2018-2019版高中化學(xué) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第一單元 氯、溴、碘及其化合物 第3課時(shí)學(xué)案 蘇教版必修1.doc

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第3課時(shí)　氧化還原反應(yīng) [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.能夠從化合價(jià)變化和電子轉(zhuǎn)移角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，并會(huì)分析判斷。2.能夠正確表示氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 一、氧化還原的基本概念 1．氯氣與金屬鈉的反應(yīng)中，鈉原子失去1個(gè)電子形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，鈉元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到＋1價(jià)；同時(shí)，氯分子中的氯原子得到鈉原子失去的1個(gè)電子，也形成穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，氯元素的化合價(jià)由0價(jià)降低到－1價(jià)。在反應(yīng)過程中鈉元素與氯元素的化合價(jià)發(fā)生改變的原因是鈉原子和氯原子之間發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移。 2．氧化還原反應(yīng)的特征是元素化合價(jià)發(fā)生變化。 氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是發(fā)生電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。 (1)反應(yīng)中化合價(jià)升降的原因 反應(yīng)中化合價(jià)升降的原因是電子的轉(zhuǎn)移(電子的得失或電子對(duì)的偏移)。 (2)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì) 有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。 失去(或偏離)電子的發(fā)生氧化反應(yīng)。 得到(或偏向)電子的發(fā)生還原反應(yīng)。 【例1】　下列反應(yīng)中，一定發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的是(　　) A．NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O B．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ C．Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O D．FeO＋2HCl===H2O＋FeCl2 答案　B 解析　因?yàn)榘l(fā)生電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，所以此題實(shí)際是判斷反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)。其關(guān)鍵是分析反應(yīng)前后元素的化合價(jià)是否發(fā)生變化，選項(xiàng)B中錳元素的化合價(jià)由＋7價(jià)降低為＋6價(jià)和＋4價(jià)，氧元素的化合價(jià)由－2價(jià)升高為0價(jià)，發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，其他選項(xiàng)中元素的化合價(jià)均無變化。 【例2】　下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)的說法中正確的是(　　) A．氧化還原反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降 B．氧化還原反應(yīng)前后一定有氧的得失 C．實(shí)現(xiàn)Fe3＋―→Fe2＋的變化過程一定是氧化反應(yīng) D．元素化合價(jià)升高的反應(yīng)是還原反應(yīng) 答案　A 解析　本題主要考查氧化還原反應(yīng)的概念，關(guān)鍵是要緊緊抓住反應(yīng)中元素的化合價(jià)有無變化?；蟽r(jià)有變化一定是氧化還原反應(yīng)，但不一定有氧得失。化合價(jià)升高發(fā)生的是氧化反應(yīng)，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，鐵元素的化合價(jià)降低，發(fā)生的是還原反應(yīng)。 二、氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法 氧化還原反應(yīng)中伴有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)，試分析下述各氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移情況如何。 (1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 答案　(1) 氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移情況的表示方法 (1)雙線橋法 ①箭頭必須由反應(yīng)物指向生成物。 ②線橋上要標(biāo)明“得”或“失”的電子數(shù)。 ③得失電子數(shù)必須相等，即得失電子守恒：mn＝ab。 ④箭頭方向不代表電子轉(zhuǎn)移的方向，僅表示電子轉(zhuǎn)移前后化合價(jià)的變化。 (2)單線橋法 ①箭頭方向指明了電子轉(zhuǎn)移方向，無需注明“得”或“失”。 ②線橋兩端連接反應(yīng)物中變價(jià)元素。 【例3】　下列化學(xué)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法正確的是(　　) 答案　B 解析　解題時(shí)首先找出變價(jià)元素，確定其化合價(jià)的升降，然后根據(jù)得失電子數(shù)目相等的規(guī)律，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。A項(xiàng)，→i，得到電子，→，失去電子，得失電子標(biāo)反了，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a→，失去2e－，2個(gè)H2O中只有2個(gè)H原子被還原，得到2e－，正確；C項(xiàng)，n→n，得到2e－，4個(gè)Cl－中只有2個(gè)被氧化(生成Cl2)，失去2e－，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移情況時(shí)，箭頭應(yīng)由失電子原子指向得電子原子，所以箭頭應(yīng)由銅元素指向硫元素，錯(cuò)誤。 特別提醒　電子轉(zhuǎn)移表示方法的注意事項(xiàng) (1)氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)是得到電子數(shù)或失去電子數(shù)，而不是二者的加和。 (2)雙線橋法標(biāo)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，電子轉(zhuǎn)移數(shù)用abe－形式表示，a表示發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的原子個(gè)數(shù)，b表示每個(gè)原子得到或失去的電子數(shù)，當(dāng)a或b等于1時(shí)，要省略。 氧化還原反應(yīng) 1．下列關(guān)于氧化還原反應(yīng)的說法中正確的是(　　) A．失去電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng) B．氧化反應(yīng)的本質(zhì)是得電子 C．原子得到電子后，元素的化合價(jià)一定升高 D．有單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng) 答案　D 解析　還原劑失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故A、B、C錯(cuò)誤。3O22O3不是氧化還原反應(yīng)。 2．歌中唱到“簾外芭蕉惹驟雨，門環(huán)惹銅綠”，“銅綠”即是銅銹[Cu2(OH)2CO3]，銅在潮濕的空氣中生銹的化學(xué)反應(yīng)為2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　) A．該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，但不屬于氧化還原反應(yīng) B．該反應(yīng)中碳元素的化合價(jià)發(fā)生了變化 C．該反應(yīng)中銅失去電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng) D．該反應(yīng)中氧元素化合價(jià)降低，說明反應(yīng)中氧氣得電子 答案　D 解析　 在該反應(yīng)中，銅元素的化合價(jià)由0價(jià)變成＋2價(jià)，失去電子，被氧化，氧元素的化合價(jià)由0價(jià)變成－2價(jià)，得到電子，被還原，其余元素的化合價(jià)都沒有發(fā)生變化。 3．鉻能慢慢地溶于稀鹽酸得到藍(lán)色溶液，若通入空氣則溶液顏色變綠，發(fā)生的反應(yīng)有①Cr＋2HCl===CrCl2＋H2↑、②4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3＋2H2O。下列敘述中正確的是(　　) A．反應(yīng)①②均屬于置換反應(yīng) B．HCl在反應(yīng)①②中均發(fā)生還原反應(yīng) C．反應(yīng)①中HCl被氧化 D．溶液顏色由藍(lán)變綠是因?yàn)镃r2＋發(fā)生氧化反應(yīng) 答案　D 解析　置換反應(yīng)除了要有單質(zhì)參加反應(yīng)，還必須有單質(zhì)生成，反應(yīng)②不符合，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在反應(yīng)②中HCl的兩種元素?zé)o價(jià)態(tài)變化，HCl既未發(fā)生氧化反應(yīng)，也未發(fā)生還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①HCl中H元素價(jià)態(tài)降低，被還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)②中Cr2＋被O2氧化生成Cr3＋，導(dǎo)致溶液顏色由藍(lán)變綠，D項(xiàng)正確。 4．下列電子轉(zhuǎn)移表示正確的是(　　) 答案　B 解析　A項(xiàng)，得失電子標(biāo)反，且轉(zhuǎn)移電子總數(shù)不等；C項(xiàng)，KClO3中氯元素得電子，氧元素失去電子；D項(xiàng)，雙線橋的起始位置不當(dāng)，且得失電子標(biāo)反。 5．下列氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目及方向都正確的是(　　) 答案　B 解析　A項(xiàng)，Cl得到電子，O失去電子，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移12e－，圖中轉(zhuǎn)移電子數(shù)目不正確，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，F(xiàn)e得到電子，I失去電子，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2e－，正確；C項(xiàng)，F(xiàn)得到電子，O失去電子，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移4e－，圖中箭頭的方向標(biāo)反了，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Br得到電子，S失去電子，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移2e－，圖中箭頭的方向標(biāo)反了，錯(cuò)誤。 6．在反應(yīng)2KMnO4＋16HCl(濃)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O中： (1)被還原的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化產(chǎn)物是__________。 (2)若生成71 g Cl2，則被氧化的HCl是__________ mol，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量是________。 答案　(1)KMnO4　Cl2　(2)2　2 mol 解析　在反應(yīng)中元素化合價(jià)升降情況為 2KnO4＋16H ===2nCl2＋2K＋5l2↑＋8H2O，故被還原的物質(zhì)為KMnO4，氧化產(chǎn)物為Cl2，反應(yīng)中生成71 g Cl2(即1 mol)時(shí)，被氧化的HCl為1 mol2＝2 mol，轉(zhuǎn)移電子為12 mol＝2 mol。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　氧化還原反應(yīng)的判斷 1．成語是中華民族燦爛文化中的瑰寶，許多成語中蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)原理。下列成語中涉及氧化還原反應(yīng)的是(　　) A．木已成舟 B．蠟炬成灰 C．鐵杵成針 D．滴水成冰 答案　B 解析　木已成舟、鐵杵成針和滴水成冰都是形狀的改變，沒有新物質(zhì)生成，不屬于化學(xué)變化，更不是氧化還原反應(yīng)，蠟炬成灰涉及燃燒，是氧氣參與的氧化還原反應(yīng)。 2．下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述中正確的是(　　) A．元素化合價(jià)升高的反應(yīng)是還原反應(yīng) B．物質(zhì)在變化中失去了電子，此物質(zhì)中的某一元素化合價(jià)降低 C．有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng) D．有化合價(jià)升降的反應(yīng)，不一定是氧化還原反應(yīng) 答案　C 解析　元素的化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，元素的化合價(jià)降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)中一定有電子轉(zhuǎn)移，元素的化合價(jià)一定發(fā)生變化。 3．下列物質(zhì)制取的化學(xué)方程式中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)室制取氫氣： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ B．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳： CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ C．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣： MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ D．工業(yè)上制取二氧化氯： 2NaClO3＋4HCl(濃)===2NaCl＋2H2O＋2ClO2↑＋Cl2↑ 答案　B 解析　B項(xiàng)中反應(yīng)前后各元素的化合價(jià)都沒發(fā)生變化，不屬于氧化還原反應(yīng)。 4．下列反應(yīng)中，氯元素被氧化的是(　　) A．2KClO32KCl＋3O2↑ B．2P＋5Cl22PCl5 C．MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ D．H2＋Cl22HCl 答案　C 解析　氯元素被氧化的反應(yīng)就是反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)升高的反應(yīng)，C項(xiàng)中氯元素的化合價(jià)由－1價(jià)升高到0價(jià)。 5．已知某兩種物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)的微觀示意圖如下，則下列說法正確的是(　　) (說明：一種小球代表一種元素的原子) A．圖中的反應(yīng)物都是化合物 B．該反應(yīng)屬于置換反應(yīng) C．該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng) D．該反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律 答案　B 6．以下變化中沒有電子轉(zhuǎn)移發(fā)生的是(　　) A．Cl－―→Cl2 B．SO―→BaSO4 C．MnO―→Mn2＋ D．H2O―→H2 答案　B 解析　反應(yīng)前后元素的化合價(jià)不發(fā)生變化的即沒有發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移。 題組二　氧化還原反應(yīng)的表示方法 7．下列電子轉(zhuǎn)移的表示方法中正確的是(　　) 答案　D 解析　A項(xiàng)，F(xiàn)e2O3被還原；B項(xiàng)，不用“＋”、“－”號(hào)表示；C項(xiàng)，“得到23e－”，“失去32e－”，標(biāo)注錯(cuò)誤。 8．下列氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目均正確的是(　　) A. 答案　B 9．在反應(yīng)H2S＋H2SO4===S↓＋SO2↑＋2H2O中，若有32 g硫生成則轉(zhuǎn)移電子為(　　) A．6 mol B．2 mol C．3 mol D．4 mol 答案　B 解析　生成32 g硫(1 mol)轉(zhuǎn)移電子2 mol。 10．ClO2遇濃鹽酸會(huì)生成Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO2＋8HCl===5Cl2＋4H2O，該反應(yīng)中若轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為9.6321023，則產(chǎn)生的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為(　　) A．11.2 L B．33.6 L C．22.4 L D．44.8 L 答案　C 解析　n(e－)＝＝1.6 mol。因?yàn)?ClO2～Cl2～8e－，8HCl～4Cl2～8e－，所以該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8e－，即5Cl2～8e－，所以n(Cl2)＝n(e－)＝1.6 mol＝1 mol，V(Cl2)＝1 mol22.4 Lmol－1＝22.4 L。 [綜合強(qiáng)化] 11．選擇符合下列問題的化學(xué)反應(yīng)，把下列反應(yīng)的化學(xué)方程式的編號(hào)填入橫線上。 (1)既不屬于分解反應(yīng)，又不屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填字母，下同)。 (2)既屬于分解反應(yīng)，又屬于氧化還原反應(yīng)的是________。 (3)只屬于氧化還原反應(yīng)的是_______。 (4)只屬于化合反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)的是________。 A．Ca(HCO3)2CaCO3＋H2O＋CO2↑ B．2H2＋O22H2O C．2KClO32KCl＋3O2↑ D．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ E．CaO＋CO2===CaCO3 F．Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2 G．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 答案　(1)DE　(2)C　(3)G　(4)E 解析　根據(jù)氧化還原反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)類型的關(guān)系進(jìn)行分析：A為分解反應(yīng)，無單質(zhì)生成，所以不是氧化還原反應(yīng)；B為有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)；C為有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)，是氧化還原反應(yīng)；D為復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)；E為無單質(zhì)參加的化合反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)；F為置換反應(yīng)，屬于氧化還原反應(yīng)；G只屬于氧化還原反應(yīng)，不屬于任何反應(yīng)類型。 12．飲用水中的NO對(duì)人類健康會(huì)產(chǎn)生危害，為了降低飲用水中NO的濃度，某飲用水研究人員提出，在堿性條件下用鋁粉將NO還原為N2，其化學(xué)方程式為 10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O。 請(qǐng)回答下列問題： (1)上述反應(yīng)中，________元素的化合價(jià)升高，則該元素的原子________(填“得到”或“失去”)電子；而________元素的化合價(jià)降低，則該元素的原子被________(填“氧化”或“還原”)。 (2)用“雙線橋法”表示反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。 答案　(1)Al　失去　N　還原 (2) 解析　在上述反應(yīng)中鋁元素由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，化合價(jià)升高，失去電子，被氧化；氮元素由＋5價(jià)變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)降低，得到電子，被還原。 13．(1)人體血紅蛋白分子中含有Fe2＋，正是這些Fe2＋使血紅蛋白分子具有載氧功能。亞硝酸鈉(NaNO2)可將人體血紅蛋白中的Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，生成高鐵血紅蛋白而喪失與氧氣的結(jié)合能力，反應(yīng)過程中Fe2＋發(fā)生__________反應(yīng)，說明亞硝酸鈉具有____________性；誤食亞硝酸鈉中毒，可服維生素C緩解，說明維生素C具有________性。 (2)二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑。與Cl2相比，ClO2不但具有更顯著的殺菌能力，而且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有潛在危害的有機(jī)氯代物?？梢杂孟铝蟹椒ㄖ苽銫lO2： 2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋Na2SO4＋O2↑＋2H2O 被氧化的物質(zhì)是__________________，若反應(yīng)中有0.1 mol 電子轉(zhuǎn)移，則產(chǎn)生的ClO2氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________ L。 答案　(1)氧化　氧化　還原　(2)H2O2　2.24 解析　(1)NaNO2將Fe2＋氧化為Fe3＋，F(xiàn)e2＋發(fā)生氧化反應(yīng)，說明NaNO2具有氧化性。(2)反應(yīng)中：H22―→2，O元素價(jià)態(tài)升高，則H2O2被氧化，NaCO3―→lO2，Cl元素化合價(jià)降低，故若反應(yīng)中有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移，則產(chǎn)生的ClO2氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 Lmol－10.1 mol＝2.24 L。 14．過氧化氫(H2O2)可作為采礦業(yè)的廢液消毒劑，如消除采礦廢液中有劇毒的氰化鉀(KCN，其中N元素為－3價(jià))，化學(xué)方程式為KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑(已配平)，請(qǐng)回答下列問題： (1)生成物A的化學(xué)式是________。 (2)該反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)？________(填“是”或“不是”)。若是，請(qǐng)指出被還原的元素；若不是，請(qǐng)說明理由：_____________________________________________。 答案　(1)KHCO3 (2)是　H2O2中氧元素的化合價(jià)由－1價(jià)降為－2價(jià)，被還原 解析　(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，A由1個(gè)K原子、3個(gè) O原子、1個(gè)C原子和1個(gè)H原子構(gòu)成，故為KHCO3。 (2)反應(yīng)物H2O2中氧元素的化合價(jià)由－1價(jià)降為－2價(jià)，氧元素被還原；反應(yīng)物KCN中碳元素的化合價(jià)由＋2價(jià)升高為＋4價(jià)，碳元素被氧化，故該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。