2025版高一化学必修第一册 第一章 第三节 第1课时 氧化还原反应

第三节氧化还原反应第1课时氧化还原反应课标定向目标定位1.能依据元素价态列举某种元素典型代表物,能从元素价态变化及电子转移的角度认识氧化还原反应等概念及概念之间的关系。(宏观辨识与微观探析)2.能从元素价态的角度,预测物质的化学性质和变化,建立用双线桥表示电子转移及氧化还原反应中概念之间关系的模型。(证据推理与模型认知)厘清重点通过归纳总结,认识有化合价变化的反应是氧化还原反应突破难点从微观上认识氧化还原反应的本质,形成认识化学反应的微观视角学习任务一:氧化还原反应【必备知识·导学】[引入]钢铁生锈、切开的水果表面变褐色等都是因为发生了氧化还原反应。一、三个角度认识氧化还原反应1.从得失氧的角度认识氧化还原反应根据初中学过的氧化反应和还原反应的知识,分析以下反应:[思考]在以上反应中,物质发生氧化反应或还原反应,与物质所含元素化合价的升高或降低有什么关系?提示:元素化合价升高,发生氧化反应,元素化合价降低,发生还原反应。2.从化合价的角度认识氧化还原反应[结论]Cu元素:化合价降低,被还原,发生还原反应Fe元素:化合价升高,被氧化,发生氧化反应3.从电子转移的角度认识氧化还原反应宏观特征微观结构分析电子转移分析[结论]氧化还原反应一定有电子的转移(得失或偏移)。二、四大基本反应类型与氧化还原反应关系[思考]有单质参加的化学反应一定是氧化还原反应吗?提示:不一定。单质反应前后化合价不发生变化,则不是氧化还原反应,如3O2===2O3。【判对错·通教材】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)同一氧化还原反应中,氧化反应和还原反应不一定同时发生。(×)提示:同一氧化还原反应中,有氧化反应必有还原反应。(2)在氧化还原反应中可能只有元素化合价的升高,没有元素化合价的降低。(×)提示:在氧化还原反应中若有元素化合价的升高,必有元素化合价的降低。(3)被氧化的物质和被还原的物质有可能是同一种物质。(√)提示:被氧化的物质和被还原的物质可能是不同物质如Zn与H2SO4的反应,也可能是同一种物质,如Cu与O2的反应。(4)有单质参加及生成的反应一定是氧化还原反应。(×)提示:有单质参加及生成的反应不一定有元素化合价发生变化,不一定是氧化还原反应,如3O2===2O3。【核心要点·归纳】1.氧化还原反应中的“可能”性(1)氧化还原反应中可能只有一种元素的化合价发生变化。如Cl02NaCl-1+NaCl+1O+H2O中,(2)有单质参与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,就没有化合价的变化,不属于氧化还原反应。(3)化合价升高和降低的元素可能在同种反应物中。如2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,化合价变化的Mn和O元素均在反应物KMnO4中。(4)某元素由游离态转化为化合态,有可能被氧化,也有可能被还原。如3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O中,S元素既被氧化又被还原。2.氧化还原反应概念间的联系【微点拨·拓教材】氧化产物与还原产物反应氧化产物通过氧化反应得到的生成物,如FeSO4还原产物通过还原反应得到的生成物,如Cu【学力诊断·测评】1.化学与生产、生活、科技、环境有紧密联系,下列现象与氧化还原反应有关的是()【解析】选D。钟乳石的形成主要是氢氧化钙吸收二氧化碳转化为碳酸钙,碳酸钙继续转化为碳酸氢钙,分解又转化为碳酸钙,经过上万年积累的过程,不涉及氧化还原反应,A错误;铁杵磨成针只是形状发生变化,属于物理变化,B错误;醋酸除水垢,发生的是复分解反应,不涉及氧化还原反应,C错误;铜器长出铜绿是铜、氧气、二氧化碳和水缓慢发生氧化还原反应生成碱式碳酸铜,涉及氧化还原反应,故D正确。【补偿训练】中华传统文化源远流长,下列诗歌描述中存在氧化还原反应的是()A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲B.野火烧不尽,春风吹又生C.一日一钱,千日千钱;绳锯木断,水滴石穿D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来【解析】选B。“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”描述了石灰石(主要成分为碳酸钙)高温分解成氧化钙也就是生石灰的反应过程,元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,A错误;“野火烧不尽,春风吹又生”包含了草木的燃烧反应,这属于氧化还原反应,B正确;“水滴石穿”指石灰石和水、二氧化碳反应生成能溶于水的碳酸氢钙的过程,反应的化学方程式为CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,不属于氧化还原反应,C错误;“美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来”提及了淘沙取金的采金法,在淘沙的过程中由于金的密度比沙大得多,因此先沉降,与沙分离,利用了物理方法,D错误。2.氧化还原反应是一类重要的化学反应,下列关于氧化还原反应的说法正确的是()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.Fe3+→Fe2+的变化过程中,Fe元素发生氧化反应D.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应【解析】选A。氧化还原反应的实质是电子的转移,电子转移有化合价升降,故A正确;氧化还原反应中不一定有氧的得失,故B错误;Fe3+→Fe2+的变化过程中Fe元素化合价下降,得到电子,发生还原反应,C错误;反应过程中,物质所含元素得电子化合价降低的反应为还原反应,故D错误。3.已知反应前后有元素化合价改变的反应称为氧化还原反应,如图为反应类型的关系图,下列有关说法正确的是()A.CO2+H2O===H2CO3属于a处的反应B.2H2O2H2↑+O2↑属于氧化还原反应C.c处反应后物质的质量一定减小,不符合质量守恒定律D.任何两种化合物之间发生的反应都属于d【解析】选B。CO2+H2O===H2CO3反应中,各元素化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应,A错误;2H2O2H2↑+O2↑反应中氢、氧元素化合价发生改变,属于氧化还原反应,B正确;c为分解反应,符合质量守恒定律,C错误;d为复分解反应,并不是任何两种化合物之间发生的反应都属于d,D错误。【补偿训练】下列反应(条件均省略)中,反应物里的各种元素都参加了氧化还原反应的是()A.2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑B.2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑C.4HNO3===2H2O+4NO2↑+O2↑D.HgS+O2===Hg+SO2【解析】选D。A项中K、O元素化合价没变,错误;B项中K元素化合价没变,错误;C项中H元素化合价没变,错误。学习任务二:氧化还原反应中电子转移的表示方法【必备知识·探究】[情境]“曾青得铁则化为铜”意思为向胆矾中加入铁可以得到金属铜,曾青就是胆矾,即五水合硫酸铜。这句话出自西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》。这是古代的湿法冶铜,也称为胆铜法。(1)试写出湿法炼铜的化学方程式,并标出各元素的化合价。提示:湿法炼铜的原理是利用铁单质与硫酸铜溶液反应,铁置换出铜单质:Fe0+Cu+2S+6O(2)找出反应前后化合价发生变化的元素并用带箭头的线连接,分析这些元素在反应前后化合价变化的数值,标出电子的得失及数目(双线桥法)。提示:(3)用单线将反应物中失去电子的元素与得到电子的元素连接起来,用箭头表示电子的转移方向,标出电子转移的总数(单线桥法)。提示:【核心要点·归纳】1.双线桥法表示反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的情况。(1)基本步骤(2)注意事项①箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。②采用a×be-形式表示得失电子数,a为得失电子的原子总数,b为每个原子的得失电子数,a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。2.单线桥法表示反应过程中不同元素原子间的电子转移情况。(1)基本步骤(2)注意事项①不需要标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目;②要用箭头标明电子转移的方向;③箭头由反应物中失电子元素的原子指向得电子元素的原子。【学力诊断·测评】制备ClO2可用以下方法,请用双线桥表示电子转移方向和数目:发生上述反应,生成2份氧气时,该反应转移的电子数目为________份。

【解析】反应中氯酸钠中+5价的氯化合价降低,过氧化氢中-1价的氧升高,依据氧化还原反应化合价升降守恒可知用双线桥表示电子转移方向和数目为发生上述反应,生成2份氧气时,该反应转移的电子数目为4份。答案:【补偿训练】(2023·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()【解析】选B。A项,SiO2得电子,故错误;C项,Zn失电子,故错误;D项,Cu失电子,H2SO4得电子,由Cu指向S,故错误。学情检测·素养达标1.下列说法错误的是()A.某金属元素从化合态变为游离态时,该金属元素一定被还原B.有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应C.高效火箭推进剂N(NO2)3既有氧化性又有还原性D.磁性材料Fe(FeO2)2既有氧化性又有还原性【解析】选B。金属元素显正价,从化合态变为游离态时,化合价降低,被还原,A正确;有单质参加或有单质生成的反应不一定是氧化还原反应,如同素异形体之间的转化,B错误;N(NO2)3中N显示+3价,既有氧化性又有还原性,C正确;Fe(FeO2)2中Fe显示+2价与+3价,既有氧化性又有还原性,D正确。2.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+2KNO3+3C===K2S+3CO2↑+N2↑。在该反应中,被还原的元素是()A.NB.CC.N和SD.N和C【解析】选C。根据反应方程式S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑可知在反应中S元素化合价由反应前S单质中的0价变为反应后K2S中的-2价,化合价降低,得到电子被还原;N元素化合价由反应前KNO3中的+5价变为反应后N2中的0价,化合价降低,得到电子被还原,因此反应中被还原的元素是S、N。【补偿训练】下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式中正确的是()【解析】选B。A.Zn失去电子,H得到电子,则应为,A错误;B.Cl元素的化合价由+5降低为-1,得到电子,O元素失去电子化合价升高为0价,图中方向数目均正确,B正确;C.2个Fe失去6个电子,转移电子数错误,应为,C错误;D.Cu与浓硝酸反应转移的电子数为2,所以电子转移的方向和数目为,D错误。【深挖掘·教材激活】3.(情境源于教材“思考与讨论”)目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。据此回答下列问题:(1)写出上述反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子得失:______。

答案:(1)【解析】(1)CO和NO在