高中化学鲁科版必修1第3章 自然界中的元素第3节 硫的转化教案设计

第3节　氧化剂和还原剂

课时1　氧化还原反应

目标与素养：1.了解氧化反应、还原反应的概念及实质。(宏观辨识与微观探析)2.理解氧化还原反应的基本概念间的关系。(变化观念)3.了解氧化还原反应化合价升降和电子转移的表示方法。(变化观念)

一、氧化还原反应的特征

1．氧化反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应。

2．还原反应：在氧化还原反应中，反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应。

微点拨：(1)判断一个反应是不是氧化还原反应，是看反应前后元素化合价是否变化。

(2)氧化反应又称被氧化，还原反应又称被还原。

二、氧化还原反应的实质

1．以钠与氯气反应为例探究氧化还原反应的实质

2Na＋Cl22NaCl

(1)钠原子失电子，化合价升高，发生氧化反应；

(2)氯原子得电子，化合价降低，发生还原反应。

2．以金属锌与CuSO4溶液反应为例探究氧化还原反应的实质

Cu2＋＋Zn===Cu＋Zn2＋

(1)锌原子失电子，化合价升高，发生氧化反应；

(2)铜离子得电子，化合价降低，发生还原反应。

3．结论

(1)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化；

(2)氧化还原反应的实质是发生了电子转移。

　氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系是什么？

【提示】　在氧化还原反应中，某种元素的一个原子或离子失去电子，则该元素的化合价升高，而且失去电子的数目与化合价升高的数值相等；某种元素的一个原子或离子得到电子，则元素的化合价降低，而且得到电子的数目与化合价降低的数值相等。氧化还原反应中电子转移的总数与化合价升高或降低的总值是相等的。

三、氧化还原反应电子转移的表示方法

1．双线桥法：表示同种元素的原子在反应前后转移电子的情况。如

2．单线桥法：表示反应过程中电子在反应物之间的转移情况，如

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)氧化还原反应中一定有氧气参加。 (　　)

(2)氧化还原反应的特征是元素化合价发生变化。 (　　)

(3)金属单质与O2反应时，金属单质失去电子。 (　　)

(4)Zn和CuSO4溶液反应时，Zn被还原成Zn2＋。 (　　)

(5)非氧化还原反应中，可能有电子转移。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×

2．下列反应属于氧化还原反应的是(　　)

A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

B．CaCO3CaO＋CO2↑

C．Na2O＋H2O===2NaOH

D．Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑

D　[只有D项化学反应中有化合价变化。]

3．下列变化过程中，属于还原反应的是(　　)

A．HCl→Cl2　　　　　   B．Na→Na＋

C．CO→CO2   D．Fe3＋→Fe

D　[还原反应是指元素化合价降低的反应。]

1.氧化还原反应基本概念之间的关系

(1)概念间的关系

(2)速记口诀：升失氧，降得还；要说剂，恰相反。

2．氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系

(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)有单质参加的化合反应是氧化还原反应；

(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。

变化观念：正确理解氧化还原反应

(1)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(同一种元素形成的不同单质)之间的相互转化不属于氧化还原反应。

(2)某元素由化合态转变为游离态不一定是被氧化，也可能是被还原，如H2O转化为O2时，氧元素被氧化，而CuO转化为Cu时，铜元素被还原。

(3)在氧化还原反应中，得电子的和失电子的可以是同一物质或元素，如H2O2分解时，被氧化和被还原的都是氧元素。

【典例1】　有反应：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe

(1)该反应所属的基本反应类型是_______________________。

(2)在反应中铁元素的化合价变化是________，该元素的原子________(填“失去”或“得到”)电子。

(3)发生氧化反应的是________________，发生还原反应的是________。

[解析]　(1)从该反应的特点看，该反应是单质与化合物生成另一种单质与另一种化合物的反应，属于置换反应。(2)该反应铁元素的化合价是从＋3价变成0价，化合价降低，该元素得到电子。(3)铝单质的化合价由0价变成＋3价，该过程是一个氧化反应的过程；Fe2O3中铁的化合价由＋3价变成0价，化合价降低，发生还原反应。

[答案]　(1)置换反应　(2)从＋3价变成0价　得到　(3)Al　Fe2O3

1．关于反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的说法错误的是(　　)

A．属于氧化还原反应

B．金属钠发生还原反应

C．水发生还原反应

D．H2是还原产物

B　[A项，该反应中Na→，→，所以属于氧化还原反应；B项，金属钠化合价升高，发生氧化反应；C项，水中的氢元素化合价降低，发生还原反应；D项，H2是氢元素化合价降低被还原生成的产物，故为还原产物。]

2．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．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl

B．2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑

C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

D　[A项是置换反应，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中的任一种。]

【典例2】　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＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

(1)用双线桥法表示电子得失的方向和数目：

_____________________________________________________。

(2)用单线桥法表示电子得失的方向和数目：

_____________________________________________________。

(3)若3 mol Cu参加反应，则转移的电子是________ mol。

[解析]　(1)该反应中Cu的化合价变化是0→＋2价，1 mol Cu失去2 mol电子；HNO3中氮元素部分由＋5价→＋2价，生成1 mol NO，转移3 mol电子。(2)结合(1)的分析及单线桥法的注意事项即可写出。(3)1 mol Cu失去2 mol电子，故3 mol Cu失去6 mol电子。

[答案]　

(1)上述反应中被氧化的元素为________，被还原的元素为________。

(2)上述反应中，当转移3 mol电子时，生成标准状况下NO的体积为________。

[答案]　(1)铜元素　氮元素　(2)22.4 L

1．下列氧化还原反应方程式中所标电子转移的方向和数目正确的是(　　)

[答案]　B

2．(1)写出下列反应的化学方程式，用双线桥法标明电子转移的方向和数目，并注明“被氧化”“被还原”。

Fe2O3与CO在高温下的反应：____________________________

_____________________________________________________。

(2)写出下列反应的离子方程式，并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。

Cu和AgNO3溶液：_____________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　(1)Fe2O3与CO在高温下反应生成Fe和CO2,1 mol Fe2O3反应得到6 mol电子，1 mol CO反应失去2 mol电子。(2)Cu和AgNO3溶液反应生成Ag和Cu(NO3)2，1 mol Cu反应失去2 mol电子，1 mol AgNO3反应得到1 mol电子。

[答案]　

1．氧化还原反应的实质是(　　)

A．元素化合价发生变化

B．反应中有氧原子的得失

C．反应中有电子得失或电子偏移

D．反应后生成新物质

[答案]　C

2．下列反应中，属于氧化还原反应的是(　　)

①3Cl2＋6KOH===5KCl＋KClO3＋3H2O

②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

③SnCl4＋2H2O===SnO2＋4HCl

④NaOH＋HCl===H2O＋NaCl

A．①②　   B．②③　　　

C．①③　   D．③④

[答案]　A

3．(2019·浙江4月选考)反应8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为(　　)

A．2∶3   B．8∶3

C．6∶3   D．3∶2

A　[该氧化还原反应用双线桥表示为可知实际升价的氮原子为2个，所以2个NH3被氧化，同时Cl2全部被还原，观察计量数，Cl2为3个，因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2∶3。]

4．下列对氧化还原反应分析正确的是(　　)

C　[A选项中，4 mol HCl参加反应，只有2 mol被氧化成Cl2，失去2 mol电子，错误；B选项中，Fe失去电子，被氧化，HCl得到电子，被还原，错误；D选项中，钨元素的化合价由WO3中的＋6价变成单质钨中的0价，化合价降低，被还原，氢元素的化合价由H2中的0价变成H2O中的＋1价，化合价升高，被氧化，错误。]

5．(1)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目，指出被氧化和被还原的元素。

①2Na＋Cl22NaCl_____________________________。

②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O___________________________。

(2)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。

①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl

____________________________________________________。

②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑

____________________________________________________。

[解析]　首先分析各个反应中元素的化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。

[答案]　(1)①2Na＋Cl22N失2×e－，化合价升高，被氧化aC得2×e－，化合价降低，被还原l

②非氧化还原反应

(2)①非氧化还原反应　②Fe＋2H2e－Cl===FeCl2＋H2↑