2.3氧化还原反应

第三节 氧化还原反应 第一课时 教学目的教学目的 知识与知识与 技能技能 初步掌握用化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应 理解氧化还原反应的本质 就是发生了电子转移 过程与过程与 方法方法 通过对氧化还原反应概念认识的过程 体会科学探究的基本方法 提高科学探究能力 情感态度情感态度 价值观价值观 通过对氧化还原反应的学习 感知事物的现象与本质的关系 对立统一的观点 教学重点教学重点 从化合价升降和电子转移的角度分析氧化还原反应 教学难点教学难点 理解氧化还原反应的本质 教学过程教学过程 1 氧化还原反应 氧化还原反应 1 表观认识 表观认识 得氧失氧 有得必有失 探究活动探究活动 化学家认为下列各化学反应也是氧化还原反应 找出它们与第一组反应有什么共同点 1 C H2O CO H2 2 2KClO3 2KCl 3O2 3 2Na Cl2 2NaCl 4 Zn 2HCl ZnCl2 H2 2 特征认识 特征认识 化合价升降 有升必有降 氧化还原反应的判断依据 问题问题 1 化合价升降与氧化还原反应有什么关系 化合价升高 被氧化化合价升高 被氧化 化合价降低 被还原化合价降低 被还原 判断化合价的方法 判断化合价的方法 记住常见元素常见价态 代数和为 计算 特殊价态 FeS2 Na2O2 H2O2 CaC2 Cu2S 问题问题 2 氧化还原反应是否一定要有氧的参与 问题问题 3 氧化还原反应中 元素化合价升降的原因是什么 3 本质认识 本质认识 有电子的转移 得失或偏移 提问 化合价的升降与电子的转移具体关系如何 得电子得电子 电子对偏向电子对偏向 化合价降低 化合价降低 失电子失电子 电子对偏离电子对偏离 化合价升高 化合价升高 练习练习 1 下列叙述正确的是 A 在氧化还原反应中 失去电子的物质 所含元素化合价降低 B 凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应 C 在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化 D 氧化还原反应的本质是电子的得失或偏移 2 某元素在化学反应中由化合态 化合物 变为游离态 单质 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 2 基本概念 氧化反应与还原反应氧化反应与还原反应 物质失去电子 或共用电子对偏离 的反应称为氧化反应 物质得到电子 或共用电子对偏向 的反应称为还原反应 氧化反应和还原反应总是同时发生 同时存在 同时消失的 氧化剂与还原剂氧化剂与还原剂 在化学反应中 得到电子 或共用电子对偏向 的物质称为氧化剂 失去电子 或共用电子对偏 离 的物质称为还原剂 在氧化还原反应中 氧化剂和还原剂既可以是不同种物质 也可以是同一种 物质 氧化性与还原性氧化性与还原性 物质能够得到电子的性质称为氧化性 物质能够失去电子的性质称为还原性 一般地 氧化剂具 有氧化性 还原剂具有还原性 氧化与还原氧化与还原 失去电子时的变化称为氧化 得到电子时的变化称为还原 氧化产物与还原产物氧化产物与还原产物 还原剂在反应中被氧化形成的生成物称为氧化产物 氧化剂在反应中被还原形成的生成物称为还 原产物 相互关系 相互关系 练习练习 判断下列反应是否氧化还原反应 如果是请判断氧化剂 还原剂 氧化产物和还原产物 2KClO3 2KCl 3O2 2H2 O2 2H2O Zn 2HCl ZnCl2 H2 3NO3 H2O 2HNO NO 2H2S SO2 3S 2H2O MnO2 4HCl MnCl2 Cl2 2H2O 注意 注意 氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物必须是化合价变化的部分 例 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O 氧化剂和还原剂的物质的量比 其中盐酸表现了哪些性质 如何判断表现了酸性 2H2S SO2 3S 2H2O 氧化产物和还原产物的比例 问题问题 4 氧化还原反应与几种反应类型的关系是什么 3 与四种基本反应类型关系 与四种基本反应类型关系 化合 反应 分解 反应置换反应复分解反应 氧化还原反应非氧化还原反应 置换一定是氧化还原反应 复分解一定不是 化合和分解可能是可能不是 画图 有单质参加不一定是氧化还原 课后巩固 1 有关氧化还原反应实质的说法中正确的是 A 是否有元素的电子转移B 是否有元素的化合价的变化 C 是否有氧元素的参加D 是否有原子的重新组合 加热 加热 2 下列有关实验室制取气体的反应中 其原理不属于氧化还原反应的是 A 实验室中用稀硫酸与锌粒反应制取 H2 B 实验室中用高锰酸钾加热分解制取 O2 C 实验室中用浓盐酸与二氧化锰加热制取 Cl2 D 实验室中用稀盐酸与石灰石反应制取 CO2 3 下列化学反应中 属于氧化还原反应的是 A Na2CO3 CaCl2 CaCO3 2NaCl B Fe CuSO4 Cu FeSO4 C 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O D CaO H2O Ca OH 2 4 对溶液中的离子反应存在下列几种说法 其中正确的是 A 不可能是氧化还原反应B 只能是复分解反应 C 可能是置换反应D 可能是化合反应 5 属于氧化还原反应的离子方程式的是 A CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O B 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl C HCO3 CO2 H2OD 2Na 2H2O 2Na 2OH H2 6 氧化还原反应发生在同种元素之间的是 A Zn 2HCl ZnCl2 H2 B 2H2S SO2 3S 2H2O C H2 CuO Cu H2OD 2H2O 2H2 O2 7 下列反应中氯元素被氧化的是 A 5Cl2 I2 6H2O 10HCl 2HIO3 B 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O C MnO2 4HCl MnCl2 2H2O Cl2 D 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 8 下列反应中 水作为还原剂的是 A Cl2 H2O HCl HClOB Na2O H2O 2NaOH C 2F2 2H2O 4HF O2 D 2Na 4H2O 2NaOH H2 9 在反应 2KMnO4 16HCl 2KCl 5Cl2 8H2O 2MnCl2中 叙述错误的是 A HCl 是氧化剂 B HCl 中的 Cl 元素全部被氧化 C HCl 的作用 酸性 还原剂 D Cl2是氧化产物 10 下列关于氧化还原反应说法正确的是 A 肯定一种元素被氧化 另一种元素被还原 B 某元素从化合态变成游离态 该元素一定被还原 C 在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 D 在氧化还原反应中非金属单质一定是氧化剂 11 下列叙述中 正确的是 A 含金属元素的离子一定是阳离子 B 氧化还原反应中 非金属单质一定是还原剂 C 某元素从化合态变为游离态时 该元素一定被还原 D 金属阳离子被还原不一定得到金属单质 教学后记 第二课时 4 电子转移的表示方法 双线桥双线桥法法 例 CuO H2 Cu H2O 用两条线 分别从反应物 生成物化合价变化的元素 要标电子得失及转移数 既表示电子转移数目 又表示出元素价升降及氧化还原的关系 练习练习 用双线桥表示下列反应电子的转移 Fe2O3 3CO 2Fe 3CO2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 Cl2 2NaOH NaCl NaClO HO FeS HNO3 FeS2 O2 KClO HCl K2Cr2O7 HCl 单线桥法单线桥法 例 C H2O CO H2 用一条线 单箭头从还原剂失电子的元素 氧化剂得电子的元素 只标电子转移数 不标得失 箭头表示电子转移方向 表示电子转移的方向和数目 练习练习 用双线桥表示下列反应电子的转移 2NH3 3CuO N2 3Cu 3H2O 2KClO3 2KCl 3O2 标出下列反应中电子转移的方向和数目 指出氧化剂 还原剂 氧化产物和还原产物 3Cu 8HNO3 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 5 氧化还原反应基本规律 氧化还原反应基本规律 守恒律 守恒律 化合价有升必有降 电子有得必有失 失电子总数与得电子总数相等 元素守恒 电荷守恒 离子反应 应用 有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式 价态律 价态律 元素最高价只能降低 最低价只能升高 中间价可升可降 同一元素相邻价态不发生氧化还原 元素处最高价的化合物不一定有强氧化性 例 H2SO4和 SO2 价态变化最小原则 能不变就不变 变化只靠近不交叉 或归中原则 例 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O H2S H2SO4 SO2 S 2H2O 应用 判断元素或物质有无氧化性 还原性 强弱律 强弱律 氧化性 还原性 越强 越易反应 强制弱 氧化性 还原性 强的可以反应生成氧化性 还原性 弱的 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 难易律 难易律 越易失电子的物质 失电子后就越难得电子 越易得电子的物质 得电子后就越难失电 子 注意 难失电子的物质不一定易得电子 如稀有气体既难失电子又难得电子 加热 6 重要的氧化剂和还原剂 1 氧化剂 活泼非金属 Cl2 O2 F2 Br2 O3 高价氧化物 MnO2 CuO PbO2 CO2 高价含氧酸 HNO3 H2SO4 浓 HClO 高价盐 KMnO4 KClO3 FeCl3 过氧化物 Na2O2 H2O2 KO2 常见氧化性离子 Fe3 MnO4 ClO NO3 H 2 还原剂 活泼金属 Na Mg Al Zn Fe 某些非金属单质 H2 C Si 低价氧化物 CO SO2 NO 低价含氧酸 H2S HCl HBr HI H2SO3 低价氢化物 NH3 H2S HCl HBr HI 低价盐 Na2SO3 Na2S KI FeSO4 常见离子 S2 I Fe2 SO32 7 微粒氧化 还原 性强弱判断的方法 即比较得失电子的难易程度 与得失电子的数目无关 如 还原性 Na Al 氧化性 F2 O2 1 根据金属活动性顺序表根据金属活动性顺序表 金属活动性顺序 常见表示 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 原子还原性逐渐减弱 对应阳离子氧化性逐渐增强 注意 氧化性 Ag Fe3 Cu2 Fe2 金属还原性还与溶液有关 如在稀 H2SO4中 Al 比 Cu 活泼 但在浓 H2SO4中 Cu 比 Al 活泼 在稀盐酸中 Mg 比 Al 活泼 在 NaOH 溶液中 Al 比 Mg 还原性强 非金属活动性顺序 常见元素 F Cl Br I S 原子 或单质 氧化性逐渐减弱 对应阴离子还原性逐渐增强 F Cl Br I S2 还原性渐强 讨论 将少量铁置于 Cu NO3 2和 AgNO3的混合溶液中 先析出什么物质 2 根据化学方程式判断根据化学方程式判断 强制弱 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 例 R X Y 和 Z 是四种元素 其常见化合价均为 2 价 X2 与单质 R 不反应 X2 Z X Z2 Y Z2 Y2 Z 这四种离子被还原成 0 价时表现的氧化性大小符合 A R2 X2 Z2 Y2 B X2 R2 Y2 Z2 C Y2 Z2 R2 X2 D Z2 X2 R2 Y2 例 已知 Cl Fe2 H2O2 I SO2均具有还原性 且在酸性溶液中的还原性依次增强 下列各反应不可能发生的是 A 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl B 2Fe3 SO2 2H2O 2Fe2 SO42 4H C H2O2 H2SO4 SO2 O2 2H2O D I2 SO2 2H2O H2SO4 2HI 3 根据反应条件根据反应条件 难易程度及剧烈程度 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时 如氧化产物价态相同 可根据反应的难易来进行判断 例 如 16HCl 浓 2KMnO4 2KCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2 4HCl 浓 MnO2 MnCl2 2H2O Cl2 4HCl 浓 O2 2H2O 2Cl2 由此我们可以得出氧化性 KMnO4 MnO2 O2 4 根据氧化产物价态的高低判断根据氧化产物价态的高低判断 当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时 可根据氧化产物价态的高低来判断氧化 剂氧化性的强弱 如 2Fe 3Cl2 2FeCl3Fe S FeS 可以判断氧化性 Cl2 S 同时有 同一金属元素 价态越高氧化性越强 同时有 同一金属元素 价态越高氧化性越强 5 外界环境影响外界环境影响 浓度越大 氧化剂 还原剂 的氧化性 还原性 越强 如氧化性 HNO3 浓 HNO3 稀 还原性 HCl 浓 HCl 稀 温度越高 氧化性 还原性 越强 酸碱性 KMnO4酸性越强 氧化性越强 Fe2 碱性越强 还原性越强 练习 1 若将 Fe 粉投入到盛有 Cu2 Ag Fe3 的溶液中 反应完毕后 若烧杯底部有铁粉剩余 溶 液中一定不含的金属离子有 若烧杯中没有铁粉剩余 溶液中一定含有的金属离子是 若溶液中不含 Cu2 溶液中一定不含的金属离子是 2 已知氧化性 BrO3 ClO3 Cl2 IO3 I2 将饱和氯水逐滴加入 KI 溶液中直至过量 可能观察到的现象是 有关离子方程式有 8 氧化还原方程式的配平 1 配平原理 得失电子数守恒 元素守恒 电荷守恒 2 配平步骤 标价态 找变化 找公倍 定系数 配平氧化还原部分 观察配平非氧化还原部分 检验 例 配平下列化学方程式 1 S HNO3 H2SO4 NO2 H2O 2 MnO2 HCl MnCl2 Cl2 H2O 3 S NaOH Na2S Na2SO3 H2O 4 NaI NaIO3 H2SO4 I2 Na2SO4 H2O 5 H2O2 KMnO4 H2SO4 O2 MnSO4 K2SO4 6 KClO3 HCl Cl2 KCl H2O CuCl2 500 7 NH4NO3 HNO3 N2 H2O 8 Cu HNO3 Cu NO3 2 NO H2O 9 Na2Cr2O7 KI HCl CrCl 3 NaCl KCl I2 H2O 10 Cu2S HNO3 Cu NO3 2 NO S H2O 11 P H2O CuSO4 Cu3P H3PO4 H2SO4 12 Cu IO3 2 KI H2SO4 CuI I2 K2SO4 H2O 13 KCN Cl2 KOH KOCN KCl H2O 14 Na2O2 CO2 Na2CO3 O2 15 H2O2 PbS PbSO4 16 Cu NO3 H Cu2 NO H2O 17 MnO4 Fe2 H Mn2 Fe3 H2O 18 MnO4 C2O42 H Mn2 CO2 H2O 19 Fe2 ClO Fe3 Cl 20 Fe3 SO2 Fe2 SO42 21 FeO HNO Fe NO3 3 N2O H2O 22 NH3 Cl2 NH4Cl N2 练习练习 1 在热的稀硫酸溶液中溶解了 11 4g FeSO4 当加入 50mL 0 5mol L KNO3溶液后 其中的 Fe2 全 部转化成 Fe3 KNO3也反应完全 并有 NxOy 氮氧化物 气体逸出 FeSO4 KNO3 H2SO4 K2SO4 Fe2 SO4 3 NxOy H2O 1 推算出 x y 2 配平该化学方程式 化学计量数填写在上式方框内 3 反应中氧化剂为 4 用短线和箭头标出电子转移的方向和总数 练习练习 2 上海高考题 某化学反应的反应物和产物如下 KMnO4 KI H2SO4 MnSO4 I2 KIO3 K2SO4 H2O 1 该反应的氧化剂是 2 如果该反应方程式中 I2和 KIO3的化学计量数都是 5 KMnO4的化学计量数是 在下面的化学式上标出电子转移的方向和数目 KMnO4 KI H2SO4 3 如果没有对该方程式中的某些化学计量数作限定 可能的配平化学计量数有许多组 原因是 练习练习 3 写出下列反应的离子方程式 FeBr2和 Cl2 少 FeBr2和 Cl2 足 FeI2和 Cl2 少 FeI2和 Cl2 足 9 氧化还原有关计算 1 电子得失守恒 化合价升高原子数 每原子升高价数 化合价降低原子数 每原子降低价数 确定反应物或生成物之间物质的量比或质量比确定反应物或生成物之间物质的量比或质量比 例 在 NO2被水吸收的反应中 发生还原反应和发生氧化反应的物质 其质量比为 A 3 1 B 1 3 C 1 2 D 2 1 例 NH4 2PtCl6晶体受热分解 生成 N2 HCl NH4Cl 和金属 Pt 在此反应中 氧化产物和还原产物的 物质的量之比为 A 1 3 B 1 2 C 2 3