第3节 氧化剂和还原剂 第1课时 氧化还原反应
————————————————————————— [课标要求] 1．了解氧化反应、还原反应的概念及实质。 2．理解氧化还原反应的基本概念间的关系。
3．了解氧化还原反应化合价升降和电子转移的表示方法。 4．认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。,
1．氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化，实质是有电子转移。
2．氧化反应是元素化合价升高的反应；还原反应是元素化合价降低的反应。 3．氧化还原反应电子转移的表示方法：双线桥法和单线桥法。
4．置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定不是氧化还原反应。 5．氧化剂是所含元素化合价降低的反应物；还原剂是所含元素化合价升高的 反应物。
6．氧化性是氧化剂得电子的性质；还原性是还原剂失电子的性质。
氧化还原反应的基本概念和实质
1．氧化还原反应
(1)概念：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应。
(2)实质：氧化还原反应的实质是电子转移，包括电子得失或共用电子对偏移。 [特别提醒]
(1)氧化还原反应的特征是元素化合价的变化，实质是电子转移，判断一个反应是不是氧化还原反应，是看反应前后元素化合价是否变化。
(2)元素得电子，化合价降低；元素失电子，化合价升高。 2．氧化还原反应的基本概念
(1)氧化反应：物质失去电子，所含元素化合价升高的反应；还原反应：物质得到电子，所含元素化合价降低的反应。
(2)氧化剂：所含元素化合价降低、得到电子的反应物；还原剂：所含元素化合价升高，失去电子的反应物。
(3)氧化产物：还原剂失去电子，发生氧化反应所得产物；还原产物：氧化剂得到电子，发生还原反应所得产物。
(4)氧化性：氧化剂所表现出来的得电子的性质； 还原性：还原剂所表现出来的失电子的性质。 [特别提醒]
(1)氧化反应又称被氧化，还原反应又称被还原。
(2)氧化剂和还原剂均是反应物，二者可以是不同的反应物，也可以是同一种反应物。 3．氧化还原反应的基本概念之间的联系 (1)图示关系
(2)概念间的联系
还原剂→表现还原性→所含元素化合价升高→失去电子→发生氧化反应→生成氧化产物；
氧化剂→表现氧化性→所含元素化合价降低→得到电子→发生还原反应→生成还原产物。
记忆技巧：升失氧，降得还；若论剂，两相反。 4．四种基本反应类型与氧化还原反应的关系(如图)
(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)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应，只有有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应才是氧化还原反应。
1．下列反应是氧化还原反应的是( ) A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ B．CaO＋H2O===Ca(OH)2
△C．2KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑
高温D．CaCO3=====CaO＋CO2↑
＋7
＋6
＋7
＋4解析：选C A、B、D三项反应中均没有元素化合价变化，C项，KMnO4→K2MnO4，KMnO4→MnO2，锰元素化合价发生变化。
2．如图表示氧化还原反应的原理。由图可知，
在该反应中是( )
A．氧化剂
C．还原产物
解析：选C 由图示可知，
B．还原剂 D．氧化产物
失电子是还原剂，生成 ○A是氧化产物，○B得电子是氧化剂，生成是还原产物。
3．氧化还原反应与四种基本类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A．Cl2＋2KBr===Br2＋2KCl △B．2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
解析：选D 图中阴影部分的含义是指该反应属于氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型，对照选项中提供的化学反应方程式可知，Na2O2与CO2的反应符合题目的要求。
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、箭尾指向化合价变化的同种元素。 ②必须注明“得到”或“失去”字样。 ③失去电子总数与得到电子总数相等。
2．单线桥法 (1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥必须画在反应物中。
②箭头指向得电子元素，箭尾指向失电子元素。 ③标明电子转移的总数，不标“得、失”。
1．下列电子转移表示正确的是( )
解析：选B A项，得失电子标反，且转移电子总数不等；C项，KClO3中氯元素得电子，氧元素失去电子；D项，双线桥的起始位置不当。
高温2．已知：Fe2O3＋3CO===== 2Fe＋3CO2。 (1)标出该反应中电子转移的方向和数目。 (2)该反应中________被还原，________被氧化。
(3)在该反应中，若有2 mol电子发生转移，在标准状况下，可生成CO2的体积为________。 解析：解答此类题目应先标出各元素的化合价，然后结合化合价变化情况标出反应中电子转移的方向和数目，最后进行分析与计算。该反应中，Fe元素化合价由＋3价降低到0价，Fe2O3被还原；C元素化合价由＋2价升高至＋4价，CO被氧化；整个过程，遵循化合价失2e＋4升高的总数＝化合价降低的总数＝得电子总数＝失电子总数，因为CO――→CO2，故当转移2 mol电子时，生成n(CO2)＝1 mol，V(CO2)＝22.4 L。
答案：
(2)Fe2O3 CO (3)22.4 L
＋
2－[三级训练·节节过关]
1．下列四种基本类型的反应中，一定有电子转移的反应是( ) A．化合反应
C．置换反应
B．分解反应 D．复分解反应
解析：选C 有电子转移的反应属于氧化还原反应，四种基本类型的反应中，置换反应一定是氧化还原反应。
2．下列叙述中正确的是( ) A．氧化还原反应的实质是元素化合价的升降
B．非金属元素从化合态变为游离态时，该元素一定被氧化 C．氧化剂氧化其他物质时本身一定被还原 D．具有氧化性的物质在反应中一定作氧化剂
解析：选C 氧化还原反应的实质是电子转移，A错误；非金属元素从化合态变为游离态时，该元素可能被氧化也可能被还原，B错误；氧化剂氧化其他物质时，它本身得到电子被还原，C正确；两种具有氧化性的物质反应时氧化性强的物质作氧化剂，氧化性弱的物质失去电子作还原剂，D错误。
3．下图为反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4中电子转移的关系图，则图中的元素甲、乙分别表示( )
A．Fe，S C．Fe，Cu
B．Cu，S D．Fe，O 解析：选C 在反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4中，铁元素化合价升高，失去电子，铜元素化合价降低，得到电子。
4．实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。下列有关说法正确的是( ) A．NaNO2是还原剂 B．NH4Cl中N元素被还原
C．生成1 mol N2时转移6 mol电子 D．氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
解析：选D A项，NaNO2中N元素的化合价为＋3，生成物中N元素的化合价为0，NaNO2是氧化剂，错误；B项，NH4Cl中N元素化合价为－3，生成物中N元素的化合价为0，NH4Cl作还原剂，在反应中N元素被氧化，错误；C项，根据反应可知，生成1 mol N2时转移3 mol电子，错误；D项，氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1，正确。
△5．在H2＋CuO===== Cu＋H2O反应中：
(1)________元素化合价升高，________电子，发生________反应；________元素化合价降低，________电子，发生________反应。
(2)氧化剂是________，还原剂是________；氧化产物是________，还原产物是________。 (3)用单线桥表示电子转移情况：______________________________________________。 答案：(1)氢(或H) 失去 氧化 铜(或Cu) 得到 还原 (2)CuO H2 H2O Cu
1．下列变化过程中，属于还原反应的是( ) A．HCl→Cl
2 C．CO→CO2
B．Na→Na D．Fe→Fe
3＋
＋解析：选D 元素化合价降低的反应属于还原反应。
2．下列反应中，既属于氧化还原反应，又属于离子反应的是( ) A．铝片与稀盐酸的反应 B．甲烷与氧气的反应
C．灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳 D．氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应
解析：选A A项，既属于氧化还原反应，又属于离子反应；B项，不属于离子反应；C项，不属于离子反应；D项，不属于氧化还原反应。
3．下列反应中，既是化合反应，又是氧化还原反应的是( ) 点燃①铁和氯气反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3
②氯气通入溴化钠溶液：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
△③氯化钠溶液和浓硫酸混合加热：2NaCl＋H2SO4(浓)=====Na2SO4＋2HCl↑ △④二氧化锰跟浓盐酸在加热条件下反应：MnO2＋4HCl=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 点燃⑤氢气在氯气中燃烧：H2＋Cl2=====2HCl A．①② C．①④
B．①③ D．①⑤
解析：选D 化合反应是两种或两种以上的物质生成一种物质的反应，因此①⑤属于化合反应。判断一个反应是否是氧化还原反应，关键是看有无化合价的变化。①Fe由0价到＋3价，Cl2中的Cl由0价到－1价；②NaBr中的Br由－1价到0价，Cl2中的Cl由0价到
－1价；④HCl中的Cl由－1价到0价，MnO2中的Mn由＋4价到＋2价；⑤H2中的H由0价到＋1价，Cl2中的Cl由0价到－1价。因此①②④⑤都是氧化还原反应。
4．下列反应(条件均省略)中，反应物中的各种元素都参加了氧化还原反应的是( ) A．2KNO3＋S＋3C===K2S＋N2↑＋3CO2↑ B．2KMnO4===K2MnO4＋MnO2＋O2↑ C．4HNO3===2H2O＋4NO2↑＋O2↑ D．HgS＋O2===Hg＋SO2
解析：选D A选项反应，钾和氧元素的化合价没有发生变化；B选项反应，钾元素的化合价没有发生变化；C选项反应，氢元素的化合价没有发生变化，这些元素都没有参加氧化还原反应。
5．下列叙述中，正确的是( ) A．有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B．反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应 C．有单质生成或有单质参加的化学反应一定是氧化还原反应 D．氧化还原反应中，一种物质被氧化，必有另一种物质被还原
解析：选B A项，有氧元素参加的反应不一定是氧化还原反应，如二氧化碳与水反应生成碳酸，错误；B项，氧化还原反应的特征是反应前后元素化合价发生变化，元素化合价放电没有变化的肯定不是氧化还原反应，正确；C项，氧气与臭氧的转化：3O2=====2O3，没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，错误；D项，氧化还原反应中，有物质被氧化必有物质被还原，但可能是同一种物质既被氧化又被还原，如氯酸钾分解制氧气，错误。
6．下列反应中，电子转移方向和数目正确的是( )
解析：选A A项，硫元素失去电子，氧元素得到电子，正确；B项，电子转移方向错误，应是铝元素的电子转移至铁元素，错误；C项，Fe失去电子，硫酸中H得到电子，错误；D项，K2Cr2O7中Cr的化合价为＋6，CrCl3中Cr的化合价为＋3，因此反应得到2×3e，失去6×e，错误。
7．在H2SO3＋2H2S===3H2O＋3S↓反应中，被氧化与被还原元素的质量比为( ) A．1∶1 C．1∶2
B．2∶1 D．3∶2
－2
0－
－解析：选B 反应中，H2S中硫元素化合价升高：H2S→S，发生氧化反应被氧化；H2SO3＋
40中硫元素化合价降低：H2SO3→S，发生还原反应被还原。H2S与H2SO3中硫元素的质量比为2∶1。
8．在反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为( ) A．1∶1 C．2∶1
＋4＋2
B．1∶2 D．3∶1
＋4
＋5解析：选B NO2→NO发生还原反应，NO2作氧化剂；2NO2→2HNO3发生氧化反应，NO2作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。
9．(1)分析下列氧化还原反应中化合价变化的关系，指出氧化剂和还原剂。 点燃①2H2＋O2===== 2H2O 点燃②4P＋5O2===== 2P2O5 MnO2③2KClO3=====△2KCl＋3O2↑ △④2HgO===== 2Hg＋O2↑ 高温⑤WO3＋3H2=====W＋3H2O (2)已知：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，该反应中________元素化合价升高，发生________反应；________元素化合价降低，发生________反应；被氧化元素原子数与被还原元素原子数之比为____________。
解析：(1)氧化还原反应中，所含元素化合价降低的反应物是氧化剂，所含元素化合价升高的反应物是还原剂。
(2)N元素由－3→0价，化合价升高，被氧化，发生氧化反应；Cl元素由0→－1价，化合价降低，被还原，发生还原反应。被氧化的氮原子数为2，被还原的氯原子数为6，二者数目之比为1∶3。
答案：(1)①氧化剂：O2 还原剂：H2 ②氧化剂：O2 还原剂：P
③氧化剂：KClO3 还原剂：KClO3 ④氧化剂：HgO 还原剂：HgO ⑤氧化剂：WO3 还原剂：H2
(2)氮(N) 氧化 氯(Cl) 还原 1∶3 10．写出符合下列条件的化学方程式。 (1)既是离子反应又是氧化还原反应：
________________________________________________________________________。 (2)既是化合反应又是氧化还原反应：
________________________________________________________________________。 (3)既是分解反应又是氧化还原反应：
________________________________________________________________________。 (4)同一物质中同一种元素之间发生氧化还原反应：
________________________________________________________________________。 (5)同一物质中不同元素之间发生氧化还原反应：
________________________________________________________________________。 解析：解答此题须明确化学反应分类的依据，不同类型反应的概念，并明确从不同角度分类时，各类型反应之间的相互关系。
答案：(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 点燃(2)2H2＋O2===== 2H2O MnO2(3)2H2O2===== 2H2O＋O2↑
(4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O MnO2(5)2KClO3=====△2KCl＋3O2↑
(合理即可)
1．某元素在化学反应中由化合态变成游离态，则该元素( ) A．一定被氧化 B．一定被还原
C．可能被氧化也可能被还原 D．以上都不是
解析：选C 元素在化学反应中由化合态变为游离态，化合价可能升高也可能降低，既△可能被氧化也可能被还原。如KClO3＋6HCl===== KCl＋3Cl2↑＋3H2O，KClO3中的氯元素被还原，HCl中的氯元素被氧化。
2．离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示，下列表示正确的是( )
解析：选A 复分解反应都属于非氧化还原反应，置换反应都属于氧化还原反应，离子反应有的属于氧化还原反应，有的属于非氧化还原反应。
3．有首歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是( ) A．该反应不是氧化还原反应
B．该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应 C．该反应中铜得电子，O2失电子，所以是氧化还原反应 D．该反应是氧化还原反应，变价的只有两种元素
解析：选D 在该反应中，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。
4．关于氧化还原反应，下列说法正确的是( ) ①氧化剂发生氧化反应；②氧化剂具有氧化性；③氧化还原反应的本质是化合价升降；④物质所含元素化合价变化是判断氧化还原反应的依据；⑤氧化还原反应的任一反应物不是氧化剂就是还原剂
A．②④ C．①②④
B．②③④ D．①②④⑤
解析：选A 氧化剂发生还原反应，①错误；氧化还原反应的本质是电子转移，③错误；氧化还原反应的任一反应物可能既不是氧化剂又不是还原剂，如反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO中的H2O，⑤错误。
5．下列变化需要加入某种还原剂才能实现的是( ) A．SO3→SO4 C．Cl→Cl2 －2－
B．CaCl2→CaCO3 D．Fe→Fe
3＋
2＋解析：选D A项，硫元素化合价未发生改变，不需加还原剂，错误；B项，钙元素化合价没有变化，不需要加还原剂，错误；C项，氯元素化合价升高，加入的物质应是氧化剂，
错误；D项，铁元素化合价降低，铁离子发生还原反应，需要加入还原剂，正确。
6．CuH不稳定，易跟盐酸反应：2CuH＋2HCl===CuCl2＋2H2↑＋Cu，下列说法正确的是( ) A．CuH中H的化合价为＋1 B．CuH在反应中只作氧化剂 C．在反应中HCl表现还原性 D．Cu是反应的还原产物
＋1－
1＋1
－1
＋2－1
0解析：选D 首先明确反应物、生成物中各元素的化合价：2CuH＋2H Cl ===CuCl2＋2H02↑＋Cu
CuH中H的化合价为－1，A项错；由反应方程式中元素价态变化知，CuH在反应中既作氧化剂又作还原剂，B项错；HCl中氢元素价态降低，HCl表现出氧化性，C项错。
7．在5KCl＋KClO3＋3H2SO4===3Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O中，被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为( ) A．1∶1 C．1∶5 解析：选B
B．5∶1 D．3∶1
可知，被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为5∶1。
8．亚运会上使用的发令枪所用的“火药”成分是氯酸钾和红磷，经撞击发出响声，同时产生白色的烟。撞击时发生反应的化学方程式为5KClO3＋6P===3P2O5＋5KCl，则下列有关叙述错误的是( ) A．上述反应中Cl的化合价由＋5价变为－1价 B．P2O5是P被还原后所得的产物
C．该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶6
D．上述反应中消耗3 mol P时，转移电子的物质的量为15 mol 解析：选B KClO3在该反应中作氧化剂，在反应中被还原，Cl的化合价由＋5价变为－1价，A正确；P作还原剂，在反应中被氧化生成P2O5，P2O5是氧化产物，B错误；该反应1＋5－氧化剂KClO3与还原剂P的物质的量之比为5∶6，C正确；由P～P2O5～5e可知，消耗3 mol
20P时，转移电子的物质的量为15 mol，D正确。
9．已知反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，若有44.8 L Cl2(已换算为标准状况)生成，求：
(1)被氧化的HCl为____________g，转移电子数目为____________。 (2)用“双线桥”和“单线桥”标出上述反应的电子转移方向和数目。
解析：在反应中每生成1 mol Cl2有2 mol HCl被氧化，失去电子2 mol(或2×6.02×102
423＝1.204×10个)。已知标准状况下44.8 L Cl2的物质的量为2 mol，故被氧化的HCl为4 mol，其质量为146 g，转移电子4 mol，即6.02×10×4＝2.408×10个。
答案：(1)146 2.408×10(或4NA) (2)双线桥法：
24
2
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10．水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应实例有很多：
(1)有人设想将太阳能转化为电能，进而将水电解生成H2，H2是一种清洁能源。请分析电解水过程中，水________(填“仅被氧化”、“仅被还原”、“既被氧化，又被还原”或“既未被氧化，又未被还原”，下同)；野营爱好者携带氢化钙固体作为生氢剂，反应方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，其中水________________________________________。
(2)①～⑤的反应是有水参加的氧化还原反应。 ①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ②Cl2＋H2O===HCl＋HClO 高温③C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g) ④2F2＋2H2O===4HF＋O2 ⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 上述反应中，水作氧化剂的是________，反应⑤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)水热法制备纳米Fe3O4的反应是3Fe＋2S2O3＋O2＋4OH===Fe3O4＋S4O6＋2H2O，反应中还原剂是________，生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子总数为________NA。
解析：(1)氢化钙中H为－1价，H2O中H为＋1价，反应后水中H的化合价降低，因此水被还原。(2)反应①、③中，水作氧化剂；反应④中，水作还原剂；反应②、⑤中，水既
2＋
2－
－
2－
不作氧化剂，也不作还原剂。反应⑤中NO2既是氧化剂又是还原剂，若3 mol NO2参加反应，则有2 mol NO2被氧化为2 mol HNO3,1 mol NO2被还原为1 mol NO，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。(3)由化学方程式中元素化合价变化可知，Fe、S的化合价都升高，而O2中O的化合价降低，故O2是氧化剂，Fe、S2O3是还原剂；每生成1 mol Fe3O4，有1 mol O2参加反应，转移的电子的物质的量为4 mol。
答案：(1)既被氧化，又被还原 仅被还原 (2)①③ 1∶2 2＋
2－(3)Fe2＋、S2－2O3 4
高中化学 第二章 第三节氧化还原反应学案 新人教版必修1（优秀）
