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第三节　氧化还原反应
第1课时　氧化还原反应
[学习目标]　1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应,能从宏观和微观相结合的角度理解、判断氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。2.通过多角度分析已学习的化学反应,联想化学反应分类新视角,能从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。3.通过基于化合价的变化与电子转移的相关性从微观上认识氧化还原反应的本质,能用线桥法正确表示氧化还原反应中的电子转移。
学习任务1　多角度认识氧化还原反应
一、从三个角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
以2CuO+C2Cu+CO2↑、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为例。
物质 反应物 发生的反应
得氧物质 C、CO 氧化反应
失氧物质 CuO、Fe2O3 还原反应
结论 氧化反应:在化学反应中得到氧的反应; 还原反应:在化学反应中失去氧的反应; 氧化还原反应:一种物质得到氧发生氧化反应,同时另一种物质失去氧发生还原反应的反应
2.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应
(1)
(2)
对以上两个化学方程式进行元素化合价变化分析得出结论。
氧化反应:物质所含元素化合价升高的反应,如CO→CO2、Fe →FeSO4;
还原反应:物质所含元素化合价降低的反应,如Fe2O3→Fe、CuSO4→Cu;
氧化还原反应:反应前后有元素化合价发生变化的反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
①2Na+Cl22NaCl
对方程式进行物质电子转移分析得出结论。
钠元素化合价升高,是因为钠原子失去电子,Na发生氧化反应,被氧化;
氯元素化合价降低,是因为氯原子得到电子,Cl2发生还原反应,被还原。
②H2+Cl22HCl
对化学方程式进行物质电子转移分析得出结论。
氢元素化合价升高,是因为共用电子对偏离氢原子,H2发生氧化反应,被氧化;
氯元素化合价降低,是因为共用电子对偏向氯原子,Cl2发生还原反应,被还原。
③氧化反应:元素的原子失去电子(或共用电子对偏离)的反应;
还原反应:元素的原子得到电子(或共用电子对偏向)的反应;
氧化还原反应:存在电子转移的反应
4.氧化还原反应的本质和特征
本质:电子转移(电子得失或共用电子对偏移)。
特征:元素化合价升降——判断氧化还原反应的依据。
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示例
反应实例 基本反应类型 是否为氧化还原反应
2Cu+O22CuO 化合反应 是
CaO+H2OCa(OH)2 化合反应 否
CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应 否
2H2O22H2O+O2↑ 分解反应 是
FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl　 复分解反应 否
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 复分解反应 否
Fe+2HClFeCl2+H2↑ 置换反应 是
Fe+CuSO4FeSO4+Cu 置换反应 是
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示意图
[示例] 下列反应属于氧化还原反应的有①②④(填序号,下同);属于化合反应且不属于氧化还原反应的有⑤;置换反应有②;复分解反应有③。
①2Fe+3Cl22FeCl3;
②Cl2+2NaBr2NaCl+Br2;
③2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑;
④MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
⑤CaO+H2OCa(OH)2。
探究1　氧化还原反应的判据(特征)
　　　暖宝宝又叫暖贴,是生活中常用的一种取暖用品,由原料层、明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的,在使用时,去掉不透气的外袋,让内袋(无纺布袋)暴露在空气里,空气中的氧气通过透气膜进入原料层。放热的时间和温度是通过透气膜的透氧速率进行控制的。
查阅资料发现暖宝宝发热过程中主要涉及以下反应:
①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
问题1:暖宝宝发热过程中的3个反应是否是氧化还原反应 你判断的依据是什么
提示:反应①②是氧化还原反应;判断依据是反应中铁元素和氧元素的化合价发生了变化。
问题2:在你判断出的氧化还原反应中,哪些物质发生了氧化反应 哪些物质发生了还原
反应
提示:反应①中Fe发生了氧化反应,O2发生了还原反应;反应②中Fe(OH)2发生了氧化反应,O2发生了还原反应。
问题3:有单质参加(或生成)的反应是否一定是氧化还原反应
提示:不一定。有单质参加(或生成)的反应如果没有元素化合价发生变化则不是氧化还原反应,如2O33O2等同素异形体之间的转化。
探究2　氧化还原反应的本质
　　　为探究氧化还原反应的本质,某化学兴趣小组利用暖宝宝反应原理展开了进一步探究。
　　通过阅读成分(图甲)、查阅资料,他们用煮沸(排除O2)过的氯化钠溶液设计了如下
装置(图乙),烧杯用保鲜膜封闭,装置连接后微电流传感器示数为0,吹入空气后,显示有10～15 mA电流。
问题4:金属导线导电的原理是什么 吹入空气后线路中有电流通过说明什么
提示:金属依靠自由移动的电子导电;线路中有电流通过说明吹入空气后发生的反应有电子转移。
问题5:实验证明氧化还原反应的微观实质是什么
提示:电子转移。
问题6:暖宝宝能作为取暖工具说明发生氧化还原反应时伴随物质变化同时还发生了什么变化 能否举出相似的实例
提示:同时发生了能量变化;如碳燃烧可以发光并放出大量的热。
1.氧化还原反应的判据
(1)根据元素化合价变化。
(2)根据氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。
2.氧化还原反应的特征与本质
3.根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移
元素化合价升高 原子或离子失电子 发生氧化反应
元素化合价降低 原子或离子得电子 发生还原反应
题点一　氧化还原反应的概念与判断
1.(2025·江苏常州高级中学月考)下列不属于氧化还原反应的是(　　)
[A] 2KClO32KCl+3O2↑
[B] Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
[C] Na2O2+SO2Na2SO4
[D] 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【答案】 D
【解析】 A项,KClO3中Cl、O的化合价发生改变,B项,Cl2中Cl的化合价发生改变,C项,Na2O2中O、SO2中S的化合价均发生改变,都属于氧化还原反应;D项,所有元素的化合价都没有发生变化,即不属于氧化还原反应。
2.下列有关生产、生活中所涉及的化学反应,属于氧化还原反应的是(　　)
[A] 将生石灰与水混合得到熟石灰
[B] 向硫酸铜溶液中加入铁粉进行“湿法炼铜”
[C] 碳铵(NH4HCO3)保存不当,受热发生分解
[D] 用氢氧化铝治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症
【答案】 B
【解析】 A项,CaO反应生成Ca(OH)2,不属于氧化还原反应,不符合题意;B项,反应为Fe+CuSO4Cu+FeSO4,有元素化合价变化,属于氧化还原反应,符合题意;C项,NH4HCO3受热分解生成NH3、CO2和H2O,不属于氧化还原反应,不符合题意;D项,即Al(OH)3与盐酸反应,不属于氧化还原反应,不符合题意。
题点二　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。则下列化学反应中属于区域3的是(　　)
[A] 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
[B] 2HgO2Hg+O2↑
[C] 4Li+O22Li2O
[D] Fe+CuSO4FeSO4+Cu
【答案】 A
【解析】 A项,铁元素和碳元素的化合价变化,属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,应该处于区域3;B项,2HgO2Hg+O2↑为分解反应,且是氧化还原反应,应该处于区域2;C项,4Li+O22Li2O为化合反应,且是氧化还原反应,应该处于区域1;D项,Fe+
CuSO4FeSO4+Cu为置换反应,且是氧化还原反应,应该处于区域4。
4.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] 3Fe+2O2Fe3O4
[B] CO+CuOCu+CO2
[C] AgNO3+NaClAgCl↓+NaNO3
[D] 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】 B
【解析】 反应CO+CuOCu+CO2不属于任何一种基本反应类型,但由于在反应过程中铜元素及碳元素化合价发生了变化,因此该反应属于氧化还原反应,B符合题意。
5.(2025·湖南郴州月考)下列对于各反应的反应类型判断不正确的是(　　)
[A] CO2+H2OH2CO3化合反应,不是氧化还原反应
[B] Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O分解反应,不是氧化还原反应
[C] CuO+COCu+CO2置换反应,氧化还原反应
[D] MgCO3+H2SO4MgSO4+CO2↑+H2O复分解反应,不是氧化还原反应
【答案】 C
【解析】 A项,是化合反应,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,正确;B项,是分解反应,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,正确;C项,两种化合物生成一种单质和一种化合物,不属于置换反应,但有元素化合价变化,属于氧化还原反应,不正确;D项,属于复分解反应,但不属于氧化还原反应,正确。
题点三　氧化还原反应的本质
6.氧化还原反应的本质是(　　)
[A] 原子的重新组合
[B] 电子的得失或共用电子对的偏移
[C] 氧原子的得失
[D] 元素化合价的升降
【答案】 B
【解析】 氧化还原反应的特征为元素化合价的升降,本质是电子的得失或者共用电子对的偏移,故B符合题意。
7.(2025·北京中关村中学期中)下列叙述正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中得电子的物质,化合价升高
[B] 氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质必然被还原
[C] 没有元素化合价升降的反应,一定不是氧化还原反应
[D] 氧化还原反应都是有单质参加的反应
【答案】 C
【解析】 氧化还原反应中得电子的物质,化合价降低,A错误;氧化还原反应中可能是同一种物质既被氧化又被还原,B错误;氧化还原反应中一定有元素化合价变化,即没有元素化合价升降的反应,一定不是氧化还原反应,C正确;氧化还原反应不一定有单质参加,如有些化合物间的化合反应也属于氧化还原反应,D错误。
　几种常见变价元素的化合价
元素 常见化合价及实例
H +1:H+　0:H2　-1:NaH
C +4:CO2　+2:CO　0:C　-4:CH4
N +5:HNO3　+4:NO2　+3:HNO2 +2:NO　+1:N2O　-3:NH3
O 0:O2　-1:H2O2　-2:H2O
S +6:H2SO4、SO3 +4:SO2 0:S -2:H2S
Cl +7:HClO4　+5:KClO3　+3:HClO2 +1:HClO　0:Cl2　-1:Cl-
Fe +3:Fe3+　+2:Fe2+
Mn +7:Mn　+6:Mn +4:MnO2　+2:Mn2+
学习任务2　学会氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
表示反应前后同一元素的原子由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
示例:
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,箭头跨过等号,箭尾指向生成物,两桥一般一上一下。
(2)必须注明“得到”或“失去”。
(3)电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化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或b等于1时,省略。
2.单线桥法
表示反应过程中被氧化的元素原子与被还原的元素的原子之间电子转移情况。
示例:
注意事项:
(1)要用箭头标明电子转移的方向:箭头由反应物中失电子元素原子指向反应物中得电子元素原子,箭头不跨过等号。
(2)不需要标明“得到”或“失去”。
(3)只标明电子转移总数。
[示例]分别用双线桥、单线桥表示反应Fe2O3+3H22Fe+3H2O的电子转移。
提示:
探究　氧化还原反应中电子转移的表示方法
下面是几名同学对氧化还原反应中电子转移方向和数目的分析:
(1)
(2)
(3)
(4)
问题1:他们的分析是否正确 如果不正确,错在何处
提示:(1)不正确。4HCl→Cl2,应失去2×e-。(2)不正确。Fe→FeCl2,应失去2e-,2HCl→H2,应得到2×e-。(3)正确。(4)不正确。WO3→W,应被还原,3H2→3H2O,应被氧化。
问题2:请用单线桥法表示反应(1)和(4)电子转移的方向和数目。
提示: (1);
(4)。
问题3:结合以上分析,你发现双线桥上表示的电子总数有何关系 此数目与单线桥上的电子数目有何关系 氧化还原反应中的电子转移及元素化合价变化有何定量关系
提示:双线桥上得、失电子总数相等且等于单线桥上的电子转移数;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,则该元素的化合价降低,而且得到电子的数目与化合价降低的数值相等,并且化合价升高总数等于降低总数,等于反应过程中电子转移总数,即被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
1.双线桥法的基本步骤
2.单线桥法的基本步骤
1.(2025·江苏苏州星海实验高级中学)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D]
【答案】 C
【解析】 A项,2个CO参与反应,失去2×2e-,1个O2参与反应,得到2×2e-,错误;B项,“失去”和“得到”标错位置,错误;C项,Cu失去2e-,H2SO4中S得到2e-,且单线桥从失电子元素指向得电子元素,正确;D项,2个Na反应失去2×e-,2个H2O生成1个H2得到2×e-,电子转移数错误,错误。
2.饮用水中的N对人体健康会产生危害,为了减小饮用水中N的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将N还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH+
18H2O10Na[Al(OH)4]+3N2↑。
请回答下列问题。
(1)上述反应中,　　　　元素的化合价升高,则该元素的原子　　　　(填“得到”或“失去”)电子,而　　　　元素的化合价降低,则该元素的原子被　　　　(填“氧化”或“还原”)。
(2)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目:　 。
(3)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+2NO↑+4H2O。
用双线桥法表示上述反应中电子得失的方向和数目: 　 。
【答案】 (1)铝　失去　氮　还原
(2)
(3)3
【解析】 在题述反应中铝元素由0价升高到+3价,化合价升高,Al失去电子,被氧化;氮元素由+5 价降低到0价,化合价降低, HNO3得到电子,被还原。
氧化还原反应
[footnoteRef:2]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [2:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以催化转化器处理汽车尾气为素材,考查氧化还原反应的概念、实质及表示方法。
素养立意:通过从微观角度判断反应的类型及物质变化,促进宏观辨识与微观探析的核心素养发展,认同化学为人类发展所作的贡献,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考路径:
]
氮氧化物是造成大气污染的主要气体。汽车内燃机工作时燃烧产生的高温可引起氮气和氧气反应生成NO,而使汽车尾气中含有NO、NO2等污染物,同时汽油不完全燃烧会产生CO等。在点燃式汽油发动机的排气管中安装催化转化器,可有效将NO、NO2、CO等转化为无污染的气体。
(1)如图为在催化转化器作用下NO、CO转化为无污染气体的微观示意图。下列说法不正确的是　　　 　(填字母)。
A.该反应属于氧化还原反应
B.甲和丙中同种元素化合价不可能相等
C.丁物质一定是非金属单质
D.配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2
(2)结合图示写出NO被CO还原的化学方程式: 　　　　　　 　　　　　　。试着写出NO2被CO还原的化学方程式:　 , 该反应与四种基本反应类型的关系,应在图示中的　　　　区。
(3)分别用单线桥法和双线桥法标出上述反应中电子转移的方向和数目: 　 。
【答案】 (1)B　(2)2NO+2CON2+2CO2　2NO2+4CON2+4CO2　2
(3) N2+2CO2、、 N2+4CO2、
【解析】 (1)由微观示意图可知,反应中有单质丁生成,因此一定为氧化还原反应,根据元素守恒,丁一定是非金属单质且是无污染的气体,可以推得丁为N2,甲、乙中均含-2价氧元素,由此分析可得B不正确。
(2)根据题目信息可知NO被CO还原为N2,而CO被氧化为CO2,化学方程式为2NO+
2CON2+2CO2;NO2被CO还原的化学方程式为2NO2+4CON2+4CO2;反应2NO2+4CON2+4CO2属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,应属于图示2区反应。
(时间:30分钟　分值:65分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)多角度认识氧化还原反应
1.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生活中。下列有关描述不涉及氧化还原反应的是(　　)
[A] 做饭的铁锅出现铁锈
[B] 用天然气烧水
[C] 面包久置发霉
[D] 用醋酸除去水垢[主要成分是CaCO3、Mg(OH)2]
【答案】 D
【解析】 铁锅生铁锈,铁发生氧化还原反应,故A错误;CH4燃烧生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应,故B错误;面包久置发霉,是被空气中的氧气氧化,属于氧化还原反应,故C错误;用醋酸除去水垢,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,故D正确。
2.(2025·江苏南京南航附中期中)下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是(　　)
[A] Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
[B] 2KClO32KCl+3O2↑
[C] H2+Cl22HCl
[D] CH4+2O2CO2+2H2O
【答案】 A
【解析】 四个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,其中A～C项反应分别属于置换反应、分解反应、化合反应,而D项反应不属于四种基本反应类型。
3.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:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2Mg2MgCl2+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TiO2被氧化
[D] 反应②中金属镁被氧化
【答案】 D
【解析】 反应①中没有单质生成,不是置换反应,故A错误;反应②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,属于置换反应,故B错误;反应①,TiO2中钛、氧元素化合价都不变,TiO2既没有被氧化也没有被还原,故C错误;反应②中镁元素化合价升高,金属镁被氧化,故D正确。
4.下列关于氧化还原反应说法不正确的是(　　)
[A] 化合反应可能是氧化还原反应
[B] 分解反应一定是氧化还原反应
[C] 置换反应一定是氧化还原反应
[D] 复分解反应一定不是氧化还原反应
【答案】 B
【解析】 氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系如图所示,故B项不正确。
(二)氧化还原反应中电子转移的表示方法
5.(2025·山东济南月考)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]
【答案】 C
【解析】 A项,未标明得到和失去电子,正确表示应为;B项,
电子转移数目正确,但电子转移方向错误;D项,转移电子数为12,正确表示应为。
6.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D] +2H2O
【答案】 B
【解析】 A项,电子得失标反,应该为锌原子失去电子,氢原子得到电子,错误;B项,氯气中氯元素部分由0价降低到-1价,部分升高到+1价,正确;C项,电子转移数目忘记乘2,错误;
D项,电子转移数目错误,1个铜原子失去2个电子,错误。
7.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　　)
[A]
[B] 2NaOH+H2↑
[C]
[D]
【答案】 B
【解析】 电子转移的表示方法有单线桥法、双线桥法。单线桥法为线桥由还原剂指向氧化剂,线桥上写上转移的电子数;双线桥法为一条线桥从氧化剂指向还原产物,桥上注明“得到ne-”,另一条线桥从还原剂指向氧化产物,桥上注明“失去ne-”。A、C是双线桥法,A中Si得到电子,C失去电子,C中Zn失去电子,H得到电子,故A、C错误;B、D是单线桥法,线桥应从还原剂指向氧化剂,故D错误,B正确。
综合应用
8.(2025·四川遂宁期中)“宏观辨识—微观探析—符号表征”是化学学习的重要方法。某化学反应的微观示意图如下,下列分析错误的是(　　)
[A] 分析反应类型:该反应属于氧化还原反应
[B] 分析物质种类:图中反应物均为电解质
[C] 分析反应价值:该反应可以为生活、生产提供能量
[D] 分析表示方法:该反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O
【答案】 B
【解析】 结合图示转化可知,发生的反应为CH4+2O2CO2+2H2O,反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,A、D正确;CH4、CO2不是电解质,O2是单质,不是电解质,H2O是电解质,B错误;题给反应放出大量的热,可以为生活、生产提供能量,C正确。
9.“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”这句歌词中,“铜绿”是指铜锈[Cu2(OH)2CO3],铜在潮湿的空气中生锈的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
[A] 该反应属于化合反应,但不属于氧化还原反应
[B] 该反应中碳元素的化合价发生了变化
[C] 该反应中铜元素失去电子,被还原,发生还原反应
[D] 该反应中氧元素化合价降低,说明反应中氧气得电子
【答案】 D
【解析】 在题给反应中,铜元素的化合价由0价变成+2 价,失去电子,被氧化;氧元素的化合价由0价变成-2价,得到电子,被还原,其余元素的化合价都没有发生变化。
10.下列盐酸参与的反应中,HCl被氧化的是(　　)
[A] NaOH+HClNaCl+H2O
[B] Fe+2HClFeCl2+H2↑
[C] CuO+2HClCuCl2+H2O
[D] MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【答案】 D
【解析】 A和C不属于氧化还原反应;B中HCl作氧化剂,被还原;D中HCl中部分Cl由-1价被氧化生成0价的Cl2。
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目不正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D]
【答案】 A
【解析】 A项,反应中碳元素由-2价升高到+4价,O2共得到12个电子生成CO2和H2O,双线桥法正确表示应为,错误;B项,Cd由0价升高到+2价,失去2个电子,Ni由+3价降低到+2价,共得到2个电子,正确;C项,Na由0价升高到+1价,xS得到1个电子,正确;D项,C由-x价升高到0价,Co由3+x价降低到+3价,正确。
12.下列反应中,既是氧化还原反应又是离子反应的是(　　)
[A] Fe与CuCl2溶液
[B] NaOH溶液与CuSO4溶液
[C] 盐酸与生石灰
[D] Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液
【答案】 A
【解析】 Fe与CuCl2溶液发生置换反应生成FeCl2、Cu,该反应属于氧化还原反应;该反应在溶液中进行,有离子参加与生成,因此该反应又是离子反应,A符合题意;B、C、D项中的反应在反应过程中元素化合价都不变,因此反应不属于氧化还原反应,B、C、D不符合题意。
13.(2025·江苏苏州吴江高级中学月考)纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
[A] 过程Ⅰ的反应:2Fe3O46FeO+O2↑
[B] 过程Ⅱ的反应:2H2O2H2↑+O2↑
[C] 两个转化过程都发生了氧化还原反应
[D] Fe3O4为整个过程的催化剂
【答案】 B
【解析】 据图可知,过程Ⅰ在太阳能的作用下Fe3O4分解生成FeO和O2,即2Fe3O46FeO+O2↑,A正确;过程Ⅱ中FeO与H2O反应生成H2和Fe3O4,即3FeO+H2OH2↑+Fe3O4,
B不正确;过程Ⅰ、Ⅱ的反应中元素化合价变化,即两个转化过程都发生了氧化还原反应,
C正确;Fe3O4先参加反应,后又生成,则Fe3O4为整个过程的催化剂,D正确。
14.(14分)(2025·四川内江六中月考)回答下列问题。
(1)野外焊接铁轨常常采用铝热反应。
已知铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应所属基本反应类型是　 ,在反应中铁元素的化合价　　　(填“升高”或“降低”),该元素的原子　　　　(填“失去”或“得到”)电子。发生氧化反应的是　　　　(填化学式,下同),发生还原反应的是　　　　。
(2)(4分)用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O
【答案】 (1)置换反应　降低　得到　Al　Fe2O3
(2)
【解析】 (1)题给反应是“单质+化合物新单质+新化合物”的反应,即属于置换反应;反应中铁元素化合价由+3价降至0价,在反应中得到电子;Al在反应中失去电子,发生氧化反应,而Fe2O3在反应中得到电子,发生还原反应。
(2)结合反应中铁元素化合价由+3价升至+6价,氯元素化合价由+1价降至-1价,可用双线
桥法标出电子转移为。
15.(12分)氧化还原反应在矿石的冶炼中有非常重要的作用。过氧化氢(H2O2)可作为采矿业的废液消毒剂,如消除采矿废液中有剧毒的氰化钾(KCN,其中氮元素为-3价),化学方程式为KCN+H2O2+H2OA+NH3↑(已配平),请回答下列问题。
(1)生成物A的化学式是　　　　　　。
(2)该反应中发生氧化反应的物质是　　　　,理由是　 。
(3)若生成4分子NH3,转移电子数为　 。
(4)(4分)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 　 。
【答案】 (1)KHCO3
(2)KCN　KCN中碳元素化合价由+2价升高为+4价
(3)8
(4)
【解析】 根据反应前后元素守恒可确定A为KHCO3,。(共87张PPT)
第2课时　氧化剂和还原剂
1.通过构建和提炼氧化还原反应的模型,能从化学反应中元素化合价变化的视角认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。2.通过认识物质的氧化性、还原性并建立判断物质氧化性、还原性强弱的“思维模型”,能分析、预测物质具有的氧化性或还原性,熟知常见的氧化剂和还原剂。3.通过认识元素在物质中可以具有不同价态,能快速判断物质中元素的化合价并能从元素价态的视角说明物质转化的路径。
认识氧化剂和还原剂
学习任务1
1.氧化还原反应中的相关概念
(1)氧化剂与还原剂。
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价 ,即 电子(或电子对 )的物质。
降低
得到
偏向
升高
失去
偏离
(2)氧化产物与还原产物。
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
(3)氧化性与还原性。
氧化性:物质所表现出 的性质或物质 的能力。
还原性:物质所表现出 的性质或物质 的能力。
得电子
得电子
失电子
失电子
(4)对应关系。
得到
降低
还原
失去
升高
氧化
氧化
还原
2.中学化学中常见的氧化剂、还原剂
物质 分类 实例
常见 氧化剂 活泼的 单质 卤素单质、O2、S等
某些金属阳离子 等
含较高价态元素的物质 含氧化合物 MnO2、NO2、H2O2等
氧化性酸 浓硫酸、硝酸、HClO等
某些盐 KMnO4、KClO3、FeCl3、NaClO等
非金属
Ag+、Fe3+、Cu2+
常见还原剂 活泼的 单质 Na、Mg、Al、Zn等
某些非金属单质 H2、C等
含较低价态元素的物质 氧化物 CO、SO2等
非金属氢化物 HCl、H2S等
某些盐 Na2S、FeCl2等
金属
3.生产、生活中的氧化还原反应
上述反应中,氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化产物是 ,还原产物是 ,KMnO4发生 反应,HCl发生 反应,盐酸表现的性质是 性和 性。
KMnO4
HCl
Cl2
MnCl2
还原
氧化
还原
酸
过氧化氢的化学式为H2O2,纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比例混溶。H2O2溶液为无色透明液体,俗称双氧水。
探究　物质的氧化性、还原性
问题1:判断以下反应中H2O2中氧元素化合价的变化及反应的氧化剂、还原剂,并说明在反应中体现H2O2的什么性质。
提示:①H2O2中氧元素化合价降低,氧化剂为H2O2,还原剂为H2S,H2O2体现氧化性。
提示:②H2O2中氧元素化合价升高,氧化剂为Cl2,还原剂为H2O2,H2O2体现还原性。
提示:③H2O2中氧元素化合价既升高又降低,氧化剂和还原剂均为H2O2,H2O2体现氧化性和还原性。
问题2:H2O2在工业生产中用作氧化剂的优点是什么
提示:H2O2作为氧化剂,产物为H2O,无污染。
问题3:从化合价的角度分析过氧化氢既有氧化性又有还原性的原因。
提示:过氧化氢(H2O2)中氧元素的化合价为-1价,处于氧元素的中间价态,可能升高为0价,表现还原性,也可能降低为-2价,表现氧化性。
问题4:质量分数为3%的H2O2溶液常用于伤口消毒、环境消毒和食品消毒。结合以上分析和描述,判断H2O2溶液常用作氧化剂还是还原剂
提示:是一种常见的氧化剂。
归纳拓展
物质的氧化性及还原性与中心元素化合价的关系
根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性,预测物质可能具有的还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势,说明该物质可能具有还原性;若所含某元素的化合价有降低的趋势,说明该物质可能具有氧化性。口诀:高价氧,低价还,中双全。
归纳拓展
题点一　氧化剂与还原剂的判断
1.(2025·四川雅安月考)下列反应中,H2O只用作还原剂的是(　　)
C
【解析】 H2O中H得电子,H2O作氧化剂,A错误;H2O中H得电子,H2O作氧化剂,B错误;F2中F得电子,F2作氧化剂,H2O中O失去电子,H2O作还原剂,C正确;
NO2在反应中N的价态有升高和降低,则NO2既作氧化剂又作还原剂,而H2O既不作氧化剂也不作还原剂,D错误。
[A] KClO3在反应中被氧化
[B] CO2是氧化产物
[C] H2C2O4在反应中被还原,是还原剂
[D] KClO3在反应中失电子,是氧化剂
B
【解析】 氯元素的化合价由+5价变成+4价,KClO3参与反应时得电子,被还原,是氧化剂,A、D项错误;H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,失电子生成的CO2是氧化产物,H2C2O4被氧化,是还原剂,B项正确、C项错误。
题点二　物质氧化性与还原性的判断
3.(2025·江苏无锡期中)下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是(　　)
[A] Na2S [B] S
[C] SO2 [D] H2SO4
A
【解析】 Na2S中S为-2价,是硫元素的最低价态,只有还原性,而没有氧化性,
A符合题意;S和SO2中硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性;H2SO4中S为+6价,是硫元素的最高价态,只有氧化性。
4.下列物质在氧化还原反应中,氮元素只表现还原性的是(　　)
[A] N2 [B] NH3
[C] NO [D] NO2
B
【解析】 N2、NO、NO2中氮元素的化合价处于中间价态,既可表现氧化性,也可表现还原性,故A、C、D不符合题意;NH3中氮元素化合价处于最低价,只能升高,只能表现还原性,故B符合题意。
思维建模
氧化还原反应的相关概念间的关系
探究氧化性、还原性强弱规律
学习任务2
氧化性:氧化剂 氧化产物;
还原性:还原剂 还原产物。
1.根据氧化还原反应方程式比较
>
>
[示例] 常温下,在水溶液中发生如下反应:
(1)氧化性由强到弱的顺序是 ;
(2)还原性由强到弱的顺序是 。
A2+>B->C->X2+
2.根据金属的活动性顺序比较
3.根据反应条件比较
4.根据产物价态比较
5.根据元素的价态进行比较
元素处于最高价只有氧化性,元素处于最低价只有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性。
一般来说,同种元素价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。
为探究物质的氧化性、还原性强弱规律,某同学进行了以下探究:
(1)实验探究:①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;
②铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。
探究　物质的氧化性、还原性强弱规律
问题1:根据实验探究中描述的现象,写出反应①②的离子方程式,并指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物与还原产物。
问题2:根据反应①②判断,Cu、Fe、Ag三种金属的还原性由强到弱的顺序是什么 Cu2+、Fe2+、Ag+三种阳离子的氧化性由强到弱的顺序是什么
提示:判断氧化性、还原性强弱的依据是氧化还原反应中,氧化性为氧化剂>氧化产物;还原性为还原剂>还原产物。
即还原性Fe>Cu>Ag;氧化性Ag+>Cu2+>Fe2+。
问题3:钠原子能失去1个电子,铝原子能失去 3个电子,所以铝的还原性比钠的强。你认为这种说法正确吗 为什么
提示:不正确。钠的还原性比铝的强,物质氧化性、还原性强弱与得失电子的难易程度有关,与得失电子的数目无关。
问题4:试根据反应③④分别比较Cl2、ClO-、Cl-三种含氯粒子的氧化性、还原性强弱。你对物质的性质有什么新的认识
提示:反应③中,氧化性Cl2>ClO-,还原性Cl2>Cl-;反应④中,氧化性ClO->Cl2,还原性Cl->Cl2。物质的氧化性、还原性强弱除了受本身性质影响外,也可能受溶液的酸碱性、浓度、温度等外部因素的影响。
归纳拓展
物质氧化性、还原性强弱比较的误区
(1)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强。如CO2中C为+4价,是其最高价态,但CO2的氧化性很弱。
(2)元素处于最低价时只有还原性,但还原性不一定强。如O2-中O处于最低价,但O2-还原性非常弱。
(3)氧化性和还原性的强弱取决于物质中元素的原子得失电子的难易程度,而与得失电子的数目无关。
1.(2025·河南商丘期中联考)根据下列反应判断物质的氧化性强弱,其中排序正确的是(　　)
D
2.(2025·江苏梅村高级中学期中)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,
Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中可能发生的是(　　)
C
【解析】 由A项可知氧化性:Cl2>FeCl3,但氧化性:FeCl3>I2,则还原性:I->Fe2+,
Cl2应先氧化I-,A错误;由B项可知氧化性:I2>Cl2,与题干不符,B错误;由C项可知氧化性:Co2O3>Cl2,与题干相符,C正确;由D项可知氧化性:I2>FeCl3,与题干不符,D错误。
思维建模
氧化还原反应中性质强弱问题比较思路:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂,联合对比自成序。
知识整合
硫酸锰(MnSO4)是近白色的晶体,易溶于水,可用于生产制备各种锰盐;是重要的微量元素肥料,是植物合成叶绿素的催化剂,也用于电池、冶炼催化剂、分析试剂、媒染剂、添加剂。为探究MnSO4的性质,现取一定量的酸性MnSO4溶液,向其中依次加入下列物质,对应现象如下表所示:
步骤 步骤1 步骤2 步骤3
试剂 适量NaBiO3 过量的H2O2溶液 适量KI-淀粉混合液
实验现象 溶液变紫红色 紫红色消失,产生气泡 现象X
已知:
①金属元素铋(Bi)价态为+3时较稳定。
③淀粉溶液遇到I2变成蓝色。
④查阅资料获取了两种制取MnSO4的方法:
(2)步骤2中过量的H2O2可以氧化KI,则步骤3对应的现象X为　　　　　。
溶液变蓝
【解析】 (2)过量的H2O2可以氧化KI生成I2,淀粉遇I2变蓝。
H2O2
(4)根据上述结论,推断下列离子反应可能发生且书写正确的是　　(填字母)。
B
(5)制取MnSO4的反应中MnO2表现了较强的　　　性,而在利用MnO2制取K2MnO4的反应中MnO2表现了　 　性。分析MnO2在制备硫酸锰、锰酸钾这两个反应中表现的性质及反应条件,你对物质的氧化性、还原性有什么新的认识 　 　。
氧化
还原
物质表现氧化性还是表现还原性还受到反应体系酸碱性的影响
【解析】 (5)由化合价变化判断MnO2在酸性条件下表现氧化性,碱性条件下被氧化,表现还原性。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以常见无机试剂硫酸锰的性质探究为素材,考查氧化还原反应基本概念的辨析、判断,物质氧化性和还原性的判断、比较及实验现象的预测、分析、处理等。
素养立意:通过对氧化还原反应基本概念的辨析、判断的考查,促进“变化观念”化学核心素养的发展;通过对题目信息的迁移应用,实验现象的分析、预测,培养“宏观辨识与微观探析”核心素养。
解题路径:
(时间:30分钟　分值:70分)
(选择题1～14题,每小题3分,共42分)
(一)氧化剂、还原剂的判断
1.下列关于氧化剂和还原剂的理解正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中氧化剂一定被还原
[B] 在氧化还原反应中,还原剂中所有元素的化合价一定升高
[C] FeCl2在氧化还原反应中只能作还原剂
[D] Cl-在化学反应中都作还原剂
A
【解析】 氧化还原反应中氧化剂得到电子,化合价降低被还原,A正确;氧化还原反应中,还原剂中含有的元素化合价升高被氧化,但不一定所有元素的化合价都升高,B错误;FeCl2在氧化还原反应中既能作氧化剂又能作还原剂,C错误;Cl-化合价不变时,在化学反应中不作还原剂,D错误。
[A] Si是氧化剂 [B] Cl2是还原剂
[C] Si失去电子 [D] Cl2发生氧化反应
C
【解析】 题给反应中,Si失去电子,硅元素化合价升高,即Si是还原剂,A错误,
C正确;Cl2得电子,氯元素化合价降低,即Cl2是氧化剂,发生还原反应,B、D
错误。
3.(2025·辽宁沈阳二中月考)下列变化中,必须加入适当的还原剂才能实现的是(　　)
①K2Cr2O7→CrCl3;②SO3→H2SO4;③FeCl2→FeCl3;④CuO→Cu;
⑤NaCl→Cl2。
[A] ①④ [B] ②④
[C] ①③⑤ [D] ①③④
A
【解析】 ①中铬元素化合价降低,K2Cr2O7被还原,需加入还原剂才能实现,符合题意;②中硫元素化合价不变,不需要加入还原剂,不符合题意;③中铁元素化合价升高,FeCl2被氧化,需加入氧化剂,不符合题意;④中铜元素化合价降低,CuO被还原,需要加入还原剂,符合题意;⑤中氯元素化合价升高,NaCl被氧化,需要加入氧化剂,不符合题意。故A符合题意。
[A] 肼中N化合价为-2价,肼表现还原性
[B] N2O4为氧化剂,发生还原反应
[C] 每生成3个N2转移8个电子
[D] 氧化产物与还原产物的质量之比为1∶2
D
【解析】 肼中N为-2价,反应后升至0价,即肼表现还原性,A正确;N2O4中N为+4价,反应后降至0价,即N2O4为氧化剂,发生还原反应,B正确;结合反应前后N化合价变化可知,生成3个N2转移8个电子,C正确;由题给反应可知,N2O4被还原生成的N2为还原产物,而N2H4被氧化得到的N2为氧化产物,即反应中氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1,D错误。
(二)氧化性、还原性强弱规律
A
[A] 还原性:Ni>Cu>Ag
[B] 氧化性:Ni2+>Cu2+>Ag+
[C] 还原性:Ni[D] 氧化性:Ni2+>Ag+>Cu2+
6.(2024·辽宁沈阳月考)PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
D
[A] MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[B] Cl2>MnO2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[C] Cl2>Fe3+>MnO2>Cu2+>Fe2+
[D] MnO2>Cl2>Cu2+>Fe3+>Fe2+
A
【解析】 根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性
①Cu2+>Fe2+;②Fe3+>Cu2+;③Cl2>Fe3+;④MnO2>Cl2,所以氧化性由强到弱的顺序正确的是MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+。
8.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是(　　)
D
[A] HI>FeCl2>H2SO3>NO
[B] FeCl2>HI>H2SO3>NO
[C] NO>FeCl2>H2SO3>HI
[D] H2SO3>HI>FeCl2>NO
9.吸入人体的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧会加速人体衰老。科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,下列有关此过程中Na2SeO3的说法正确的是(　　)
[A] 作还原剂
[B] Na2SeO3中硒元素的化合价为+6价
[C] 既作还原剂又作氧化剂
[D] 作氧化剂
综合应用
A
【解析】 “活性氧”的氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的“活性氧”,说明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,
Na2SeO3为还原剂,Na2SeO3中硒元素的化合价为+4价,故A正确。
[A] 在该反应中,N2是氧化剂,Al2O3是还原剂
[B] 该反应中氧化产物与还原产物的个数比是3∶2
[C] 在该反应中,每当生成2个AlN,N2失去 6个电子
[D] 碳元素化合价升高,所以C被还原
B
【解析】 由题给反应前后元素化合价变化可知,N2作氧化剂、C作还原剂,
Al2O3既不是还原剂又不是氧化剂,A错误;反应中CO是氧化产物,AlN是还原产物,即氧化产物与还原产物的个数比是3∶2,B正确;反应中每生成2个AlN时,N2得到6个电子,C错误;反应中碳元素化合价由0价升至+2价,即C被氧化,D错误。
[A] 镁元素的化合价由0价升高到+2价,所以MgO是还原产物
[B] 由此反应可以判断氧化性:CO2>MgO,还原性:Mg>C
[C] CO2为氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
[D] 镁原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目
B
【解析】 A项,反应中镁元素化合价升高,Mg失去电子被氧化,所以Mg是还原剂,MgO是氧化产物,错误;B项,根据氧化还原反应的规律可知,物质的氧化性:CO2>MgO,还原性:Mg>C,正确;C项,碳元素化合价降低,CO2为氧化剂,表现氧化性,发生还原反应,错误;D项,反应中镁、碳元素化合价发生变化,镁原子失去的电子数目等于碳原子得到的电子数目,错误。
A
13.已知某反应中反应物与生成物有KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。Na2SO3是其中的反应物之一。下列说法不正确的是(　　)
[A] 该未知物X为Na2SO4
[B] 该反应的氧化剂是KIO3
[C] 由反应可知还原性强弱顺序为Na2SO3>I2
[D] 该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3→I2
D
C
15.(13分)(2025·湖南长沙明德中学期中)回答下列问题。
(1)维生素C又被称为“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有
　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
还原性
【解析】 (1)由题意可知,Fe3+是反应的氧化剂,维生素C是还原剂,表现出还原性。
3CO2↑
S和KNO3
C
1∶1
15
【解析】 (3)由反应中N的化合价变化可知,每生成1分子N2,转移3个电子,则生成5分子N2时,转移电子数目为3×5=15。
16.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
(1)Ⅰ、Ⅱ中发生反应的氧化剂分别是　　　 　、　　　　 。　
NaClO3
【解析】 (1)反应Ⅰ中NaClO3反应生成ClO2,氯元素的化合价由+5价变为+4价,Ⅱ中ClO2生成NaClO2,氯元素的化合价由+4价变为+3价,因此两个反应中氧化剂分别是NaClO3和ClO2;还原产物分别为ClO2和NaClO2。
ClO2
(2)Ⅰ中反应的还原产物是　　　　。
(3)流程中气体a是　　　　。
ClO2
O2
【解析】 (3)Ⅱ中ClO2被还原,则H2O2被氧化,故气体a应为O2。
1∶4
【解析】 (4)①NaClO2既作氧化剂又作还原剂,其中1个NaClO2作氧化剂,转化为1个NaCl,转移4个电子,4个NaClO2作还原剂,转化为4个ClO2,转移4个电子,故氧化剂与还原剂的粒子数之比为1∶4。
①该反应中氧化剂和还原剂的粒子数之比是　　　　(3分)。 第2课时　氧化剂和还原剂
[学习目标]　1.通过构建和提炼氧化还原反应的模型,能从化学反应中元素化合价变化的视角认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。2.通过认识物质的氧化性、还原性并建立判断物质氧化性、还原性强弱的“思维模型”,能分析、预测物质具有的氧化性或还原性,熟知常见的氧化剂和还原剂。3.通过认识元素在物质中可以具有不同价态,能快速判断物质中元素的化合价并能从元素价态的视角说明物质转化的路径。
学习任务1　认识氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应中的相关概念
(1)氧化剂与还原剂。
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
(2)氧化产物与还原产物。
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
(3)氧化性与还原性。
氧化性:物质所表现出得电子的性质或物质得电子的能力。
还原性:物质所表现出失电子的性质或物质失电子的能力。
(4)对应关系。
2.中学化学中常见的氧化剂、还原剂
物质 分类 实例
常见氧化剂 活泼的非金属单质 卤素单质、O2、S等
某些金属阳离子 Ag+、Fe3+、Cu2+等
含较高 价态元 素的 物质 含氧化合物 MnO2、NO2、H2O2等
氧化性酸 浓硫酸、硝酸、 HClO等
某些盐 KMnO4、KClO3、 FeCl3、NaClO等
常见还原剂 活泼的金属单质 Na、Mg、Al、Zn等
某些非金属单质 H2、C等
含较低 价态元 素的 物质 氧化物 CO、SO2等
非金属 氢化物 HCl、H2S等
某些盐 Na2S、FeCl2等
3.生产、生活中的氧化还原反应
[示例]2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
上述反应中,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2,KMnO4发生还原反应,HCl发生氧化反应,盐酸表现的性质是还原性和酸性。
　　过氧化氢的化学式为H2O2,纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比例混溶。H2O2溶液为无色透明液体,俗称双氧水。
探究　物质的氧化性、还原性
问题1:判断以下反应中H2O2中氧元素化合价的变化及反应的氧化剂、还原剂,并说明在反应中体现H2O2的什么性质。
①H2O2+H2S2H2O+S↓
②H2O2+Cl22HCl+O2
③2H2O22H2O+O2↑
②H2O2中氧元素化合价升高,氧化剂为Cl2,还原剂为H2O2,H2O2体现还原性。
③H2O2中氧元素化合价既升高又降低,氧化剂和还原剂均为H2O2,H2O2体现氧化性和还原性。
问题2:H2O2在工业生产中用作氧化剂的优点是什么
问题3:从化合价的角度分析过氧化氢既有氧化性又有还原性的原因。
问题4:质量分数为3%的H2O2溶液常用于伤口消毒、环境消毒和食品消毒。结合以上分析和描述,判断H2O2溶液常用作氧化剂还是还原剂
物质的氧化性及还原性与中心元素化合价的关系
根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性,预测物质可能具有的还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势,说明该物质可能具有还原性;若所含某元素的化合价有降低的趋势,说明该物质可能具有氧化性。口诀:高价氧,低价还,中双全。
中心元素 化合价 实例 性质
最高价 KO4、HO3(浓)、 H2O4(浓) 只有氧化性
中间价 O2、Na2O3、SO4、 既有氧化性 又有还原性
最低价 、、K 只有还原性
题点一　氧化剂与还原剂的判断
1.(2025·四川雅安月考)下列反应中,H2O只用作还原剂的是(　　)
[A] 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
[B] 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
[C] 2F2+2H2O4HF+O2
[D] 3NO2+H2O2HNO3+NO
F2中F得电子,F2作氧化剂,H2O中O失去电子,H2O作还原剂,C正确;NO2在反应中N的价态有升高和降低,则NO2既作氧化剂又作还原剂,而H2O既不作氧化剂也不作还原剂,
D错误。
2.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是(　　)
[A] KClO3在反应中被氧化
[B] CO2是氧化产物
[C] H2C2O4在反应中被还原,是还原剂
[D] KClO3在反应中失电子,是氧化剂
A、D项错误;H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,失电子生成的CO2是氧化产物,H2C2O4被氧化,是还原剂,B项正确、C项错误。
题点二　物质氧化性与还原性的判断
3.(2025·江苏无锡期中)下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是(　　)
[A] Na2S [B] S
[C] SO2 [D] H2SO4
S和SO2中硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性;H2SO4中S为+6价,是硫元素的最高价态,只有氧化性。
4.下列物质在氧化还原反应中,氮元素只表现还原性的是(　　)
[A] N2 [B] NH3
[C] NO [D] NO2
氧化还原反应的相关概念间的关系
学习任务2　探究氧化性、还原性强弱规律
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
[示例] 常温下,在水溶液中发生如下反应:
①16H++10C-+2X2X2++5C2+8H2O;
②2A2++B22A3++2B-;
③2B-+C2B2+2C-。
(1)氧化性由强到弱的顺序是X>C2>B2>A3+;
(2)还原性由强到弱的顺序是A2+>B->C->X2+。
2.根据金属的活动性顺序比较
3.根据反应条件比较
不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物价态相同,可根据反应的难易来判断。反应越易进行或越剧烈,则氧化剂氧化性越强(判断还原剂还原性的原理类似)。
如MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O、
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
可知氧化性:KMnO4>MnO2。
4.根据产物价态比较
不同氧化剂将同一还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强。例如2Fe+3Cl22FeCl3、
Fe+SFeS,由此可判断氧化性:Cl2>S。
5.根据元素的价态进行比较
元素处于最高价只有氧化性,元素处于最低价只有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性。
一般来说,同种元素价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。
　　为探究物质的氧化性、还原性强弱规律,某同学进行了以下探究:
(1)实验探究:①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;
②铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。
(2)查阅资料:氯气与氢氧化钠溶液反应可制得“84”消毒液,其离子方程式为③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;但“84”消毒液与酸性的洁厕灵不可混合使用,否则会产生有毒气体氯气,其原理为④Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O。
探究　物质的氧化性、还原性强弱规律
问题1:根据实验探究中描述的现象,写出反应①②的离子方程式,并指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物与还原产物。
问题2:根据反应①②判断,Cu、Fe、Ag三种金属的还原性由强到弱的顺序是什么 Cu2+、Fe2+、Ag+三种阳离子的氧化性由强到弱的顺序是什么
即还原性Fe>Cu>Ag;氧化性Ag+>Cu2+>Fe2+。
问题3:钠原子能失去1个电子,铝原子能失去 3个电子,所以铝的还原性比钠的强。你认为这种说法正确吗 为什么
问题4:试根据反应③④分别比较Cl2、ClO-、Cl-三种含氯粒子的氧化性、还原性强弱。你对物质的性质有什么新的认识
物质氧化性、还原性强弱比较的误区
(1)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强。如CO2中C为+4价,是其最高价态,但CO2的氧化性很弱。
(2)元素处于最低价时只有还原性,但还原性不一定强。如O2-中O处于最低价,但O2-还原性非常弱。
(3)氧化性和还原性的强弱取决于物质中元素的原子得失电子的难易程度,而与得失电子的数目无关。
1.(2025·河南商丘期中联考)根据下列反应判断物质的氧化性强弱,其中排序正确的是(　　)
①2Fe3++2I-2Fe2++I2
②2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
③2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O
[A] Fe3+>H2O2>Mn
[B] Fe3+>H2O2>I2
[C] I2>H2O2>Fe3+
[D] Mn>H2O2>I2
2.(2025·江苏梅村高级中学期中)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中可能发生的是(　　)
[A] 3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3
[B] I2+2KCl2KI+Cl2
[C] Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O
[D] 3FeCl2+I22FeCl3+FeI2
氧化还原反应中性质强弱问题比较思路:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂,联合对比自成序。
[footnoteRef:0]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以常见无机试剂硫酸锰的性质探究为素材,考查氧化还原反应基本概念的辨析、判断,物质氧化性和还原性的判断、比较及实验现象的预测、分析、处理等。
素养立意:通过对氧化还原反应基本概念的辨析、判断的考查,促进“变化观念”化学核心素养的发展;通过对题目信息的迁移应用,实验现象的分析、预测,培养“宏观辨识与微观探析”核心素养。
解题路径:
]
硫酸锰(MnSO4)是近白色的晶体,易溶于水,可用于生产制备各种锰盐;是重要的微量元素肥料,是植物合成叶绿素的催化剂,也用于电池、冶炼催化剂、分析试剂、媒染剂、添加剂。为探究MnSO4的性质,现取一定量的酸性MnSO4溶液,向其中依次加入下列物质,对应现象如下表所示:
步骤 步骤1 步骤2 步骤3
试剂 适量NaBiO3 过量的H2O2溶液 适量KI-淀粉混合液
实验 现象 溶液变 紫红色 紫红色消失, 产生气泡 现象X
已知:
①金属元素铋(Bi)价态为+3时较稳定。
②铋酸钠(NaBiO3)无色,难溶于水,高锰酸根离子(Mn)呈紫红色。
③淀粉溶液遇到I2变成蓝色。
④查阅资料获取了两种制取MnSO4的方法:
制取方法一:2MnO2+2H2SO42MnSO4+O2↑+2H2O
制取方法二:MnO2+Na2SO3+H2SO4MnSO4+Na2SO4+H2O
⑤上面探究实验中步骤1制取了KMnO4,查资料发现工业上还有另一种制取方法,即先制取锰酸钾,再用锰酸钾制取高锰酸钾。锰酸钾的制取原理:2MnO2+4KOH+O2(空气)2K2MnO4+2H2O。
(1)步骤1的氧化产物为　　　　(填“Bi3+”或“Mn”)。
(2)步骤2中过量的H2O2可以氧化KI,则步骤3对应的现象X为　　　　　　　　。
(3)由上述现象可得上述反应中物质的氧化性由强到弱的顺序为
NaBiO3>　　　(填“H2O2”或“Mn”,下同)>　　　>I2。
(4)根据上述结论,推断下列离子反应可能发生且书写正确的是　　　(填字母)。
A.Bi3++H2O2+H2OBi+4H+
B.NaBiO3+2I-+6H+Na++I2+Bi3++3H2O
C.5I2+2Mn2++16OH-2Mn+10I-+8H2O
(5)制取MnSO4的反应中MnO2表现了较强的　　 　性,而在利用MnO2制取K2MnO4的反应中MnO2表现了　　　性。分析MnO2在制备硫酸锰、锰酸钾这两个反应中表现的性质及反应条件,你对物质的氧化性、还原性有什么新的认识 　 　 。
(5)氧化　还原　物质表现氧化性还是表现还原性还受到反应体系酸碱性的影响
(2)过量的H2O2可以氧化KI生成I2,淀粉遇I2变蓝。
(3)根据题给步骤1现象知,NaBiO3作氧化剂氧化Mn2+,Mn为氧化产物;根据题给步骤2现象知,Mn作氧化剂氧化H2O2;根据(2)知,H2O2作氧化剂氧化I-,I2为氧化产物。综上可得氧化性由强到弱的顺序为NaBiO3>Mn>H2O2>I2。
(4)可根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性来判断题给选项中的离子方程式是否正确,违背此规律的反应不能发生。根据(3)中氧化性强弱顺序NaBiO3>Mn>H2O2>I2进行判断。A项,H2O2中O的化合价降低,作氧化剂,Bi为氧化产物,不符合上述氧化性强弱规律;B项,NaBiO3中Bi的化合价降低,作氧化剂,I2为氧化产物,符合上述氧化性强弱规律;C项,I2中I的化合价降低,作氧化剂,Mn为氧化产物,不符合上述氧化性强弱规律。
(5)由化合价变化判断MnO2在酸性条件下表现氧化性,碱性条件下被氧化,表现还原性。
(时间:30分钟　分值:70分)
(选择题1～14题,每小题3分,共42分)
(一)氧化剂、还原剂的判断
1.下列关于氧化剂和还原剂的理解正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中氧化剂一定被还原
[B] 在氧化还原反应中,还原剂中所有元素的化合价一定升高
[C] FeCl2在氧化还原反应中只能作还原剂
[D] Cl-在化学反应中都作还原剂
2.有关Si(粗硅)+2Cl2SiCl4,下列说法正确的是(　　)
[A] Si是氧化剂 [B] Cl2是还原剂
[C] Si失去电子 [D] Cl2发生氧化反应
3.(2025·辽宁沈阳二中月考)下列变化中,必须加入适当的还原剂才能实现的是(　　)
①K2Cr2O7→CrCl3;②SO3→H2SO4;③FeCl2→FeCl3;④CuO→Cu;⑤NaCl→Cl2。
[A] ①④ [B] ②④
[C] ①③⑤ [D] ①③④
4.(2025·江苏南京外国语学校月考)四氧化二氮和肼常用作火箭发射的推进剂,发生反应:
N2O4+2N2H43N2+4H2O。下列关于该反应的说法错误的是(　　)
[A] 肼中N化合价为-2价,肼表现还原性
[B] N2O4为氧化剂,发生还原反应
[C] 每生成3个N2转移8个电子
[D] 氧化产物与还原产物的质量之比为1∶2
而N2H4被氧化得到的N2为氧化产物,即反应中氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1,
D错误。
(二)氧化性、还原性强弱规律
5.(2024·江苏南京十二中月考)已知:Ni+CuSO4NiSO4+Cu,Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+
2Ag。则下列判断正确的是(　　)
[A] 还原性:Ni>Cu>Ag
[B] 氧化性:Ni2+>Cu2+>Ag+
[C] 还原性:Ni[D] 氧化性:Ni2+>Ag+>Cu2+
6.(2024·辽宁沈阳月考)PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
[A] Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
[B] 10Cl-+2Mn+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O
[C] 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
[D] 5Pb2++2Mn+2H2O5PbO2+2Mn2++4H+
Cl2为氧化剂,Fe3+为氧化产物,即氧化性:Cl2>Fe3+,该反应在溶液中能发生,C正确;该反应中Mn为氧化剂,PbO2为氧化产物,可得氧化性:Mn>PbO2,与已知氧化性矛盾,D错误。
7.根据反应①Fe+Cu2+Fe2++Cu;②2Fe3++CuCu2++2Fe2+;③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;④MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+2H2O+Mn2+。可以判断出各粒子的氧化性由强到弱的顺序正确的是(　　)
[A] MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[B] Cl2>MnO2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[C] Cl2>Fe3+>MnO2>Cu2+>Fe2+
[D] MnO2>Cl2>Cu2+>Fe3+>Fe2+
③Cl2>Fe3+;④MnO2>Cl2,所以氧化性由强到弱的顺序正确的是MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+。
8.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是(　　)
H2SO3+I2+H2O2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+
[A] HI>FeCl2>H2SO3>NO
[B] FeCl2>HI>H2SO3>NO
[C] NO>FeCl2>H2SO3>HI
[D] H2SO3>HI>FeCl2>NO
4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3中,氮元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,则FeCl2是还原剂,NO是还原产物,还原性FeCl2>NO。所以物质的还原性由强到弱的顺序是H2SO3>HI>FeCl2>NO,故选D。
综合应用
9.吸入人体的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧会加速人体衰老。科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,下列有关此过程中Na2SeO3的说法正确的是(　　)
[A] 作还原剂
[B] Na2SeO3中硒元素的化合价为+6价
[C] 既作还原剂又作氧化剂
[D] 作氧化剂
Na2SeO3中硒元素的化合价为+4价,故A正确。
10.(2025·江苏无锡江阴月考)氮化铝(AlN)是一种具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质的物质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。下列叙述正确的是(　　)
[A] 在该反应中,N2是氧化剂,Al2O3是还原剂
[B] 该反应中氧化产物与还原产物的个数比是3∶2
[C] 在该反应中,每当生成2个AlN,N2失去 6个电子
[D] 碳元素化合价升高,所以C被还原
11.某同学在做实验时引发了镁失火,他立即拿起二氧化碳灭火器欲把火扑灭,却被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧,发生反应2Mg+CO22MgO+C。下列关于该反应的判断正确的是(　　)
[A] 镁元素的化合价由0价升高到+2价,所以MgO是还原产物
[B] 由此反应可以判断氧化性:CO2>MgO,还原性:Mg>C
[C] CO2为氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
[D] 镁原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目
是氧化产物,错误;B项,根据氧化还原反应的规律可知,物质的氧化性:CO2>MgO,还原性:
Mg>C,正确;C项,碳元素化合价降低,CO2为氧化剂,表现氧化性,发生还原反应,错误;D项,反应中镁、碳元素化合价发生变化,镁原子失去的电子数目等于碳原子得到的电子数目,错误。
12.若能发生如下反应:①2Br+Cl2Br2+2Cl;②Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O;
③2FeCl2+Cl22FeCl3。根据上述反应,判断下列结论错误的是(　　)
[A] Cl2在反应①③中均作氧化剂
[B] Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
[C] 氧化性强弱的顺序为Br>Cl>Cl2>Fe3+
[D] 反应③中消耗1个Cl2,转移2个电子
③Cl2>Fe3+,综上可知氧化性:Br>Cl>Cl2>Fe3+,C正确;反应③中Cl2中氯元素化合价由0价降低到-1价,即消耗1个Cl2,转移2个电子,D正确。
13.已知某反应中反应物与生成物有KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。Na2SO3是其中的反应物之一。下列说法不正确的是(　　)
[A] 该未知物X为Na2SO4
[B] 该反应的氧化剂是KIO3
[C] 由反应可知还原性强弱顺序为Na2SO3>I2
[D] 该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3→I2
14.实验室中可利用H2O2分解制备氧气,为加快H2O2的分解,可加入FeCl3。该反应的反应机理可表示为①H2O2+2Fe3+2Fe2++O2↑+2H+;②2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。下列说法正确的是(　　)
[A] H2O2在①中是氧化剂,在②中是还原剂
[B] Fe2+在①中是还原产物,在②中是氧化产物
[C] 两个反应的总反应是2H2O22H2O+O2↑
[D] 由上述两个反应可知,Fe2+是H2O2分解的催化剂
15.(13分)(2025·湖南长沙明德中学期中)回答下列问题。
(1)维生素C又被称为“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+　　　　(完善方程式,填化学式和化学计量数);在该反应中氧化剂是　　　　(填化学式,下同),还原剂是　　　　,氧化剂和还原剂的化学计量数之比是　　　　。
(3)对于反应NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,生成5分子N2,转移电子的数目为　　　　(3分)。
(2)根据元素守恒,可补全该化学方程式为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑;反应中N、S的化合价均降低,则S和KNO3均作氧化剂,反应中C的化合价升高,即C作还原剂;反应中氧化剂和还原剂的化学计量数均为3,则两者的化学计量数之比为1∶1。
(3)由反应中N的化合价变化可知,每生成1分子N2,转移3个电子,则生成5分子N2时,转移电子数目为3×5=15。
16.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
(1)Ⅰ、Ⅱ中发生反应的氧化剂分别是　　　　、　　　　。　
(2)Ⅰ中反应的还原产物是　　　　。
(3)流程中气体a是　　　　。
(4)ClO2是一种高效水处理剂,可用NaClO2和稀盐酸为原料制备:5NaClO2+4HCl5NaCl+4ClO2↑+2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的粒子数之比是　　　　(3分)。
②研究表明:在上述过程中会发生副反应NaClO2+4HClNaCl+2Cl2↑+2H2O,若反应开始时盐酸浓度越大,则气体产物中Cl2的含量越大。请推测其原因是 　 (4分)。
(2)ClO2
(3)O2
(4)①1∶4　②盐酸浓度越大,溶液酸性越强,Cl-的还原性和Cl的氧化性均增强,生成Cl2的量增多
(3)Ⅱ中ClO2被还原,则H2O2被氧化,故气体a应为O2。
(4)①NaClO2既作氧化剂又作还原剂,其中1个NaClO2作氧化剂,转化为1个NaCl,转移4个电子,4个NaClO2作还原剂,转化为4个ClO2,转移4个电子,故氧化剂与还原剂的粒子数之比为1∶4。
②反应NaClO2+4HClNaCl+2Cl2↑+2H2O中,NaClO2作氧化剂,HCl部分作还原剂,反应开始时,盐酸浓度越大,气体产物中Cl2的含量越大,可能的原因是溶液酸性增强,导致Cl的氧化性增强,Cl-的还原性增强。(共99张PPT)
第三节　氧化还原反应
第1课时　氧化还原反应
1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应,能从宏观和
微观相结合的角度理解、判断氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。2.通过多角度分析已学习的化学反应,联想化学反应分类新视角,能从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。3.通过基于化合价的变化与电子转移的相关性从微观上认识氧化还原反应的本质,能用线桥法正确表示氧化还原反应中的电子转移。
多角度认识氧化还原反应
学习任务1
物质 反应物 发生的反应
得氧物质 反应
失氧物质 反应
结论 氧化反应:在化学反应中 氧的反应; 还原反应:在化学反应中 氧的反应; 氧化还原反应:一种物质得到氧发生氧化反应,同时另一种物质失去氧发生还原反应的反应 一、从三个角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
C、CO
氧化
CuO、Fe2O3
还原
得到
失去
2.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应
(1)
升高
降低
(2)
升高
降低
对以上两个化学方程式进行元素化合价变化分析得出结论。
氧化反应:物质所含元素化合价 的反应,如CO→CO2、Fe →FeSO4;
还原反应:物质所含元素化合价 的反应,如Fe2O3→Fe、CuSO4→Cu;
氧化还原反应:反应前后有 发生变化的反应。
升高
降低
元素化合价
对方程式进行物质电子转移分析得出结论。
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;
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。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
失去
得到
对化学方程式进行物质电子转移分析得出结论。
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。
偏离
偏向
③氧化反应:元素的原子 电子(或共用电子对 )的反应;
还原反应:元素的原子 电子(或共用电子对 )的反应;
氧化还原反应:存在电子转移的反应
4.氧化还原反应的本质和特征
本质: (电子得失或共用电子对偏移)。
特征:元素 升降——判断氧化还原反应的依据。
失去
偏离
得到
偏向
电子转移
化合价
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示例
化合反应
是
化合反应
否
分解反应
否
分解反应
是
复分解反应
否
复分解反应
否
置换反应
是
置换反应
是
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示意图
置换
复分解
[示例] 下列反应属于氧化还原反应的有 (填序号,下同);属于化合反应且不属于氧化还原反应的有 ;置换反应有 ;复分解反应有 。
①②④
⑤
②
③
探究1　氧化还原反应的判据(特征)
暖宝宝又叫暖贴,是生活中常用的一种取暖用品,由原料层、明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的,在使用时,去掉不透气的外袋,让内袋
(无纺布袋)暴露在空气里,空气中的氧气通过透气膜进入原料层。放热的时间和温度是通过透气膜的透氧速率进行控制的。
查阅资料发现暖宝宝发热过程中主要涉及以下反应:
问题1:暖宝宝发热过程中的3个反应是否是氧化还原反应 你判断的依据是什么
提示:反应①②是氧化还原反应;判断依据是反应中铁元素和氧元素的化合价发生了变化。
问题2:在你判断出的氧化还原反应中,哪些物质发生了氧化反应 哪些物质发生了还原反应
提示:反应①中Fe发生了氧化反应,O2发生了还原反应;反应②中Fe(OH)2发生了氧化反应,O2发生了还原反应。
问题3:有单质参加(或生成)的反应是否一定是氧化还原反应
探究2　氧化还原反应的本质
为探究氧化还原反应的本质,某化学兴趣小组利用暖宝宝反应原理展开了进一步探究。
通过阅读成分(图甲)、查阅资料,他们用煮沸(排除O2)过的氯化钠溶液设计了如下装置(图乙),烧杯用保鲜膜封闭,装置连接后微电流传感器示数为0,吹入空气后,显示有10～15 mA电流。
问题4:金属导线导电的原理是什么 吹入空气后线路中有电流通过说明什么
提示:金属依靠自由移动的电子导电;线路中有电流通过说明吹入空气后发生的反应有电子转移。
问题5:实验证明氧化还原反应的微观实质是什么
提示:电子转移。
问题6:暖宝宝能作为取暖工具说明发生氧化还原反应时伴随物质变化同时还发生了什么变化 能否举出相似的实例
提示:同时发生了能量变化;如碳燃烧可以发光并放出大量的热。
归纳拓展
1.氧化还原反应的判据
(1)根据元素化合价变化。
归纳拓展
(2)根据氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。
归纳拓展
2.氧化还原反应的特征与本质
3.根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移
元素化合价升高 原子或离子失电子 发生氧化反应
元素化合价降低 原子或离子得电子 发生还原反应
题点一　氧化还原反应的概念与判断
1.(2025·江苏常州高级中学月考)下列不属于氧化还原反应的是(　　)
D
【解析】 A项,KClO3中Cl、O的化合价发生改变,B项,Cl2中Cl的化合价发生改变,C项,Na2O2中O、SO2中S的化合价均发生改变,都属于氧化还原反应;
D项,所有元素的化合价都没有发生变化,即不属于氧化还原反应。
2.下列有关生产、生活中所涉及的化学反应,属于氧化还原反应的是(　　)
[A] 将生石灰与水混合得到熟石灰
[B] 向硫酸铜溶液中加入铁粉进行“湿法炼铜”
[C] 碳铵(NH4HCO3)保存不当,受热发生分解
[D] 用氢氧化铝治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症
B
题点二　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。则下列化学反应中属于区域3的是(　　)
A
4.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(　　)
B
5.(2025·湖南郴州月考)下列对于各反应的反应类型判断不正确的是(　　)
C
【解析】 A项,是化合反应,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,正确;
B项,是分解反应,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,正确;C项,两种化合物生成一种单质和一种化合物,不属于置换反应,但有元素化合价变化,属于氧化还原反应,不正确;D项,属于复分解反应,但不属于氧化还原反应,
正确。
题点三　氧化还原反应的本质
6.氧化还原反应的本质是(　　)
[A] 原子的重新组合
[B] 电子的得失或共用电子对的偏移
[C] 氧原子的得失
[D] 元素化合价的升降
B
【解析】 氧化还原反应的特征为元素化合价的升降,本质是电子的得失或者共用电子对的偏移,故B符合题意。
7.(2025·北京中关村中学期中)下列叙述正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中得电子的物质,化合价升高
[B] 氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质必然被还原
[C] 没有元素化合价升降的反应,一定不是氧化还原反应
[D] 氧化还原反应都是有单质参加的反应
C
【解析】 氧化还原反应中得电子的物质,化合价降低,A错误;氧化还原反应中可能是同一种物质既被氧化又被还原,B错误;氧化还原反应中一定有元素化合价变化,即没有元素化合价升降的反应,一定不是氧化还原反应,C正确;氧化还原反应不一定有单质参加,如有些化合物间的化合反应也属于氧化还原反应,D错误。
模型认知
几种常见变价元素的化合价
元素 常见化合价及实例
H +1:H+　0:H2　-1:NaH
C +4:CO2　+2:CO　0:C　-4:CH4
N +5:HNO3　+4:NO2　+3:HNO2
+2:NO　+1:N2O　-3:NH3
O 0:O2　-1:H2O2　-2:H2O
模型认知
学会氧化还原反应中电子转移的表示方法
学习任务2
1.双线桥法
表示反应前后同一元素的原子由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
示例:
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,箭头跨过等号,箭尾指向生成物,两桥一般一上一下。
(2)必须注明“得到”或“失去”。
(3)电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化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或b等于1时,省略。
2.单线桥法
表示反应过程中被氧化的元素原子与被还原的元素的原子之间电子转移情况。
示例:
注意事项:
(1)要用箭头标明电子转移的方向:箭头由反应物中失电子元素原子指向反应物中得电子元素原子,箭头不跨过等号。
(2)不需要标明“得到”或“失去”。
(3)只标明电子转移总数。
提示:
探究　氧化还原反应中电子转移的表示方法
下面是几名同学对氧化还原反应中电子转移方向和数目的分析:
问题1:他们的分析是否正确 如果不正确,错在何处
提示:(1)不正确。4HCl→Cl2,应失去2×e-。(2)不正确。Fe→FeCl2,应失去2e-,
2HCl→H2,应得到2×e-。(3)正确。(4)不正确。WO3→W,应被还原,
3H2→3H2O,应被氧化。
问题2:请用单线桥法表示反应(1)和(4)电子转移的方向和数目。
问题3:结合以上分析,你发现双线桥上表示的电子总数有何关系 此数目与单线桥上的电子数目有何关系 氧化还原反应中的电子转移及元素化合价变化有何定量关系
提示:双线桥上得、失电子总数相等且等于单线桥上的电子转移数;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,则该元素的化合价降低,而且得到电子的数目与化合价降低的数值相等,并且化合价升高总数等于降低总数,等于反应过程中电子转移总数,即被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
归纳拓展
1.双线桥法的基本步骤
归纳拓展
2.单线桥法的基本步骤
1.(2025·江苏苏州星海实验高级中学)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是(　　)
C
【解析】 A项,2个CO参与反应,失去2×2e-,1个O2参与反应,得到2×2e-,错误;
B项,“失去”和“得到”标错位置,错误;C项,Cu失去2e-,H2SO4中S得到2e-,且单线桥从失电子元素指向得电子元素,正确;D项,2个Na反应失去2×e-,2个H2O生成1个H2得到2×e-,电子转移数错误,错误。
请回答下列问题。
(1)上述反应中,　　元素的化合价升高,则该元素的原子　　　 　(填“得到”或“失去”)电子,而　　元素的化合价降低,则该元素的原子被　 　(填“氧化”或“还原”)。
(2)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目:
　。
铝
失去
氮
还原
用双线桥法表示上述反应中电子得失的方向和数目:
　。
【解析】 在题述反应中铝元素由0价升高到+3价,化合价升高,Al失去电子,被氧化;氮元素由+5 价降低到0价,化合价降低, HNO3得到电子,被还原。
知识整合
氧化还原反应
氮氧化物是造成大气污染的主要气体。汽车内燃机工作时燃烧产生的高温可引起氮气和氧气反应生成NO,而使汽车尾气中含有NO、NO2等污染物,同时汽油不完全燃烧会产生CO等。在点燃式汽油发动机的排气管中安装催化转化器,可有效将NO、NO2、CO等转化为无污染的气体。
(1)如图为在催化转化器作用下NO、CO转化为无污染气体的微观示意图。下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A.该反应属于氧化还原反应
B.甲和丙中同种元素化合价不可能相等
C.丁物质一定是非金属单质
D.配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2
B
【解析】 (1)由微观示意图可知,反应中有单质丁生成,因此一定为氧化还原反应,根据元素守恒,丁一定是非金属单质且是无污染的气体,可以推得丁为N2,甲、乙中均含-2价氧元素,由此分析可得B不正确。
(2)结合图示写出NO被CO还原的化学方程式: 　 　　　　　　 　　　　　。试着写出NO2被CO还原的化学方程式:　 ,
该反应与四种基本反应类型的关系,应在图示中的　　　　区。
2
(3)分别用单线桥法和双线桥法标出上述反应中电子转移的方向和数目:
　。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以催化转化器处理汽车尾气为素材,考查氧化还原反应的概念、实质及表示方法。
素养立意:通过从微观角度判断反应的类型及物质变化,促进宏观辨识与微观探析的核心素养发展,认同化学为人类发展所作的贡献,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考路径:
(时间:30分钟　分值:65分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)多角度认识氧化还原反应
1.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生活中。下列有关描述不涉及氧化还原反应的是(　　)
[A] 做饭的铁锅出现铁锈
[B] 用天然气烧水
[C] 面包久置发霉
[D] 用醋酸除去水垢[主要成分是CaCO3、Mg(OH)2]
D
【解析】 铁锅生铁锈,铁发生氧化还原反应,故A错误;CH4燃烧生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应,故B错误;面包久置发霉,是被空气中的氧气氧化,属于氧化还原反应,故C错误;用醋酸除去水垢,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,故D正确。
2.(2025·江苏南京南航附中期中)下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是(　　)
A
【解析】 四个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,其中A～C项反应分别属于置换反应、分解反应、化合反应,而D项反应不属于四种基本反应类型。
3.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:
D
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TiO2被氧化
[D] 反应②中金属镁被氧化
【解析】 反应①中没有单质生成,不是置换反应,故A错误;反应②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,属于置换反应,故B错误;反应①,TiO2中钛、氧元素化合价都不变,TiO2既没有被氧化也没有被还原,故C错误;反应②中镁元素化合价升高,金属镁被氧化,故D正确。
4.下列关于氧化还原反应说法不正确的是(　　)
[A] 化合反应可能是氧化还原反应
[B] 分解反应一定是氧化还原反应
[C] 置换反应一定是氧化还原反应
[D] 复分解反应一定不是氧化还原反应
B
【解析】 氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系如图所示,故B项不正确。
(二)氧化还原反应中电子转移的表示方法
5.(2025·山东济南月考)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(　　)
C
6.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式正确的是(　　)
B
【解析】 A项,电子得失标反,应该为锌原子失去电子,氢原子得到电子,错误;
B项,氯气中氯元素部分由0价降低到-1价,部分升高到+1价,正确;C项,电子转移数目忘记乘2,错误;D项,电子转移数目错误,1个铜原子失去2个电子,错误。
7.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　　)
B
【解析】 电子转移的表示方法有单线桥法、双线桥法。单线桥法为线桥由还原剂指向氧化剂,线桥上写上转移的电子数;双线桥法为一条线桥从氧化剂指向还原产物,桥上注明“得到ne-”,另一条线桥从还原剂指向氧化产物,桥上注明“失去ne-”。A、C是双线桥法,A中Si得到电子,C失去电子,C中Zn失去电子,H得到电子,故A、C错误;B、D是单线桥法,线桥应从还原剂指向氧化剂,故D错误,B正确。
8.(2025·四川遂宁期中)“宏观辨识—微观探析—符号表征”是化学学习的重要方法。某化学反应的微观示意图如下,下列分析错误的是(　　)
[A] 分析反应类型:该反应属于氧化还原反应
[B] 分析物质种类:图中反应物均为电解质
[C] 分析反应价值:该反应可以为生活、生产提供能量
综合应用
B
[A] 该反应属于化合反应,但不属于氧化还原反应
[B] 该反应中碳元素的化合价发生了变化
[C] 该反应中铜元素失去电子,被还原,发生还原反应
[D] 该反应中氧元素化合价降低,说明反应中氧气得电子
D
【解析】 在题给反应中,铜元素的化合价由0价变成+2 价,失去电子,被氧化;氧元素的化合价由0价变成-2价,得到电子,被还原,其余元素的化合价都没有发生变化。
10.下列盐酸参与的反应中,HCl被氧化的是(　　)
D
【解析】 A和C不属于氧化还原反应;B中HCl作氧化剂,被还原;D中HCl中部分Cl由-1价被氧化生成0价的Cl2。
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目不正确的是(　　)
A
12.下列反应中,既是氧化还原反应又是离子反应的是(　　)
[A] Fe与CuCl2溶液
[B] NaOH溶液与CuSO4溶液
[C] 盐酸与生石灰
[D] Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液
A
【解析】 Fe与CuCl2溶液发生置换反应生成FeCl2、Cu,该反应属于氧化还原反应;该反应在溶液中进行,有离子参加与生成,因此该反应又是离子反应,A符合题意;B、C、D项中的反应在反应过程中元素化合价都不变,因此反应不属于氧化还原反应,B、C、D不符合题意。
13.(2025·江苏苏州吴江高级中学月考)纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
B
[C] 两个转化过程都发生了氧化还原反应
[D] Fe3O4为整个过程的催化剂
14.(14分)(2025·四川内江六中月考)回答下列问题。
(1)野外焊接铁轨常常采用铝热反应。
置换反应
降低
得到
Al
Fe2O3
(2)(4分)用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
(1)生成物A的化学式是　　　　　　。
(2)该反应中发生氧化反应的物质是　 　 ,理由是
　。
(3)若生成4分子NH3,转移电子数为　 。
(4)(4分)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目:
　。
KHCO3
KCN
KCN中碳元素化合价
由+2价升高为+4价
8第三节　氧化还原反应
第1课时　氧化还原反应
[学习目标]　1.从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应,能从宏观和微观相结合的角度理解、判断氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。2.通过多角度分析已学习的化学反应,联想化学反应分类新视角,能从化合价变化和电子转移的角度认识并判断氧化还原反应。3.通过基于化合价的变化与电子转移的相关性从微观上认识氧化还原反应的本质,能用线桥法正确表示氧化还原反应中的电子转移。
学习任务1　多角度认识氧化还原反应
一、从三个角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应
以2CuO+C2Cu+CO2↑、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2为例。
物质 反应物 发生的反应
得氧物质 C、CO 氧化反应
失氧物质 CuO、Fe2O3 还原反应
结论 氧化反应:在化学反应中得到氧的反应; 还原反应:在化学反应中失去氧的反应; 氧化还原反应:一种物质得到氧发生氧化反应,同时另一种物质失去氧发生还原反应的反应
2.从元素化合价变化的角度认识氧化还原反应
(1)
(2)
对以上两个化学方程式进行元素化合价变化分析得出结论。
氧化反应:物质所含元素化合价升高的反应,如CO→CO2、Fe →FeSO4;
还原反应:物质所含元素化合价降低的反应,如Fe2O3→Fe、CuSO4→Cu;
氧化还原反应:反应前后有元素化合价发生变化的反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
①2Na+Cl22NaCl
对方程式进行物质电子转移分析得出结论。
钠元素化合价升高,是因为钠原子失去电子,Na发生氧化反应,被氧化;
氯元素化合价降低,是因为氯原子得到电子,Cl2发生还原反应,被还原。
②H2+Cl22HCl
对化学方程式进行物质电子转移分析得出结论。
氢元素化合价升高,是因为共用电子对偏离氢原子,H2发生氧化反应,被氧化;
氯元素化合价降低,是因为共用电子对偏向氯原子,Cl2发生还原反应,被还原。
③氧化反应:元素的原子失去电子(或共用电子对偏离)的反应;
还原反应:元素的原子得到电子(或共用电子对偏向)的反应;
氧化还原反应:存在电子转移的反应
4.氧化还原反应的本质和特征
本质:电子转移(电子得失或共用电子对偏移)。
特征:元素化合价升降——判断氧化还原反应的依据。
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
1.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示例
反应实例 基本反应类型 是否为氧化还原反应
2Cu+O22CuO 化合反应 是
CaO+H2OCa(OH)2 化合反应 否
CaCO3CaO+CO2↑ 分解反应 否
2H2O22H2O+O2↑ 分解反应 是
FeCl3+3NaOHFe(OH)3↓+3NaCl　 复分解反应 否
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 复分解反应 否
Fe+2HClFeCl2+H2↑ 置换反应 是
Fe+CuSO4FeSO4+Cu 置换反应 是
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系示意图
[示例] 下列反应属于氧化还原反应的有①②④(填序号,下同);属于化合反应且不属于氧化还原反应的有⑤;置换反应有②;复分解反应有③。
①2Fe+3Cl22FeCl3;
②Cl2+2NaBr2NaCl+Br2;
③2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑;
④MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
⑤CaO+H2OCa(OH)2。
探究1　氧化还原反应的判据(特征)
　　　暖宝宝又叫暖贴,是生活中常用的一种取暖用品,由原料层、明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的,在使用时,去掉不透气的外袋,让内袋(无纺布袋)暴露在空气里,空气中的氧气通过透气膜进入原料层。放热的时间和温度是通过透气膜的透氧速率进行控制的。
查阅资料发现暖宝宝发热过程中主要涉及以下反应:
①2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2
②4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
③2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
问题1:暖宝宝发热过程中的3个反应是否是氧化还原反应 你判断的依据是什么
问题2:在你判断出的氧化还原反应中,哪些物质发生了氧化反应 哪些物质发生了还原
反应
问题3:有单质参加(或生成)的反应是否一定是氧化还原反应
探究2　氧化还原反应的本质
　　　为探究氧化还原反应的本质,某化学兴趣小组利用暖宝宝反应原理展开了进一步探究。
　　通过阅读成分(图甲)、查阅资料,他们用煮沸(排除O2)过的氯化钠溶液设计了如下
装置(图乙),烧杯用保鲜膜封闭,装置连接后微电流传感器示数为0,吹入空气后,显示有10～15 mA电流。
问题4:金属导线导电的原理是什么 吹入空气后线路中有电流通过说明什么
问题5:实验证明氧化还原反应的微观实质是什么
问题6:暖宝宝能作为取暖工具说明发生氧化还原反应时伴随物质变化同时还发生了什么变化 能否举出相似的实例
1.氧化还原反应的判据
(1)根据元素化合价变化。
(2)根据氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。
2.氧化还原反应的特征与本质
3.根据化合价变化分析氧化还原反应中的电子转移
元素化合价升高 原子或离子失电子 发生氧化反应
元素化合价降低 原子或离子得电子 发生还原反应
题点一　氧化还原反应的概念与判断
1.(2025·江苏常州高级中学月考)下列不属于氧化还原反应的是(　　)
[A] 2KClO32KCl+3O2↑
[B] Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
[C] Na2O2+SO2Na2SO4
[D] 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
2.下列有关生产、生活中所涉及的化学反应,属于氧化还原反应的是(　　)
[A] 将生石灰与水混合得到熟石灰
[B] 向硫酸铜溶液中加入铁粉进行“湿法炼铜”
[C] 碳铵(NH4HCO3)保存不当,受热发生分解
[D] 用氢氧化铝治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症
题点二　氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示。则下列化学反应中属于区域3的是(　　)
[A] 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
[B] 2HgO2Hg+O2↑
[C] 4Li+O22Li2O
[D] Fe+CuSO4FeSO4+Cu
CuSO4FeSO4+Cu为置换反应,且是氧化还原反应,应该处于区域4。
4.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] 3Fe+2O2Fe3O4
[B] CO+CuOCu+CO2
[C] AgNO3+NaClAgCl↓+NaNO3
[D] 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
5.(2025·湖南郴州月考)下列对于各反应的反应类型判断不正确的是(　　)
[A] CO2+H2OH2CO3化合反应,不是氧化还原反应
[B] Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O分解反应,不是氧化还原反应
[C] CuO+COCu+CO2置换反应,氧化还原反应
[D] MgCO3+H2SO4MgSO4+CO2↑+H2O复分解反应,不是氧化还原反应
题点三　氧化还原反应的本质
6.氧化还原反应的本质是(　　)
[A] 原子的重新组合
[B] 电子的得失或共用电子对的偏移
[C] 氧原子的得失
[D] 元素化合价的升降
7.(2025·北京中关村中学期中)下列叙述正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中得电子的物质,化合价升高
[B] 氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质必然被还原
[C] 没有元素化合价升降的反应,一定不是氧化还原反应
[D] 氧化还原反应都是有单质参加的反应
　几种常见变价元素的化合价
元素 常见化合价及实例
H +1:H+　0:H2　-1:NaH
C +4:CO2　+2:CO　0:C　-4:CH4
N +5:HNO3　+4:NO2　+3:HNO2 +2:NO　+1:N2O　-3:NH3
O 0:O2　-1:H2O2　-2:H2O
S +6:H2SO4、SO3 +4:SO2 0:S -2:H2S
Cl +7:HClO4　+5:KClO3　+3:HClO2 +1:HClO　0:Cl2　-1:Cl-
Fe +3:Fe3+　+2:Fe2+
Mn +7:Mn　+6:Mn +4:MnO2　+2:Mn2+
学习任务2　学会氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
表示反应前后同一元素的原子由反应物转化为生成物时电子转移的情况。
示例:
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,箭头跨过等号,箭尾指向生成物,两桥一般一上一下。
(2)必须注明“得到”或“失去”。
(3)电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化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或b等于1时,省略。
2.单线桥法
表示反应过程中被氧化的元素原子与被还原的元素的原子之间电子转移情况。
示例:
注意事项:
(1)要用箭头标明电子转移的方向:箭头由反应物中失电子元素原子指向反应物中得电子元素原子,箭头不跨过等号。
(2)不需要标明“得到”或“失去”。
(3)只标明电子转移总数。
[示例]分别用双线桥、单线桥表示反应Fe2O3+3H22Fe+3H2O的电子转移。
探究　氧化还原反应中电子转移的表示方法
下面是几名同学对氧化还原反应中电子转移方向和数目的分析:
(1)
(2)
(3)
(4)
问题1:他们的分析是否正确 如果不正确,错在何处
问题2:请用单线桥法表示反应(1)和(4)电子转移的方向和数目。
(4)。
问题3:结合以上分析,你发现双线桥上表示的电子总数有何关系 此数目与单线桥上的电子数目有何关系 氧化还原反应中的电子转移及元素化合价变化有何定量关系
1.双线桥法的基本步骤
2.单线桥法的基本步骤
1.(2025·江苏苏州星海实验高级中学)下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D]
2.饮用水中的N对人体健康会产生危害,为了减小饮用水中N的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将N还原为N2,其化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH+
18H2O10Na[Al(OH)4]+3N2↑。
请回答下列问题。
(1)上述反应中,　　　　元素的化合价升高,则该元素的原子　　　　(填“得到”或“失去”)电子,而　　　　元素的化合价降低,则该元素的原子被　　　　(填“氧化”或“还原”)。
(2)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目:　 。
(3)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+2NO↑+4H2O。
用双线桥法表示上述反应中电子得失的方向和数目: 　 。
(2)
(3)3
氧化还原反应
[footnoteRef:0]　　　　　　 　　　　　 　　　　　 [0:
命题解密与解题指导
情境解读:本题以催化转化器处理汽车尾气为素材,考查氧化还原反应的概念、实质及表示方法。
素养立意:通过从微观角度判断反应的类型及物质变化,促进宏观辨识与微观探析的核心素养发展,认同化学为人类发展所作的贡献,促进科学态度与社会责任核心素养发展。
思考路径:
]
氮氧化物是造成大气污染的主要气体。汽车内燃机工作时燃烧产生的高温可引起氮气和氧气反应生成NO,而使汽车尾气中含有NO、NO2等污染物,同时汽油不完全燃烧会产生CO等。在点燃式汽油发动机的排气管中安装催化转化器,可有效将NO、NO2、CO等转化为无污染的气体。
(1)如图为在催化转化器作用下NO、CO转化为无污染气体的微观示意图。下列说法不正确的是　　　 　(填字母)。
A.该反应属于氧化还原反应
B.甲和丙中同种元素化合价不可能相等
C.丁物质一定是非金属单质
D.配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2
(2)结合图示写出NO被CO还原的化学方程式: 　　　　　　 　　　　　　。试着写出NO2被CO还原的化学方程式:　 , 该反应与四种基本反应类型的关系,应在图示中的　　　　区。
(3)分别用单线桥法和双线桥法标出上述反应中电子转移的方向和数目: 　 。
(3) N2+2CO2、、 N2+4CO2、
(2)根据题目信息可知NO被CO还原为N2,而CO被氧化为CO2,化学方程式为2NO+
2CON2+2CO2;NO2被CO还原的化学方程式为2NO2+4CON2+4CO2;反应2NO2+4CON2+4CO2属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,应属于图示2区反应。
(时间:30分钟　分值:65分)
(选择题1～13题,每小题3分,共39分)
(一)多角度认识氧化还原反应
1.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于生活中。下列有关描述不涉及氧化还原反应的是(　　)
[A] 做饭的铁锅出现铁锈
[B] 用天然气烧水
[C] 面包久置发霉
[D] 用醋酸除去水垢[主要成分是CaCO3、Mg(OH)2]
2.(2025·江苏南京南航附中期中)下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于置换反应的是(　　)
[A] Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
[B] 2KClO32KCl+3O2↑
[C] H2+Cl22HCl
[D] CH4+2O2CO2+2H2O
3.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:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2Mg2MgCl2+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TiO2被氧化
[D] 反应②中金属镁被氧化
4.下列关于氧化还原反应说法不正确的是(　　)
[A] 化合反应可能是氧化还原反应
[B] 分解反应一定是氧化还原反应
[C] 置换反应一定是氧化还原反应
[D] 复分解反应一定不是氧化还原反应
(二)氧化还原反应中电子转移的表示方法
5.(2025·山东济南月考)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]
电子转移数目正确,但电子转移方向错误;D项,转移电子数为12,正确表示应为。
6.下列标明电子转移的方向和数目的化学方程式正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D] +2H2O
D项,电子转移数目错误,1个铜原子失去2个电子,错误。
7.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是(　　)
[A]
[B] 2NaOH+H2↑
[C]
[D]
综合应用
8.(2025·四川遂宁期中)“宏观辨识—微观探析—符号表征”是化学学习的重要方法。某化学反应的微观示意图如下,下列分析错误的是(　　)
[A] 分析反应类型:该反应属于氧化还原反应
[B] 分析物质种类:图中反应物均为电解质
[C] 分析反应价值:该反应可以为生活、生产提供能量
[D] 分析表示方法:该反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O
9.“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”这句歌词中,“铜绿”是指铜锈[Cu2(OH)2CO3],铜在潮湿的空气中生锈的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
[A] 该反应属于化合反应,但不属于氧化还原反应
[B] 该反应中碳元素的化合价发生了变化
[C] 该反应中铜元素失去电子,被还原,发生还原反应
[D] 该反应中氧元素化合价降低,说明反应中氧气得电子
10.下列盐酸参与的反应中,HCl被氧化的是(　　)
[A] NaOH+HClNaCl+H2O
[B] Fe+2HClFeCl2+H2↑
[C] CuO+2HClCuCl2+H2O
[D] MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
11.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目不正确的是(　　)
[A]
[B]
[C]
[D]
12.下列反应中,既是氧化还原反应又是离子反应的是(　　)
[A] Fe与CuCl2溶液
[B] NaOH溶液与CuSO4溶液
[C] 盐酸与生石灰
[D] Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液
13.(2025·江苏苏州吴江高级中学月考)纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)
[A] 过程Ⅰ的反应:2Fe3O46FeO+O2↑
[B] 过程Ⅱ的反应:2H2O2H2↑+O2↑
[C] 两个转化过程都发生了氧化还原反应
[D] Fe3O4为整个过程的催化剂
B不正确;过程Ⅰ、Ⅱ的反应中元素化合价变化,即两个转化过程都发生了氧化还原反应,
C正确;Fe3O4先参加反应,后又生成,则Fe3O4为整个过程的催化剂,D正确。
14.(14分)(2025·四川内江六中月考)回答下列问题。
(1)野外焊接铁轨常常采用铝热反应。
已知铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,该反应所属基本反应类型是　 ,在反应中铁元素的化合价　　　(填“升高”或“降低”),该元素的原子　　　　(填“失去”或“得到”)电子。发生氧化反应的是　　　　(填化学式,下同),发生还原反应的是　　　　。
(2)(4分)用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O
(2)
(2)结合反应中铁元素化合价由+3价升至+6价,氯元素化合价由+1价降至-1价,可用双线
桥法标出电子转移为。
15.(12分)氧化还原反应在矿石的冶炼中有非常重要的作用。过氧化氢(H2O2)可作为采矿业的废液消毒剂,如消除采矿废液中有剧毒的氰化钾(KCN,其中氮元素为-3价),化学方程式为KCN+H2O2+H2OA+NH3↑(已配平),请回答下列问题。
(1)生成物A的化学式是　　　　　　。
(2)该反应中发生氧化反应的物质是　　　　,理由是　 。
(3)若生成4分子NH3,转移电子数为　 。
(4)(4分)用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目: 　 。
(2)KCN　KCN中碳元素化合价由+2价升高为+4价
(3)8
(4)第2课时　氧化剂和还原剂
[学习目标]　1.通过构建和提炼氧化还原反应的模型,能从化学反应中元素化合价变化的视角认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。2.通过认识物质的氧化性、还原性并建立判断物质氧化性、还原性强弱的“思维模型”,能分析、预测物质具有的氧化性或还原性,熟知常见的氧化剂和还原剂。3.通过认识元素在物质中可以具有不同价态,能快速判断物质中元素的化合价并能从元素价态的视角说明物质转化的路径。
学习任务1　认识氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应中的相关概念
(1)氧化剂与还原剂。
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。
(2)氧化产物与还原产物。
氧化产物:还原剂失去电子被氧化的产物。
还原产物:氧化剂得到电子被还原的产物。
(3)氧化性与还原性。
氧化性:物质所表现出得电子的性质或物质得电子的能力。
还原性:物质所表现出失电子的性质或物质失电子的能力。
(4)对应关系。
2.中学化学中常见的氧化剂、还原剂
物质 分类 实例
常见氧化剂 活泼的非金属单质 卤素单质、O2、S等
某些金属阳离子 Ag+、Fe3+、Cu2+等
含较高 价态元 素的 物质 含氧化合物 MnO2、NO2、H2O2等
氧化性酸 浓硫酸、硝酸、 HClO等
某些盐 KMnO4、KClO3、 FeCl3、NaClO等
常见还原剂 活泼的金属单质 Na、Mg、Al、Zn等
某些非金属单质 H2、C等
含较低 价态元 素的 物质 氧化物 CO、SO2等
非金属 氢化物 HCl、H2S等
某些盐 Na2S、FeCl2等
3.生产、生活中的氧化还原反应
[示例]2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
上述反应中,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2,还原产物是MnCl2,KMnO4发生还原反应,HCl发生氧化反应,盐酸表现的性质是还原性和酸性。
　　过氧化氢的化学式为H2O2,纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比例混溶。H2O2溶液为无色透明液体,俗称双氧水。
探究　物质的氧化性、还原性
问题1:判断以下反应中H2O2中氧元素化合价的变化及反应的氧化剂、还原剂,并说明在反应中体现H2O2的什么性质。
①H2O2+H2S2H2O+S↓
②H2O2+Cl22HCl+O2
③2H2O22H2O+O2↑
提示:①H2O2中氧元素化合价降低,氧化剂为H2O2,还原剂为H2S,H2O2体现氧化性。
②H2O2中氧元素化合价升高,氧化剂为Cl2,还原剂为H2O2,H2O2体现还原性。
③H2O2中氧元素化合价既升高又降低,氧化剂和还原剂均为H2O2,H2O2体现氧化性和还原性。
问题2:H2O2在工业生产中用作氧化剂的优点是什么
提示:H2O2作为氧化剂,产物为H2O,无污染。
问题3:从化合价的角度分析过氧化氢既有氧化性又有还原性的原因。
提示:过氧化氢(H2O2)中氧元素的化合价为-1价,处于氧元素的中间价态,可能升高为0价,表现还原性,也可能降低为-2价,表现氧化性。
问题4:质量分数为3%的H2O2溶液常用于伤口消毒、环境消毒和食品消毒。结合以上分析和描述,判断H2O2溶液常用作氧化剂还是还原剂
提示:是一种常见的氧化剂。
物质的氧化性及还原性与中心元素化合价的关系
根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性,预测物质可能具有的还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势,说明该物质可能具有还原性;若所含某元素的化合价有降低的趋势,说明该物质可能具有氧化性。口诀:高价氧,低价还,中双全。
中心元素 化合价 实例 性质
最高价 KO4、HO3(浓)、 H2O4(浓) 只有氧化性
中间价 O2、Na2O3、SO4、 既有氧化性 又有还原性
最低价 、、K 只有还原性
题点一　氧化剂与还原剂的判断
1.(2025·四川雅安月考)下列反应中,H2O只用作还原剂的是(　　)
[A] 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
[B] 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
[C] 2F2+2H2O4HF+O2
[D] 3NO2+H2O2HNO3+NO
【答案】 C
【解析】 H2O中H得电子,H2O作氧化剂,A错误;H2O中H得电子,H2O作氧化剂,B错误;
F2中F得电子,F2作氧化剂,H2O中O失去电子,H2O作还原剂,C正确;NO2在反应中N的价态有升高和降低,则NO2既作氧化剂又作还原剂,而H2O既不作氧化剂也不作还原剂,
D错误。
2.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是(　　)
[A] KClO3在反应中被氧化
[B] CO2是氧化产物
[C] H2C2O4在反应中被还原,是还原剂
[D] KClO3在反应中失电子,是氧化剂
【答案】 B
【解析】 氯元素的化合价由+5价变成+4价,KClO3参与反应时得电子,被还原,是氧化剂,
A、D项错误;H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,失电子生成的CO2是氧化产物,H2C2O4被氧化,是还原剂,B项正确、C项错误。
题点二　物质氧化性与还原性的判断
3.(2025·江苏无锡期中)下列物质中的硫元素不能表现出氧化性的是(　　)
[A] Na2S [B] S
[C] SO2 [D] H2SO4
【答案】 A
【解析】 Na2S中S为-2价,是硫元素的最低价态,只有还原性,而没有氧化性,A符合题意;
S和SO2中硫元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性;H2SO4中S为+6价,是硫元素的最高价态,只有氧化性。
4.下列物质在氧化还原反应中,氮元素只表现还原性的是(　　)
[A] N2 [B] NH3
[C] NO [D] NO2
【答案】 B
【解析】 N2、NO、NO2中氮元素的化合价处于中间价态,既可表现氧化性,也可表现还原性,故A、C、D不符合题意;NH3中氮元素化合价处于最低价,只能升高,只能表现还原性,故B符合题意。
氧化还原反应的相关概念间的关系
学习任务2　探究氧化性、还原性强弱规律
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
[示例] 常温下,在水溶液中发生如下反应:
①16H++10C-+2X2X2++5C2+8H2O;
②2A2++B22A3++2B-;
③2B-+C2B2+2C-。
(1)氧化性由强到弱的顺序是X>C2>B2>A3+;
(2)还原性由强到弱的顺序是A2+>B->C->X2+。
2.根据金属的活动性顺序比较
3.根据反应条件比较
不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物价态相同,可根据反应的难易来判断。反应越易进行或越剧烈,则氧化剂氧化性越强(判断还原剂还原性的原理类似)。
如MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O、
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
可知氧化性:KMnO4>MnO2。
4.根据产物价态比较
不同氧化剂将同一还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强。例如2Fe+3Cl22FeCl3、
Fe+SFeS,由此可判断氧化性:Cl2>S。
5.根据元素的价态进行比较
元素处于最高价只有氧化性,元素处于最低价只有还原性,元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性。
一般来说,同种元素价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。
　　为探究物质的氧化性、还原性强弱规律,某同学进行了以下探究:
(1)实验探究:①铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;
②铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。
(2)查阅资料:氯气与氢氧化钠溶液反应可制得“84”消毒液,其离子方程式为③Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;但“84”消毒液与酸性的洁厕灵不可混合使用,否则会产生有毒气体氯气,其原理为④Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O。
探究　物质的氧化性、还原性强弱规律
问题1:根据实验探究中描述的现象,写出反应①②的离子方程式,并指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物与还原产物。
提示:①Fe+Cu2+Fe2++Cu,氧化剂是Cu2+,氧化产物是Fe2+,还原剂是Fe,还原产物是Cu;②Cu+2Ag+2Ag+Cu2+,氧化剂是Ag+,氧化产物是Cu2+,还原剂是Cu,还原产物是Ag。
问题2:根据反应①②判断,Cu、Fe、Ag三种金属的还原性由强到弱的顺序是什么 Cu2+、Fe2+、Ag+三种阳离子的氧化性由强到弱的顺序是什么
提示:判断氧化性、还原性强弱的依据是氧化还原反应中,氧化性为氧化剂>氧化产物;还原性为还原剂>还原产物。
即还原性Fe>Cu>Ag;氧化性Ag+>Cu2+>Fe2+。
问题3:钠原子能失去1个电子,铝原子能失去 3个电子,所以铝的还原性比钠的强。你认为这种说法正确吗 为什么
提示:不正确。钠的还原性比铝的强,物质氧化性、还原性强弱与得失电子的难易程度有关,与得失电子的数目无关。
问题4:试根据反应③④分别比较Cl2、ClO-、Cl-三种含氯粒子的氧化性、还原性强弱。你对物质的性质有什么新的认识
提示:反应③中,氧化性Cl2>ClO-,还原性Cl2>Cl-;反应④中,氧化性ClO->Cl2,还原性Cl->Cl2。物质的氧化性、还原性强弱除了受本身性质影响外,也可能受溶液的酸碱性、浓度、温度等外部因素的影响。
物质氧化性、还原性强弱比较的误区
(1)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强。如CO2中C为+4价,是其最高价态,但CO2的氧化性很弱。
(2)元素处于最低价时只有还原性,但还原性不一定强。如O2-中O处于最低价,但O2-还原性非常弱。
(3)氧化性和还原性的强弱取决于物质中元素的原子得失电子的难易程度,而与得失电子的数目无关。
1.(2025·河南商丘期中联考)根据下列反应判断物质的氧化性强弱,其中排序正确的是(　　)
①2Fe3++2I-2Fe2++I2
②2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
③2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O
[A] Fe3+>H2O2>Mn
[B] Fe3+>H2O2>I2
[C] I2>H2O2>Fe3+
[D] Mn>H2O2>I2
【答案】 D
【解析】 在氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物。结合反应中元素化合价变化可知,①中Fe3+为氧化剂,I2为氧化产物,即氧化性:Fe3+>I2;同理,由②③得氧化性:H2O2>Fe3+、Mn>H2O2。综上可得氧化性:Mn>H2O2>Fe3+>I2,D正确。
2.(2025·江苏梅村高级中学期中)已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中可能发生的是(　　)
[A] 3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3
[B] I2+2KCl2KI+Cl2
[C] Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O
[D] 3FeCl2+I22FeCl3+FeI2
【答案】 C
【解析】 由A项可知氧化性:Cl2>FeCl3,但氧化性:FeCl3>I2,则还原性:I->Fe2+,Cl2应先氧化I-,A错误;由B项可知氧化性:I2>Cl2,与题干不符,B错误;由C项可知氧化性:Co2O3>Cl2,与题干相符,C正确;由D项可知氧化性:I2>FeCl3,与题干不符,D错误。
氧化还原反应中性质强弱问题比较思路:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂,联合对比自成序。
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命题解密与解题指导
情境解读:本题以常见无机试剂硫酸锰的性质探究为素材,考查氧化还原反应基本概念的辨析、判断,物质氧化性和还原性的判断、比较及实验现象的预测、分析、处理等。
素养立意:通过对氧化还原反应基本概念的辨析、判断的考查,促进“变化观念”化学核心素养的发展;通过对题目信息的迁移应用,实验现象的分析、预测,培养“宏观辨识与微观探析”核心素养。
解题路径:
]
硫酸锰(MnSO4)是近白色的晶体,易溶于水,可用于生产制备各种锰盐;是重要的微量元素肥料,是植物合成叶绿素的催化剂,也用于电池、冶炼催化剂、分析试剂、媒染剂、添加剂。为探究MnSO4的性质,现取一定量的酸性MnSO4溶液,向其中依次加入下列物质,对应现象如下表所示:
步骤 步骤1 步骤2 步骤3
试剂 适量NaBiO3 过量的H2O2溶液 适量KI-淀粉混合液
实验 现象 溶液变 紫红色 紫红色消失, 产生气泡 现象X
已知:
①金属元素铋(Bi)价态为+3时较稳定。
②铋酸钠(NaBiO3)无色,难溶于水,高锰酸根离子(Mn)呈紫红色。
③淀粉溶液遇到I2变成蓝色。
④查阅资料获取了两种制取MnSO4的方法:
制取方法一:2MnO2+2H2SO42MnSO4+O2↑+2H2O
制取方法二:MnO2+Na2SO3+H2SO4MnSO4+Na2SO4+H2O
⑤上面探究实验中步骤1制取了KMnO4,查资料发现工业上还有另一种制取方法,即先制取锰酸钾,再用锰酸钾制取高锰酸钾。锰酸钾的制取原理:2MnO2+4KOH+O2(空气)2K2MnO4+2H2O。
(1)步骤1的氧化产物为　　　　(填“Bi3+”或“Mn”)。
(2)步骤2中过量的H2O2可以氧化KI,则步骤3对应的现象X为　　　　　　　　。
(3)由上述现象可得上述反应中物质的氧化性由强到弱的顺序为
NaBiO3>　　　(填“H2O2”或“Mn”,下同)>　　　>I2。
(4)根据上述结论,推断下列离子反应可能发生且书写正确的是　　　(填字母)。
A.Bi3++H2O2+H2OBi+4H+
B.NaBiO3+2I-+6H+Na++I2+Bi3++3H2O
C.5I2+2Mn2++16OH-2Mn+10I-+8H2O
(5)制取MnSO4的反应中MnO2表现了较强的　　 　性,而在利用MnO2制取K2MnO4的反应中MnO2表现了　　　性。分析MnO2在制备硫酸锰、锰酸钾这两个反应中表现的性质及反应条件,你对物质的氧化性、还原性有什么新的认识 　 　 。
【答案】 (1)Mn　(2)溶液变蓝　(3)Mn　H2O2　(4)B
(5)氧化　还原　物质表现氧化性还是表现还原性还受到反应体系酸碱性的影响
【解析】 (1)根据题给实验现象,溶液变为紫红色,说明Mn2+发生了氧化反应,化合价升高,生成了氧化产物Mn。
(2)过量的H2O2可以氧化KI生成I2,淀粉遇I2变蓝。
(3)根据题给步骤1现象知,NaBiO3作氧化剂氧化Mn2+,Mn为氧化产物;根据题给步骤2现象知,Mn作氧化剂氧化H2O2;根据(2)知,H2O2作氧化剂氧化I-,I2为氧化产物。综上可得氧化性由强到弱的顺序为NaBiO3>Mn>H2O2>I2。
(4)可根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性来判断题给选项中的离子方程式是否正确,违背此规律的反应不能发生。根据(3)中氧化性强弱顺序NaBiO3>Mn>H2O2>I2进行判断。A项,H2O2中O的化合价降低,作氧化剂,Bi为氧化产物,不符合上述氧化性强弱规律;B项,NaBiO3中Bi的化合价降低,作氧化剂,I2为氧化产物,符合上述氧化性强弱规律;C项,I2中I的化合价降低,作氧化剂,Mn为氧化产物,不符合上述氧化性强弱规律。
(5)由化合价变化判断MnO2在酸性条件下表现氧化性,碱性条件下被氧化,表现还原性。
(时间:30分钟　分值:70分)
(选择题1～14题,每小题3分,共42分)
(一)氧化剂、还原剂的判断
1.下列关于氧化剂和还原剂的理解正确的是(　　)
[A] 氧化还原反应中氧化剂一定被还原
[B] 在氧化还原反应中,还原剂中所有元素的化合价一定升高
[C] FeCl2在氧化还原反应中只能作还原剂
[D] Cl-在化学反应中都作还原剂
【答案】 A
【解析】 氧化还原反应中氧化剂得到电子,化合价降低被还原,A正确;氧化还原反应中,还原剂中含有的元素化合价升高被氧化,但不一定所有元素的化合价都升高,B错误;FeCl2在氧化还原反应中既能作氧化剂又能作还原剂,C错误;Cl-化合价不变时,在化学反应中不作还原剂,D错误。
2.有关Si(粗硅)+2Cl2SiCl4,下列说法正确的是(　　)
[A] Si是氧化剂 [B] Cl2是还原剂
[C] Si失去电子 [D] Cl2发生氧化反应
【答案】 C
【解析】 题给反应中,Si失去电子,硅元素化合价升高,即Si是还原剂,A错误,C正确;Cl2得电子,氯元素化合价降低,即Cl2是氧化剂,发生还原反应,B、D错误。
3.(2025·辽宁沈阳二中月考)下列变化中,必须加入适当的还原剂才能实现的是(　　)
①K2Cr2O7→CrCl3;②SO3→H2SO4;③FeCl2→FeCl3;④CuO→Cu;⑤NaCl→Cl2。
[A] ①④ [B] ②④
[C] ①③⑤ [D] ①③④
【答案】 A
【解析】 ①中铬元素化合价降低,K2Cr2O7被还原,需加入还原剂才能实现,符合题意;②中硫元素化合价不变,不需要加入还原剂,不符合题意;③中铁元素化合价升高,FeCl2被氧化,需加入氧化剂,不符合题意;④中铜元素化合价降低,CuO被还原,需要加入还原剂,符合题意;⑤中氯元素化合价升高,NaCl被氧化,需要加入氧化剂,不符合题意。故A符合题意。
4.(2025·江苏南京外国语学校月考)四氧化二氮和肼常用作火箭发射的推进剂,发生反应:
N2O4+2N2H43N2+4H2O。下列关于该反应的说法错误的是(　　)
[A] 肼中N化合价为-2价,肼表现还原性
[B] N2O4为氧化剂,发生还原反应
[C] 每生成3个N2转移8个电子
[D] 氧化产物与还原产物的质量之比为1∶2
【答案】 D
【解析】 肼中N为-2价,反应后升至0价,即肼表现还原性,A正确;N2O4中N为+4价,反应后降至0价,即N2O4为氧化剂,发生还原反应,B正确;结合反应前后N化合价变化可知,生成3个N2转移8个电子,C正确;由题给反应可知,N2O4被还原生成的N2为还原产物,
而N2H4被氧化得到的N2为氧化产物,即反应中氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1,
D错误。
(二)氧化性、还原性强弱规律
5.(2024·江苏南京十二中月考)已知:Ni+CuSO4NiSO4+Cu,Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+
2Ag。则下列判断正确的是(　　)
[A] 还原性:Ni>Cu>Ag
[B] 氧化性:Ni2+>Cu2+>Ag+
[C] 还原性:Ni[D] 氧化性:Ni2+>Ag+>Cu2+
【答案】 A
【解析】 Ni+CuSO4NiSO4+Cu中,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,得氧化性:Cu2+>Ni2+,根据还原性:还原剂>还原产物,得还原性:Ni>Cu;同理由Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag得,氧化性:Ag+>Cu2+,还原性:Cu>Ag。综上可得氧化性:Ag+>Cu2+>Ni2+,还原性:Ni>Cu>Ag,故A正确。
6.(2024·辽宁沈阳月考)PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
[A] Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
[B] 10Cl-+2Mn+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O
[C] 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
[D] 5Pb2++2Mn+2H2O5PbO2+2Mn2++4H+
【答案】 D
【解析】 Fe3+为氧化剂,Cu2+为氧化产物,即氧化性:Fe3+>Cu2+,该反应在溶液中能发生,A正确;Mn为氧化剂,Cl2为氧化产物,即氧化性:Mn>Cl2,该反应在溶液中能发生,B正确;
Cl2为氧化剂,Fe3+为氧化产物,即氧化性:Cl2>Fe3+,该反应在溶液中能发生,C正确;该反应中Mn为氧化剂,PbO2为氧化产物,可得氧化性:Mn>PbO2,与已知氧化性矛盾,D错误。
7.根据反应①Fe+Cu2+Fe2++Cu;②2Fe3++CuCu2++2Fe2+;③2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;④MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+2H2O+Mn2+。可以判断出各粒子的氧化性由强到弱的顺序正确的是(　　)
[A] MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[B] Cl2>MnO2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
[C] Cl2>Fe3+>MnO2>Cu2+>Fe2+
[D] MnO2>Cl2>Cu2+>Fe3+>Fe2+
【答案】 A
【解析】 根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性①Cu2+>Fe2+;②Fe3+>Cu2+;
③Cl2>Fe3+;④MnO2>Cl2,所以氧化性由强到弱的顺序正确的是MnO2>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+。
8.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是(　　)
H2SO3+I2+H2O2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+
[A] HI>FeCl2>H2SO3>NO
[B] FeCl2>HI>H2SO3>NO
[C] NO>FeCl2>H2SO3>HI
[D] H2SO3>HI>FeCl2>NO
【答案】 D
【解析】 氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的。在反应H2SO3+I2+H2O2HI+H2SO4中,碘元素的化合价降低,硫元素的化合价升高,则H2SO3是还原剂,HI是还原产物,还原性H2SO3>HI;在反应2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2中,铁元素的化合价降低,碘元素的化合价升高,HI是还原剂,FeCl2是还原产物,则还原性HI>FeCl2;在反应3FeCl2+
4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3中,氮元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,则FeCl2是还原剂,NO是还原产物,还原性FeCl2>NO。所以物质的还原性由强到弱的顺序是H2SO3>HI>FeCl2>NO,故选D。
综合应用
9.吸入人体的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧会加速人体衰老。科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,下列有关此过程中Na2SeO3的说法正确的是(　　)
[A] 作还原剂
[B] Na2SeO3中硒元素的化合价为+6价
[C] 既作还原剂又作氧化剂
[D] 作氧化剂
【答案】 A
【解析】 “活性氧”的氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的“活性氧”,说明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂,
Na2SeO3中硒元素的化合价为+4价,故A正确。
10.(2025·江苏无锡江阴月考)氮化铝(AlN)是一种具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质的物质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。下列叙述正确的是(　　)
[A] 在该反应中,N2是氧化剂,Al2O3是还原剂
[B] 该反应中氧化产物与还原产物的个数比是3∶2
[C] 在该反应中,每当生成2个AlN,N2失去 6个电子
[D] 碳元素化合价升高,所以C被还原
【答案】 B
【解析】 由题给反应前后元素化合价变化可知,N2作氧化剂、C作还原剂,Al2O3既不是还原剂又不是氧化剂,A错误;反应中CO是氧化产物,AlN是还原产物,即氧化产物与还原产物的个数比是3∶2,B正确;反应中每生成2个AlN时,N2得到6个电子,C错误;反应中碳元素化合价由0价升至+2价,即C被氧化,D错误。
11.某同学在做实验时引发了镁失火,他立即拿起二氧化碳灭火器欲把火扑灭,却被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧,发生反应2Mg+CO22MgO+C。下列关于该反应的判断正确的是(　　)
[A] 镁元素的化合价由0价升高到+2价,所以MgO是还原产物
[B] 由此反应可以判断氧化性:CO2>MgO,还原性:Mg>C
[C] CO2为氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
[D] 镁原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目
【答案】 B
【解析】 A项,反应中镁元素化合价升高,Mg失去电子被氧化,所以Mg是还原剂,MgO
是氧化产物,错误;B项,根据氧化还原反应的规律可知,物质的氧化性:CO2>MgO,还原性:
Mg>C,正确;C项,碳元素化合价降低,CO2为氧化剂,表现氧化性,发生还原反应,错误;D项,反应中镁、碳元素化合价发生变化,镁原子失去的电子数目等于碳原子得到的电子数目,错误。
12.若能发生如下反应:①2Br+Cl2Br2+2Cl;②Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O;
③2FeCl2+Cl22FeCl3。根据上述反应,判断下列结论错误的是(　　)
[A] Cl2在反应①③中均作氧化剂
[B] Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物
[C] 氧化性强弱的顺序为Br>Cl>Cl2>Fe3+
[D] 反应③中消耗1个Cl2,转移2个电子
【答案】 A
【解析】 由①中氯元素化合价升高可知,Cl2作还原剂,由③中氯元素化合价降低可知,Cl2作氧化剂,A错误;反应②中Cl被还原和Cl-被氧化均生成Cl2,则Cl2既是氧化产物又是还原产物,B正确;由氧化性:氧化剂>氧化产物可知,氧化性:①Br>Cl、②Cl>Cl2、
③Cl2>Fe3+,综上可知氧化性:Br>Cl>Cl2>Fe3+,C正确;反应③中Cl2中氯元素化合价由0价降低到-1价,即消耗1个Cl2,转移2个电子,D正确。
13.已知某反应中反应物与生成物有KIO3、Na2SO3、H2SO4、I2、K2SO4、H2O和未知物X。Na2SO3是其中的反应物之一。下列说法不正确的是(　　)
[A] 该未知物X为Na2SO4
[B] 该反应的氧化剂是KIO3
[C] 由反应可知还原性强弱顺序为Na2SO3>I2
[D] 该反应中,发生氧化反应的过程是KIO3→I2
【答案】 D
【解析】 Na2SO3是反应物之一,则Na2SO3是还原剂,硫元素化合价升高;根据氧化还原反应规律,KIO3是氧化剂,碘元素化合价降低,还原产物是I2。由元素守恒可知,未知物X为Na2SO4,故A正确;该反应中反应物KIO3中的碘元素化合价为+5价,生成物I2中的碘元素化合价为0价,碘元素化合价降低,KIO3作氧化剂,故B正确;由题意可知发生反应的化学方程式为2KIO3+5Na2SO3+H2SO4K2SO4+5Na2SO4+I2+H2O,Na2SO3是还原剂,I2是还原产物,还原性强弱顺序为Na2SO3>I2,故C正确;KIO3是氧化剂,碘元素化合价降低,KIO3→I2是还原反应的过程,故D错误。
14.实验室中可利用H2O2分解制备氧气,为加快H2O2的分解,可加入FeCl3。该反应的反应机理可表示为①H2O2+2Fe3+2Fe2++O2↑+2H+;②2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O。下列说法正确的是(　　)
[A] H2O2在①中是氧化剂,在②中是还原剂
[B] Fe2+在①中是还原产物,在②中是氧化产物
[C] 两个反应的总反应是2H2O22H2O+O2↑
[D] 由上述两个反应可知,Fe2+是H2O2分解的催化剂
【答案】 C
【解析】 H2O2在①中O由-1价升高至0价,则H2O2作还原剂,H2O2在②中O由-1价降低至-2价,则H2O2作氧化剂,A错误;Fe2+在①中是还原产物,在②中是还原剂,B错误;将①和②相加,即可得到总反应2H2O22H2O+O2↑,C正确;Fe2+在①中生成,在②中被消耗,故Fe2+为中间产物,D错误。
15.(13分)(2025·湖南长沙明德中学期中)回答下列问题。
(1)维生素C又被称为“抗坏血酸”,在人体内有重要的功能。例如,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+,这说明维生素C具有　　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的,爆炸时的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+　　　　(完善方程式,填化学式和化学计量数);在该反应中氧化剂是　　　　(填化学式,下同),还原剂是　　　　,氧化剂和还原剂的化学计量数之比是　　　　。
(3)对于反应NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,生成5分子N2,转移电子的数目为　　　　(3分)。
【答案】 (1)还原性　(2)3CO2↑　S和KNO3　C 1∶1　(3)15
【解析】 (1)由题意可知,Fe3+是反应的氧化剂,维生素C是还原剂,表现出还原性。
(2)根据元素守恒,可补全该化学方程式为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑;反应中N、S的化合价均降低,则S和KNO3均作氧化剂,反应中C的化合价升高,即C作还原剂;反应中氧化剂和还原剂的化学计量数均为3,则两者的化学计量数之比为1∶1。
(3)由反应中N的化合价变化可知,每生成1分子N2,转移3个电子,则生成5分子N2时,转移电子数目为3×5=15。
16.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
(1)Ⅰ、Ⅱ中发生反应的氧化剂分别是　　　　、　　　　。　
(2)Ⅰ中反应的还原产物是　　　　。
(3)流程中气体a是　　　　。
(4)ClO2是一种高效水处理剂,可用NaClO2和稀盐酸为原料制备:5NaClO2+4HCl5NaCl+4ClO2↑+2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的粒子数之比是　　　　(3分)。
②研究表明:在上述过程中会发生副反应NaClO2+4HClNaCl+2Cl2↑+2H2O,若反应开始时盐酸浓度越大,则气体产物中Cl2的含量越大。请推测其原因是 　 (4分)。
【答案】 (1)NaClO3　ClO2
(2)ClO2
(3)O2
(4)①1∶4　②盐酸浓度越大,溶液酸性越强,Cl-的还原性和Cl的氧化性均增强,生成Cl2的量增多
【解析】 (1)反应Ⅰ中NaClO3反应生成ClO2,氯元素的化合价由+5价变为+4价,Ⅱ中ClO2生成NaClO2,氯元素的化合价由+4价变为+3价,因此两个反应中氧化剂分别是NaClO3和ClO2;还原产物分别为ClO2和NaClO2。
(3)Ⅱ中ClO2被还原,则H2O2被氧化,故气体a应为O2。
(4)①NaClO2既作氧化剂又作还原剂,其中1个NaClO2作氧化剂,转化为1个NaCl,转移4个电子,4个NaClO2作还原剂,转化为4个ClO2,转移4个电子,故氧化剂与还原剂的粒子数之比为1∶4。
②反应NaClO2+4HClNaCl+2Cl2↑+2H2O中,NaClO2作氧化剂,HCl部分作还原剂,反应开始时,盐酸浓度越大,气体产物中Cl2的含量越大,可能的原因是溶液酸性增强,导致Cl的氧化性增强,Cl-的还原性增强。

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