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文檔簡介
第3節(jié)氧化還原反應第1課時認識氧化還原反應學習目標1.通過分析化學反應中元素化合價的變化,建立氧化還原反應的概念。2.通過對鈉與氯氣、鐵與硫酸銅溶液反應實質的探究,明確電子的得失是氧化還原反應的實質。3.通過對四大基本反應特點的分析,明確氧化還原反應與四大基本反應的關系。4.通過氧化還原反應中電子得失與元素化合價變化關系的分析,學會表示氧化還原反應化合價升降與電子轉移的兩種方法。任務分項突破課堂小結提升學科素養(yǎng)測評任務分項突破學習任務1氧化還原反應的基本概念自主梳理1.氧化還原反應的特征氧化還原非氧化還原2.氧化還原反應的概念(1)氧化還原反應:在反應過程中有元素化合價變化的化學反應。(2)氧化反應:在氧化還原反應中,反應物所含某種(或某些)元素化合價升高的反應。(3)還原反應:在氧化還原反應中,反應物所含某種(或某些)元素化合價降低的反應。3.氧化反應與還原反應的關系氧化反應和還原反應一定同時發(fā)生,統(tǒng)一于一個氧化還原反應之中?;犹骄刻骄垦趸€原反應與四大基本反應類型的關系化學學習小組的同學在學習了氧化還原反應的概念后,聯想起原來初中學習過的四大基本反應類型:化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應。大家認為這兩種對化學反應的分類是從不同的角度進行的,兩者應該存在著某種聯系,并對此展開了討論。請你對他們在討論中提出的問題進行分析,幫助他們建立這兩種反應分類之間的關系。問題1:一名同學提出置換反應一定是氧化還原反應,而復分解反應則一定不是氧化還原反應。這名同學的依據是什么?提示:置換反應是單質與化合物反應生成另一種單質與另一種化合物,存在元素從游離態(tài)到化合態(tài)的相互轉化,所以一定有化合價的變化,一定是氧化還原反應;而復分解反應是兩種化合物相互交換離子,重新組合為兩種新的化合物的反應,不存在元素化合價的變化,一定不是氧化還原反應。問題2:另一名同學認為化合反應、分解反應既可能是氧化還原反應,也可能是非氧化還原反應。你能舉例驗證這一同學的觀點嗎?問題3:還有一名同學認為任何一個化學反應都可以按氧化還原反應的標準進行分類,但不一定可以按四大基本反應類型分類。你認為其觀點是否正確,為什么?歸納拓展氧化還原反應與四大基本反應類型的關系(1)置換反應一定是氧化還原反應;(2)復分解反應一定不是氧化還原反應;(3)有單質參加的化合反應是氧化還原反應;有單質生成的分解反應是氧化還原反應。題點一氧化還原反應的概念題組例練C1.下列反應中,屬于氧化還原反應的是(
)解析:只有C反應中的W元素由+6價變?yōu)?價,H元素由0價變?yōu)?1價,屬于氧化還原反應;其他反應都沒有元素的化合價發(fā)生變化,屬于非氧化還原反應。2.下列關于氧化還原反應的說法中正確的是(
)A.氧化還原反應前后元素的化合價有升降B.氧化還原反應前后一定有氧的得失C.實現Fe3+→Fe2+的變化過程一定是氧化反應D.元素化合價升高的反應是還原反應解析:氧化還原反應一定有元素化合價的升降,且升降總數相等,故A正確;氧化還原反應前后元素的化合價有升降,但不一定有氧的得失,故B錯誤;Fe3+轉化為Fe2+,鐵元素的化合價降低,發(fā)生的是還原反應,故C錯誤;元素化合價升高的反應是氧化反應,故D錯誤。A題點二氧化還原反應與四大基本反應類型的關系C3.已知在高溫下,可以發(fā)生反應:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。離子反應、復分解反應、置換反應之間可用集合關系來表示,其中正確的是(
)解析:置換反應和復分解反應均屬于四大基本反應類型之一,同一分類標準下的不同反應類型之間不會發(fā)生交叉,沒有任何交集,故A、B、D錯誤;在水溶液中發(fā)生的置換反應、復分解反應一般屬于離子反應,2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe屬于置換反應,但不是離子反應,置換反應部分是離子反應,復分解反應有的不是離子反應,如固體之間發(fā)生的復分解反應,故C正確。4.(2022·黑龍江齊齊哈爾期中)氧化還原反應與四大基本反應類型的關系如圖所示。下列化學反應屬于陰影部分的是(
)解析:陰影部分對應的化學反應滿足兩個條件,①氧化還原反應;②不屬于四大基本反應類型。A、B、C選項的化學反應分別屬于四大基本反應類型的置換反應、分解反應和化合反應,均不符合題意。D學習任務2氧化還原反應的實質自主梳理1.氧化還原反應的實質(1)以鈉與氯氣反應為例探究氧化還原反應的實質。2Na+Cl22NaCl①鈉原子失電子,化合價升高,發(fā)生氧化反應;②氯原子得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應。(2)以金屬鐵與CuSO4溶液反應為例探究氧化還原反應的實質。Cu2++FeCu+Fe2+①鐵原子失電子,化合價升高,發(fā)生氧化反應;②銅離子得電子,化合價降低,發(fā)生還原反應。(3)結論。①所有的氧化還原反應中都存在著電子轉移,電子轉移是氧化還原反應的實質。②元素化合價的變化是電子轉移的外在表現。③通過分析反應中是否有元素的化合價發(fā)生變化來判斷某個反應是否屬于氧化還原反應。2.根據化合價變化分析氧化還原反應中的電子轉移(1)氧化還原反應中的電子轉移。①元素化合價升高?原子或離子失電子?發(fā)生氧化反應。②元素化合價降低?原子或離子得電子?發(fā)生還原反應。③氧化還原反應中電子轉移的總數與化合價升高或降低的總值是相等的。(2)氧化還原反應中電子轉移的表示方法。①雙線橋法:表示同種元素的原子在反應前后轉移電子的情況。如
②單線橋法:表示反應過程中電子在反應物之間的轉移情況。如
互動探究探究氧化還原反應中電子轉移的表示在學習了氧化還原反應后,同學們對氧化還原反應中電子的得失情況感到不易理解。為了能把鐵與硫酸銅溶液反應過程中抽象的電子轉移情況形象地表達出來,小藝同學制作了如圖一幅漫畫。請你根據漫畫所表達的化學意義回答下列問題。問題1:請根據元素得失電子、化合價變化以及氧化還原反應的關系,指出該反應過程中Fe、Cu元素的變化情況,并用雙線橋表示。提示:Fe元素在反應前后的變化為Fe失去兩個電子,化合價由0價升高為+2價;Cu元素在反應前后的變化為Cu2+得到兩個電子,化合價由+2價降低為0價。問題2:在漫畫表達的變化過程中,當有1molFe參加反應時,轉移了4mol電子嗎?提示:不是。這里Cu2+得到的2mole-與Fe失去的2mole-是同一部分電子,整個過程只轉移了2mole-。問題3:有同學覺得雙線橋表示了漫畫中縱向的變化過程,雖然很清晰,但略顯繁瑣,認為可以用學到的另一種方法表達出橫向Fe與Cu2+之間的變化。請你幫這位同學表示該過程,并闡釋其意義。提示:表示該反應過程是Fe轉移給Cu2+兩個電子,Fe發(fā)生氧化反應,Cu2+發(fā)生還原反應。歸納拓展氧化還原反應中電子轉移的表示方法1.雙線橋法(1)基本步驟。(2)注意事項。①箭頭、箭尾指向化合價變化的同種元素。②“橋”上必須注明電子的得失情況、化合價的變化情況以及發(fā)生的反應類型。③兩個線橋上標注的失去電子總數與得到電子總數相等。④電子轉移數用“be-×a”形式表示,a表示發(fā)生氧化或還原反應的原子個數,b表示每個原子失去或得到的電子數。2.單線橋法。(1)基本步驟。(2)注意事項。①單線橋必須畫在反應物中。②箭頭表示電子的轉移方向。③線橋上只標明電子轉移的總數。題點一氧化還原反應的實質題組例練C1.(2021·黑龍江哈爾濱期中)長久未使用的銅質器皿中常含有“銅綠”(銅銹),它的化學成分是Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)。銅在潮濕的空氣中生銹的化學方程式為2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3。下列有關該反應的說法錯誤的是(
)A.該反應是氧化還原反應B.反應物中銅元素和氧元素的化合價均發(fā)生了變化C.該反應中Cu得電子,O2失電子,Cu被氧化D.該反應中O2發(fā)生了還原反應解析:所給反應中,銅元素化合價升高、氧元素化合價降低,該反應屬于氧化還原反應,故A、B正確;反應中,銅元素化合價升高,失電子,銅發(fā)生氧化反應,氧元素化合價降低,得電子,氧氣發(fā)生還原反應,故C錯誤,D正確。2.(2021·山東平邑期中)工業(yè)鹽的主要成分是NaNO2,外觀和食鹽相似,有咸味,曾多次發(fā)生過人因誤食NaNO2而中毒的事件,其原因是NaNO2把人體內的Fe2+轉化為Fe3+而失去與O2結合的能力。金屬加工后的廢液中含有2%~5%中的NaNO2,它是一種環(huán)境污染物,人們用NH4Cl溶液來處理此廢液,使亞硝酸鈉轉化為無毒物質。該反應分兩步進行:第一步NaNO2+NH4ClNaCl+NH4NO2第二步NH4NO2N2↑+2H2O以下說法不正確的是(
)A.中毒的事件中NaNO2體現氧化性B.工業(yè)鹽中毒后,可服用維生素C(維生素C具有還原性)來緩解中毒C.工廠廢液處理過程中的反應均為氧化還原反應CD.工廠廢液處理過程中第二步中的NH4NO2既被氧化又被還原3.(2021·廣東廣州期中)氧化還原反應的本質是電子的轉移,下列氧化還原反應中電子轉移的表示方法正確的是(
)A.B.C.D題點二氧化還原反應電子轉移的表示D.4.(2021·黑龍江期中)下列反應中電子轉移的方向和數目表示正確的是(
)C解析:A.反應中只有硫元素的價態(tài)變化,H2S中的硫元素由-2價升高到0價,2個H2S完全被氧化轉移4e-,單線橋表示方法錯誤;B.反應中有錳元素、氧元素的價態(tài)發(fā)生變化,高錳酸鉀中錳元素由+7價降低到錳酸鉀中+6價、二氧化錳中+4價,2個KMnO4完全被還原,共轉移4e-,電子轉移方向錯誤;C.反應中只有鐵元素的價態(tài)變化,鐵元素由0價升高到+2價,1個Fe完全被氧化轉移2e-,單線橋表示方法正確;D.反應中,氮元素的價態(tài)發(fā)生改變,氨氣中氮元素由-3價升高到氮氣中的0價,8個NH3完全被氧化,失去24e-,單線橋中不標得失,錯誤。課堂小結提升【知識整合】【易錯提醒】2.元素由游離態(tài)轉變?yōu)榛蠎B(tài),不一定發(fā)生氧化反應,這要取決于轉變過程中元素化合價的變化情況,如:Cl2→NaCl,氯元素就發(fā)生了還原反應。4.誤認為氧化還原反應過程中轉移電子數是得到電子數與失去電子數的和。其實不然,這兩部分電子指的是同一部分電子,計算轉移電子數時只計算一部分。學科素養(yǎng)測評(1)NaAlH4中,氫元素的化合價為
。
解析:(1)NaAlH4中Al元素是+3價,H元素為-1價。答案:(1)-1(2)NaH易與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,寫出該反應的化學方程式:
.
。
(3)在利用NaBH4制取氫氣的反應中,得到電子的元素是
;失去電子的元素是
。
答案:(3)H
H(4)在硼氫化鈉用于處理含Au3+廢液的反應中,發(fā)生氧化反應的是
(填離子,下同);發(fā)生
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