第13讲 氧化还原反应的基本概念-高一化学同步精品讲义（鲁科必修第一册 ）

第13讲 氧化还原反应的基本概念
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课程标准
课标解读
1．认识有化合价变化的反应是氧化还原反应，了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2．认识元素在物质中可以具有不同的价态，可以通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。
1．能认识氧化还原反应的本质，结合实例书写氧化还原反应方程式。
2．能从物质的构成方面说明物质是否具有氧化性或还原性。能够设计实验证明物质是否具有氧化性或还原性。
3．能说明氧化还原反应在自然资源利用、环境保护等方面的重要应用。
知识精讲

知识点01 认识氧化还原反应
1．从化合价升降角度认识氧化还原反应：

（1）氧化反应：反应物所含某种或某些元素化合价_____的反应。
（2）还原反应：反应物所含某种或某些元素化合价_____的反应。
2．从电子转移角度认识氧化还原反应：
（1）元素化合价变化的实质。
2Na+Cl22NaCl
①钠原子_____电子，化合价_____，发生_____反应；
②氯原子_____电子，化合价_____，发生_____反应。
（2）结论
①氧化还原反应的特征是_________________________；
②氧化还原反应的实质是发生了_______________。
【即学即练1】下列说法正确的是（ ）。
A．氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化
B．还原剂是一种能够得到电子的物质
C．物质所含元素化合价升高的反应是还原反应
D．氧化反应和还原反应是同时发生的
知识点02 氧化还原反应的表示方法
1．氧化还原反应转移电子数的表示
（1）双线桥法

（2）单线桥法

2．氧化还原反应转移电子数的计算
（1）N（e－）＝_______________＝_______________
（2）反应中转移电子数与各物质的_______________成正比
【即学即练2】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（ ）。
A．
B．
C．
D．
知识点03 氧化剂和还原剂
1．氧化剂和还原剂的相关概念
（1）氧化剂
①概念：在氧化还原反应中，所含某种（或某些）元素化合价_____的反应物
②反应：发生_____反应
③性质：具有_____性
④产物：得到_____产物
（2）还原剂
①概念：在氧化还原反应中，所含某种（或某些）元素化合价_____的反应物
②反应：发生_____反应
③性质：具有_____性
④产物：得到_____产物
2．常见的氧化剂和还原剂
（1）常见的氧化剂及还原产物

氧化剂
还原产物
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3
NO2、SO2、NO
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、
FeCl3
Mn2+、Cl－、Fe2+
含高价态元素的氧化物
MnO2
Mn2+
（2）常见还原剂及氧化产物

还原剂
氧化产物
活泼金属单质
Al、Fe、Zn
Al3+、Fe2+、Zn2+
某些非金属单质
H2、C
H2O、CO2
【即学即练3】下列物质属于常见氧化剂的一组是（ ）。
A．Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B．O2、KMnO4、C、H2
C．Na、K、FeCl2、H2、CO
D．CuO、CO、Fe2O3、H2
知识点04 氧化性和还原性
1．氧化性和还原性：
（1）氧化性：氧化剂所表现出的_____的性质。
（2）还原性：还原剂所表现出的_____的性质。
2．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系：

【即学即练4】对下列物质的叙述，不正确的是（ ）。
A．金属钠具有强还原性
B．二氧化碳在一定条件下具有氧化性
C．氧气通常具有氧化性而不具有还原性
D．盐酸只具有氧化性
能力拓展

考法01 氧化还原反应和非氧化还原反应
【典例1】下列反应中属于非氧化还原反应的是（ ）。
A．3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O
B．3CCl4+K2Cr2O72CrO2Cl2+2COCl2+2KCl
C．3H2O2+2KCrO2+2KOH2K2CrO4+4H2O
D．3CuS+8HNO33Cu（NO3）2+2NO↑+S↓+4H2O
【知识拓展】氧化还原反应的判断
1．判断依据：反应前后元素的化合价是否发生改变
（1）有单质参与或生成的化学反应不一定是氧化还原反应，如3O2＝2O3
（2）没有单质参加的化合反应也可能是是氧化还原反应，如H2O2+SO2＝H2SO4
2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系

（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。
考法02 氧化还原反应的基本概念
【典例2】汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3K2O+5Na2O+16N2↑，有关该反应说法正确的是（ ）。
A．属于非氧化还原反应
B．KNO3发生氧化反应
C．NaN3是还原剂
D．NaN3和KNO3中氮元素化合价均降低
【知识拓展】氧化还原反应概念之间的关系

（1）氧化剂和还原剂可以是不同的物质，也可以是同种物质
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氧化剂和还原剂都是KMnO4
②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O
（2）氧化产物和还原产物可以是不同的物质，也可以是同种物质
①3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O，氧化产物是Na2SO3，还原产物是Na2S
②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O，氧化产物和还原产物都是NaNO2
（3）被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素，也可以是同种元素
①4HCl（浓）+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O，被氧化的元素是氯，被还原的元素是锰
②2H2S+SO22H2O+3S，被氧化的元素和被还原的元素都是硫
（4）可能有多种元素同时被氧化或被还原
①3Cu2S+22HNO36Cu（NO3）2+10NO↑+3H2SO4+8H2O，铜和硫元素被氧化，氮元素被还原
②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑，氮和硫元素被还原，碳元素被氧化
考法03 氧化还原反应中转移电子数的表示及计算
【典例3】（2021~2022学年河北省保定市高一上期末）工业上常用浓氨水检验氯气管道，其反应的化学方程式为3Cl2+8NH3＝6NH4Cl+N2，利用该反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气。下列关于该反应的说法错误的是（ ）。
A．氧化剂是Cl2，N2是氧化产物
B．每生成22.4L的N2，转移6mol电子
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
D．被氧化与未被氧化的NH3的物质的量之比为1∶3
【知识拓展】氧化还原反应中电子转移的表示方法
1．双线桥法
（1）基本步骤

（2）注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价发生变化的同种元素的原子；
②必须注明“得到”或“失去”；
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子总数要相等。
（3）巧记口诀
先标化合价，再看价变化；起止同元素，桥上标变化。
2．单线桥法
（1）基本步骤

（2）注意事项
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子（或电子对偏移）的情况；
②不需标明“得到”或“失去”，只标明电子转移的数目；
③箭头标明电子转移的方向；
④单线桥箭头从失去电子（或电子对偏离）的元素原子指向得到电子（或电子对偏向）的元素原子。
（3）巧记口诀
先确定变价元素，再计算价态变化；桥上标明电子数，箭头指向要正确。
考法04 氧化性、还原性的判断
【典例4】（2021·肇庆高一检测）过氧化氢俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。下述反应中，H2O2仅体现氧化性的反应是（ ）。
A．Na2O2+2HCl2NaCl+H2O2
B．Ag2O+H2O22Ag+O2↑+H2O
C．2H2O22H2O+O2↑
D．3H2O2+Cr2（SO4）3+10KOH2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
【知识拓展】微粒氧化性和还原性的判断
1．化合价和氧化性、还原性的关系

（1）金属单质只有还原性
（2）非金属单质既有氧化性又有还原性，F2除外
（3）从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性
2．常见元素的最高价态和最低价态
元素
Cl
S
N
C
H
最高价
+7
+6
+5
+4
+1
最低价
－1
－2
－3
－4
－1
考法05 氧化性、还原性强弱的比较及应用
【典例5】（双选）某学生做如下实验：第一步，在淀粉－KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失。下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是（ ）。
A．氧化性：ClO－＞I2＞SO42－
B．蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性
C．淀粉－KI溶液变蓝是因为I－被ClO－氧化为I2，I2使淀粉变蓝
D．已知Cl2能使淀粉－KI溶液变蓝，则将Na2SO3溶液加入氯水中，氯水不褪色
【知识拓展】氧化性和还原性强弱的比较及应用
1．根据元素的活动性顺序比较
（1）根据金属元素的活动性顺序比较

（2）根据非金属元素的活动性顺序比较

2．根据氧化还原反应的方向判断

（1）氧化性：氧化剂＞氧化产物
（2）还原性：还原剂＞还原产物
3．根据反应条件来判断
当不同的氧化剂（或还原剂）与同一还原剂（或氧化剂）反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂（或还原剂）的氧化性（或还原性）越强，反之越弱。如：
（1）比较KMnO4和MnO2氧化性强弱：KMnO4＞MnO2
①MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2KMnO4+16HCl（浓）2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
（2）比较Na、Mg、Al的还原性强弱：Na＞Mg＞Al
①Na与冷水剧烈反应
②Mg与水加热才反应
③Al与水加热条件下也难反应
4．根据氧化产物的价态高低判断
（1）方法：同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高，氧化剂的氧化性越强。
（2）实例：2Fe+3Cl22FeCl3，Fe+SFeS，氧化性：Cl2＞S。
5．根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法
（1）浓度：同一种物质浓度越大，氧化性（或还原性）越强。如氧化性：浓硫酸＞稀硫酸，浓硝酸＞稀硝酸，还原性：浓盐酸＞稀盐酸。
（2）温度：同一种物质，温度越高其氧化性越强，如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
（3）酸碱性：同一种物质，所处环境酸（碱）性越强其氧化性（还原性）越强。如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性，常温下即可和浓盐酸反应制取Cl2。
6．应用：氧化还原中反应先后顺序的判断
同一种氧化剂与多种还原剂反应，或者同一还原剂与多种氧化剂反应。一般来说，含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时，还原性强的还原剂（离子）先被氧化；反之，含多种氧化剂的溶液中，加入一种还原剂时，氧化性强的氧化剂（离子）先被还原。最常见的就是将Cl2通入含Fe2+和Br－的溶液中，已知还原性：Fe2+＞Br－，所以Cl2先和Fe2+反应，反应方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl－；当Fe2+完全反应后，Cl2 再与Br－反应，反应方程式为Cl2+2Br－Br2+2Cl－。
分层提分

题组A 基础过关练
1．（2021~2022学年河北省定州市高一上期末）近年来，随着食品工业的发展，脱氧剂的应用也愈来愈广泛。脱氧剂能吸收氧气，防止油脂被氧化，有效地抑制霉菌和好氧型细菌的滋生，延长食品保质期。下列物质可作脱氧剂的是（ ）。
A．小苏打 B．碱石灰 C．铁粉 D．活性炭
2．（2021~2022学年河北省邯郸市九校联盟高一上期中）下列反应中是氧化还原反应是（ ）。
A．HCl+NaOH＝NaCl+H2O
B．3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O
C．ZnO+H2SO4＝ZnSO4+H2O
D．NaHSO4+BaCl2＝BaSO4+NaCl+HCl
3．（2022年1月浙江学考仿真模拟卷A）在反应5SO2+2MnO4－+2H2O2Mn2++4H++5SO42－中，还原剂为（ ）。
A．SO2 B．MnO4－ C．Mn2+ D．SO42－
4．（2022年1月江苏合格考模拟一）下列反应中，金属元素被氧化的是（ ）。
A．2FeCl2+Cl22FeCl3
B．H2+CuOCu+H2O
C．Na2O+H2O2NaOH
D．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
5．（2021~2022学年上学期嘉兴高一期中）根据下列各反应：
①H2SO3+I2+H2O2HI+H2SO4；
②2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2；
③3FeCl2+4HNO32FeCl3+NO↑+2H2O+Fe（NO3）3
判断有关物质还原性由强到弱的顺序是（ ）。
A．H2SO3＞HI＞FeCl2＞NO
B．NO＞FeCl2＞H2SO3＞HI
C．I2＞FeCl2＞H2SO3＞NO
D．FeCl2＞HI＞H2SO3＞NO
6．（2021~2022学年浙江省宁波市九校联考高一下期末）下列反应中，属于氧化还原反应且H2O既不做氧化剂又不做还原剂的是（ ）。
A．Cl2+H2OHCl+HClO
B．2Na+2H2O2NaOH+H2↑
C．2F2+2H2O4HF+O2
D．SO2+H2OH2SO3
7．《南村辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫黄涂木片顶分许，名曰发烛，又曰碎儿，盖以发火及代灯烛用也。”文中的发烛就是原始的火柴。K2Cr2O7是火柴工业用作制造火柴头的氧化剂。

在下列反应中：K2Cr2O7+14HCl（浓）2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O。
（1）_______元素被氧化，_______是氧化剂。
（2）_______是氧化产物，_______发生氧化反应。
（3）在参加反应的盐酸中，起还原剂（被氧化）作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为_______。
（4）用双线桥法标明电子转移的方向和数目。
8．已知实验室制取氯气的反应原理为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O。
（1）该反应中氧化剂是______（填化学式），被氧化的元素是____（填元素符号）。
（2）用单线桥法表示电子转移的方向和数目：_______________________。
（3）有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示：

①反应Ⅰ的离子方程式为____________________________。
②反应Ⅱ属于__________反应（填四种基本反应类型之一）。
（4）在一定条件下，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2反应中，__________（填名称）是还原剂，_______（填化学式）发生还原反应。生成112gFe时，消耗CO质量是____。
（5）维生素C又称“抗坏血酸”，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”）。
（6）火药是中国的“四大发明”之一。黑火药在发生爆炸时，发生如下反应：2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑，其中氧化产物是__________（填化学式）。
题组B 能力提升练
1．（2022·山东省等级考）古医典富载化学知识，下述之物见其氧化性者为（ ）。
A．金（Au）：“虽被火亦未熟”
B．石灰（CaO）：“以水沃之，即热蒸而解”
C．石硫黄（S）：“能化……银、铜、铁，奇物”
D．石钟乳（CaCO3）：“色黄，以苦酒（醋）洗刷则白”
2．（不定项）（2021~2022学年上学期绍兴高一期中）周杰伦在歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中“铜绿”的化学成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为：2Cu+O2+CO2+H2OCu2（OH）2CO3。下列有关该反应的说法不正确的是（ ）。
A．该反应是氧化还原反应，发生化合价变化的有三种元素
B．O2得电子，发生的是还原反应
C．由此反应可知，化合反应一定是氧化还原反应
D．0.2molCu参与反应消耗标准状况下O2的体积为2.24L
3．（陕西省咸阳市实验中学2021~2022学年高一上学期期中）在下列反应中氧化剂和还原剂为同一物质的是（ ）。
A．Cl2+H2O＝HCl+HClO
B．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C．2F2+2H2O＝4HF+O2
D．2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑
4．（2022·浙江6月选考）关于反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，下列说法正确的是（ ）。
A．H2SO4发生还原反应
B．Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D．1molNa2S2O3发生反应，转移4mol电子
5．（2022年1月浙江选考化学仿真模拟试卷B）关于反应5NaClO2+4HCl4ClO2+5NaCl+2H2O，下列说法正确的是（ ）。
A．NaClO2中Cl元素仅被还原
B．该反应中，HCl体现了酸性和还原性
C．还原剂与氧化剂的质量之比为4∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶5
6．（2021~2022学年河北省邯郸市高一上期末）下列有关反应IO3－+5I－+6H+＝3I2+3H2O的说法中，错误的是（ ）。
A．I－发生氧化反应
B．I2既是氧化产物，又是还原产物
C．该条件下氧化性：IO3－＜I2
D．生成3molI2时，转移5mol电子
7．（2021·泉州高一期中检测）氧化亚铜（Cu2O）是一种鲜红色粉末状固体，几乎不溶于水，可在酸性溶液中发生反应，与硫酸、盐酸、硝酸反应如下：
①Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O
②Cu2O+4HCl＝2HCuCl2+H2O
③3Cu2O+14HNO3（稀）＝6Cu（NO3）2+2NO↑+7H2O
（1）Cu2O中Cu的化合价为________。
（2）反应①中氧化剂为________，还原剂为________。
（3）反应②______（填“是”或“不是”）氧化还原反应，若是请说明转移电子情况，若不是请说明判断依据________________________________。
（4）请写出反应③的离子方程式________________________________；生成标准状况下22.4LNO，转移电子数为________，做氧化剂的硝酸的物质的量为______。
8．常见的食品脱氧剂多为无机铁系脱氧剂，其主要成分为活性铁粉。脱氧中的一步主要反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3（红褐色固体）。
（1）Fe（OH）3中铁元素化合价为________；该脱氧反应中还原剂是________，消耗1分子O2，转移的电子数为________。
（2）某化学兴趣小组用食品脱氧剂（2g铁粉、0.5g活性炭、0.5g氯化钠）进行如下两个实验。


①溶液丙中一定含有的金属阳离子是________（写离子符号）。将乙烘干后进行如下实验，物质之间的转化关系如图所示：（反应条件及部分产物略去）
②写出反应Ⅱ的离子方程式，并用单线桥法表示电子转移的方向和数目__________________；
③向溶液C中加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，其离子方程式为______________________；反应Ⅲ的化学方程式为___________________________。
题组C 培优拔尖练
1．（陕西省咸阳市2021~2022学年高一上学期期末）下列变化发生了氧化反应的是（ ）。
A．Cl2+2e－2Cl－ B．S2－－2e－S
C．Ag++e－Ag D．Cr2O72－+14H++6e－2Cr3++7H2O
2．（广东省2022届高三一轮复习调研考）“碳中和”是指一定时期内，二氧化碳排放量与吸收量相平衡的状态。下列“碳中和”的方法中未涉及氧化还原反应的是（ ）。
A．高温CaO基吸附剂循环捕获CO2
B．植树造林捕获和储存大气中的CO2
C．高选择性氧化铟基催化剂将CO2加氢转化为CH3OH
D．在常温、常压条件下电催化将CO2转化为CO、HCOOH
3．将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示（CuS不溶于水）。下列说法错误的是（ ）。

A．过程①发生复分解反应，由弱酸反应得到强酸
B．过程②中，发生反应的离子方程式为：S2－+2Fe3+S+2Fe2+
C．过程③中，标准状况下11.2LO2参加反应转移2mol电子
D．在②中Fe3+作氧化剂，在③中Fe3+是氧化产物
4．硫酸铜是白磷中毒的解毒剂：11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P↓+24H3PO4+60X。下列叙述错误的是（ ）。
A．X为H2SO4
B．每消耗1.1mol P4，反应转移12mol电子
C．6mol CuSO4可以氧化0.6mol P4
D．Cu3P是还原产物
5．稀土资源素有“工业维生素”“新材料之母”之称，我国稀土储量世界第一。已知：金属铈（稀土元素）在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应（注：铈常见的化合价为+3和+4，氧化性：Ce4+＞Fe3+＞I2）。下列说法正确的是（ ）。
A．铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为：Ce+4HICeI4+2H2↑
B．Ce2（SO4）3溶液与硫酸铁溶液混合，其离子方程式为：Fe3++Fe3+Fe2++Ce4+
C．铈元素如果要排在金属活动性顺序表中，其位置应靠近Na元素
D．金属Ce保存时可以用水封来隔绝空气，防止被氧化
6．（2021·三亚高一检测）已知常温下，在溶液中发生如下反应：①16H++10Z－+2XO4－2X2++5Z2+8H2O；②2A2++B22A3++2B－；③2B－+Z2B2+2Z－由此推断下列说法错误的是（ ）。
A．反应Z2+2A2+2A3++2Z－可以进行
B．Z元素在①反应中被氧化，在③反应中被还原
C．还原性由强到弱的顺序是Z－，B－，A2+，X2+
D．氧化性由强到弱的顺序是XO4－，Z2，B2，A3+
7．（2021·北京昌平区高一检测）某小组同学欲探究H2O2的性质，经历如下探究过程：
预测：聚焦H2O2中的O作为核心元素，因此预测H2O2既具有氧化性，也具有还原性。
（1）预测其具有氧化性的思路是______________________________。
实验和观察：小组同学分别选用酸性KMnO4溶液、酸化的KI溶液与5%H2O2溶液反应以验证预测。
实验①
实验②


（2）实验①利用了酸性高锰酸钾的_________性，该实验中，证明KMnO4溶液与H2O2反应的现象除了溶液颜色变浅或褪色外，还有________。
（3）实验②是为了验证H2O2的_________性，在反应后的溶液中加入淀粉溶液，可观察到溶液变蓝，写出该反应的离子方程式____________________。
解释和结论：
（4）以上实验可得出的结论是______________________。
（5）根据以上实验可以确定H2O2、I2和KMnO4的氧化性由强到弱的顺序是______________。