【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 第二章 元素与物质世界第三节氧化剂和还原剂教学案 鲁科版.doc

第三节氧化剂和还原剂考纲点击1了解氧化还原反应的本质是电子的转移。2了解常见的氧化还原反应。3掌握氧化还原反应方程式的简单配平方法。4能利用电子守恒原理进行相关计算。一、化学反应的分类1根据反应物和生成物的类别和反应前后物质种类的多少可分为化合、_、_、_反应。2根据化合价是否发生变化(是否发生电子转移)可分为_反应、_反应。3根据_变化，可分为放热反应和吸热反应。4根据_，可分为不可逆反应和可逆反应。5根据是否有离子参与，可分为非离子反应和离子反应。6氧化还原反应与四大基本反应类型的关系可以下图表示：(1)置换反应都是氧化还原反应。(2)化合反应不都是氧化还原反应，有单质参加的化合反应是氧化还原反应。(3)分解反应不都是氧化还原反应，有单质生成的分解反应才是氧化还原反应。(4)复分解反应都不是氧化还原反应。特别提示：(1)有单质参加的化合反应或有单质生成分解反应一定是氧化还原反应，但有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如：2o3=3o2不是氧化还原反应。(2)无单质参加的化合反应不一定都是非氧化还原反应。如：na2o2so2=na2so4是氧化还原反应。即时训练1下列反应属于氧化还原反应的是_；属于化合反应的是_；属于分解反应的是_；属于置换反应的是_；属于复分解反应的是_。ticl42mg2mgcl2ti3o22o32fe3cl22fecl32h2o22h2oo2h2oso3=h2so42na2o22h2o=4naoho23no2h2o=2hno3no3sicl44nh3si3n412hclcaco3caoco2二、氧化还原反应中的基本概念1氧化还原反应概念：有元素_变化(或电子转移)的化学反应叫做氧化还原反应。特征：反应前后元素的_发生了变化。实质：反应过程中有电子的_(电子的得失或偏移)。2氧化还原反应中概念及其相互关系如下(1)氧化剂和还原剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价_(或得到电子)的反应物叫做氧化剂；而所含元素化合价升高(或失去电子)的反应物，叫做还原剂。(2)氧化产物和还原产物：还原剂_电子被_所得的产物叫氧化产物；氧化剂_电子被_所得的产物叫还原产物。(3)氧化还原反应的有关概念是互相独立，又互相依存的，其关系如下：_电子化合价升高被_(发生氧化反应)是还原剂(有还原性)_电子化合价降低被_(发生还原反应)是氧化剂(有氧化性)氧化剂：得到电子的反应物还原剂：失去电子的反应物氧化性：物质得电子的性质还原性：物质失电子的性质被还原：得到电子被还原被氧化：失去电子被氧化还原反应：得到电子的反应叫还原反应氧化反应：失去电子的反应叫氧化反应还原产物：还原反应生成的产物氧化产物：氧化反应生成的产物例如：即时训练2(1)在fe2o33co2fe3co2的反应中，_是氧化剂，_是还原剂；_元素被氧化，_元素被还原；fe2o3具有氧化性，co具有还原性；_是氧化产物，_是还原产物。(2)在cl22naoh=naclnacloh2o的反应中，_是氧化剂，_是还原剂；_元素被氧化，_元素被还原；_是氧化产物，_是还原产物。(3)在4nh36no=5n26h2o的反应中，_是氧化剂，_是还原剂；_元素被氧化，_元素被还原；_具有氧化性，_具有还原性；_是氧化产物，_是还原产物。三、常见的氧化剂、还原剂及其产物(1)常见的氧化剂类别实例对应产物或价态活泼非金属单质f2、cl2、br2、o2、o3、sf、cl、br、h2o、h2o、s2元素处于高价态的氧化物pbo2、mno2、no2pb2、mn2、no元素处于高价态的含氧酸hno3、h2so4(浓)、hclono2或no、so2、cl过氧化物na2o2、h2o2o2、h2o(2)常见的还原剂类别实例对应产物或价态活泼金属单质k、ca、na、mg、alk、ca2、na、mg2、al3某些非金属单质h2、c、sh、co或co2、so2元素处于低价态的氧化物co、so2、noco2、so3或h2so4、no2元素处于低价态的(含氧)酸h2s、hi、h2so3s或so2、i2、h2so4元素处于低价态的盐fecl2、sncl2fe3、sn4特别提示：(1)在含有变价元素的化合物中，具有中间价态元素的物质(单质或化合物)既可做氧化剂，又可做还原剂。例如：cl2、h2o2、fe2、so2、h2so3等既有氧化性又有还原性。(2)同一元素最高价态只有氧化性(如fe3、hno3中的n等)，最低价态只有还原性(如s2、i等)，中间价态既具有氧化性，又具有还原性。即时训练3下列物质既可作氧化剂又可作还原剂的有_。(1)fe3(2)s(3)fe(4)na2o2(5)so2(6)h2so3(7)hno3(8)hcl(9)mno(10)co一、氧化还原反应中各个基本概念间的关系及规律1相关基本概念间的关系2守恒规律氧化剂获得电子总数必等于还原剂失去电子总数，即电子守恒。化合价升降总数也等于电子转移总数，故化合价升高总数也等于化合价降低总数。应用：氧化还原反应的有关计算。3价态规律(1)“高价氧化低价还，中间价态两边转”元素处于最高价态，只有氧化性；元素处于最低价态，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。如：h2so4只具有氧化性；s2只具有还原性；so2既具有氧化性又具有还原性，但以还原性为主；h2o2既具有氧化性又具有还原性，但以氧化性为主。应用：判断元素或物质的氧化性、还原性。(2)同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，只靠拢，不交叉，相邻价态不反应。应用：判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移的情况。【例11】高铁酸钠(na2feo4)对河水、湖水消毒是城市饮水处理的新技术。已知反应为fe2o33na2o2=2na2feo4na2o，下列说法正确的是()。ana2o2既是氧化剂又是还原剂bna2feo4既是氧化产物又是还原产物c3 mol na2o2发生反应，有12 mol电子转移d在na2feo4中fe为4价，具有强氧化性，能消毒杀菌【例12】(2012广东理综)下列应用不涉及氧化还原反应的是()。ana2o2用作呼吸面具的供氧剂b工业上电解熔融状态al2o3制备alc工业上利用合成氨实现人工固氮d实验室用nh4cl和ca(oh)2制备nh3二、氧化性和还原性强弱的比较1依据氧化还原反应方程式来判断氧化剂还原剂=还原产物氧化产物氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性；还原剂的还原性还原产物的还原性；例如，根据反应：(1)i2so22h2o=h2so42hi(2)2fecl2cl2=2fecl3(3)2fecl32hi=2fecl2i22hcl可知：i、fe2、cl、so2的还原性由强到弱的顺序是so2ife2cl。2据“三表”判断(1)根据元素周期表判断(2)根据金属活动性顺序判断(3)根据非金属活动性顺序判断3根据元素的价态(1)同种元素价态越高，一般氧化性越强(如fe3fe2)。但例外的，氧化性：hclohclo2hclo3hclo4。(2)同种元素价态越低，还原性越强(如s2sso2)。(3)最高价态只有氧化性，最低价态只有还原性，中间价态兼具氧化性和还原性。4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：cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2ocu2h2so4(浓)cuso4so22h2o氧化性：浓硝酸浓硫酸5依据氧化还原反应的程度相同条件下：(1)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：(2)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：6依据“三度”判断(“三度”即：浓度、温度、酸碱度)一般地，浓度越大，温度越高，氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)越强；酸碱度是影响氧化性强弱的重要因素。例如，kmno4在酸性条件下具有较强的氧化性，常温下即可和浓盐酸反应制取氯气；hno3(浓)的氧化性大于hno3(稀)的氧化性；hno3(热)的氧化性大于hno3(冷)的氧化性。7依据电化学原理(1)原电池：一般情况下，两种不同的金属构成原电池的电极，其还原性：负极正极。(2)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。特别提示：(1)判断氧化性或还原性的强弱，依据的是得失电子的难易程度，而不是得失电子数目的多少。(2)对于一种物质既作氧化剂、又作还原剂的反应，如cl2h2ohclohcl，不能根据反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱。(3)元素的高价态氧化性不一定比低价态强，如hclo的氧化性大于hclo4，另外最高价态的物质也不一定都表现氧化性，如h3po4。(4)强弱规律及应用氧化剂(较强氧化性)还原剂(较强还原性)=还原产物(弱还原性)得到ne，被还原氧化产物(弱氧化性)失去ne，被氧化。氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性就越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性就越弱。应用：在适宜条件下，用氧化性强的物质制备还原性弱的物质；用还原性强的物质制备氧化性弱的物质；比较物质间氧化性(或还原性)的强弱或判断氧化剂和还原剂在一定条件下是否发生反应。【例21】已知：向kmno4晶体滴加浓盐酸，产生黄绿色气体；向fecl2溶液中通入少量实验产生的气体，溶液变黄色；取实验生成的溶液滴在淀粉ki试纸上，试纸变蓝。下列判断正确的是()。a上述实验证明氧化性：mnocl2fe3i2b上述实验中，共有两个氧化还原反应c实验生成的气体不能使湿润的淀粉ki试纸变蓝d实验证明fe2既有氧化性又有还原性【例22】下列叙述正确的是()。a元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得b得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强c阳离子只能得到电子被还原，只能作氧化剂d含有最高价元素的化合物一定具有强的氧化性三、关于氧化还原反应的三条规律模型1反应先后规律的思维模型同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被氧化的是还原性最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时，首先被还原的是氧化性最强的物质。2价态归中规律思维模型含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价低价中间价”，而不会出现交叉现象。例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是3歧化反应规律思维模型“中间价高价低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：cl22naoh=naclnacloh2o。【例3】(2012兰州质检)有fe2、no、fe3、nh、h和h2o六种微粒，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物，下列叙述错误的是()。a还原产物为nhb该反应可以设计为原电池c若有1 mol no参加反应，则转移8 mol ed氧化剂与还原剂的物质的量之比为81四、氧化还原反应方程式的配平和有关计算1氧化还原方程式的配平方法步骤氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式配平。配平的步骤：(1)标变价：标出反应前后变价元素的化合价。(2)列变化：列出变价元素化合价升高和降低的数目。(3)求总数：通过求最小公倍数使元素化合价升高与降低的数目相等。(4)定系数：配平所含元素化合价有变化的物质的化学计量数。然后用观察法配平其他化学计量数。(5)查守恒：满足原子守恒、电子守恒、电荷守恒。特别提示：配平原则是“化合价升降总数相等”或“得失电子总数相等”。2氧化还原反应方程式的有关计算方法得失电子守恒法解题的一般步骤为：(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等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。【例4】(2012新课标理综部分)(1)fecl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为_。(2)高铁酸钾(k2feo4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。fecl3和kclo在强碱性条件下反应可制取k2feo4，其反应的离子方程式为_。关于物质氧化性还原性的实验探究【探究背景】在综合考试的背景下，把氧化还原反应的知识、元素化合物的知识及相关实验知识综合在一起考查学生的综合应用能力是必然的发展方向。氧化还原反应的知识在实验中的应用主要有如下三个方面。1利用某些实验手段证明物质具有氧化性或还原性。2利用某些实验手段比较物质氧化性与还原性的强弱。3物质的氧化性和还原性对化学实验的影响。【实验典例】空气中的氧气具有一定的氧化性，易被氧化的物质在空气中进行实验时，要防止被氧气氧化。如no的收集、fe(oh)2的制备、有关na2so3的实验等。化学实验的微型化可有效地减少污染，实现化学实验绿色化的要求。某学生按下列操作做一个实验：在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 moll1的kbr、ki(含淀粉溶液)、naoh(含酚酞)、fecl2(含kscn)溶液各1滴，每种液滴彼此分开，围成半径小于表面皿的圆形(如图所示)，在圆心处放置2粒芝麻粒大小的kmno4晶体，向kmno4晶体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖好。已知2kmno416hcl(浓)=2kcl2mncl25cl28h2o(1)e处反应的离子方程式为_。该反应中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)b处的实验现象：_。d处的实验现象：_。(3)c处反应的化学方程式为_。标准状况下，当有0.224 l cl2被naoh溶液吸收后，转移电子的物质的量为_ mol。(4)通过该实验能否比较cl2、fecl3、kmno4三种物质氧化性的强弱？_(填“能”或“不能”)。若能，其氧化性由强到弱的顺序是_。1(高考组合题)下列叙述中正确的是_。a(2012山东理综)化合反应均为氧化还原反应b(2012广东理综)1 mol fe与过量的稀hno3反应，转移2na个电子c(2012全国新课程理综)能使湿润的淀粉ki试纸变蓝色的物质一定是cl2d(2012江苏化学)用kio3氧化酸性溶液中的ki：5iio3h2o=3i26ohe(2012广东理综改编)因fe3有氧化性，故fecl3溶液可用于回收旧电路板中的铜2(双选)氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与br2so22h2o=h2so42hbr相比较，水的作用不相同的是()。a2na2o22h2o=4naoho2b4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3c2f22h2o=4hfo2d2al2naoh6h2o=2naal(oh)43h23(2012山东省实验中学第三次测试)在一定条件下，ro和氟气发生如下反应：rof22oh=ro2f2h2o，从而可知在ro中，元素r的化合价是()。a4 b5 c6 d74下列叙述正确的是()。a物质n(no2)3既有氧化性又有还原性b1 mol cl2与足量的铁反应，转移的电子数为3nac二氧化氯具有还原性，可用于自来水杀菌消毒d对于2nao2=na2o和2nao2=na2o2两反应生成等物质的量的产物，转移的电子数不同5现代造纸工艺常用钛白粉(tio2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为fetio3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：fetio3ccl2ticl4fecl3coticl4o2tio2cl26在某强酸性混合稀土溶液中加入h2o2，调节ph3，ce3通过下列反应形成ce(oh)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：ce3h2o2h2o=ce(oh)4_参考答案基础梳理整合一、1分解置换复分解2氧化还原非氧化还原3能量4反应是否可逆即时训练1答案：二、1化合价化合价转移2(1)降低(2)失去氧化得到还原(3)失去氧化得到还原即时训练2答案：(1)fe2o3co碳铁co2fe(2)cl2cl2氯氯naclonacl(3)nonh3氮氮nonh3n2n2即时训练3答案：(2)(4)(5)(6)(8)(10)核心归纳突破【例11】b解析：a项，na2o2只作氧化剂；c项，3 mol na2o2发生反应，有6 mol电子转移；d项，na2feo4中fe为6价。【例12】d解析：选项d是复分解反应，不存在电子的得失与转移，不是氧化还原反应。【例21】a解析：相关反应：2kmno416hcl(浓)=2kcl2mncl25cl28h2o；2fe2cl2=2fe32cl；2fe32i=2fe2i2。由此可知均为氧化还原反应，氧化性：mnocl2fe3i2，故a正确，b、c错误；反应只能证明fe2具有还原性，d错误。【例22】a解析：b项氧化性强弱依据的是得电子能力，而不是多少；c项阳离子也可作还原剂，如fe2；如h3po4、po等最高价元素的化合物无氧化性，d不正确。【例3】d解析：从氧化还原反应可知该反应为：10h=8fe3nh3h2o，氧化剂与还原剂的物质的量之比为18。【例4】答案：(1)2fe32i=2fe2i2(或2fe33i=2fe2i)(2)2fe(oh)33clo4oh=2feo5h2o3cl解析：(1)fe3将i氧化成i2(或i)，书写离子方程式时要注意氢碘酸为强酸，反应的离子方程式为2fe32i=2fe2i2。(2)fecl3与kclo在强碱性条件下发生复分解反应和氧化还原反应，可制取高铁酸钾，根据化合价升降的总数相等及电荷守恒原理可写出反应的离子方程式：“fe33oh=fe(oh)3、2fe(oh)33clo4oh=2feo3cl5h2o(或2fe310oh3clo=2feo3cl5h2o)”。实验探究拓展实验典例答案：(1)2mno16h10cl=2mn25cl28h2o15(2)溶液由无色变为蓝色溶液由无色变为红色(3)cl22naoh=naclnacloh2o0.01(4)能kmno4cl2fecl3解析：(1)根据e处发生反应的化学方程式判断反应中的氧化剂为kmno4，还原剂为hc