2020-2021部编本高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第1单元 氯、溴、碘及其化合物 第2课时 氧化还原反

第2课时 氧化还原反应
学习目标：1.了解氧化还原反应的有关概念。

2.理解氧化还原反应过程中化合价升降与电子转移的关系。

(重难点)3.会分析电子转移的方向和数目。

(重点)4.了解氧化还原反应方程式的配平方法。

(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
1．元素化合价变化与电子转移关系
以Cl 2和Na 反应生成NaCl 为例：2N 0
a ＋C 0
l 2===2NaCl ＋1 －1
(1)分析
⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫①Cl→Cl －
，得到1个电子，
化合价由0降到－
1②Na→Na ＋
，失去1个电子，化合价由0升高到＋1⇒得电子化合价降低，失电子化合价升高
(2)结论：①氧化还原反应的特征：反应前后元素的化合价发生了改变。

②氧化还原反应的本质：反应过程中有电子的转移，包括电子的得失和共用电子对的偏移。

2．氧化还原反应的有关概念 (1)氧化剂和还原剂
(2)氧化反应和还原反应
3．氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)用带箭头的线由反应物指向生成物，且对准同种元素。

(2)要标明“得”“失”电子，且得失电子总数相等。

(3)箭头不代表电子转移的方向，而是指某元素从反应物到生成物时价态的变化。

例如：
[基础自测]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)有化合价变化的反应不一定是氧化还原反应。

( )
(2)在HNO 3、N 2O 4、NaNO 2、NO 、N 2和NH 4Cl 中氮元素的化合价分别为＋5、＋4、＋3、＋2、0和－3价。

( )
(3)在氧化还原反应中可能只有元素的化合价的升高，而无化合价的降低。

( )
(4)氧化还原反应过程中得电子的物质是还原剂，失电子的原子被还原。

( )
(5)氧化还原反应时还原剂先失去电子，氧化剂后得到电子。

( ) 【答案】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× 2．反应3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O
此反应(1)氧化剂是________，发生________反应，被________生成________，HNO 3表现________。

(2)生成2 mol NO ，转移电子为________mol 。

【答案】 (1)HNO 3 还原 还原 NO 氧化性和酸性 (2)6
[合 作 探 究·攻 重 难]
[根据反应：MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，回答： (1)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是什么物质？ 【提示】 MnO 2、HCl 、Cl 2、MnCl 2。

(2)MnO 2发生什么反应？表现什么性？ 【提示】 还原反应；氧化性。

(3)当生成1 mol Cl 2时，氧化剂得到多少mol 电子？还原剂失去多少mol 电子？转移了多少mol 电子？
【提示】 2；2；2。

(4)氧化性MnO 2与Cl 2谁强？还原性HCl 和MnCl 2谁强？ 【提示】 MnO 2强；HCl 强。

1．氧化还原反应的有关概念及其联系
2．物质氧化性、还原性强弱的2种比较方法
(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
特点：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。

(2)根据金属活动性顺序表
[对点训练]
1．工业制ClO2的化学反应为2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4，下列说法正确的是( )
A．NaClO3在反应中化合价降低，失去电子
B．SO2在反应中发生氧化反应
C．1 mol氧化剂在反应中得到2 mol电子
D．H2SO4在反应中作氧化剂
B[得到电子化合价降低，失去电子化合价升高，A不正确；SO2中硫元素的化合价从＋4价升高到＋6价，化合价升高，失去电子，作还原剂，发生氧化反应，B正确；氯酸钠中氯元素的化合价从＋5价降低到＋4价，得到1个电子，所以1 mol氧化剂在反应中得到1 mol电子，
C 不正确；硫酸中各元素的化合价都没有发生变化，既不是氧化剂，也不是还原剂，
D 不正确。

]
2．根据下列化学方程式：
①2MnO －
4＋16H ＋
＋10Cl －
===2Mn 2＋
＋8H 2O ＋5Cl 2↑ ②2Fe 2＋
＋Cl 2===2Fe 3＋
＋2Cl －
③2Fe 3＋
＋Cu===2Fe 2＋
＋Cu 2＋
④Fe＋Cu 2＋
===Fe 2＋
＋Cu
可推断MnO －
4、Fe 2＋
、Cu 2＋
、Fe 3＋
、Cl 2的氧化性由强到弱的顺序为( ) A ．MnO －
4>Cl 2>Fe 3＋
>Cu 2＋
>Fe 2＋
B ．Fe 3＋
>MnO －
4>Cl 2>Cu 2＋
>Fe 2＋
C ．Cl 2>MnO －
4>Fe 3＋
>Cu 2＋
>Fe 2＋
D ．Cu 2＋
>Cl 2>MnO －
4>Fe 3＋
>Fe 2＋
A [在氧化还原反应中，存在如下规律：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。

根据上述规律，分别找出以上四个反应的氧化剂、氧化产物，就可进行比较。

]
(1)双线桥法：先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。

标价态 ⎩
⎪⎨
⎪⎧
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
连双线 ⎩⎪⎨⎪⎧
一条线：始于氧化剂中的降价元素，止于还原产物中的相应元素
一条线：始于还原剂中的升价元素，止于氧
化产物中的相应元素
注得失 标出“失”或“得”电子的总数 注意事项：
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素； ②必须注明“得”“失”；
③氧化剂和还原剂得、失电子要守恒。

(2)单线桥法：确定变化化合价，计算价态的变化；桥上标明电子数，箭头还原到氧化。

标价态—⎩
⎪⎨
⎪⎧
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
连单线—一条线⎩
⎪⎨
⎪⎧
始于还原剂中化合价升高的元素
止于氧化剂中化合价降低的元素
注数目—标出转移电子的总数 注意事项：
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况； ②不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目； ③箭头标明电子转移的方向；
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。

提醒：(1)两种方法中箭头的指向不同。

双线桥中箭头指向产物中变价的相应元素原子；单线桥中箭头指向得到电子的元素原子。

(2)转移数目指的是与方程式计量数有关的得电子总数或失电子总数。

[对点训练]
3．下列式子中不正确的是( )
D [D 项中得、失注明错误。

]
4．(1)用单线桥表示下列反应的电子转移方向和数目 ①Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
②Cu ＋2FeCl 3===CuCl 2＋2FeCl 2
(2)用双线桥表示下列反应的电子转移方向和数目 ①2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O ②MnO 2＋4HCl(浓)=====△
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
【答案】 (1)①
(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
②===CuCl 2＋2FeCl 2
(2)①＋2H 2O
②↑＋2H 2O
[典例导航1] 配平C ＋H 2SO 4(浓)
SO 2↑＋CO 2↑＋H 2O 【思路点拨】 (1)标变价
C 0＋H 2S ＋6O 4(浓)△
S ＋4O 2↑＋C ＋4
O 2↑＋H 2O
(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数 4 2 ↑ ↓
C ＋H 2SO 4(浓)△
SO 2↑＋CO 2↑＋H 2O
(3)求升降数的最小公倍数，确定氧化剂和还原剂化学计量数 4 2 ↑ ↓
C ＋2H 2SO 4(浓)△
SO 2↑＋CO 2↑＋H 2O
(4)观察配平其他计量数
C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
2SO 2↑＋CO 2↑＋2H 2O
(5)检查反应前后的原子是否守恒，电子是否守恒，电荷是否守恒。

【答案】 C ＋2H 2SO 4(浓) =====△
2SO 2↑＋CO 2↑＋2H 2O
[典例导航2] 24 mL 浓度为0.05 mol·L －1
的Na 2SO 3溶液恰好与20 mL 浓度为0.02 mol·L
－1
的K 2Cr 2O 7溶液完全反应。

已知Na 2SO 3被K 2Cr 2O 7氧化为Na 2SO 4，则Cr 元素在还原产物中的化合
价为( )
A ．＋2价
B ．＋3价
C ．＋4价
D ．＋5价
【思路点拨】 设还原产物中Cr 的化合价为x 。

Na 2S ＋4
O 3――→失2e －
Na 2S +6
O 4，失电子的物质的量为 0．024 L×0.05 mol·L －1
×2＝0.002 4 mol ；
K 2C +6
r 2O 7
―――――――→得
－x －
]2 C x
r ，得电子的物质的量为0.02 L×0.02 mol·L －1
×(6－x )×2，
氧化剂与还原剂恰好完全反应，且得失电子数目相等，所以有0.02 L ×0.02 mol·L －1
×(6－x )×2＝0.002 4 mol ，解得x ＝3。

【答案】 B
1．氧化还原反应方程式的配平 (1)配平原则
(2)基本步骤
标变价——求升降——定系数——查守恒 (3)特殊配平法
①补加法——部分被氧化或还原的物质 Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O
②倒配法——氧化剂和还原剂是同一物质 2 4
↓ ↑ 3S ＋6KOH=====△
2K 2S ＋K 2SO 3＋3H 2O
2．电子守恒法计算步骤
[对点训练]
5．配平下列化学方程式
(1)________NaClO ＋________NaI===______NaIO 3＋______NaCl
(2)______Cu ＋______HNO 3(浓)=====△
______Cu(NO 3)2＋______NO 2↑＋______H 2O (3)______S ＋______KOH=====△
______K 2S ＋______K 2SO 3＋______H 2O 【答案】 (1)3 1 1 3 (2)1 4 1 2 2 (3)3 6 2 1 3
6．某强氧化剂XO(OH)＋
2被Na 2SO 3还原(已知Na 2SO 3被氧化为Na 2SO 4)。

如果还原2.4×10－3
mol XO(OH)＋
2，需用30 mL 0.2 mol·L －1
的Na 2SO 3溶液，那么X 元素被还原后的价态是( )
A ．＋2
B ．＋1
C ．0
D ．－1
C [设X 元素被还原后价态为n ，则：2.4×10－3
×(5－n )＝30×10－3
×0.2×(6－4)，n ＝0。

]
[当 堂 达 标·固 双 基]
1．下列反应中CO 2作氧化剂的是( ) A ．Ca(OH)2＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O B ．CO 2＋C=====高温
2CO
C ．2Fe 2O 3＋3C=====高温
4Fe ＋3CO 2↑ D ．CO ＋H 2O(g)=====高温
H 2＋CO 2
B [氧化剂在反应时化合价降低。

]
2．交警测试司机是否酒后驾驶，30秒就能见分晓，酒精测试仪中用了CrO 3，反应后转化
为Cr2(SO4)3。

则酒精在此过程中( )
A．发生了氧化反应B．发生了还原反应
C．表现了氧化性D．被还原
A[CrO3―→Cr2(SO4)3过程Cr的化合价降低，CrO3作氧化剂，故酒精作还原剂，表现还原性，被氧化，发生氧化反应。

]
3．有些电影、电视剧中的仙境美轮美奂，这些神话仙境中所需的烟雾是放于温热石棉网上的NH4NO3和Zn粉的混合物中滴几滴水后产生的白烟。

已知反应方程式为NH4NO3＋Zn===ZnO＋N2↑＋2H2O，下列有关说法中正确的是
( ) 【导学号：90512049】A．该反应中NH4NO3只作氧化剂
B．Zn发生还原反应
C．水在反应中可能起催化作用
D．1 mol NO－3只能氧化1 mol Zn
C[在该反应中，锌的化合价升高，作还原剂，发生氧化反应，B选项错误；NH4NO3中氮元素的价态既有升高也有降低，所以NH4NO3既作还原剂，又作氧化剂，A选项错误；该反应中1 mol NO－3能氧化1 mol Zn和1 mol NH＋4，D选项错误。

]
4．已知2NaA＋B2===2NaB＋A2
2NaA＋C2===2NaC＋A2
2NaB＋C2===2NaC＋B2
2NaC＋D2===2NaD＋C2
则氧化性由强到弱的顺序是( )
A．A2＞B2＞C2＞D2B．B2＞A2＞C2＞D2
C．C2＞B2＞A2＞D2D．D2＞C2＞B2＞A2
D[利用在同一个氧化还原反应中“氧化剂的氧化性＞氧化产物的氧化性”的规律可分析如下：
由2NaA＋B2===2NaB＋A2得出氧化性B2＞A2，
由2NaA＋C2===2NaC＋A2得出氧化性C2＞A2，
由2NaB＋C2===2NaC＋B2得出氧化性C2＞B2，
由2NaC＋D2===2NaD＋C2得出氧化性D2＞C2，
故氧化性D2＞C2＞B2＞A2。

]
5．某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。

(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。

(2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为________。

(3)将氧化剂和还原剂及配平后的化学计量数填入下列方框中，并标出电子转移的方向和数目。

＋
【解析】(1)得到电子的物质是氧化剂。

KBrO3得到电子，则KBrO3是氧化剂。

那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As元素为－3价，反应后变为H3AsO4。

(2)氧化还原反应中得失电子守恒。

0.2 mol KBrO3在反应中得1 mol电子，则1 mol KBrO3得5 mol电子，即反应后Br的化合价降低5价，降为0价，故另一物质为Br2。

【答案】(1)AsH3(2)Br2
(3)
有关氧化还原反应理解应注意几个误区
(1)氧化与还原反应同时进行，不分先后。

(2)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度，而不取决于原子得失电子数目的多少。

(3)在一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是一种物质也可能是两种物质。

(4)含不同价态的同种元素的物质间发生反应时，该元素价态遵循“高价＋低价→中间价”，相邻价态不发生氧化还原反应。