课程03氧化还原反应 【寒假辅导班】 高中化学人教版（2019）必修第一册 学案

这是一份课程03氧化还原反应 【寒假辅导班】 高中化学人教版（2019）必修第一册 学案，共13页。学案主要包含了氧化还原反应，氧化性，氧化还原反应中的四种规律，氧化还原反应方程式的配平及计算，氧化还原反应的计算，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、氧化还原反应
1．氧化还原反应的本质和特征
2．氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
二 、氧化还原反应的概念
1．基于双线桥理解氧化还原反应概念之间的关系
概括为“升失氧、降得还，剂性一致、其他相反”。
2．常见的氧化剂和还原剂
（1）常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如：
（2）常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如：
（3）元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性，又有还原性
其中：Fe2＋、SOeq \\al(2－,3)主要表现还原性，H2O2主要表现氧化性。
三、氧化性、还原性强弱比较
1．氧化性、还原性的判断
（1）氧化性是指得电子的性质(或能力)；还原性是指失电子的性质(或能力)。
（2）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＋，但根据金属活动性顺序表，Na比Al活泼，更易失去电子，所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑：
最高价态——只有氧化性，如：浓H2SO4、KMnO4等；
最低价态——只有还原性，如：金属单质、Cl－、S2－等；
中间价态——既有氧化性又有还原性，如：Fe2＋、S、Cl2等。
2．氧化性、还原性强弱的比较
（1）根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)＋还原剂(还原性)===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）根据反应条件和产物价态高低进行判断
①与同一物质反应，一般越易进行，则其氧化性或还原性就越强。如Na与冷水剧烈反应，Mg与热水反应，Al与水加热反应也不明显，所以还原性：Na>Mg>Al；非金属单质F2、Cl2、Br2、I2与H2反应，F2与H2暗处剧烈反应并爆炸，Cl2与H2光照剧烈反应并爆炸，Br2与H2加热到500 ℃才能发生反应，I2与H2在不断加热的条件下才缓慢发生反应，且为可逆反应，故氧化性：F2>Cl2>Br2>I2。
②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态相同，可根据反应条件的高低进行判断：一般条件越低，氧化剂的氧化性越强，如：MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O,2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，由上述反应条件的不同，可判断氧化性：KMnO4>MnO2。
③当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如果氧化产物价态不相同，可根据氧化产物的价态高低进行判断：氧化产物的价态越高，则氧化剂的氧化性越强，如：2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3，Fe＋Seq \(=====,\s\up7(△))FeS，则氧化性：Cl2＞S。
四、氧化还原反应中的四种规律
1．守恒规律
氧化还原反应中，原子得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，即有关系式：
还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数＝元素化合价升高的总数。
2．价态规律
（1）高低规律
元素处于最高价态时，只有氧化性；元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性；元素处于最低价态时，只有还原性，即“高价氧，低价还，中间价态两边转”。
应用：判断物质的氧化性、还原性。
（2）归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态―→中间价态，即“只靠拢，不交叉”“就近变价”。
如：
H2S中S元素为－2价，与产物中的单质S的0价近，所以H2S生成S。
3．强弱规律
还原剂 ＋ 氧化剂===氧化产物 ＋ 还原产物
(强还原性) (强氧化性) (弱氧化性) (弱还原性)
还原性：还原剂>还原产物；氧化性：氧化剂>氧化产物。即“强制弱”或“前强后弱”。
应用：物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。
4．先后规律
（1）同一氧化剂与多种还原剂混合时，还原性强的先被氧化。例如，已知还原性：I－>Fe2＋>Br－，当把氯气通入FeBr2溶液时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以氯气的量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，因为还原性：I－>Fe2＋，所以氯气的量不足时首先氧化I－。
（2）同一还原剂与多种氧化剂混合时，氧化性强的先被还原。例如，在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再依次与Cu2＋、H＋反应。
反应：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
五、氧化还原反应方程式的配平及计算
1．氧化还原反应方程式配平的基本原则
（1）得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。
（2）质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
（3）电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。
2．氧化还原方程式配平的一般步骤
【方法技巧】
（1）全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，一般从左边反应物着手配平。
（2）自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
（3）缺项配平法：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。
（4）在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中，一般有机物中H显＋1价，O显－2价，根据物质中元素化合价代数和为零的原则，确定碳元素的平均价态，然后进行配平。
六、氧化还原反应的计算
1．计算依据
（1）氧化剂获得电子总数等于还原剂失去电子总数，即得失电子守恒。
（2）氧化剂中元素降价总数等于还原剂中元素升价总数，即化合价升降守恒。
2．守恒法解题的思维流程
（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
（2）找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
一、单选题
1．古诗词中蕴含着丰富的化学知识，下列诗句涉及氧化还原反应的是
A．莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰B．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间
C．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏D．日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川
2．下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A．作为红酒的食品添加剂B．小苏打用作食品膨松剂
C．落红不是无情物，化作春泥更护花D．常温下用铝槽车运输浓硫酸
3．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．
4．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是
A．失电子越多，还原性越强，得电子越多，氧化性越强
B．置换反应都是氧化还原反应，所以既是置换反应又是氧化还原反应
C．具有该元素最高价态的元素，对应物质在氧化还原反应中一定表现氧化性
D．在同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以为同一种物质
5．已知①；②，由此判断下列说法正确的是
A．常温下不能反应B．氧化性强弱顺序为
C．还原性强弱顺序为D．常温下能进行反应
6．把碎纸片b补充到a中，可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A．反应物微粒是S、、OH- B．该反应可能在酸性条件下进行
C．2mlS参加反应时，转移的电子数为3ml D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1
7．亚氯酸钠()是一种高效的漂白剂和氧化剂，一种制备亚氯酸钠的流程如下。下列说法正确的是
A．反应①阶段，参加反应的和的物质的最之比为1：2
B．为加快反应②速率，可以选用高温条件
C．反应②中的，可用代替
D．反应②的条件下，的氧化性大于
8．第29届亚运会在杭州开幕，开幕式使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内“碳”的零排放。转化为甲醇的反应为。下列说法正确的是
A．是电解质
B．该反应的氧化剂是
C．既是氧化产物，又是还原产物
D．该反应生成1ml甲醇时转移电子
9．水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为。下列说法错误的是
A．是还原剂
B．Y的化学式为
C．a=4
D．标准状况下，有参与反应时，转移电子的物质的量为
10．是一种铁盐，由于兼具消毒和净水功能具有很大的利用价值，与盐酸可发生反应，下列说法错误的是
A．产物Q为一种黄绿色有毒气体
B．中铁的化合价为+6
C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
D．8 ml HCl参与反应，电子转移总数为：
二、填空题
11．回答下列小题
(1)①②
③④
⑤。
上述反应中，属于氧化还原反应的是 (填序号)。
(2)用双线桥法表示下述反应电子转移的方向和数目 。
(浓)
(3)在反应中，氧化剂与还原剂的个数之比为 。
(4)配平下面氧化还原反应 。
______________________________
(5)价铬的毒性很强，具有一定的致癌作用，需要转化为低毒的，再转化为不溶物除去，废水中含有的可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含、、、等阳离子。写出该反应的离子方程式 。
(6)中国古代著作中有“银针验毒”的记录，其原理为，则X的化学式是 ，其中在该反应中 (填标号)。
A．作氧化剂 B．作还原剂
C．既是氧化剂又是还原剂 D．既不是氧化剂又不是还原剂
12．氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的意义。请回答下列问题：
Ⅰ、易溶于水，外观和食盐相似，有咸味，人误食会中毒
(1)中氮元素的化合价为 价。
(2)已知能发生反应：（未配平）。
①上述反应中的氧化剂是 。
②请配平该反应 。
(3)并用单线桥法表示反应中电子转移情况 。
Ⅱ、既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，具有氧化性。
(4)已知：①铁钉在氯气中被锈蚀成棕褐色含的物质，而在稀硫酸中生成浅绿色溶液（含）；②。
则、、氧化性强弱关系为 （按由强到弱排序）。
(5)工业废水中含有的重铬酸根离子有毒，必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾作处理剂，能将中价转化为价。则反应中氧化剂（氧化性离子）与还原剂（还原性离子）的个数之比为 。
13．氧化还原反应是一类重要的化学反应，广泛存在于生产和生活中。
(1)元素铬(Cr)的几种化合物(化合物中氧元素均为-2价)存在下列转化关系：
①K2Cr2O7中铬元素化合价为 ，上述过程属于氧化还原反应的是 (填字母)。
②已知B反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→H2O，则B反应被还原的元素是 (填化学式)，写出B反应的化学方程式 ，H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是 。
(2)近年来，我国储氢碳管研究获得重大进展，电弧法合成碳纳米管，常伴有大量物质-碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：3C+2 K2Cr2O7+8H2SO4(稀)=3CO2↑+3K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。请回答下列问题。
①分析元素化合价可知该反应的氧化产物为 (填化学式)。
②根据化合价，推测Cr2O能和 反应(填标号)。
A．KMnO4 B．SO2 C．H2S D．O2
③+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O还原成Cr3+，反应的离子方程式为 。
化工厂常用浓氨水检验管道是否漏气，其原理为3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，被氧化的NH3与被还原的Cl2的分子个数之比为 。
参考答案：
1．C
【详解】A．莫道雪融便无迹，雪融成水水成冰，水的状态发生改变，为物理变化，故不选A；
B．粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间，发生反应CaCO3 CaO+CO2↑，元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故不选B；
C．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏，火药爆炸发生反应，C、N、S元素化合价改变，属于氧化还原反应，故选C；
D．日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川，是香炉峰在阳光的照射下生起紫色烟霞，没有发生化学变化，故不选D；
选C。
2．B
【详解】A．SO2作为红酒的食品添加剂，抗氧化，可杀菌消毒，该过程涉及氧化还原反应，A不符合题意；
B．小苏打受热易分解产生二氧化碳，用作食品膨松剂，该过程不涉及氧化还原反应，B符合题意；
C．植物中的有机物与氧气反应转化为无机盐，发生了氧化还原反应，C不符合题意；
D．常温下铝遇浓硫酸会发生钝化，该过程属于氧化还原反应，D不符合题意；
故选B。
3．B
【详解】A．钠由0价升高为+1价，氧元素由0价降低为-2价，单线桥由钠指向氧，转移电子数为2e-，A错误；
B．氯气中氯元素由0价升高为+1价，降低为-1价，双线桥转移电子数正确，B正确；
C．碳元素化合价由+2价升高为+4价，双线桥上电子数为4e-，C错误；
D．铜元素由0价升高为+2价，N元素由+5价降低为+2价，单线桥应该由Cu元素指向N元素，D错误；
故选B。
4．D
【详解】A．物质的氧化性或还原性，与得电子能力或失电子能力有关，其得失电子的数目无关，A错误；
B．反应中，无单质参加，所以不属于置换反应，B错误；
C．具有该元素最高价态的元素，对应物质中的其它元素在氧化还原反应中化合价可以升高，可能表现还原性，C错误；
D．在同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可以为同一种物质，如过氧化氢分解反应等，D正确；
故选D。
5．C
【分析】在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则根据反应①可知，氯气为氧化剂，KBr为还原剂，溴单质为氧化产物，KCl为还原产物，氧化性：Cl2＞Br2，还原性：Br-＞Cl-，同理可知，反应②中，氧化性：Br2＞I2，还原性：I-＞Br-，据此分析解答。
【详解】A．因氧化性：Cl2＞Br2＞I2，所以常温下能发生反应，A错误；
B．结合上述分析可知，氧化性：Cl2＞Br2＞I2，B错误；
C．结合上述分析可知，还原性：，C正确；
D．根据分析可知，氧化性：Cl2＞Br2＞I2，所以不能发生，D错误；
故选C。
6．D
【分析】根据元素守恒，只能是反应物，结合得失电子守恒及电荷守恒，得该反应：；
【详解】A．根据分析可知，反应物微粒：，A错误；
B．根据该反应可知，需在碱性条件下进行，B错误；
C．根据反应，每当有3mlS参与反应，转移4ml电子，则当2mlS参加反应时，转移的电子数为ml，C错误；
D．该反应中S即是氧化剂，也是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，D正确；
答案选D。
7．D
【详解】A．根据流程图反应①中氧化剂是NaClO3，氯元素化合价由+5变为+4，还原剂是SO2，硫元素化合价由+4变为+6，根据化合价升降相等可得NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1，A错误；
B．过氧化氢不稳定，高温易分解，故不能高温反应，B错误；
C．据流程图反应②，在ClO2与H2O2的反应中，ClO2转化为NaClO2氯元素的化合价降低，做氧化剂；H2O2只能做还原剂，氧元素的化合价升高，不能用NaClO2代替H2O2，C错误；
D．据流程图反应②ClO2与H2O2反应的变价情况，ClO2做氧化剂，H2O2做还原剂，可以推出ClO2的氧化性大于H2O2，D正确；
故选D。
8．B
【详解】A．电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物；非电解质是溶于水或在熔融状态下不能够导电的化合物；是非电解质，A错误；
B．该反应中二氧化碳中碳元素化合价降低，为氧化剂，B正确；
C．水为氢元素化合价升高，发生氧化反应得到的产物，为氧化产物不是还原产物，C错误；
D．反应中氢元素化合价由0变为+1，电子转移为，则反应生成1ml甲醇时转移电子，D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．S的化合价为+2，中S的化合价为，S元素的化合价升高失去电子，是还原剂，故A正确；
B．根据质量守中恒可知，Y为化合物，反应前后的原子个数相等，则Y为Fe3O4，故B正确；
C．根据电荷守恒可知，a=4，故C正确；
D.反应中化合价降低的元素只有氧元素，每有1mlO2参加反应，转移的电子为，故D错误；
故答案为D。
10．C
【详解】A．根据原子守恒可知Q为，A正确；
B．根据化学方程式可得是氧化剂，Fe元素的化合价为+6，B正确；
C．Fe元素的化合价从+6降为+3，1个Fe原子得3个电子，HCl是还原剂，Cl元素的化合价从—1升高到0，1个Cl原子失去1个电子，根据得失电子守恒知，一部分HCl体现酸性，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3，C错误；
D8 ml HCl参与反应，电子转移总数为，D正确；
故选C。
11．(1)①③④
(2)
(3)
(4)22
(5)
(6) D
【详解】（1）氧化还原反应前后有元素化合价升高或降低，②⑤反应前后元素化合价均不变，①③④反应前后有元素化合价升高或降低，则属于氧化还原反应的是①③④；
（2）MnO2→MnCl2，锰元素化合价从+4价降低至+2价，被还原得到电子；Cl-→Cl2，氯元素化合价从-1价升高至0价，被氧化失去电子，则双线桥法表示反应电子转移的方向和数目为：
；
（3）KIO3中I元素化合价由+5价降低为0价，HI中I元素化合价由-1价升高为0价，则氧化剂是KIO3，还原剂是HI，但是6个HI中有1个碘元素化合价没变，进入KI中，所以氧化剂与还原剂的个数之比为1∶5；
（4）反应Cl2中Cl元素由0价降低至-1价，降低2×1=2价，SO2中S元素由+4价升高至+6价，升高2价，此时化合价升降总数已经相等，则Cl2、SO2、H2SO4系数均为1，根据原子守恒得HCl系数为2，则H2O系数为2，配平后反应为：2H2O+Cl2+SO2=H2SO4+2HCl；
（5）由题意可知，在酸性环境下被还原为Cr3+，Fe2+被氧化为Fe3+，则该反应的离子方程式为：；
（6）由原子守恒得X为Ag2S，该反应中H2S中H、O元素化合价均不变，则H2S既不是氧化剂又不是还原剂，故选D。
12．(1)+3
(2) NaNO2
(3)
(4)＞Cl2＞H+
(5)1∶6
【分析】NaNO2为氧化剂，HI为还原剂，N元素化合价降低1价，部分HI中I元素化合价升高l生成碘单质，碘价生成，电子由HI中I元素转移2个电子给N元素，共转移2e-。氧化剂的氧化性大于氧化产物。
【详解】（1）中Na为+1价，O为-2价，根据化合价之和为0可知N为+3价，故答案为：+3；
（2）①上述反应中的氧化剂是NaNO2。故答案为：NaNO2；
②配平该反应。故答案为：；
（3）并用单线桥法表示反应中电子转移情况。故答案为：；
Ⅱ、既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，具有氧化性。
（4）氧化剂的氧化性大于氧化产物，①中Fe被Cl2氧化为Fe3+，被H+氧化为Fe2+，可知Cl2的氧化性大于H+，②中氯离子被高锰酸钾氧化为Cl2，则氧化性＞Cl2，综上所述氧化性：＞Cl2＞H+，故答案为：＞Cl2＞H+；
（5）中+6价Cr转化为+3价Cr,化合价降低被还原，所以为氧化剂，Fe2+被氧化为Fe3+，Fe2+作还原剂，根据得失电子守恒可知氧化剂（氧化性离子）与还原剂（还原性离子）的个数之比为1∶6，故答案为：1∶6。
13．(1) +6 B O 2KOH+2KCrO2+3H2O2=2K2CrO4+4H2O H2O2被还原生成的产物对环境没有污染
(2) CO2 BC Cr2O+3HSO+5H+=2Cr3++3SO+4H2O
(3)2:3
【详解】（1）①K2Cr2O7中铬元素化合价为+6价；反应B中铬元素由+3价变为+6价，为氧化还原反应，其他反应中元素化合价均未变化，故选：B；
②H2O2→H2O，O元素化合价降低，被还原；反应B的化学方程式为：2KOH+2KCrO2+3H2O2=2K2CrO4+4H2O；H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是：H2O2被还原生成的产物对环境没有污染；
（2）①反应中碳元素化合价升高，故氧化产物为CO2；
②Cr2O中铬元素为+6价，具有强氧化性，能与还原性物质SO2、H2S反应，选BC；
③用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O还原成Cr3+，反应的离子方程式为：Cr2O+3HSO+5H+=2Cr3++3SO+4H2O；
（3）方程式中8个NH3分子参与反应，2个NH3分子被氧化，3个Cl2分子被还原，故被氧化的NH3与被还原的Cl2的分子个数之比为：2:3。