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第一章 物质及其变化
第三节 氧化还原反应
课时1 氧化还原反应
学习目标
01.通过思考交流、归纳小结，熟记常见元素的化合价，能从化合价升降角度认识氧化还原反应的特征，并能正确判断氧化还原反应
02.通过阅读分析、归纳小结，从电子转移角度认识氧化还原反应的本质。能从宏观和微观相结合的角度理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
03.通过分析判断、讨论交流，认识元素在物质中可以具有不同价态，还可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化
04.通过讨论交流、问题探究，学会用单、双线桥法分析氧化还原反应电子转移的方向和数目，初步感受化学反应中的“电子守恒”思想
食物会腐败
钢铁会生锈
你知道吗？
醒
酒
器
铁矿石
铸铁
氧化还原反应的特征
01
氧化还原反应的特征
在初中，我们根据反应中物质得到氧或失去氧，把化学反应分为氧化反应和还原反应。那么，只有得氧(或失氧)的反应才是氧化反应(或还原反应)吗 氧化反应和还原反应是分别发生的吗 这类反应的本质是什么
01
氧化还原反应的特征
氧化铜：
_____氧，发生_____反应，被碳_____。
失去
还原
还原
碳：
____氧，发生____反应，被氧化铜____。
得到
氧化
氧化
高温
2CuO
＋
C
2Cu
＋
CO2↑
失去氧
得到氧
高温
Fe2O3
＋
3CO
2Fe
＋
3CO2
失去氧
得到氧
氧化铁：
_____氧，发生_____反应，被一氧化碳_____。
失去
还原
还原
一氧化碳：
_____氧，发生_____反应，被氧化铜_____。
得到
氧化
氧化
注意：得失氧是同时发生，对立统一，缺一不可！
从得失氧的角度认识氧化还原反应
01
氧化还原反应的特征
一种物质得到氧发生_____反应，同时另一种物质失去氧发生_____反应的反应叫氧化还原反应。
氧化
还原
结论：
从得失氧的角度认识氧化还原反应
01
氧化还原反应的特征
以上反应在得氧失氧的同时，元素的化合价是否发生了变化？
01
氧化还原反应的特征
碳元素化合价_____，发生_____反应。
碳元素化合价_____，发生_____反应。
高温
Fe2O3
＋
3CO
2Fe
＋
3CO2
-2
+4
-2
+2
-2
0
+3
高温
2CuO
＋
C
2Cu
＋
CO2↑
+2
-2
0
0
+4
-2
化合价降低
化合价升高
铜元素化合价_____，发生_____反应。
降低
还原
升高
氧化
铁元素化合价_____，发生_____反应。
降低
还原
升高
氧化
化合价降低
化合价升高
(失氧)
(得氧)
(失氧)
(得氧)
从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
01
氧化还原反应的特征
讨论交流：从得氧失氧和化合价变化对比分析两个反应，你发现它们有什么相同点和不同点？由此可得出什么结论？
结论：氧化反应和还原反应不一定有氧元素参加，但一定有元素化合价变化。
不对，可以是同一种元素既被氧化、又还原。
在氧化还原反应中一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原，这句话对吗？
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
如：
01
氧化还原反应的特征
不对，可以是同一种元素既被氧化、又还原。
在氧化还原反应中一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原，这句话对吗？
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
如：
01
氧化还原反应的特征
归纳小结氧化还原反应与化合价升降的关系及特征是什么？由此说明判断氧化还原反应的依据是什么？
氧化还原反应
化合价变化
既有元素化合价升高，也有元素化合价降低（既可能是同种元素，也可能是不同种元素）。
不一定有氧元素参加，但反应前后一定有元素的化合价发生变化，得氧失氧只不过是其中的特例。
特征
看反应前后是否有元素化合价的变化。
判断
01
氧化还原反应的特征
【典例1】氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、
生活中的事例不属于氧化还原反应的是(　　 )
A．金属冶炼 B．燃放鞭炮 C．食物腐败 D．点制豆腐
D
【解析】A．金属冶炼是金属元素的化合物转化为单质的过程，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，A不符合题意；B．燃放鞭炮属于燃烧反应，产生了新的物质，其中有元素化合价的变化，因此反应为氧化还原反应，B不符合题意；C．食物腐败是缓慢氧化反应，存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C不符合题意；D．点制豆腐时蛋白质发生聚沉，没有元素化合价的变化，因此没有发生氧化还原反应，D符合题意；故合理选项是D。
01
氧化还原反应的特征
【典例2】下列说法正确的是（ ）
A．化合价升高的反应是还原反应
B．氧化还原反应一定有氧元素参加
C．氧化反应与还原反应同时发生
D．反应物要么发生氧化反应，要么发生还原反应
C
01
氧化还原反应的特征
【解析】元素化合价升高的反应为氧化反应；只要有元素化合价升降(或电子转移)的反应就是氧化还原反应，与是否有氧元素参加无关；氧化反应与还原反应一定同时发生；非氧化还原反应中反应物既不发生氧化反应也不发生还原反应，如反应HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，HCl和NaOH既没有发生氧化反应也没有发生还原反应，但在Cl2＋H2O=HCl＋HClO中，Cl2既发生氧化反应又发生还原反应。
01
氧化还原反应的特征
【典例3】下列有关氧化还原反应的叙述错误的是( )
A．在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B．化合反应和分解反应不可能是氧化还原反应
C．氧化还原反应中不一定要有氧气参加
D．工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁的反应是氧化还原反应
B
01
氧化还原反应的特征
【解析】氧化还原反应中不一定所有元素的化合价都发生变化，故A正确；化合反应、分解反应中若存在化合价变化，则属于氧化还原反应，如氢气与氧气的反应为化合反应、氯酸钾分解为分解反应，两个反应都属于氧化还原反应，故B错误；氧化还原反应中不一定有氧气参与，故C正确；工业上利用CO与Fe2O3作用炼铁，反应中C、Fe元素存在化合价变化，属于氧化还原反应，故D正确；故选B。
01
氧化还原反应的特征
【典例4】下列物质的制备涉及的反应属于氧化还原反应的是（ ）
A．实验室中用NaHCO3制备纯碱
B．实验室中用石灰石制备CO2
C．实验室中加热高锰酸钾制备O2
D．实验室中用CuO制备CuSO4
C
01
氧化还原反应的特征
【解析】加热NaHCO3－制备Na2CO3的方程式为2 NaHCO3 Na2CO3+H2O +CO2，反应中不存在元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故A不选；实验室中用石灰石制备CO2的方程式为CaCO3+2H+==CO2↑+H2O+Ca2+，反应中不存在元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故B不选；实验室中加热高锰酸钾制备O2的方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，反应中存在元素化合价的变化，属于氧化还原反应，故C选；实验室中用CuO制备CuSO4的化学方程式为CuO+H2SO4==CuSO4+H2O，不存在元素化合价的变化，不是氧化还原反应，故D不选；故选C。
氧化还原反应的本质
02
氧化还原反应的本质
Cl
Na
钠离子带正电荷
静电作用
氯离子带负电荷
氯化钠
失去
钠元素化合价升高，是因为钠原子_____电子，Na发生氧化反应，被氧化
2Na＋Cl2 2NaCl
氯元素化合价降低，是因为氯原子_____电子，Cl2发生还原反应，被还原
得到
从从电子转移的角度认识氧化还原反应
02
氧化还原反应的本质
H2＋Cl2 2HCl
点燃
Cl
H
H
Cl
共用电子对
氢元素化合价升高，是因为共用电子对______氢原子，H2发生氧化反应，被氧化
氯元素化合价降低，是因为共用电子对______氯原子，Cl2发生还原反应，被还原
偏向
偏离
从从电子转移的角度认识氧化还原反应
02
氧化还原反应的本质
讨论结论：由上面两个反应的分析可知，在氧化还原反应中引起元素化合价发生变化的原因是什么？
2Na+Cl2 2NaCl中，不稳定的钠原子失去1个电子形成稳定钠离子，不稳定的氯原子得到1个电子形成稳定氯离子。
氧化还原反应元素化合价变化原因
H2+Cl2 2HCl中，不稳定的氢、氯两种原子均易得到1个电子形成稳定结构，采用形成共用电子对的方式结合，又因氯原子吸电子能力更强，共用电子对偏向氯原子，偏离氢原子。
结论：电子的得与失和形成共用电子对时电子对的偏移统称为电子的转移，即电子的转移是氧化还原反应中元素化合价变化的原因。
电子得失
电子对偏离
02
氧化还原反应的本质
【典例1】下列变化过程发生还原反应的是(　 　)
A．SO2→H2SO3 B．HCl→Cl2
C．N2→NH3 D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
【解析】SO2→H2SO3，元素的化合价不变，不发生氧化还原反应，故A错误；HCl→Cl2，氯元素的化合价升高，发生氧化反应，故B错误；N2→NH3，氮元素的化合价降低，发生还原反应，故C正确；Fe(OH)2→Fe(OH)3，铁元素的化合价升高，发生氧化反应，故D错误。
C
02
氧化还原反应的本质
【典例2】已知X、Y中含有相同的元素，Z、W中也含有相同的元素，根据反应X+H2O→Y+H2；Z+H2O→W+O2（方程式均未配平），可推断X、Y中及Z、W中相同元素的化合价的高低顺序为（ ）
A．X＞Y、Z＞W B．X＜Y、Z＜W
C．X＞Y、Z＜W D．X＜Y、Z＞W
D
【解析】X+H2O→Y+H2中H元素化合价降低，根据氧化还原反应中化合价有升必有降可知，X中某元素化合价低于Y，Z+H2O→W+O2中O元素化合价升高，则Z中某元素化合价高于W，因此X、Y中及Z、W中相同元素的化合价的高低顺序为X＜Y、Z＞W，故答案为D。
02
氧化还原反应的本质
【典例3】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是(　　 )
A．元素化合价升高的反应是还原反应
B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低
C．有电子转移的反应就是氧化还原反应
D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应
【解析】元素化合价升高的反应为氧化反应，A项错误；失去电子应表现为化合价升高，B项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D项错误。
C
02
氧化还原反应的本质
分析下表中的化学反应，思考它们与四种基本反应类型的关系，并判断是否是氧化还原反应，由此，可以得出什么结论？
化学反应(条件未标) 四个基本类型 是否是氧化还原反应
CaCO3==CaO+CO2↑
AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3
H2O+ CaO== Ca(OH)2
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
Fe2O3＋3CO2==Fe＋3CO2
2Na+ Cl2==2NaCl
2H2O==2H2↑+O2↑
分解 否
复分解 否
化合 否
置换 是
—— 是
化合 是
分解 是
02
氧化还原反应的本质
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
置换反应
复分解反应
氧化还原反应
反应
反应
分解
化合
化合反应、分解反应 氧化还原反应
置换反应 氧化还原反应
复分解反应 氧化还原反应
不一定是
一定是
一定不是
02
氧化还原反应的本质
化合反应：有单质参加的是氧化还原反应;
分解反应：有单质生成的是氧化还原反应;
置换反应：全部是氧化还原反应;
复分解反应：都是非氧化还原反应。
有单质参加或生成的化学反应一定是氧化还原反应吗？
点燃
3O2 2O3
02
氧化还原反应的本质
【典例1】氧化还原反应与四种基本类型反应的关系如图所示，则下
列化学反应属于4区的是（ ）
A．Cl2+2KBr==Br2+2KCl
B．2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O
C．4Fe(OH)2+O2+2H2O==2Fe(OH)3
D．2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
A
02
氧化还原反应的本质
【解析】A．置换反应的定义是：一种单质和化合物反应，生成另一种单质和化合物，故A正确；B．分解反应的定义是：一种物质分解成两种或多种物质，B属于分解反应，故B错误；C．化和反应的定义是：两种或多种物质反应生成一种物质，C属于化和反应，故C错误；D．该反应反应物中没有单质参与反应，不属于置换反应，属于氧化还原反应，故D错误；故答案为A。
02
氧化还原反应的本质
【典例2】海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的，化学反应为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，下列说法正确的是(　　)
A．溴发生了还原反应
B．二氧化硫在反应中被还原
C．溴在反应中失去电子
D．该反应既是化合反应又是氧化还原反应
【解析】该反应为氧化还原反应，溴在反应中得到电子发生还原反应，溴被还原。
A
电子转移的表示方法
03
电子转移的表示方法
氧化还原反应中电子转移的表示方法
双线桥法
——表示反应前后_________由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
同一元素
正确标出反应前后各元素的化合价
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价元素，止于产物中相应的元素
始于被氧化的物质中的升价元素，止于产物中相应的元素
标出“失去”或“得到”电子的总数
2Na＋Cl2 2NaCl
得到2×e-，化合价降低，被还原
失去2 ×e-，化合价升高，被氧化
0
0
+1
-1
H2＋Cl2 2HCl
失去2×e-，化合价升高，被氧化
得到2 ×e-，化合价降低，被还原
0
0
+1
-1
标价态
连双线
注得失
基本步骤
03
电子转移的表示方法
双线桥法的注意事项
04
被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒
氧化还原反应中电子转移的表示方法
01
箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子
02
必须注明“得到”或“失去”
03
电子转移数用a×be－形式表示，a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数，b表示每个原子得到或失去的电子数，当a＝1或b＝1时，要省略
03
电子转移的表示方法
氧化还原反应中电子转移的表示方法
不同元素
单线桥法
——表示反应过程中_________原子间的电子转移情况
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2 e-
标价态
连单线
注得失
正确标出反应前后各元素的化合价
明确变价元素的化合价升降关系
始于被氧化的物质中的化合价升高的元素，止于被还原的物质中的化合价降低的元素
标出转移电子的总数
2Na＋Cl2 2NaCl
2 e-
基本步骤
03
电子转移的表示方法
氧化还原反应中电子转移的表示方法
单线桥法的注意事项
01
不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目
02
要用箭头标明电子转移的方向
03
箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
03
电子转移的表示方法
【典例1】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(　　)
B
03
电子转移的表示方法
【解析】A项，锌原子失去电子，氢原子得到电子，错误；B项，氯酸钾中氯元素由＋5价降低到0价，得到5个电子，盐酸中氯元素由－1价升高到0价，失去5个电子，正确；C项，2个铁原子失去6个电子，3个氯气分子得到6个电子，错误；D项，1个铜原子失去2个电子，硝酸得到2个电子，错误。
03
电子转移的表示方法
【典例2】硫单质在反应3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O中的变化是(　　)
A．被氧化 B．被还原
C．既被氧化又被还原 D．既未被氧化又未被还原
【解析】该反应中单质硫中的硫元素化合价为0价，一部分升高到＋4价，一部分降低到一2价，故在反应中硫单质既被氧化又被还原。
C
03
电子转移的表示方法
【典例3】下列化学反应中用单线桥表示电子转移的方法正确的是
（ ）
A. B.
C. D.
A
03
电子转移的表示方法
【解析】A项，1个Fe原子失去2个电子，盐酸中的H+得到2个电子，生成1个H2分子，A项正确；B项，Cu失电子，H2SO4中的硫元素得到电子，箭号方向应该由Cu指向S，B项错误；C项，2个Na共失去2个电子，C项错误；D项，转移电子总数为10，且KI中I-失电子，KMnO4中Mn元素得到电子，箭号方向应该由I指向Mn，D项错误。故选A。
03
电子转移的表示方法
【典例4】已知铜在常温下能被浓硝酸溶解，其反应的化学方程式为
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。用单线桥法表示电子得
失的方向和数目，若3 个 Cu参加反应，则该过程转移的电子是多少？
【答案】①单线桥法表示电子得失的方向和数目：
②6个
【解析】①该反应中Cu的化合价变化是0价→+2价，1 个 Cu失去2 个电子；HNO3中氮元素部分化合价由+5价→+4价，生成1个 NO2，转移1 个电子。②1 mol Cu失去2 mol电子，故3 mol Cu失去6 mol电子。
03
电子转移的表示方法
氧化还原反应的发展历程
1774年，法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说后，把物质与氧结合的反应叫做氧化反应，把氧化物失去氧的反应叫做还原反应
1852年，英国化学家弗兰克兰在研究金属有机化合物时提出化合价的概念，把化合价升高的反应叫做氧化反应，把化合价降低的反应叫做还原反应
1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子，打破了原子不可再分的传统观念，使人们对原子的结构有了深入的认识
1
2
3
课堂总结
04
课堂总结
氧化还原反应
定 义
特 征
本 质
复分解反应一定不是；置换反应一定是；化合反应和分解反应部分是，部分不是。
反应前后元素化合价发生变化（判断）：化合价升高，被氧化；化合价降低，被还原。（宏观视角）
电子得失或共用电子对偏离-电子转移：化合价升高，失电子（或电子对偏离），被氧化；化合价降低，得电子（或电子对偏向），被还原。（微观视角）
关 系
氧化反应和还原反应同时发生的化学反应。
课堂检测
05
课堂检测
1．下列关于氧化还原反应的叙述中，正确的是（ ）
A．一种元素被氧化，肯定有另一种元素被还原
B．氧化还原反应的实质是电子的转移
C．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
D．氧化还原反应中，得电子越多，氧化性越强
B
05
课堂检测
【解析】A．一种元素被氧化，也可以是同一种元素被还原，例如归中和岐化反应，故A错误；B．氧化还原反应的实质就是电子的转移，B项正确；C．阳离子也可能有还原性，如：亚铁离子，C项错误；D．氧化还原反应中，越容易得电子，其物质的氧化性越强，越容易失去电子，物质的还原性越强，并非是通过得失电子的数目去衡量氧化（还原）性强弱的，故D错误；故答案为B。
05
课堂检测
2．在反应中，元素X的原子将电子转移给元素Y的原子，则下列说法
正确的是（ ）
①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应
A．①② B．③④ C．②③ D．①④
D
【解析】反应中，元素X的原子将电子转移给元素Y的原子，则X失去电子，Y得到电子，则X被氧化，发生氧化反应，①正确，③错误；Y被还原，发生还原反应，②错误，④正确；故选D。
05
课堂检测
3.下列反应(条件均省略)中，反应物中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】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。
D
05
课堂检测
4.ClO2是一种高效水处理剂,实验室通过以下反应制得ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,
关于此反应的说法正确的是(　　)
A.KClO3化合价降低,失电子
B.反应中H2SO4体现了酸性,发生还原反应
C.反应中H2C2O4被氧化
D.H2C2O4既被氧化又被还原
C
05
课堂检测
【解析】由方程式可知:KClO3中氯元素从+5价变为+4价,化合价降低,得到电子,A错误;反应中硫元素的化合价没有变化,未发生还原反应,B错误; H2C2O4中碳元素从+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。
05
课堂检测
5．下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是（ ）
A． B．
C． D．
D
05
课堂检测
【解析】A项，钠和氯气反应生成氯化钠，钠失电子、氯气得电子，错误；B项，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，氧化铜中铜元素得电子生成铜，碳失电子生成二氧化碳，错误；C项，氯酸钾加热分解为氯化钾和氧气，氯元素化合价由＋5降低为－1、氧元素化合价由－2升高为0，错误；D项，硫化氢和浓硫酸反应生成硫、二氧化硫、水，硫化氢中S元素化合价由－2升高为0、硫酸中S元素化合价由＋6降低为＋4，正确。
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