为采矿业的废液消毒剂，如消除采矿废液中有剧毒的氰化钾(KCN，其中N元素为－3价)，化学方程式为KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑(已配平)，请回答下列问题：

(1)生成物A的化学式是________。

(2)该反应是否是氧化还原反应？________(填“是”或“不是”)。若是，请指出被还原的元素；若不是，请说明理由：______________________________________。

答案(1)KHCO3

(2)是H2O2中氧元素的化合价由－1价降为－2价，被还原

解析(1)根据质量守恒定律可知，A由1个K原子、3个O原子、1个C原子和1个H原子构成，故为KHCO3。

(2)反应物H2O2中氧元素的化合价由－1价降为－2价，氧元素被还原；反应物KCN中碳元素的化合价由＋2价升高为＋4价，碳元素被氧化，故该反应是氧化还原反应。