氧化还原反应的基本概念讲义 高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册

00课题氧化还原教学目标氧化还原反应的本质及特征，氧化性及还原性质比较，氧化还原反应的判断电解质，非电解质，强弱电解质的判断，离子反应方程式的判断及简单电离方程式，离子方程式的书写教学内容【知识梳理】一、氯元素在自然界中的存在和氯气的物理性质1．氯气的物理性质氯气是一种黄绿色、具有强烈刺激性气味的有毒气体，在低温和加压情况下可以转化为液态（液氯）和固态。氯气能溶于水，25°C时，1体积的水可以溶解2体积的氯气，所得水溶液称为氯水。二、氯气的化学性质氯气非常活泼，因而在自然界中无游离态的氯存在，化合态的氯主要以-1价的氯化物形式存在于自然界中。1．与金属的反应大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。对于有变价的金属元素和氯气发生反应时生成其高价氯化物。如Fe与Cl2反应不管Fe是否过量都只能生成FeCl3。Cl2+2Na2NaCl3Cl2+2Fe2FeCl3Cl2+CuCuCl2但在常温下干燥的氯气不与铁反应，所以可以将液氯储存在钢瓶里。2．与非金属反应H2+Cl22HCl。现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口上方有白雾。注意：（1）光照H2和Cl2的混合气体时，会发生爆炸，因此工业生产是用点燃的方法来生产盐酸，绝对不能用光照的方法。（2）工业盐酸呈黄色是因其中混有FeCl3。3．与水反应（1）氯气与水反应的情况在常温下，溶于水中的部分Cl2与水发生反应，生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）：Cl2+H2O==HCl+HClO。Cl2既被氧化又被还原，氧化剂、还原剂都是Cl2。（2）次氯酸的重要性质①强氧化性：HClO中+1价Cl表现出很强的得电子能力，得电子还原成Cl－，其氧化性比Cl2还强。HClO以其强氧化性杀死水中的病菌，起到消毒的作用，还能使染料和有机物质褪色而具有漂白作用。②弱酸性：HClO是一元弱酸，酸性比碳酸还弱，在水中只有少部分发生电离：HClOH++ClO－。③不稳定性：HClO只存在于水溶液中，在光照下易分解放出氧气：2HClO2HCl+O2↑。4．与碱反应Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O（可作漂白液，有效成分为NaClO）。2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。漂白粉（或漂粉精）的有效成分均为Ca(ClO)2。三、氯水的成分和性质1．氯水及液氯的区别液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl－、ClO－、OH－H+、Cl－、H2O分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性解释：氯水久置，会因HClO的分解导致其中的Cl2全部与H2O反应，HClO完全分解成盐酸和O2，使溶液酸性增强，失去强氧化性而变质（久置氯水实为极稀的盐酸）。2．氯水的性质氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性；②HCl的强酸性；③HClO的强氧化性、弱酸性；④Cl－的性质。在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：所加试剂参与反应的微粒实验现象离子方程式或解释AgNO3溶液Cl－白色沉淀Cl－+Ag+==AgCl↓Na2CO3固体H+有气泡产生2H++CO32－==CO2↑+H2O有色布条HClO布条颜色褪去发生氧化还原反应FeCl2溶液Cl2溶液变棕黄色2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－石蕊溶液HClO、H+先变红后褪色酸性和漂白性镁粉Cl2、H+氯水的颜色褪去并有气泡产生Mg+Cl2==Mg2++2Cl－Mg+2H+==Mg2++H2↑【经典例题讲解】一、氯气的物理性质

例1、下列关于氯气的叙述正确的是（）。A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体B．氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物【变式1】可以用氯气灌洞的方法来消灭田鼠，这是利用了氯气的（）。①密度比空气大②易液化③能溶于水④有毒A．①②B．③④C．①③④D．①④【变式2】下列关于液氯和氯气的说法正确的是（）。A．液氯和氯气不是同种物质B．标准状况下Cl2的密度为3.17g·L－1C．液氯不导电，是非电解质，氯气能导电，是电解质D．液氯是混合物，氯气是纯净物【变式3】下列关于氯气的叙述中不正确的是（）。A．可用向上排空气法收集少量的氯气B．与水反应生成的次氯酸是一种弱酸C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D．与氢氧化钠溶液反应时，Cl2既被还原，同时又被氧化类型二、氯气的化学性质例2、下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（）。

A．CuCl2B．FeCl2C．FeCl3D．AlCl3

【变式1】氯气跟下列物质反应时，能产生白雾的是（）；能产生白烟的是（）；产物溶于水后，溶液呈蓝色的是（）

A．NaB．CuC．H2D．Fe

【变式2】当不慎有大量Cl2扩散到周围环境，处在该环境中的人可以用浸有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子，迅速逃离该环境。该物质最适宜采用的是（）

A．NaOHB．NaClC．Na2CO3D．NH3·H2O类型三、氯水的性质例3、下列关于氯水的叙述，正确的是（）。A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2D．氯水久置后，由于Cl2挥发，酸性减弱【变式1】自来水一般是用少量的氯气消毒。如果实验室中临时没有蒸馏水，可以用自来水配制某些急需的药品，但有些药品若用自来水配制，则明显会导致药品变质。下列哪些药品不能用自来水配制的是（）。A．Na2SO4B．NaClC．AgNO3D．K2CO3【变式2】新制氯水中存在H2O、Cl2、HClO、HCl，其中能起杀菌消毒作用的是________，能与锌反应生成氢气的是________，能与硝酸酸化的硝酸银溶液作用生成白色沉淀的是________，能使染料和有机物质褪色的是________，能与FeCl2反应的是________。

氧化还原反应【学习目标】

1．了解化学反应的四种基本类型。2．认识氧化还原反应的本质是电子的转移，特征是化合价升降。3．能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目。4．了解物质氧化性、还原性强弱的比较。5．能用化合价升降法配平简单的氧化还原反应。6．能运用质量守恒、电子守恒，进行氧化还原反应的简单计算。【知识梳理】一、氧化还原反应1．定义：在反应过程中有元素的化合价升降的化学反应是氧化还原反应。2．实质：反应过程中有电子的得失或共用电子对的偏移。3．特征：化合价有升降。4．四种基本类型的反应反应类型举例表示式化合反应CO2＋H2O=H2CO3A＋B=AB分解反应H2SO3=SO2＋H2OAB=A＋B置换反应Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4A＋BC=AC＋B复分解反应CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑AB＋CD=AD＋CB5．氧化还原反应与四种基本类型反应的关系要点诠释：①置换反应全部属于氧化还原反应。②复分解反应全部属于非氧化还原反应。③有单质参加的化合反应全部是氧化还原反应。④有单质生成的分解反应全部是氧化还原反应。⑤有单质参与的化学反应不一定是氧化还原反应，如3O2=2O3。6．氧化还原反应概念的发展得氧和失氧观点化合价升降观点电子转移观点氧化反应得氧的反应化合价升高的反应失去电子（或电子对偏离）的反应还原反应失氧的反应化合价降低的反应得到电子（或电子对偏向）的反应氧化、还原关系得氧失氧同时发生，得氧失氧总数相等化合价升降同时发生，且升降总数相等得失电子（或电子对偏离、偏向）同时发生，且得失（或偏离、偏向）总数相等氧化还原反应有氧得失的反应有化合价升降的反应有电子转移（电子得失或电子对偏移）的反应评价易于接受，但从形式上认识，具有片面性比得氧失氧观点全面。但仅从表象上认识从本质上认识氧化还原反应举例要点二、有关氧化还原反应的基本概念1．氧化剂与还原剂氧化剂：得到电子（或电子对偏向、化合价降低）的物质。还原剂：失去电子（或电子对偏离、化合价升高）的物质。氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。2．氧化反应与还原反应氧化反应：失去电子（化合价升高）的反应。还原反应：得到电子（化合价降低）的反应。3．氧化产物与还原产物氧化产物：还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物。还原产物：氧化剂在反应中得到电子后被还原形成的生成物。4．氧化性与还原性氧化剂具有的得电子的性质称为氧化性；还原剂具有的失电子的性质称为还原性。小结：氧化还原反应中各概念之间的相互关系口诀：升（化合价升高）失（失电子）氧（被氧化，发生氧化反应）还（做还原剂，本身具有还原性），降（化合价降低）得（得电子）还（被还原，发生还原反应）氧（做氧化剂，本身具有氧化性）。三、氧化还原反应电子转移的表示方法1．双线桥法（1）两条桥线从反应物指向生成物，且对准同种元素；（2）要标明“得”“失”电子，且数目要相等；（3）箭头不代表电子转移的方向。如：一般在线桥上可不标明化合价的升降，如：2．单线桥法（1）一条桥线表示不同元素原子得失电子的情况；（2）不需标明“得”“失”电子，只标明电子转移的数目；（3）箭头表示电子转移的方向；（4）单线桥箭头从还原剂指向氧化剂。如：四、常见的氧化剂和还原剂【高清课堂：氧化还原反应】1、常见的氧化剂①活泼非金属单质：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3②高价氧化物：MnO2③高价态酸：HNO3、浓H2SO4④高价态盐：KNO3（H+）、KMnO4（酸性、中性、碱性）、KClO3、FeCl3、K2Cr2O7（酸性）⑤过氧化物：H2O2、Na2O2、⑥其它：HClO、NaClO、漂白粉、NO2⑦弱氧化剂：能电离出H+的物质、银氨溶液、新制的Cu(OH)22、常见的还原剂①金属单质：IA、IIA、金属活动性顺序表靠前的金属②非金属单质：H2、C③变价元素中元素低价态氧化物：SO2、CO④变价元素中元素低价态的酸、阴离子:H2S、S2－、HBr、Br－、HI、I－、浓HCl、Cl－、H2SO3、SO32－⑤变价元素中元素低价态化合物:FeSO4、Fe(OH)2五、氧化还原反应的一般规律1．性质强弱的规律：

氧化剂＋还原剂→还原产物＋氧化产物氧化性强弱顺序：氧化剂＞氧化产物；还原性强弱顺序：还原剂＞还原产物。

2．守恒规律化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数与降低总数相等，失电子总数（或共用电子对偏离）与得电子总数（或共用电子对偏向）相等。应用：可进行氧化还原反应方程式配平和有关计算。3．价态表现性质的规律元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要呈现一种性质；物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。简单表述为“高价氧化低价还，中间价态两头转”。如：H2SO4只具有氧化性；H2S只具有还原性；SO2既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主；H2O2既具有氧化性又具有还原性，但以氧化性为主。应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。4．反应先后的一般规律在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作用；同理，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl－，2Br－+Cl2==Br2+2Cl－。应用：判断物质的稳定性及其反应顺序。说明：越易失电子的物质，失后就越难得电子；越易得电子的物质，得后就越难失电子。六、氧化性、还原性的强弱判断方法说明：氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。如：Na－ｅ－→Na+,Al－3ｅ－→Al3＋，但Na比Al活泼，失去电子的能力强，所以Na比Al的还原性强。1．根据反应方程式氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物氧化性：氧化剂＞氧化产物还原性：还原剂＞还原产物2．根据金属活动性顺序表来判断K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au还原性减弱K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、AuK+K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、H+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+3．根据反应条件判断当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，若氧化产物价态相同，可根据反应条件的不同来进行判断。如：H2+F2==2HFH2+I22HI氧化性：F2＞I2比较物质的氧化性和还原性还有其他方法，随着学习的深入，我们会逐渐掌握它们，从而加深对氧化还原反应的了解。七、氧化还原反应方程式的配平1．配平的原则（1）电子守恒：氧化还原反应过程中，氧化剂得电子总数目等于还原剂失电子总数目，即：“电子得失数相等”“化合价升降数相等”。（2）质量守恒：反应前后各元素的原子个数相等。（3）电荷守恒：对于离子方程式，等式两边“电荷总数相等”。2．配平的思路一般分两部分:第一部分是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物之间的配平—化合价升降相等或电子得失数相等；第二部分是用观察法配平其他物质的化学计量数。3．常见配平方法——化合价升降法(即电子得失法或氧化数法)最小公倍数配平法。【典型例题】类型一、氧化还原反应与基本反应类型之间的关系例1．下列类型的反应，一定发生电子转移的是()。A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应【变式1】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+CuB．3CO+Fe2O32Fe+3CO2C．AgNO3+NaCl==NaNO3+AgCl↓D．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑【变式2】下列叙述中正确的是（）。A．化合反应一定是氧化还原反应，肯定有元素被氧化，同时有元素被还原B．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应C．比较难失电子的原子，获得电子的能力一定强D．元素由化合态变成游离态时，它可能被氧化，也可能被还原类型二、氧化还原反应有关概念例2．在下列反应中，HCl作氧化剂的是（） A． NaOH+HCl=NaCl+H2OB． Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ C． MnO2+4HCl（浓）MnCl2+2H2O+Cl2↑D． CuO+2HCl=CuCl2+H2O【变式1】下列变化中，一定需加还原剂才能实现的是（） A． CO2→CO32﹣ B． FeCl3→FeCl2 C． C→CO2 D． KMnO4→MnO2【变式2】下列反应中，加入氧化剂才能实现的是（）。A．CO32－→CO2B．Cl2→HClC．HCl→Cl2D．KMnO4→MnO2【变式3】下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是（）。A．BaCl2溶液中滴加稀H2SO4B．盐酸和氧化铁反应C．铁片放入CuSO4溶液中D．氢气还原CuO【答案】C三、氧化还原反应中的电子转移例3．写出符合下列条件的化学方程式（各举一例，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目）。（1）一种金属单质还原一种化合物________（2）一种单质氧化另一种单质________（3）一种化合物氧化另一种化合物________（4）一种非金属单质还原一种氧化物________（5）一种氧化物还原另一种氧化物。________【变式1】用下列反应制取氯气：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+H2O。该反应的氧化剂是，还原剂是；在标准状况下，收集到2.24LCl2时,消耗氧化剂mol，被氧化的还原剂的质量g。用双线桥标出该反应的电子转移的方向和数目。【变式2】钛（Ti）被称为“生物金属”’，由TiO2制取Ti的主要反应为：①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti下列说法不正确的是（）。A．反应①②都是氧化还原反应B．反应②是置换反应C．反应①中TiO2是氧化剂D．反应②中每生成1molTi转移4mol电子【变式3】氮化铝（AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14）广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3+N2+3C2A1N+3CO合成。下列叙述正确的是（）。A．上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂B．上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子C．AlN中氮元素的化合价为+3D．AlN的摩尔质量为41g【变式4】在反应Zn+2HNO3+NH4NO3==N2↑+3H2O+Zn(NO3)2中每溶解1molZn，电子转移了（）。A．2molB．3molC．4molD．5mol类型四、氧化性、还原性强弱的比较例4、已知在某温度发生如下反应：①C+CO2==2CO；②C+H2O==CO+H2；③CO+H2O==CO2+H2。由此可以判断，在该温度下，C、CO、H2的还原性强弱顺序是（）。A．CO＞C＞H2B．C＞CO＞H2C．C＞H2＞COD．CO＞H2＞C【变式1】根据反应式：①2Fe3++2I－==2Fe2++I2，②2Fe2++Br2==2Fe3++2Br－，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是（）。A．Br－＞Fe2+＞I－B．I－＞Fe2+＞Br－C．Br－＞I－＞Fe2+D．Fe2+＞I－＞Br－【变式2】常温时，下列三个反应都能向右进行：

2W-+X2==2X-+W2；2Y-+W2==2W-+Y2；2X-+Z2==2Z-+X2。由此得出的正确结论是（）。

A．X-、Y-、Z-、W-中Z-的还原性最强

B．X2、Y2、Z2、W2中Z2的氧化性最弱

C．2Z-+Y2==2Y-+Z2不能向右进行

D．还原性X-＞Y-

【变式3】常温下，在下列溶液中发生如下反应：

①16H+十10Z—十2XO4—=2X2+十5Z2十8H2O

②2A2++B2=2A3+十2B—

③2B—十Z2=B2十2Z—

由此判断下列说法错误的是（）。

A．反应Z2十2A2+=2A3+十2Z—可以进行

B．Z元素在①③反应中均被还原

C．氧化性由强到弱的顺序是XO4—、Z2、B2、A3+

D．还原性由强到弱的顺序是A2+、B—、Z—、X2+

五、氧化还原反应的有关计算例5、一定条件下硝酸铵分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子的物质的量之比为（）。A．5∶3B．5∶4C．1∶1D．3∶5【变式1】在KClO3+6HCl(浓)==KCl+3Cl2↑+3H2O中，被氧化和被还原的氯原子个数比为（）。A．1∶6B．6∶1C．1∶5D．5∶1【变式2】3NO2+H2O=2HNO3+NO中，氧化剂和还原剂的质量之比是（）。

A．1:1B．2:1C．1:2D．3:2

【变式3】硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0ml0.1mol/LNa2S2O3溶液恰好把224ml（标准状况）Cl2完全转化为Cl－离子，则S2O32－将转化成（）。A．S2－B．SC．SO32－D．SO42－课后作业一．选择题（每小题有1～2个选项符合题意）1．下列反应中，属于氧化还原反应的是（）。A．2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑B．KClO3+6HCl(浓)==KCl+3H2O+3Cl2↑C．CO2+Ca(OH)==CaCO3↓+H2OD．MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2．在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（）。A．C+H2OCO+H2B．3NO2+H2O==2HNO3+NOC．2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑D．2F2+2H2O==4HF+O23．盐酸能发生下列反应：①Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑②2HCl+CuO═CuCl2+H2O③MnO2+4HCl═MnCl2+Cl2↑+2H2O，因此盐酸具有的性质是（） A． 只有酸性 B． 只有氧化性 C． 只有还原性 D． 以上三种均具有4．下列变化过程属于氧化反应的是（）。A．HCl→H2B．Mg→Mg2＋C．Cl－→AgClD．CuO→Cu5．某元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质)，则该元素（）。A．一定被氧化B．一定被还原C．可能被氧化也可能被还原D．以上都不是6．下列叙述中正确的是（）。A．含金属元素的离子，不一定都是阳离子B．在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂C．某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原D．金属阳离子被还原一定得到金属单质7．氧化还原反应是一类重要的化学反应，广泛存在于自然界中，对人们的生产、生活有着十分重要的作用。你认为下列对氧化还原反应的描述不正确的是（）。A．肯定有电子转移B．肯定是有关氧元素的反应C．肯定有元素化合价的变化D．氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数相等8．下列说法正确的是（）。A．复分解反应中有的是氧化还原反应，有的不是氧化还原反应B．置换反应有可能是非氧化还原反应C．化合反应一定是氧化还原反应D．分解反应不一定是氧化还原反应9．氮化铝广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是（） A． 上述反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂 B． 上述反应中，每生成1molAlN需转移3mol电子 C． AlN中氮元素的化合价为+3 D． AlN的摩尔质量为41g10．下面有关氧化还原反应的叙述正确的是（）。A．金属单质在反应中只作还原剂B