2025年高中化学同步讲义 必修第一册 氧化还原反应 专项基础课

第三节氧化还原反应

基础课时5氧化还原反应

课标要求1.通过日常生活中存在的氧化还原现象，认识有化合价变化的反应是

氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移，形成认识化学反应的微

观视角，培养宏观辨识与微观探析的核心素养。2.能从元素化合价的角度，依据

氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，能建构氧化还原反应的认识模

型，培养证据推理与模型认知的核心素养。3.通过日常生活中氧化还原反应的分

析，感受氧化还原反应的价值，培养科学态度与社会责任的核心素养。

一、氧化还原反应的基本概念和本质

自主探究

［情境素材］

汽车排气管上加装“催化转换器”，可以有效减少有毒有害气体CO和NO的排

放，发生反应的化学方程式为①2cO+2NO便驳2cO2+N2；泡沫铁粉可以作为

食品干燥剂和抗氧化剂，可以吸收水分和氧气，被称为双吸收剂，发生反应的化

学方程式为②4Fe+3O2+6H2O===4Fe(OH)3和③2Fe(OH)3-Fe2()3+3H2O。

［问题讨论］

1.从得氧、失氧的角度反应2co+2NO僮壁12co2+N2中哪种物质发生氧化反应,

哪种物质发生还原反应？氧的得失是同时发生的吗？

提示得氧的物质是CO,发生氧化反应；失氧的物质是NO,发生还原反应；

反应表明，氧化反应与还原反应同时发生，有氧元素得失的反应是氧化还原反应。

2.上述三个反应是否属于氧化还原反应？如何判断一个化学反应是否为氧化还原

反应？

提示①和②属于氧化还原反应，③不是氧化还原反应。判断一个化学反应是否

为氧化还原反应的关键是分析反应前后有无元素化合价的变化。

3.一个化学反应中，氧化反应或还原反应能单独存在吗？

提示不能。因为在化学反应中，发生氧化反应，必然会发生还原反应，即氧化

反应和还原反应是在一个反应中同时发生的，不可能单独存在。

4.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。

提示可以。如反应2H2。2丝鸣2H2。+。2t、2KMnO4=^=K2MnO4+MnO2+

02t中，参加反应的H2O2、KMn04既被氧化又被还原。

探究归纳

1.氧化还原反应的两组概念

(1)氧化反应与还原反应

反应类型化合价变化电子转移

物质所含元素化合价物质所含元素原子失去电子(或共用电子

氧化反应

升高的反应对偏离)的反应

物质所含元素化合价物质所含元素原子得到电子(或共用电子

还原反应

降低的反应对偏向)的反应

(2)氧化产物与还原产物

f①氧化产物：反应物中的某元素发生氧化反应所对应的生成物

生成物〈

如'力［②还原产物：反应物中的某元素发生还原反应所对应的生成物

2.氧化还原反应的特征与本质

(1)本质与特征

(2)两者关系

元素原子(或共箫亨9偏离)元素化合价升高一物质被氧化——发生氧化反应

元素原子(或共懦乎。偏向)元素化合价降低一物质被还原一一发生还原反应

3.氧化还原反应概念间的关系

反

生

变

价

应

车奥学子反应过程成

特

征

物

物

合

彳

球

价K

1

记忆口诀：升一失一氧一氧f氧，降一得一还一还一还。

4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

(1)复分解反应均不属于氧化还原反应。

(2)置换反应均属于氧化还原反应。

(3)有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。

(4)有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。

1.(2023•济宁微山高一期中)下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原

反应的是()

A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

B.3CO+Fe2O3^^2Fe+3CO2

C.AgNO3+NaCl=AgClI+NaNO3

D.2KMnO4=^=K2MnO4+MnO2+O2t

答案B

解析A项，反应的基本类型是置换反应；由于在反应过程中有元素化合价发生

了变化，因此反应属于氧化还原反应；B项，反应3co+Fe2O3遹遑2Fe+3c02

不属于任何一种基本类型，但由于在反应过程中有元素化合价发生了变化，因此

反应属于氧化还原反应；C项，反应AgN03+NaCl=AgCl；+NaN03的基本

类型是复分解反应；由于在反应过程中没有元素化合价的变化，因此反应不属于

氧化还原反应；D项，反应2KMnO4/=K2MnO4+MnO2+O2t的基本类型是

分解反应；由于在反应过程中有元素化合价的变化，因此反应属于氧化还原反应。

2.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

答案A

解析判断氧化还原反应，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。Fe3

+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。化合价有升降一定是

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。

3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，下列化学反应仅属于阴影

区域3的是()

化合反应1化合反应2

氧化还原反应3

置换反应4

复分解反应

A.2HC1O^^2HC1+O2t

B.NH4HCO3=^=NH3t+H2O+CO2t

C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

D.Fe2O3+3co量遢2Fe+3cO2

答案D

解析阴影区域3的反应需满足：氧化还原反应，且不属于化合反应、分解反应、

置换反应。反应Fe2O3+3CO遹遑2Fe+3c02属于氧化还原反应，不属于化合反

应、分解反应、置换反应中的任意一种，故属于阴影区域3。

【题后归纳】

判断一个反应是否是氧化还原反应的依据是紧扣氧化还原反应的特征，看反应前

后是否有元素化合价的改变，关键是正确判断元素的化合价。有一些特殊的有单

质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应，如反应3。2型叁203和C(金刚

石)=C(石墨)中有单质参加也有单质生成，但元素的化合价没有变化，不属于氧

化还原反应。

二、氧化还原反应电子转移的表示方法

1.双线桥法

(1)基本步骤

正确标出反应前后各元素的化合价

标价态-

明确变价元素的化合价升降关系

'始于被还原的物质中的降

一条线,价元素

IJ止于产物中的相应元素

——［始于被氧化的物质中的升

一条线,价兀素

〔［止于产物中的相应元素

注得失I一标出“失去”或'得到”电子的总数

(2)注意事项

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电子转移数用aX加一形式表示，。表示发生氧化或还原反应的原子个数，b蓑

示每个原子得到或失去的电子数，当。=1或6=1时，可以省略;

④被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。

得2e

rq

+20A04-1

Cu(汁H,—C叶H,()

L___r

如失2义「

(3)记忆口诀

先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。

2.单线桥法

(1)基本步骤

।一〃+(正确标出反应前后各元素的化合价

标价态1一

------［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

!I高的元素

连单线---'条线＜

止于被还原物质中化合价降

［低的元素

V

I注数目I—标钳转移电子的总数

(2)注意事项

①单线桥必须画在反应物中；

②不需要写“失去”或“得到”，只标明电子转移数目;

③箭头由反应物中失电子的元素指向得电子的元素。

2e-

I\

如：F/H2soi^FeSOi+H?八

对点训练

1.下列氧化还原反应方程式表示的变化过程中，正确的是()

失去2X2e"

2KQ(I段”=2KC1+31t

「△十-

A.得到6e-

得至IJ2Xe-

I△^

Mn()2+4HQ(浓)^=MnC12+Cl?t+2HJ)

I1

B,失去4Xe-

_________得至IJ2X/_________

「"Ir

Cl.,+2Na()H-NaCl+NaCK)+H.,()

L_____f

C失去2Xe

得到2X3e"

IA

FeO+3CO^=2Fe-P3CC).

-23.

It一

D失去3X2e

答案D

解析A、B中得、失电子数目不相等，错误；C中应得失1个电子，错误。

2.(2022.西安一中高一期中)下列反应中电子转移的方向和数目表示正确的是

()

失去6e一

「n

AKC1O3+6HC1^=3C12t+KCl+3H2O

4e

口△A

B2KMn()l^=K2Mn()l+Mn()2+O2t

2e-

I}

「

Fe^2FeCl3—3FeCl2

得到24e-

I

D.8NII，+6N()..^=7N,+12H3()

答案C

解析单线桥上方不用写“失去”或“得到”，且转移5e,A错误；氧元素失

电子，镒元素得电子，电子转移的方向表示错误，B错误；箭头的指向及电子转

移的总数均正确，C正确；单线桥上方不用写“失去”或“得到”，D错误。

3.(2023•临沂莒南一中高一月考)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是

()

失1义4e

Si(),+2c电通Si+2C。t

一I十

得

AA.2X2e-

e-

Ii

口2Na+2H4,()^2NaOH+H"

D.乙

2e-

I△

C.Cu+2H,s。1(浓)^=CuS()1+S()/+2H()

失去10Xe

10KI+2KMnO4+8H9SO1一5卜+6旦S()4+2MnSO4+8H,()

I‘一1

D,得到2X5e一

答案D

解析A项，该反应中Si元素化合价从+4价变为0价，得到电子，C元素化合

价从0变为+2价，失去电子，双线桥上得失电子表示错误；B项，反应中转移

电子数为2,错误；C项，该反应中Cu元素化合价从0升高为+2价，失去电

子，箭头方向错误；D项，该反应中Mn元素化合价从+7变为+2价，I元素化

合价从一1价变为0价，根据得失电子守恒，反应中转移电子数为10,正确。

【题后归纳】

(1)双线桥中箭头不能表示电子转移的方向，只能表示同种元素在反应前后的化合

价变化，两个线桥上标出的得到与失去的电子总数必须相等。

(2)单线桥中箭头由化合价升高的元素开始，化合价降低的元素终止，表示电子

转移的情况，不需要写“失去”“得到”。

(3)氧化还原反应中转移电子总数是得到的电子数或失去的电子数，而不是二者的

力口守口。

课堂

1.下列有关氧化还原反应实质的说法中正确的是()

A.是否有电子转移

B.是否有元素化合价的变化

C.是否有氧元素的参加

D.是否有原子的重新组合

答案A

解析氧化还原反应的实质是有电子转移(包括电子得失和共用电子对偏移)，而

外部特征是有元素化合价发生变化。只要有元素化合价升降的反应就是氧化还原

反应，与是否有氧元素参加无关。

2.古诗是古人为我们留下的宝贵精神财富。下列诗句中不涉及氧化还原反应的是

()

A.野火烧不尽，春风吹又生

B.粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间

C.春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干

D.爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏

答案B

解析A项，燃烧均为氧化还原反应，故“野火烧不尽，春风吹又生”涉及氧化

还原反应；B项，“粉身碎骨浑不怕”发生的反应为：CaC03遹遑CaO+CO2,

CaO+H2O=Ca(OH)2,“要留清白在人间”对应的反应为：Ca(OH)2+

CO2=CaCO3i+H2O,二者均为非氧化还原反应；C项，燃烧均为氧化还原反

应，动物生长中呼吸作用均为氧化还原反应，故“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪

始干”涉及氧化还原反应；D项，黑火药爆炸过程中发生的反应为：S+2KNO3

+3C=K2S+N2t+3CO2t,该反应是氧化还原反应。

3.镁粉可用作照明弹，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CCh+2Mg宝鳖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

答案C

解析根据置换反应的定义可知，题给反应属于置换反应，反应前后元素的化合

价发生变化，也属于氧化还原反应。

4.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式为：3Cu+

8HNO3(稀)=3CU(NO3)2+2NOt+4H2Oo

(1)被氧化的元素是,被还原的元素是.0

(2)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：

答案(l)CuN(2)CuHNO3

6e「

II

⑶3Cu+8Hsl()：；(稀)^=3Cu(N()：i)2+2N0t+4H2O

解析由化学方程式可知铜元素化合价升高，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。

课后巩固训练

A级合格过关练

1.日常生活中的许多应用或现象与化学反应有关，下列事实与氧化还原反应无关

的是()

A.电焊工人用氧焕焰切割或焊接金属

B.过期月饼不能食用

C.露置于潮湿环境中的铁器表面生锈

D.用食醋除去水垢

答案D

解析A项，电焊工人用氧焕焰切割或焊接金属，乙烘燃烧，存在元素化合价的

变化，发生氧化还原反应；B项，过期月饼不能食用，是因为被氧气氧化，发生

氧化还原反应；C项，露置于潮湿环境中的铁器表面生锈，Fe元素的化合价升高，

0元素的化合价降低，发生氧化还原反应；D项，用食醋除去水垢，为复分解反

应，无元素化合价变化，则不发生氧化还原反应。

2.下列变化属于氧化反应的是（）

A.C02-COB.cr-C12

C.Fe3+-*Fe2+D.CO歹-CCh

答案B

+4+20

解析CO'—CO,碳元素的化合价降低，发生还原反应；。fQ?,氯元素

的化合价升高，发生氧化反应；Fe3+-Fe2+,铁元素的化合价降低，发生还原反

应；COr一CO2,没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应。

3.从元素化合价变化的角度分析，下列反应中，画线的物质发生氧化反应的是

（）

A.SO2+2NaOH===Na2s03+H2O

B.2CUO+C^^2CU+CO2t

C.2FeCl3+Fe=3FeC12

D.Zn+2HCl=ZnCh+H2t

答案C

解析该反应不是氧化还原反应，A错误；CuO-Cu,铜元素由+2价降到0

价，发生还原反应，B错误；Fe—*FeC12,铁元素由0价升高到+2价，发生氧

化反应，C正确；HC1——H2,氢元素由+1价降到0价，发生还原反应，D错误。

4.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

下列说法不正确的是（）

8+?-8+中（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.该反应属于氧化还原反应

D.该反应一定符合质量守恒定律

答案A

解析该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置

换反应，一定是氧化还原反应，所有化学反应都符合质量守恒定律。

5.（2022.宝鸡金台高一期中）3月22日是“世界水日”。下列各反应中，水中元素

被氧化的是（）

,占燃

A.2H2+O2^^2H2O

B.SO3+H2O=H2SO4

C.2F2+2H2O===4HF+O2

D.2Na+2H2O===2NaOH+H2t

答案C

解析A项，水为生成物，H2中H元素化合价升高，失去电子被氧化，故A错

误；B项，该反应中元素化合价没有变化，不是氧化还原反应，B错误；C项，

H2O中O元素化合价由一2价升高到0价，水中氧元素被氧化，C正确；D项，

H元素化合价降低，被还原，D错误。

6.下列氧化还原反应发生在同种元素之间的是（）

A.Zn+2HCl=ZnCh+H2t

B.2H2S+SO2=3SI+2H2O

C.H2+CuO=2=Cu+H2O

D.2H2O^^2H2t+O2t

答案B

解析Zn、H元素的化合价变化，故A不选；只有S元素的化合价变化，则氧

化还原反应发生在同种元素之间，故B选；Cu、H元素的化合价变化，故C不

选；H、O元素的化合价变化，故D不选；故选B。

7.氮化铝（A1N）被广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，A1N可通过

如下反应制取：AI2O3+N2+3C真遢2A1N+3c0。下列叙述正确的是（）

A.A1N中N元素的化合价为一3

B.AL03发生氧化反应

C.上述反应中碳元素被还原，C发生还原反应

D.上述反应中有电子的转移，是因为有元素的化合价发生变化

答案A

解析A1N中N元素为一3价，A项正确；AI2O3在反应中元素化合价没有发生变

化，B项错误；上述反应中氮的化合价降低，被还原，发生还原反应，C项错误；

因为有电子的转移才有元素化合价的变化，而不是有元素化合价的变化才有电子

的转移，D项错误。

8.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用，其中黑火药的爆炸

发生的主要反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2t+3CO2t,该反应中被还原的元

素是()

A.CB.N

C.N和SD.N和C

答案C

解析根据题给化学方程式可知，反应前后氮元素的化合价由+5价-0价，化合

价降低，硫元素的化合价由0价一一2价，化合价降低，氮元素和硫元素被还原，

C项正确。

9.(2022.宝鸡金台高一期中)下列氧化还原反应方程式中所标电子转移方向与数目

错误的是()

失去2U

I

「

Fe^2HCl^=FeCl2+H2

I:

A,得到2Xd

________失去4X3d_______

r-

4N()+30,+2H,()^=4HN()3

B,得到6X2e

失去2Xe~~

2Cl2+2Ca(()H)2^=CaCl2+Ca(Cl())2+2H2()

C.得到2Xb

________得至I]6b____________

I

KCIO3+6HC1-KC1+3C1-()

If2

D.失去6Xe

答案D

解析该反应中Fe元素化合价从0价变为+2价,H元素化合价从+1变为0价，

根据得失电子守恒，反应中转移电子数为2,A正确；该反应中NO中N元素化

合价从+2变为+5价，02中O元素化合价从0价变为一2价，根据得失电子守

恒，反应中转移电子数为12,B正确；该反应中C12中部分C1元素化合价从0升

高为+1价，部分C1元素化合价从0价降为一1价，根据原子守恒及得失电子守

恒，反应中转移电子数为2,C正确；该反应中KC103中C1元素化合价从+5变

为0价，HC1中C1元素化合价从一1价变为0价，根据得失电子守恒，反应中转

移电子数为5,转移电子数计算不对，D错误。

10.钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属，以下是由TiO2制Ti的主要反应：

①TiCh+2C+2Cl2^^TiCl4+2C0

②TiC14+2Mg至暹2MgeI2+Ti

下列说法正确的是()

A.反应①是置换反应

B.反应②是复分解反应

C.反应①中Ti(h被氧化

D.反应②中金属镁被氧化

答案D

解析置换反应：单质+化合物=另一种单质+另一种化合物。①TiO2+2C+

2c12遹遢TiC14+2CO反应不符合置换反应要求，反应①不是置换反应，故A项

错误；②TiCL+2Mg真遑2MgeL+Ti反应是置换反应，不是复分解反应，故B

项错误；反应①中TiCh各元素化合价并没有变化，故C项错误；D.反应②中金属

镁化合价由0价升为+2价，被氧化，故D项正确。

ILCrzO歹毒性较强，常用NaHSCh处理工业废水中的CrzO歹，反应的离子方程式

+3+

为5H+Cr2O7-+3HS0?=2Cr+3S0F+4H2O,下列关于该反应的说法正确

的是（）

A.CnO歹在反应中被还原

B.CN+是氧化反应的产物

C.HSO,发生还原反应

D.生成1个CN+时转移6个电子

答案A

解析Cr2。歹中Cr元素的化合价由+6价降低为+3价，化合价降低，被还原，

CF+是还原反应的产物，A正确、B错误；HSO3中S元素的化合价由+4价升高

为+6价，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，C错误；CrzO歹中Cr元素的化

合价由+6价降低为+3价，所以生成1个CN+时转移3个电子，D错误。

12.铁元素是人体中含量最高的生命必需微量元素，有着极其重要的生理功能。在

日常生活中，常见的食品抗氧化剂多为铁系，主要活性成分为铁粉，脱氧中的一

步主要反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH）3（红褐色固体）。工业上，高铁酸

盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，湿法制备高铁酸盐的原理：3C10~+100H

"+2Fe3+=2FeOF+3C1-+5H2O。

⑴高铁酸根离子（FeOl）中铁元素的化合价为；湿法制备高铁酸盐反应过

程中，被氧化的元素是（填名称），消耗1个Fe3+转移个电子。

（2）某化学小组用食品抗氧化剂（铁粉、活性炭、氯化钠等）进行以下实验。

过量

适量的食品稀硫酸-气体中

广固体乙

抗氧化剂

「溶液丙

将乙烘干后，用乙的氧化物进行以下实验，物质之间的转化关系如图所示（反应条

件及部分产物略去）：

蓝多口等有色溶液c

仇证反应3

乙的氧化物，金属A有色溶液D

根据实验流程图，回答下列问题：

①操作1名称是,溶液丙一定含有的金属阳离子是

②写出反应1的化学方程式，用单线桥标出电子转移的方向及数目：

③反应3的离子方程式：o

答案（1）+6铁3

⑵①过滤Fe2+>Na+

6e-

r高温

②3C（）+Fe?（%2F『3cx）2③c/++20tr=CU（OH）2I

解析（l）FeO1中氧元素化合价是一2,铁元素的化合价为+6；铁元素化合价从

+3价升高为+6价，被氧化，1个Fe3+失去3个电子。

（2）食品抗氧化剂（铁粉、活性炭、氯化钠等）中加入过量稀硫酸，铁粉会反应生成

硫酸亚铁和氢气，所以气体甲是氢气，混合物中含有不溶的活性炭和溶解的氯化

钠、硫酸亚铁、稀硫酸，通过操作1固液分开，固体乙是活性炭，溶液丙中含有

氯化钠、硫酸亚铁、稀硫酸；乙的氧化物能和氧化铁反应，所以是一氧化碳，生

成的金属A为铁，有色溶液C通过反应3生成蓝色沉淀，所以有色溶液C是一

种可溶性铜盐溶液，与金属A发生置换反应得到金属铜和亚铁盐，所以金属B为

铜，有色溶液D为一种亚铁盐溶液。①操作1可使固液分离，所以该操作为过滤。

6e-

r高温、

②反应1用单线桥法表示电子转移情况为3c（计Fe?（）3^=2F…CO?。

③反应3是铜离子和NaOH溶液反应生成氢氧化铜沉淀，离子方程式为Cu2++

2OH===CU（OH）2Io

B级素养培优练

13.（2023•青岛二中高一期中）含元素碇（Te）的几种物质存在如图所示转化关系。下

列说法错误的是（）

Eo,EH,0H.,O.,

也丁，/Te-^H2TeO3—H„TeO„