《氧化还原反应》PPT课件.ppt

第三节氧化还原反应,三年19考高考指数:1.了解氧化还原反应的有关概念及其本质。2.了解常见的氧化还原反应。,一、氧化还原反应1.氧化还原反应的特征_。2.氧化还原反应的本质_。,反应前后元素的化合价发生变化,电子转移(得失或偏移),3.有关概念及相互关系如反应4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O中，氧化剂是_，氧化产物是_，生成1molCl2时转移电子的物质的量为_，被氧化的HCl的物质的量是_。,MnO2,Cl2,2mol,2mol,氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物,（_性）,（_性）,（_）电子，化合价（_），被（_）,（_）电子，化合价（_），被（_）,得,降低,还原,氧化,还原,失,升高,氧化,4.电子转移的表示请分别用单线桥法和双线桥法表示Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目：(1)双线桥法_,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。,失去32e-,得到23e-,(2)单线桥法_。,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,6e-,二、氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系,1.一定属于氧化还原反应的是_。2.一定不属于氧化还原反应的是_。3.属于氧化还原反应的常见化合反应的共同点是：有_。4.属于氧化还原反应的常见分解反应的共同点是：_。,置换反应,复分解反应,单质参,加,有单质生,成,三、常见的氧化剂和还原剂1.常见氧化剂常见氧化剂包括某些活泼的非金属单质、元素处于高价时的物质、过氧化物等。如：氧化剂Cl2浓硫酸HNO3KMnO4还原产物_,Cl-,SO2,NO(NO2),Mn2+,2.常见还原剂常见还原剂包括活泼的金属单质、某些活泼的非金属单质、元素处于低价态时的物质等。如：还原剂ZnH2CO氧化产物_,Zn2+,H2O,CO2,3.具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性其中：Fe2、主要表现_性，H2O2主要表现_性。,Fe3,Fe,S,O2,H2O,还原,氧化,1.有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应。()【分析】同素异形体之间的转化不是氧化还原反应。如3O22O3。2.金属阳离子一定只具有氧化性。()【分析】Fe2既具有氧化性又具有还原性。,3.氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原。()【分析】发生氧化反应和还原反应的可能是同一种元素，如Cl2+H2O=HClO+HCl。4.氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂。()【分析】有些反应物既不是氧化剂也不是还原剂，如Cl2+H2O=HClO+HCl中的H2O。,5.某元素从游离态变为化合态，该元素可能被氧化也可能被还原。()【分析】元素从游离态变为化合态，化合价可能升高，也可能降低，如Fe+Cu2+=Fe2+Cu、Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。,氧化还原反应中的主要规律1.“质量守恒、电子守恒”规律(1)质量守恒：反应前后元素的种类和质量不变。(2)电子守恒：即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数。这是配平氧化还原反应方程式的依据，也是有关氧化还原反应计算的依据。,2.“价态归中，互不交叉”规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为：价态相邻能共存，价态相间能归中，归中价态不交叉，价升价降只靠拢。如：,3.“强易弱难，先强后弱”规律在浓度相差不大的溶液中：(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2Br，所以Fe2先与Cl2反应。,(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如：在含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3Cu2H，所以铁粉先与Fe3反应，然后依次为Cu2、H。,【高考警示钟】(1)同一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是不同的物质，也可能是同种物质，氧化产物和还原产物也有可能是同一种物质或不同的物质。如反应Cl2+H2O=HClO+HCl中，氧化剂和还原剂均为Cl2，反应2Na2S+Na2SO3+6HCl=6NaCl+3S+3H2O中，氧化产物和还原产物均为S。(2)有中间价态的不同物质间不一定发生归中反应，如S和SO3间就不发生反应。,【典例1】根据表中信息，判断下列叙述中正确的是(),A.表中组反应可能有一种或两种元素被氧化B.中Mn2+为氧化产物，O2为还原产物C.表中组反应的离子方程式配平为：D.表中组反应的氧化产物是H2O，每生成1molH2O，电子转移数目是2NA【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)FeI2与Cl2的相对量不同，发生反应的方程式不同。(2)H2O2作氧化剂时，还原产物为H2O，作还原剂时，氧化产物为O2。,【解析】选A。,【互动探究】(1)组反应中，若两种物质的物质的量之比为11，反应的离子方程式该如何书写？提示：两种物质的物质的量之比为11时，I-完全被氧化，Fe2+未被氧化，离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-。(2)请举出一个H2O2既作氧化剂又作还原剂的化学反应，写出反应方程式。提示：2H2O22H2O+O2,【变式备选】美日科学家因在研究“钯催化交叉偶联反应”所作出的杰出贡献，获得了2010年诺贝尔化学奖。钯的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测有毒气体CO，该反应的反应物与生成物有：CO、Pd、H2O、HCl、PdCl2和一种未知物质X。下列说法中不正确的是()A反应中转移的电子为1mol时，生成2mol物质XB未知物质X为CO2C反应中CO作还原剂D题述反应条件下还原性：COPd,【解析】选A。钯的化合物PdCl2通过化学反应可用来检测有毒气体CO，说明PdCl2作反应物，Pd化合价降低，那么CO中碳元素化合价升高，发生反应的化学方程式为：CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd+2HCl。X物质为CO2，CO作还原剂，Pd为还原产物，故还原性：COPd；反应中转移的电子为1mol时，生成mol物质X，故A项错误。,物质氧化性、还原性的判断及强弱比较1.常用依据(1)依据反应原理,还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物,（还原性强）（氧化性强）（氧化性较弱）（还原性较弱）,得电子，化合价降低，被还原,失电子，化合价升高，被氧化,氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物可总结为：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。,(2)依据金属、非金属的活动性顺序,(3)依据元素价态高低判断高价氧化低价还，中间价态两性兼同种元素不同价态的物质比较，一般而言：最高价态只有氧化性(作氧化剂)，最低价态只有还原性(作还原剂)；中间价态既有氧化性，又有还原性(既可作氧化剂，又可作还原剂)。如：,特例：在氯元素的含氧酸HClO、HClO2、HClO3、HClO4中HClO的氧化性最强。,(4)依据元素周期表,从右至左,从左至右,非金属单质的氧化性增强相应阴离子的还原性减弱,金属单质的还原性增强相应阳离子的氧化性减弱,从上至下,从下至上,(5)依据电化学原理原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的两极，其还原性：负极正极。电解池：用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。,2.其他依据另外，反应条件及反应的剧烈程度、氧化还原反应的程度、反应物本身所处的状态等其他条件也影响氧化剂的氧化性或还原剂的还原性。,【高考警示钟】(1)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易，与得失电子的数目无关。如Al被氧化时产物为Al3+，失去3个电子，而Na被氧化时产物为Na+，只失去1个电子，但还原性NaAl。(2)对于一种物质既作氧化剂、又作还原剂的反应，如Cl2+H2O=HClO+HCl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。(3)元素处于最高价态时只有氧化性，但不一定有强氧化性，如Na+、SO42-；同理，元素处于最低价态时也不一定具有强还原性。,【拓展延伸】氧化性、还原性强弱判断的其他依据(1)依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如：2Na+2H2O=2NaOH+H2，Mg+2H2OMg(OH)2+H2由上述反应条件的不同，可判断还原性：NaMg。,(2)依据氧化还原反应的程度相同条件下：不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如：根据2Fe+3Cl22FeCl3，Fe+SFeS，可以推知氧化性：Cl2S。不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如：根据Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，3Zn+2Fe3+=3Zn2+2Fe，可以推知还原性：ZnCu。,(3)依据反应物本身所处的状态判断反应物(氧化剂或还原剂)本身的浓度越大，温度越高，相应的氧化性或还原性越强。如：氧化性HNO3(浓)HNO3(稀)，HNO3(热、浓)HNO3(冷、浓)。(4)依据反应物所处的介质判断NO3-、MnO4-、ClO-在酸性条件下的氧化性比在中性或碱性条件下要强。,【典例2】已知：A+B2+=A2+BD+2H2O=D(OH)2+H2以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E2+2e-=E，B2e-=B2+下列说法中正确的是()A.氧化性E2+B2+A2+D2+B.氧化性D2+E2+A2+B2+C.反应E+A2+=A+E2+能够进行D.提取某废水中含有的少量A2+时可以选用D,【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)原电池中相对较活泼的金属为负极，发生氧化反应。(2)与水反应的活泼金属不能置换出溶液中的金属。,【解析】选A。分析三个反应事实可得如下结论：,综合三个结论可知氧化性强弱顺序为E2+B2+A2+D2+。C项，若发生反应E+A2+=A+E2+，则氧化性：A2+E2+，与题干事实不符，所以该反应不能进行；D项，虽然D比A活泼，但D能与H2O反应，所以不能用D来置换溶液中的A2+。,【技巧点拨】已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法(1)先假设反应成立；(2)然后根据氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物规律，列出假设反应中的上述关系；(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。,【变式训练】在一定条件下，下列微粒的还原性顺序为ClBrFe2+ISO2,由此判断以下各反应在溶液中不能发生的是()ABCD,【解析】选C。由题意“ClBrFe2+ISO2”,知还原性BrSO2，C项违背了还原反应的强弱规律，正确的写法应为：SO2+Br2+2H2O=2Br-+4H+,氧化还原反应方程式的配平及有关计算1.氧化还原反应方程式的配平化合价升降法(1)基本步骤,确定氧化剂与还原剂的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数,检查质量、电荷、电子是否分别守恒,通过求最小公倍数使化合价升降总值相等,标明反应前后化合价有变化的元素的化合价,(2)示例如配平Cu+HNO3(稀)Cu(NO3)2+NO+H2O。先配平含变价元素物质的化学计量数：参加氧化还原反应的元素为铜和氮两种元素，则有Cu(0)Cu(+2)化合价升23N(+5)N(+2)化合价降323Cu+2HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+H2O。,根据原子守恒，观察法配平其他物质的化学计量数。化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。,2.电子守恒在计算中的应用应用电子守恒解题的一般步骤为：(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物(2)找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中粒子的个数)(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价的绝对值)=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价的绝对值)。,【高考警示钟】(1)注意特殊物质中元素的化合价，如Na2O2中氧元素、FeS2中硫元素的化合价均为-1。(2)配平化学方程式时，化学计量数“1”也必须填写在空格里。(3)依据电子得失守恒列等式时容易忽略变价原子的个数。,【拓展延伸】配平化学方程式的其他方法(1)缺项氧化还原反应方程式的配平特点缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。此类配平要求写出未知物质的化学式，再对方程式进行配平。方法先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。,补项原则a.酸性条件下，缺H(氢)或多O(氧)补H，少O(氧)补H2O(水)；b.碱性条件下，缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH。示例如配平KMnO4+KNO2+()MnSO4+K2SO4+KNO3+H2O。a.先配平含变价元素物质的化学计量数：,参加氧化还原反应的元素为锰和氮两种元素，则有Mn(+7)Mn(+2)化合价降52N(+3)N(+5)化合价升252KMnO4+5KNO2+()2MnSO4+K2SO4+5KNO3+H2Ob.由于生成物中多出了SO42-和H，则反应物()内为H2SO4，且化学计量数为3，由此推知H2O的化学计量数为3。化学方程式为：2KMnO4+5KNO2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O,(2)定“1”配平法该方法一般适用于氧化剂含有氧元素的氧化还原反应。一般步骤为：将反应物中氧化剂的化学计量数定为1，将还原剂的化学计量数定为x；根据质量守恒定律用x的代数式表示其他物质的化学计量数；由方程式左右两边氧原子个数相等从而列出含有x的方程式，解方程式求出x；,将x值代入化学方程式，若化学计量数为分数，把各化学计量数化为整数。如配平MnO2+HIMnI2+I2+H2O。分析：设MnO2的化学计量数为1，HI的化学计量数为x。根据质量守恒得出MnI2的化学计量数为1，I2的化学计量数为(x-2)/2，H2O的化学计量数为x/2。由方程式两边氧原子个数相等得x/2=2，则x=4。把x=4代入方程式得：MnO2+4HI=MnI2+I2+2H2O。,【典例3】(2011大纲版全国卷)某含铬(Cr2O72-)废水用硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到nmolFeOFeyCrxO3，不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是()A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2-x)molB.处理废水中Cr2O72-的物质的量为molC.反应中发生转移的电子数为3nxmolD.在FeOFeyCrxO3中，3x=y,【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)铁元素由+2价被氧化为+3价，铬元素由+6价被还原为+3价。(2)根据原子守恒推算硫酸亚铁铵和Cr2O72-的物质的量。【解析】选A。由铁原子和铬原子守恒可知消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1+y)mol，处理废水中Cr2O72-的物质的量为mol，A项错误，B项正确；Cr2O72-具有强氧化性，Fe2+具有还原性，二者作用后铁元素由+2价被氧化为+3价，失电子总数为nymol，铬元素由+6价被还原为+3价，得电子总数为3nxmol，再由得失电子数相等得3x=y，C、D项正确。,【变式训练】(2012济宁模拟)已知某强氧化剂RO(OH)22+中的元素R可被亚硫酸钠还原到较低价态。若把1.210-3molRO(OH)22+还原，需要消耗6mL0.2mol/L的亚硫酸钠溶液，则反应后R的化合价为()A.0B.+2C.+3D.+4【解析】选D。由题意可知，RO(OH)22+是氧化剂，R元素的化合价降低，亚硫酸钠是还原剂，硫元素的化合价由+4价升高到+6价，则根据电子得失守恒可得：1.210-3(6-x)=610-30.2(6-4)x=4，故选D。,【解题技巧1】守恒法解决多步反应的计算问题,1.优点利用守恒法解题可避免分析繁琐的反应过程和排除细枝末节的干扰，可不写化学方程式；可以不管中间过程，直接从始态和终态找出其中特有的守恒关系，能更快、更便捷地解决有关问题，提高解题的速度和准确度。,2.解题关键守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应关系。在解题时，首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。,3.常见类型(1)任何化学反应中质量守恒此守恒包括三点：,(2)在溶液中电荷守恒涉及到溶液(尤其是混合溶液)中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法：即电解质溶液中的阳离子所带的正电荷总数与阴离子所带的负电荷总数相等。(3)在氧化还原反应中得失电子守恒涉及到氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子及反应前后化合价等问题可考虑电子守恒法：即化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。,1.14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为()A9.6gB6.4gC3.2gD1.6g,【解析】选C。根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的量关系。HNO3中的元素首先得到Cu、Ag失去的电子生成气体(NO2和NO)，生成的气体再和O2反应最后又生成了HNO3，整个过程的实质相当于Cu、Ag失去的电子最终转移给了O2，整个过程转移电子守恒。根据得失电子守恒规律，得解得：m(Cu)3.2g。,2.将一定量Fe和Fe2O3的混合物放入250mL2molL1的硝酸溶液中，反应完全后无固体剩余，生成2.24LNO气体(标准状况)，再向反应后的溶液中加入1molL1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是()A500mLB400mLC450mLD无法确定,【解析】选B。根据题意可知，铁元素全部沉淀下来后，溶液中的溶质只有NaNO3，根据电荷守恒；Na来自NaOH，NaOH的物质的量等于溶液中的物质的量，根据氮元素守恒可知，HNO3反应后以两种形式存在，一部分生成NO，另一部分在溶液中以形式存在，因此在溶液中的的物质的量为：所以加入NaOH溶液的体积为：即400mL。所以B项正确。,1下列说法中正确的是()A强氧化剂和弱还原剂易发生氧化还原反应B实验室制取氯气的反应中，氯离子通过还原反应生成氯气C由Cu(OH)2生成Cu2O时，铜元素被还原了DI、Br、Cl的还原性依次减弱，氧化性依次增强【解析】选C。A项，强氧化剂和弱还原剂不易发生氧化还原反应，A错；B项，氯离子通过氧化反应生成氯气，B错误；D项，I、Br、Cl的还原性依次减弱，但无氧化性，D错。,2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影3区域的是(),A.B.NH4HCO3NH3+H2O+CO2C.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【解析】选D。阴影3所表示的反应类型为氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型。A为置换反应，不符合题意；B为分解反应，但该反应不是氧化还原反应，不符合题意；C项为有单质参加的化合反应，是氧化还原反应，不符合题意；D项不属于四种基本反应类型，属于氧化还原反应，符合题意。,3.下列氧化还原反应中，1molH2O得到1mol电子的是()A.Cl2+H2O=HCl+HClOB.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2C.2Na+2H2O=2NaOH+H2D.3NO2+H2O=2HNO3+NO【解析】选C。A、B、D中H2O既不是氧化剂也不是还原剂。C2e-项中2Na+2H2O=2NaOH+H2，故1molH2O得到1mole-。,4.(2012常州模拟)锑(Sb)在自然界中一般以硫化物的形式存在，我国锑的蕴藏量占世界第一。从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物，再用碳还原：2Sb2S3+3O2+6FeSb4O6+6FeSSb4O6+6C4Sb+6CO关于反应、反应的说法正确的是()A反应、中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6B反应中生成3molFeS时，共转移6mol电子C反应