高中化学新人教版必修第一册 第1章第3节氧化还原反应第1课时 学案

第三节氧化还原反应

第1课时氧化还原反应

能认识氧化还原反应的本质，宏观辨识变化观念

认识有化合价变化的反结合实例书写氧化还原反应/与与'能从物质构成方面说明物质

方程式/微观探析］平衡思想\是否具有氧化性或还原性

应是氧化还原反应，了解

科学探究丫科学态度

氧化还原反应的本质是

与与能说明氧化还原反应在自然

电子转移。能设计实验证明物质是否具/创新意识社会责任\资源利用、环境保护等方面

有氧化性或还原性/'的重要任用

》概念认知•自主学习©

一、认识氧化还原反应

1.从得失氧的角度认识氧化还原反应

W日

化学反应

3C0+Fe203=^^2Fe+3cO22CuO+C=胆鼻2CU+C02t

得氧coc

物质发生氧化反应,化合价升高

失氧Fe2（）3CuO

物质发生还原反应,化合价降低

结论氧化反应与还原反应酶发生

氧化反应是化合价升高的化学反应；还原反应是化合价隆低的化学反应。

3.从电子转移的角度认识氧化还原反应

电子得失共用电子对偏移

化合价升高・失去广

1-------------------------------------住今价升高由千对偏离氢原子

00A+1-11;

分析00占燃1-1

2Na+Cl——2NaClH2+C12^^2HC1

2一L____________A

L__f化合价降低电子对偏向氯原子

化合价降低得到电子

氧化有元素的化合价升高、失去有元素的化合价升高、电子

反应电子的反应对偏离的反应

还原有元素的化合价降低、得到有兀素的化合价降低、电子

反应电子的反应对偏向的反应

结论氧化还原反应是兀素的原子间有蚯转移的化学反应

(1)特征：元素化合价升降。

(2)本质：电子转移(得失或偏移)。

二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

选用下列关键词：“一定是”“一定不是”或“可能是"填空:

(1)置换反应一定是氧化还原反应。

(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。

(3)化合反应和分解反应亘能是氧化还原反应。

①有单质参加的化合反应二定是氧化还原反应。

②有单质生成的分解反应二定是氧化还原反应。

概念理解

1.判断下列说法是否正确：

(1)氧化还原反应一定有氧元素参加(X)

提示：氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化，因此与是否有氧元素参与

反应无关。

⑵在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高，而无元素化合价的降低

(X)

提示：元素化合价升降是氧化还原反应的特征。

⑶Na20+H20=2Na0H属于氧化还原反应(X)

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。

(4)有单质参加的化合反应属于氧化还原反应(V)

提示：有单质参加的化合反应中单质化合价肯定发生了变化，故属于氧化还原

反应。

教材挖掘

2.阅读教材“科学史话：氧化还原反应概念的发展”，回答：18世纪拉瓦锡的

氧化学说认为氧化还原反应是得氧与失氧的反应，按现在的理论，这种观点是

否正确？为什么？

提示：这种观点是错误的。现在的理论认为有化合价发生变化的反应就是氧化

还原反应。

情境应用

3.农历八月十五是中国传统的中秋节，吃月饼已经成了一种民俗。在新买的月

饼盒里都会有食品干燥剂，它是铁粉在高温炉里加入发泡剂形成的疏松多孔物

体。铁粉用作干燥剂的原理为铁粉吸收空气中的水分和氧气而变为铁锈。这个

变化中铁元素和氧元素的化合价有哪些变化？铁粉变为铁锈的反应属于氧化还

原反应吗？为什么？

提示：铁元素化合价升高，氧元素化合价降低。铁粉变为铁锈的反应属于氧化

还原反应，因为有元素的化合价发生变化。

为能力形成•合作探究©

学习任务一从定性角度分析氧化还原反应一一氧化还原反应概念间的联

合作探究

经过了几代航天人的努力，中国已然是航天强国之一。

材料一：2020年11月24日4时30分，在文昌航天发射场，用长征五号遥五运

载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。正式开启中国首次地外天体采样返

回之旅。长征五号遥五运载火箭系列采用最常见的液体推进剂，主要成分为偏

二甲麟(C2H8N2)和四氧化二氮(N204)o

材料二：2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭将中国首个火星

探测器“天问一号”送入预定轨道。长征五号系列运载火箭，又称“冰箭”，

采用液氢液氧作为推进剂。

标注元素的化合价

1.你能标出长征五号火箭推进剂两种化合物中各元素的化合价吗?

C2H8N2：C：-1,H：+1,N：一3；

N204：N：+4,0：—2。

2.标出以下化合物或原子团中除氧元素外其他元素的化合价。

FeO：Fe：+2；C112O：Cu；~1~1；

N02：N；+4；H2C204H；+1,C：+3；

C102：Cl：+4

掌握氧化还原反应的概念及反应实质

(1)材料二中长征五号推进剂工作的反应原理是什么？用化学方程式表示。

提示：2H2+O2重捶2H20

(2)我们初中学习过乩、Cu与氧气的反应，从得氧失氧、元素化合价变化、电子

转移三个视角分析上述两个反应。

提示：

2H2+O22CU+()2—

化学反应

2H2。2CuO

得氧失得氧物质H2Cu

氧视角失氧物质0202

化合价升

化合价H2Cu

高物质

变化视

化合价降

0202

低物质

电子转得电子物质0202

移视角失电子物质H2Cu

归纳整合

1.氧化还原反应概念间的联系

成

【特别提醒】

(1)原子失去1个电子，元素的化合价就升高1价;

⑵原子得到1个电子，元素的化合价就降低1价。

2.氧化还原反应中的4个“不一定”

0-1+1

(1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如c12+H2O=HC1+HC10

中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。

(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4=A=K2MnO4+MnO2+

02t中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。

(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

转化不属于氧化还原反应。

(4)某种物质由化合态变为游离态，不一定是被还原，如HCl-Cb是被氧化。

II

(1)在氧化还原反应中，被氧化的物质和被还原的物质是否可以为同一反应物？

请举例说明原因。

提示：可以。如反应2KMnO40=K2Mn04+Mn02+021中，参加反应的KMnCX既表

现了还原性，又表现了氧化性。

(2)在氧化还原反应中，得电子和失电子是否可以是同一种物质或元素？请举例

说明原因。

提示：可以。如乩。2分解时，被氧化和被还原的元素都是氧。

典例示范

【典例】(双选)C102是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得C102：2KC103

+H2c2O4+H2so4=^=2c102t+K2S04+2C021+2H20

关于此反应的说法正确的是()

A.KCIO3化合价降低，得电子

B.反应中H2sO,体现了酸性和氧化性

C.反应中H2c2。4被氧化

D.H2c2O4既被氧化又被还原

教师专用©【思维建模】解答有关氧化还原反应概念问题的思维流程如下：

（找变价Hei的化合价：+5-q------（C的化合价：+A+4）

III

（分升降）■©的化合价降低，得电子}{C的化合价升高，失电子）

23ZI\J~

（判类班2KC1O3被还原）----------（H2c20』被氧化）

,I,、

（定其映H2s体现了酸性）

【解析】选A、Co由方程式可知：KC103中C1元素从+5价变为+4价，化合价

降低，得到电子，A正确；反应中S的化合价没有变化，不表现氧化性，B错误；

H2c2。4中C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。

深化思考

（1）上题反应中，若生成1分子C102,反应转移几个电子？（关键能力一一分析

与推测）

提示：1个。KC103中C1元素从+5价变为+4价，生成1分子C102,反应转移

1个电子。

⑵上题反应中，失去的电子总数与得到的电子总数什么关系？（关键能力

分析与推测）

提示：相等。KC103中C1元素从+5价变为+4价，共得到1个电子；H2c2O4中C

元素从+3价变为+4价，共失去1个电子。因此，反应得失电子总数相等。

教师专用©【规律方法】依据化合物正负化合价的代数和为零判断元素化合价的

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，如乙酸(C2H◎)中满足2x+(+l)X4+(—2)X2=0,则x=0。

下列对氧化还原反应的分析中合理的是()

A.Mg变成MgO时化合价升高，失去电子，因此Mg在该反应中被还原

B.KMnO4受热分解，镒元素化合价一方面升高，一方面降低，因此镒元素既被

氧化又被还原

C.CuS04+2Na0H=Cu(0H)2I+Na2sO4属于氧化还原反应

D.反应2H2。通曳2H2t+02t,H20中元素的化合价既有升高，又有降低

【解析】选D。A中镁失去电子被氧化而不是被还原；B中高镒酸钾中镒元素的

化合价只有降低，没有升高，因此短元素只被还原，没被氧化；C中没有元素化

合价的变化，不是氧化还原反应；D中氧元素的化合价升高，氢元素的化合价降

低。

0学以致用

日常生活生产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.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏

B.煤矿瓦斯爆炸

C.铁制菜刀生锈(FezOs•龙2。)

D.铜铸塑像上出现铜绿CU2(OH)2C()3

【解析】选A。大理石与酸发生复分解反应，没有元素的化合价变化，与氧化还

原反应无关，A选；煤矿瓦斯爆炸是甲烷的燃烧反应，是氧化还原反应，B不选;

生锈生成氧化铁，Fe、0元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，C不选；铜

生成铜绿的过程中Cu、0元素的化合价发生变化，是氧化还原反应，D不选。

【补偿训练】

我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用，黑火药是四大发明

之一。

黑火药爆炸的反应为S+2KN03+3C=K2S+3C021+N21o在该反应中，被还原

的元素是（）

A.NB.CC.N和SD.N和C

0-2

【解析】选Co被还原的元素就是反应过程中化合价降低的元素，S-S、

+500+4

N-->N、C-->C,K元素和0元素化合价不发生变化，故被还原的元素为N

和So

素养发展

火车给我们的交通出行创造了很大的方便，火车都是在铁轨上运行。修复铁

轨常常采用如下反应：

Fe203+2Al^=Al203+2Fe,这个反应产生大量的热，请回答：

（1）在这个反应中被氧化、被还原的物质分别是哪种物质？

提示：Fe2（）3+2A1直逼Al203+2Fe,Fe2（）3的化合价降低，被还原；A1的化合价

升高，被氧化。

(2)你能描述一下如何利用该反应焊接铁轨吗？

提示：该反应放出大量的热，能将生成的铁熔融成铁水，从而进行焊接铁轨。

学习任务二从定量角度分析氧化还原反应一一氧化还原反应中电子转移

的表示方法

合作探究

2020年5月30日4时13分，我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火

箭将新技术试验卫星G星、H星送入预定轨道。长征十一号火箭的燃料之一是高

氯酸钱(NHElO。和铝粉的固体混合物。点燃时，发生的化学方程式为①4A1+

3。2直燃2Al2O3；②2加£10普=N2t+4H2O+C121+202t□

探究氧化还原反应电子转移的表示方法

(1)分析反应①中失去电子的物质是什么？得到电子的物质是什么？4个铝原子

参加反应转移电子的个数是多少？

失去电子的物质：Alo

得到电子的物质：鱼。

转移电子数：12_±o

⑵如何在氧化还原反应方程式上形象地表示电子的转移方向和数目？用双线

桥法和单线桥法表示出上述反应电子转移的方向和数目。

提示：双线桥法：

失12b

寺燃~

4A1+3()'2AliC)

I_2___J'3

得12b

单线桥法:

12b

y占燃

4A1+3O2-2MO3

归纳整合

1.双线桥法表示电子转移的方向和数目

正确标出反应前后各元素的化合价

|标，•态|—

明确变价元素的化合价升降关系

r始于被还原的物质中的降价元素

_1一条线

|连双线一1止于产物中的相应元素

始于被氧化的物质中的升价元素

一条线j

1止于产物中的相应元素

I注得失I-标出“失去”或“得到”电子的总数

【误区警示】

①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;

②必须注明“得到”或“失去”；

③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。

得

+I20Ao+1

Cu（升H2—C叶H2。

2.单线桥法表示电子转移的方向和数目

।广价*［正确标出反应前后各元素的化合价

也受逶F1明确变价元素的化合价升降关系

,,「始于被氧化物质中化合价升高的元素

连单线•条线《

I一LI—八’［止于被还原物质中化合价降低的元素

।注鼠目।—标出转移电子的总数

【误区警示】

①不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目;

②要用箭号标明电子转移的方向；

③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子O

2e

如Fe+2HQ-FcCb+H2「

思考讨论】

(1)氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种？

提示：不一定。如3co+Fe2()3鱼暹2Fe+3c。2就不是四种基本反应类型中的任

何一种，但却是氧化还原反应。

(2)请用交叉分类法表示氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。

提示:

典例示范

【典例】(2021•临沂高一检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是

()

失去45

A.Si()2+2C-Si+2C()f

得到2X2e-

2e-

I~；

B.2Na+2Hz()—2NaOH+H?f

得到2e-

II

C.Zn+H,S()1-ZnSO,+H?小

L_______r

失去2X5

2e-

iI△

D.Cu+2Hzsc)4(浓)^CuSQt+SQ2+2H,()

【解析】选B。A项，Si应该得到电子，C失去电子；B项，钠失去电子，H20

中的H元素得到电子，单线桥法，正确；C项，应是Zn失去2e-；D项，应是

Cu失去2e，单线桥中的箭头方向错误。

深化思考

(1)B项反应中，乩是还原产物还是氧化产物？(关键能力一一理解与辨析)

提示：还原产物。

(2)D项反应中，参加反应的硫酸分子，是否全部被还原？(关键能力一一分析与

推测)

提示：不是。从反应方程式可以看出，2个硫酸参加反应，只有1个硫酸分子被

还原。

n学以致用

下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是()

化.价升高，得6b

I高温(

A.3CO+Fe2()3—2F€^3C()2

I__________f一

化合价降低，失6b

失去4X5e,被还原

占燃I

B.4P+5O2-2P2O5

L_____!

得到5X4e一,被氧化

化合价升高，失2e

IQ

C.Zn+H,S()—ZnS())+H,f

I___4___

化合价降低，得2b

化合价升高，失去4e-

I△

D.乂11。2+414。(浓)一乂11。2+02t+2乩。

I____________

化合价降低，得到2e

【解析】选C。A项，Fe2（）3的化合价降低，CO中C元素的化合价升高，错误；B

项P被氧化，错误；D项，得失电子不守恒，错误。

i.中国医药学是一个伟大的宝库。古代制取下列药物过程中未发生氧化还原反

应的是（）

《本草纲目》：制取“玄明以芒硝于风日中消尽水气，自成

A

粉”（Na2s0J轻飘白粉也

以铁筋穿作窍，以绳子穿之；用

《通玄秘术》：制取“华盖

B净瓷瓮子盛米醋1斗,将铅片子

丹”（醋酸铅）

悬排于瓮子口……

用水银一两，硫黄六铢，细研，

《本草蒙筌》:制取“灵砂”（硫

C先炒作青砂头，后入水火既济

化汞）

炉，抽之……

《本草图经》：制取“铁华以铁拍做段片，置醋糟中，积久

D

粉”（醋酸亚铁）衣生...

【解析】选A。用芒硝制硫酸钠的反应为Na2s。4・1010=22so4+IOH2OT,没

有发生元素化合价的升降，不是氧化还原反应，A选；用净瓷瓮子盛米醋1斗，

将铅片子悬排于瓮子口，即将铅的单质转化为醋酸铅，铅的化合价升高，是氧

化还原反应，B不选；用水银一两，硫黄六铢，来制硫化汞，硫和汞的化合价改

变了，是氧化还原反应，C不选；以铁拍做段片，置醋糟中，积久衣生制醋酸亚

铁，铁的化合价升高，是氧化还原反应，D不选。

2.（2021•济宁高一检测）在下列反应中，HC1被氧化的是（）

A.HCl+Na0H=NaCl+H20

B.Zn+2HCl=ZnCl2+H2t

C.4HC1(浓)+MnO2=^=MnCl2+Cl2t+2H20

D.CUO+2HC1=CUC12+H2O

【解析】选C。A、D属于非氧化还原反应，B项中HC1被还原。

3.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+8HN03(^)=3Cu(N03)2+2N0t+4H20

(1)被氧化的元素是，被还原的元素是o

⑵发生氧化反应的物质是，发生还原反应的物质是

(3)用单线桥法表示反应电子得失的方向和数目o

【解析】由化学方程式可知铜元素化合价升高，铜元素从0价变为+2价，被氧

化；氮元素化合价降低，从+5价变为+2价，被还原；铜发生氧化反应，硝酸

发生还原反应。

答案：(1)CuN(2)CuHNO3

6e-

I

(3)3CU+8HNO3(稀

3Cu(NO3)2+2N()f+4H2C)

素养发展

查阅文献得知：汽车尾气的主要成分为NO、CO、02,在汽车上安装三元催化

转化器可使NO转化为无毒的弗，CO转化为无毒的CO?。

反应原理为2c0+2N0催验“N2+2C02O请用双线桥法标出电子得失。

失2X2b

I催化剂

2CO+2NO==N+2CO

I_____2_2

提示：得2X2）

》学情诊断•课堂测评©

1.（双选）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Fe"—fFe?+的变化过程一定是还原反应

D.元素化合价升高的反应是还原反应

【解析】选A、Co化合价有变化的反应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"转化为Fe?+,铁元素的化合价降低,

发生的是还原反应。

2.（水平1）下列变化过程中，属于氧化反应的是（）

2+

A.MnO2―>MnB.CuO->CuCl2

+2+4+

C.Ag―>Ag20D.Sn—>Sn

【解析】选D。物质所含元素化合价升高的反应为氧化反应。

E

下列变化中，属于还原反应的是（）

A.crCLB.FeCl2*FeCl3

C.C-->C02D.KMnO4一->MnO2

【解析】选D。物质发生还原反应时，所含元素的化合价降低，其中cr―kCL,

化合价由一1价升高为0价，发生氧化反应；FeCL—►FeCL,铁元素化合价由

+2—►+3,发生氧化反应；C—►CO2,碳元素化合价由0—►+4,发生氧化反

应；KMnO4-►Mn02,镒元素化合价由+7―►+4,发生还原反应。

3.（水平1）下列化学反应中，既属于氧化还原反应又属于化合反应的是（）

A.H2S04+2Na0H=Na2S04+2H20

B.NH3+HC1=NH4C1

C.CaCO3^^=CaO+CO2t

D.S02+H202=H2S04

【解析】选D。A项属于复分解反应，C项属于分解反应；B项属于化合反应但

没有物质发生化合价的变化。

4.（双选）高炉炼铁中发生的主要反应为：

Fe203+3C0^^2Fe+3cO2,下列有关该反应的说法正确的是（）

A.反应前后氧元素化合价发生变化

B.CO作还原剂

C.FezOs发生还原反应

D.CO被还原

【解析】选B、Co氧元素化合价在反应前后均为一2价，化合价没有发生变化,

A错误；CO中的C元素的化合价由+2价失电子升高到+4价，被氧化发生氧化

反应，则CO是还原剂，B正确，D错误；氧化铁中铁元素的化合价由+3价得电

子降低到0价，被还原发生还原反应，C正确。

5.（水