【精品】高中化学（大纲版）第三册 第三单元化学反应中的物质变化和能量变化 第一节重要的氧化剂和还原剂(第二课时)

1 第二课时第二课时 引言 上节课我们学习了中学化学中常见的 重要的氧化剂和还原剂 本节课我们 来学习有关它们的常见反应 板书 第一节 重要的氧化剂和还原剂 第二课时 二 重要氧化剂和还原剂的常见反应 师 我们知道 卤族元素单质是我们最常见的氧化剂 请大家根据自己桌上的实验 用品 设计实验证明 Cl2 Br2 I2的氧化性强弱顺序 说明 课前在学生的桌上摆设 氨水 NaBr 溶液 KI 溶液 滤纸 胶头滴管五种 用品 供学生在上课时使用 由于学生在高一的学生实验 氨 溴 碘的性质 和 同周期同主族元素性质的递变 规律 中均做过此实验 故其对学生而言 难度不大 学生设计 做完实验后 投影展示该操作步骤 投影 师 请大家写出以上各步反应的离子方程式 请一位同学上黑板书写 学生板书 2Br Cl2 Br2 2Cl 2I Cl2 I2 2Cl 2I Br2 I2 2Br 设问 根据以上离子反应方程式 可知 Cl2 Br2 I2的氧化性强弱顺序怎样 判断 的依据是什么 能否从原子结构的角度去进行解释 学生回答 Cl2 Br2 I2的氧化性强弱顺序为 Cl2 Br2 I2 其判断依据是 在氧化 还原反应中 氧化剂的氧化性 氧化产物的氧化性 分析其原子结构可知 同主族元素的 2 非金属原子 其最外层电子数相同而电子层数不同 电子层数越多 原子半径越大 就越 不容易得到电子 因此 它们单质的氧化性就越弱 师 很好 据此 我们可得出以下结论 思考 卤族元素的阴离子在以上反应中表现出什么性质 它们的强弱顺序怎样 学生思考后回答 卤族元素的阴离子在以上反应中表现出还原性 它们的强弱顺序 为 I Br Cl 师 根据以上分析 我们可得出如下结论 讲解并板书 1 同一主族元素的非金属单质其氧化性随着电子层数的增加而逐渐减 弱 其对应的阴离子的还原性却逐渐增强 想一想 对于典型的金属元素 碱金属 它们的还原性强弱顺序如何 其对应阴 离子的氧化性强弱顺序又当怎样 学生回答 同一主族元素的金属单质 其还原性随着电子层数的增加而增强 其对 应阳离子的氧化性却逐渐减弱 草板书 过渡 对于金属还原剂来说 金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序相一致 即越位于后面的金属 越不容易失去电子 其还原性就越弱 师 请大家排出其对应阳离子的氧化性顺序强弱 请一位同学上黑板排列 教师巡视 学生板书 师 注意 Fe2 Sn2 Pb2 而不是 Fe3 Sn4 Pb4 过渡 我们知道 铁是一种具有可变化合价的常见金属元素 请大家根据铁及其化 合物的性质 解释以下实现现象 演示实验 1 在盛有 FeCl3溶液的试管中滴加 KSCN 液 溶液变红色 在变红色后 的溶液中加入 Fe 粉 红色褪去 请一位同学解释 生 Fe3 遇 SCN 变红 是由于生成了红色的 Fe SCN 3溶液 加入 Fe 粉后 因 3 Fe 把 Fe3 还原成 Fe2 使 Fe SCN 3被破坏 故红色褪去 师 很好 这说明同一元素不同价态的物质间发生氧化还原反应时 遵循什么规律 生 趋中规律 师 很正确 请大家用离子方程式表示出以上反应 你还能找出一个符合趋中规律 的例子吗 学生活动 教师巡视并选取一些有代表性的例子进行投影展示 可投影以下一些常见和常用的方程式 2Fe3 Fe 3Fe2 2H2S SO2 3S 2H2O ClO Cl 2H Cl2 H2O IO 5I 6H 3I2 3H2O 验证食盐含碘元素 3 板书 3 趋中规律 讲解 一般说来 元素处于高化合价的物质常具有氧化性 在一定条件下可与还原 剂反应 在生成的新物质中该元素的化合价降低 如 讲解 若元素的化合价处于低价时 其物质常具有还原性 在一定条件下可与氧化 剂反应 在生成的新物质中该元素的化合价升高如 师 于是 我们得出以下的一般规律 板书 4 元素处于高化合价的物质具有氧化性 元素 处于低化合价的物质具有还原性 过渡 我们知道 Fe 是一种常见的还原剂 浓 H2SO4是一种常见的氧化剂 两者相 遇能发生反应吗 若反应 将生成什么呢 演示实验 2 在一支试管里注入少量 Fe 粉 再加入浓 H2SO4约 2 mL 在管口放一 张滴有品红溶液的滤纸 观察现象 注意铁粉不要过量 当上述反应完成后 取试管中溶液少量 用水稀释 并滴加 KSCN 溶液 观察 问 你们看到了什么现象 说明了什么 生 品红褪色 说明有 SO2气体生成 滴入 KSCN 溶液变红 说明有 Fe3 生成 设问 那么 稀 H2SO4与 Fe 反应有无此现象呢 演示实验 3 取一支装有适量铁粉的试管 向其中加入约 5 mL 稀 H2SO4反应后在管 口点燃产生的气体 然后重复演示实验 2 的操作 观察 试管内溶液留待后续实验使用 问 以上现象说明了什么 生 Fe 与稀 H2SO4反应产生的气体检验有爆鸣声 说明有 H2生成 品红液不褪色 4 和滴入 KSCN 后溶液不变红 说明无 SO2和 Fe3 生成 师 写出以上变化的反应方程式 并从化合价的角度出发 分析浓 稀 H2SO4与 Fe 反应时的氧化性实质有何不同 学生活动 教师板书 5 浓 稀硫酸的氧化性 请学生回答浓 稀 H2SO4的氧化性实质有何不同 生 稀 H2SO4的氧化性由 H 表现出来 浓 H2SO4的氧化性由表现出来 6 S 师 很好 由 H 表现出来的氧化性是酸的通性 我们称这样的酸为非氧化性酸 其反应后的产 物为 H2 若氧化性是由酸根中所含元素表现出来 我们称这样的酸为氧化性酸 浓 H2SO4 就是一种氧化性酸 其还原产物一般是 SO2 过渡 下面 我在演示实验 3 的所得溶液中加入浓 HNO3 请大家观察有何现象发 生 演示实验 4 把 3 所得溶液取少许于另一试管中 滴加浓 HNO3 观察 问 上述现象说明了什么 生 试管内有红棕色气体生成 说明有 NO2产生 溶液变红 说明原溶液中的 Fe2 被 HNO3氧化成了 Fe3 追问 若加入稀 HNO3会发生反应吗 若能 会看到什么现象 生 若加入稀 HNO3 一样能发生氧化还原反应 只不过此时生成的气体为无色 在试管口变成红棕色而已 溶液依然变红 演示实验 5 取少许实验 3 所得溶液 滴加稀 HNO3 验证学生的推测 师 请大家写出以上反应的方程式 并根据化合价的变化判断 HNO3是否为氧化 性酸 学生板书 2FeSO4 2HNO3 浓 H2SO4 Fe2 SO4 3 2NO2 2H2O 6FeSO4 2HNO3 稀 3H2SO4 3Fe2 SO4 3 2NO 4H2O 教师与学生一起得出结论并板书 6 浓 稀 HNO3均为氧化性酸 讲解 浓 HNO3的还原产物一般是 NO2 稀 HNO3的还原产物一般是 NO 想一想 试一试 若在上述滴有 KSCN 的 FeSO4溶液中滴入溴水 会有变化吗 学生说出自己的想法后 让学生上来演示 并把发生的现象解释给大家听 学生演示实验 6 在实验 3 所得滴有 KSCN 的 FeSO4溶液中滴入溴水 请大家观察 学生解释反应的现象 并写出反应方程式 学生板书 6FeSO4 3Br2 2Fe2 SO4 3 2FeBr3 投影练习 1 已知在常温时能发生下列反应 Fe Cu2 Fe2 Cu 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 根据上述实验事实 分析 Fe3 Fe2 Cu2 Br2作为氧化剂时 其氧化能力的强弱 5 顺序 解析 根据氧化剂的氧化性 氧化产物这一规律可得出这四种粒子的氧化能力强弱顺 序为 Br2 Fe3 Cu2 Fe2 投影练习 2 向 100 mol FeBr2溶液中缓慢地通入 2 24 L Cl2 标准状况 反应后溶 液中有的 Br 被氧化成溴单质 求原 FeBr2溶液物质的量浓度是 3 1 提示 2Fe2 Br2 2Fe3 2Br A 0 12 mol LB 1 2 mol L C 6 mol LD 9 mol L 解析 B 本题考查通过还原性强弱 进行有关计算 根据提示所列的反应方程式 Fe2 还原性 Br Cl2首先将 Fe2 氧化 再氧化 Br 设 FeBr2溶液溶质的物质的量为 x mol 被氧化的 Fe2 为 x 因 2Fe Cl2 消耗 Cl2 mol 被氧化的 Br 为 2x 因 2 2 x 3 1 Br Cl2 消耗 Cl2 mol 共消耗 Cl2 x 0 1 mol x 0 12 mol c 3 x 2 x 3 1 1 mol22 4L L24 2 1 2 mol L 0 1L mol12 0 小结 本节课我们学习了重要氧化剂和还原剂的常见反应 并总结出了一些氧化剂 和还原剂发生反应时的规律 这将对我们判断氧化剂的氧化性 还原剂的还原性以及氧化 还原反应的产物提供很大的帮助 布置作业 习题 一 3 二 四 板书设计 第一节 重要的氧化剂和还原剂 第二课时 二 重要氧化剂和还原剂的常见反应 3 趋中规律 6 教学说明 本节教材的特点是 涉及以往的知识面较宽 容量较大 对学生综合运用知识分析问 题的能力要求较高 通常说来 学生对这部分知识的学习体会是 理解起来易 应用起来 难 究其因 一是对氧化还原反应的本质规律 得失电子 或电子对偏移 引起化合价 变化认识得不够透彻 二是对氧化还原反应的载体 具体的化学反应掌握得不够熟练或 在平时的学习中仅仅注意了物质种类的变化却很少从氧化还原反应的角度去认识物质的性 质 基于以上认识 本节课在设计时 重点强调了从化合价的角度去认识氧化剂和还原剂 以及它们的反应规律 意在给学生提供一种学习和分析问题的方法 为了能把理论性的知 识落到实处 在教学过程中特意注重了对以往所学知识的归纳和总结 并辅以相应的练习 为了能使抽象的理论知识变得有趣 在教学过程中主要采用了讨论 分析 实验 探究 参予等方法来激发学生智慧的火花 并重点培养了学生的归纳 总结 探究等能力 本节课所用的化学反应方程式多是学生在平常的学习中常用的 且易忽略的内容 这 样做的目的 是为了使学生温故知新 并能把新旧知识有机地融合在一起 以提高其综合 能力 本节课的学习进程 与学生的原有知识水平密切相关 故教学时可根据实际情况分配 课时 综合能力训练题 1 某单质 X 能从盐的溶液中置换出单质 由此可知 A 当 X Y 都是金属时 X 一定比 Y 活泼 B 当 X Y 都是非金属时 Y 一定比 X 活泼 C 当 X 是金属时 Y 可能是金属 也可能是非金属 D 当 X 是非金属时 Y 可能是金属 也可能是非金属 解析 本题用字母代替物质 考查全面掌握物质反应规律的能力及综合思维判断能力 解答本题关键要认真审题 全面地考虑学过的知识 切勿以局部反应规律代替全体 依题 应知 A 选项中 X Y 都为金属时 该反应一定为金属与盐溶液间的置换反应 如 Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 因此反应中金属 X 比盐溶液中的金属 Y 活泼 结论 7 正确 符合题意 B 选项中 X Y 为非金属时则为非金属间的置换反应 如 Br2 2KI 2KBr I2 由反应知非金属 X 一定比 Y 活泼 因此 B 选项结论错误 不符合 题意 在 C 选项中 X 是金属时 Y 可能是金属或非金属 应考虑到金属与盐的反应规律同 时注意金属与酸的反应 例 Mg 2HCl MgCl2 H2 所以 C 选项结论正确 为本题 答案 且 D 选项中 X 为非金属时 Y 一定不是金属 因此结论错误 不符合题意也不为答 案 答案 AC 2 在一定量的 H2S 溶液中逐渐通入 Cl2 如图 x 轴表示 Cl2的物质的量 所表示变化 关系正确的是 解析 本题考查学生的观察能力和综合分析问题的能力 解答图象类试题的关键是要 准确地弄清楚题目中涉及的化学反应关系及图象中坐标轴表示的意义和曲线变化的规律 本题涉及的化学反应为 H2S Cl2 2HCl S 由于反应中生成了 HCl 使原弱酸溶 液变为强酸溶液 H 浓度增大 pH 减少 且由于强电解质完全电离 溶液中离子浓度增 大 使之导电能力增强 结合图象中曲线变化趋势分析 可知 A B 选项错误 H2S 与 Cl2 反应 生成 S 沉淀 随着 Cl2的通入 S 沉淀逐渐增加 当 H2S 完全反应后 S 的沉淀量不 随 Cl2量的变化而变化 C 项正确 答案 C 3 在热的稀硫酸溶液中溶解了 11 4 g FeSO4 当加入 50 mL 0 5 mol L 1 KNO3 溶液 后 使其中的 Fe2 全部转化成 Fe3 KNO3也反应完全 并有 NxOy氮氧化合物气体逸出 FeSO4 KNO3 H2SO4K2SO4 Fe2 SO4 3 NxOy H2O 1 推算出 x y 2 配平该化学方程式 并标