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4.1 氧化还原反应与生活

氧化还原反应及其规律 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 氧化还原反应是电子转移(得失或偏移)引起的元素化合价发生变化的化学反应。

从哪来 本知识点建立在 2.2 各类物质的化学性质 之上。在复习金属、非金属及其化合物性质时,学生已观察到许多反应中元素化合价发生变化(如铁生锈、铜绿生成),这是理解氧化还原反应宏观现象的基础。

为什么 从微观本质看,化学反应的实质是旧键断裂和新键形成,这必然伴随电子的重新分布。 1. 电子转移导致化合价变化:当原子间电子发生转移(离子键形成)或共用电子对发生偏移(共价键形成)时,原子核对外层电子的吸引能力相对改变,宏观上表现为元素化合价的升降。 2. 生活联系:生活中常见的铁器生锈(Fe→Fe₂O₃)、食物腐败(有机物被氧化)、电池放电(化学能转电能)等,本质上都是电子转移过程。理解这一点,才能从“电子流动”的角度统一解释看似杂乱无章的生活化学现象,而不仅仅是记忆现象。

生活现象类比法** **适合学生
形象思维强、对抽象概念理解困难、喜欢联系生活实际的学生。 操作: 1. 拿出一个生锈的铁钉和一个新鲜的铁钉,让学生观察颜色差异。 2. 提问:“铁变成了铁锈,铁原子‘失去’了什么?” 3. 引入“电子”概念:铁原子为了稳定,把最外层的电子“送”给了氧气。 4. 类比:把电子比作“钱”,铁是“卖家”,氧气是“买家”。铁失去电子(花钱/失电子)被氧化,氧气得到电子(收钱/得电子)被还原。 5. 强调:氧化还原反应就是电子的“交易”过程。
化合价升降追踪法** **适合学生
逻辑性强、擅长数学推导、习惯通过规则解题的学生。 操作: 1. 列出几个典型反应:2Na + Cl₂ = 2NaCl,Cu + 2HNO₃(稀) = Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 2H₂O。 2. 让学生在方程式上方标出所有元素的化合价。 3. 引导学生发现:凡是有化合价升降的反应,就是氧化还原反应。 4. 总结规律: - 升失氧(化合价升高,失去电子,发生氧化反应) - 降得还(化合价降低,得到电子,发生还原反应) - 有升有降是氧化还原 5. 强调:判断氧化还原反应的最快方法是“看价”,这是解题的“金钥匙”。
微观粒子模型法** **适合学生
空间想象力好、对微观结构感兴趣、物理基础较好的学生。 操作: 1. 用球棍模型或动画展示钠原子和氯原子形成氯化钠的过程。 2. 重点展示最外层电子的运动:钠原子的3s电子转移到氯原子的3p轨道。 3. 解释:电子转移导致离子形成,静电作用结合。 4. 再展示氢气在氯气中燃烧(H₂ + Cl₂ = 2HCl),展示共用电子对偏向氯原子。 5. 对比两种情况:前者是电子完全转移,后者是电子偏移,但本质都是电子分布改变,导致化合价变化。 6. 强调:无论哪种情况,核心都是“电子动了”。
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练一道
基础题
判断下列反应是否为氧化还原反应,并说明理由: (1) CaCO₃ $\xrightarrow{高温}$ CaO + CO₂↑ (2) 2KClO₃ $\xrightarrow{MnO_2, \Delta}$ 2KCl + 3O₂↑
变式
已知反应:3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O (1) 指出氧化剂和还原剂。 (2) 若反应中转移了6 mol电子,则被氧化的Cu的物质的量是多少?
看解答过程
(1) 不是氧化还原反应。 理由:Ca(+2)→Ca(+2),C(+4)→C(+4),O(-2)→O(-2)。所有元素化合价均未发生变化,无电子转移。 (2) 是氧化还原反应。 理由:K(+1)→K(+1),Cl(+5)→Cl(-1)(化合价降低,得电子),O(-2)→O(0)(化合价升高,失电子)。有化合价变化,存在电子转移。
试试手自己判
检测题
在反应 5HCl + HClO₄ = Cl₂ + 2H₂O + ClO₄⁻ + H⁺ 中(注:此反应为虚构示例,实际应为 5HCl + HClO₄ → 3Cl₂ + 4H₂O,此处修正为真实反应以便讲解): 修正题目:在反应 5HCl + HClO₄ = 3Cl₂ + 4H₂O 中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为多少?
看答案和判分标准
答案:1:5
判对标准:
1. 正确标出化合价:HCl中Cl为-1价,HClO₄中Cl为+7价,Cl₂中Cl为0价。
2. 正确判断氧化剂:HClO₄(Cl从+7降到0,得电子)。
3. 正确判断还原剂:HCl(Cl从-1升到0,失电子)。
4. 正确计算比例:1 mol HClO₄ 得到 7 mol 电子;5 mol HCl 失去 5×1=5 mol 电子?
等等,这里需要仔细配平电子守恒:
HClO₄中Cl(+7) → Cl₂(0),降7价。
HCl中Cl(-1) → Cl₂(0),升1价。
最小公倍数35。
所以 HClO₄ 系数为5,HCl 系数为35?
重新检查反应方程式:
实际反应:5HCl + HClO₄ → 3Cl₂ + 4H₂O 是错误的配平。
正确配平:
Cl(+7) → Cl(0) 降7
Cl(-1) → Cl(0) 升1
所以 1个HClO₄ 对应 7个HCl。
方程式:7HCl + HClO₄ → 4Cl₂ + 4H₂O
氧化剂:HClO₄ (1 mol)
还原剂:HCl (7 mol)
比例:1:7

为了题目简单且无争议,更换为经典题目:
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