高二化学复 习《化学必修1》 第2章第3节鲁教版

用心 爱心 专心 高二化学高二化学复习复习 化学必修化学必修 1 第第 2 章章 第第 3 节节鲁教版鲁教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 高考第一轮复习 化学必修 1 第 2 章 元素与物质世界 第 3 节 氧化剂 还原剂 二 教学目的 1 理解氧化还原反应的概念及氧化剂还原剂的概念 2 掌握物质氧化性 还原性的判断方法 3 能运用氧化还原反应的基本规律进行推理 判断 计算 三 教学重点 难点 氧化还原反应规律的运用 四 知识分析 一 氧化还原反应 1 基本概念 1 氧化反应和还原反应 在氧化还原反应中 反应物所含元素化合价升高 或者说 是物质失去电子 的反应称为氧化反应 反应物所含元素化合价降低 或者说是物质得到电 子 的反应称为还原反应 2 氧化还原反应 凡是反应过程中有元素化合价变化 或电子转移 的化学反应叫做 氧化还原反应 说明 氧化反应和还原反应是一对对立的反应 而又统一存在于一个反应中 不能分 割 所以人们把这两种同时存在的一个化学反应叫做氧化还原反应 3 氧化剂和还原剂 在氧化还原反应中 所含元素的化合价降低 或说得到电子 的 反应物叫做氧化剂 所含元素的化合价升高 或说失去电子 的反应物叫做还原剂 4 氧化产物和还原产物 还原剂失去电子被氧化所得的产物叫氧化产物 氧化剂得 到电子被还原所得的产物叫还原产物 2 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 如下图所示 3 氧化还原反应的类型 1 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 此类反应的特点是还原剂和氧化剂分别是不同的物质 参加反应的氧化剂 或还原剂 全部被还原 或被氧化 有关元素的化合价全部发生变化 例如 4NH3 5O2 催化剂 4NO 6H2O 用心 爱心 专心 2 部分氧化还原反应 此类反应的特点是还原剂 或氧化剂 只有部分被氧化 或还原 有关元素的化合 价只有部分发生变化除氧化还原反应外 还伴随有非氧化还原反应 例如 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 3 自身氧化还原反应 自身氧化还原反应可以发生在同一物质的不同元素之间 即同一种物质中的一种元素 被氧化 另一种元素被还原 该物质既是氧化剂也是还原剂 可以发生在同一物质的同种 元素之间 即同一种物质中的同一种元素既被氧化又被还原 例如 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 3S 6KOH 2K2S K2SO3 3H2O 4 归中反应 此类反应的特点是同一种元素在不同的反应物中有两种不同的价态 高价 低价 反 应后转化成中间价态 但应注意的是同一种元素反应时 其化合价只是靠拢不交错 例如 4 氧化剂 还原剂的判断方法 1 根据反应式判断 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原性 还原剂 还原产物 2 根据物质活动性顺序比较 金属活动性顺序 常见元素 非金属活动性顺序 常见元素 3 根据反应条件判断 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 可根据反应条件的高低 来进行判断 例如 16HCl 浓 2KMnO4 2KCl 2MnCl2 8H2O 5Cl2 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 4HCl O2 催化剂 2Cl2 2H2O 上述三个反应中 还原剂都是浓盐酸 氧化产物都是氯气 而氧化剂分别是 用心 爱心 专心 KMnO4 MnO2 O2 式中 KMnO4常温时可以将浓盐酸中的氯离子氧化成氯原子 式 中 MnO2需要在加热条件下才能完成 式中 O2不仅需要加热 而且还需要 CuCl2 做催化 剂才能完成 由此我们可以得出结论 氧化性 KMnO4 MnO2 O2 4 根据氧化产物的价态高低判断 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高低来 判断氧化剂氧化性的强弱 如 2Fe 3Cl2 点燃 2FeCl3 Fe S FeS 可以判断氧化性 Cl2 S 5 根据元素周期表来判断 同主族元素 从上到下 如 同周期主族元素 从左到右 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 6 根据原电池 电解池的电极反应比较 两种不同的金属构成原电池的两极 负极金属是电子流出的极 正极金属是电子 流入的极 其还原性 负极 正极 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 7 根据物质浓度的大小比较 具有氧化性 或还原性 的物质的浓度越大 其氧化性 或还原性 越强 反之 其 氧化性 或还原性 越弱 如 氧化性 HNO3 浓 HNO3 稀 还原性 HCl 浓 HCl 稀 8 根据氧化剂 还原剂性质影响因素比较 温度 如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强 酸碱性 如 KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强 5 氧化还原反应的基本规律及应用 1 守恒定律 四大守恒 氧化剂获得电子总数必等于还原剂失去电子总数 即得失电子守恒 氧化剂中元素化合价降低总数等于还原剂中元素化合价升高总数 即化合价升降守 恒 化合价升降总数也等于电子转移总数 反应前后各元素种类不变 各元素的原子数目不变 即质量守恒 在有离子参加的氧化还原反应中 反应前后离子所带电荷总数相等 即电荷守恒 2 价态规律 氧化还原规律 元素的最高价态在反应中只能得电子而不能失电子 所以元素处于最高价态时只有 氧化性而没有还原性 即只能做氧化剂 不能做还原剂 如 Fe3 H Al3 浓 H2SO4中Error HNO3中的 Error 等 元素的最低价态在反应中只能失去电子而不能得到电子 所以元素处于最低价态时 用心 爱心 专心 只有还原性而没有氧化性 即只能做还原剂 不能做氧化剂 如 Fe Cu S2 I Br 等 元素的最高价态与它的最低价态之间的中间价态 在反应中既能失电子 本身被氧 化 又能得电子 本身被还原 所以处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性 它跟强氧 化剂反应表现还原性 跟强还原剂反应表现氧化性 如 S Error Fe2 NO 等 应用于判断物质氧化性 还原性及反应的可能性 3 强弱规律 较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应 生成弱还原性的还原产物和弱氧化 性的氧化产物 应用 在适宜条件下 用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质 或用还原性较强 的物质制备还原性较弱的物质 亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱 4 转化规律 氧化还原反应中 以元素相邻价态间的转化最容易 同种元素不同价态之间若发生反 应 元素的化合价只靠近而不交叉 同种元素 相邻价态间不发生氧化还原反应 应用 分析判断氧化还原反应能否发生 例如浓硫酸与二氧化硫不会发生反应 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O 反应中 KClO3中 5 价的氯元素不会转化为 KCl 中 1 价的氯元素 5 难易规律 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 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时 还原性最强的优先发生反应 同理 一种还 原剂遇多种氧化剂时 氧化性最强的优先发生反应 应用 判断物质的稳定性及反应顺序 注意 难失电子的物质不一定易得电子 例如 稀有气体既难得电子又难失电子 二 铁及铁的化合物 1 铁的化学性质 铁与非金属的反应 3Fe 2O2 点燃 Fe3O4 3Fe 3Cl2 点燃 2FeCl3 棕黄色烟 Fe S FeS 铁与水的反应 3Fe 4H2O g 高温 Fe3O4 4H2 铁与酸的反应 铁在金属活动性顺序表中位于氢的前面 活动性强 能置换出酸 如稀 H2SO4 中的 氢 Fe 2H Fe2 H2 注意 在常温下 铁遇浓硫酸 浓硝酸发生钝化 铁与盐溶液起反应 用心 爱心 专心 在溶液中能置换出还原能力比它弱的金属 如 Fe Cu2 Fe2 Cu 2 铁的氧化物 化学式化学式FeOFe2O3Fe3O4 颜色状态颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体 溶解性溶解性难溶于水难溶于水难溶于水 铁的化合价铁的化合价 2 3 2 3 稳定性稳定性不稳定稳定稳定 与与 H 作用作用 FeO 2H Fe2 H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe3O4 8H 2Fe3 Fe2 4H2O 3 铁的氢氧化物 化学式Fe OH 2Fe OH 3 颜色状态白色固体红褐色固体 溶解性难溶于水难溶于水 稳定性很不稳定 易被氧化稳定 与 H 的反应Fe OH 2 2H Fe2 2H2OFe OH 3 3H Fe3 3H2O 转化关系4Fe OH 2 O2 2H2O 4 Fe OH 3 注意 Fe OH 2在空气中很容易被氧化成 Fe OH 3 现象是白色沉淀迅速变为灰 绿色最终变为红褐色 4 Fe2 与 Fe3 之间的相互转化 铁的变价特征是这部分的重点和难点 由于铁的化合价有 0 2 3 价 所以 Fe 具 有还原性 Fe2 具有还原性和氧化性 Fe3 只有氧化性 不仅 Fe2 Fe3 之间可转化 Fe 单质和它们之间都可以相互转化 我们称为 铁三角 5 Fe2 与 Fe3 的检验 溶液Fe2 浅绿色 Fe3 黄色 加碱溶液1 现象 白色沉淀 灰绿色 红褐色 2 反应 Fe2 2OH Fe OH 2 4 Fe OH 2 O2 2H2O 4 Fe OH 3 1 现象 红褐色沉淀 2 反应 Fe3 3OH Fe OH 3 加 KSCN 溶液或 NH4SCN 溶液 1 现象 无明显现象 若通 Cl2 则溶液 变血红色 2 反应 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl Fe3 SCN Fe SCN 2 1 现象 溶液变血红色 2 反应 Fe3 SCN Fe SCN 2 典型例题典型例题 例 1 下列叙述正确的是 A 发生化学反应时失去电子越多的金属原子 还原能力越强 用心 爱心 专心 B 金属阳离子被还原后 一定得到该元素的单质 C 核外电子总数相同的原子 一定是同种元素的原子 D 能与酸反应的氧化物 一定是碱性氧化物 解析 解析 金属越容易失去电子 其还原性越强 A 错 而 Fe3 得到电子可以生成 Fe2 B 错 对于原子 核外电子数相同 其核内质子数必相同 一定是同种元素的原子 C 正确 两性氧化物既能与酸反应 又能与碱反应 故能与酸反应的氧化物 不一定是碱 性氧化物 D 错 答案 答案 C 点评 点评 本题考查金属还原性强弱比较 金属离子的还原产物 元素的概念以及氧化物 的酸碱性 例 2 已知 2NaA B2 2NaB A2 2NaA C2 2NaC A2 2NaB C2 2NaC B2 2NaC D2 2NaD C2 则氧化性由强到弱的顺序是 A A2 B2 C2 D2B B2 A2 C2 D2 C C2 B2 A2 D2D D2 C2 B2 A2 解析 解析 利用在同一氧化还原反应中 氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性 的规律 可以分别得出下列结论 由 2NaA B2 2NaB A2 得出氧化性 B2 A2 由 2NaA C2 2NaC A2 得出氧化性 C2 A2 由 2NaB C2 2NaC B2 得出氧化性 C2 B2 由 2NaC D2 2NaD C2 得出氧化性 D2 C2 可以推出 D2 C2 B2 A2 答案 答案 D 点评 点评 本题是利用氧化还原反应方程式来判断物质氧化性强弱的 例 3 在氯化铁 氯化铜和盐酸的混合液中加入铁粉 充分反应后 过滤出的剩余的固体 能被磁铁吸引 则反应后溶液中存在较多的阳离子是 A Cu2 B Fe3 C Fe2 D H 解析 解析 因所剩固体能被磁铁吸引 说明 Fe 有剩余 又 2Fe3 Fe 3Fe2 Fe Cu2 Fe2 Cu Fe 2H Fe2 H2 故 Fe3 Cu2 H 等可与 Fe 反应 不可能存在较多 答案 答案 C 点评 点评 本题考查铁及其盐的性质 例 4 1 请将 5 种物质 N2O FeSO4 Fe NO3 3 HNO3和 Fe2 SO4 3分别填入 下面的横线上 组成一个未配平的化学方程式 H2O 2 反应物中发生氧化反应的物质是 被还原的元素是 3 反应物中 1mol 氧化剂 填 得到 或 失去 mol 电 子 4 请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中 用心 爱心 专心 解析 解析 由常见的氧化剂与还原剂不难推断 FeSO4为还原剂 HNO3为氧化剂 氧化产 物为 Fe2 SO4 3和 Fe NO3 3 还原产物为 N2O 根据化合价升降守恒的原则及元素守 恒可配平该方程式 答案 答案 1 FeSO4 HNO3 Fe2 SO4 3 Fe NO3 3 N2O H2O 2 FeSO4 N 3 得到 4 4 24FeSO4 30HNO3 点评 点评 本题考查氧化还原反应的原理及配平 模拟试题模拟试题 一 选择题 1 化学反应 Na2SO3 S Na2S2O3中 没有发生的反应是 A 化合反应B 氧化反应 C 还原反应D 置换反应 2 下列粒子不具有氧化性的是 A Cl B Cl2C H D O2 3 下列有关氧化还原反应的叙述正确的是 A 肯定有一种元素被氧化 另一种元素被还原 B 在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 C 分解反应一定是氧化还原反应 D 强氧化剂与弱还原剂之间易发生氧化还原反应 4 在 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O 的反应中 当有 6mol 电子发生转移后 被 氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数比为 A 6 1B 1 6C 5 1D 1 5 5 下列实验现象中与氧化还原反应有关的是 A 碳酸钠中加入氯化钙溶液产生白色沉淀 B 硫酸铜溶液中插入铁片 铁片上出现红色沉淀物 C 石灰石溶于盐酸并产生气泡 D 铁在氧气中燃烧 剧烈反应火星四射 6 下列叙述中正确的是 A 含氧酸能起氧化作用 无氧酸则不能 B 阳离子只有氧化性 阴离子只有还原性 C 失电子难的原子获得电子的能力一定强 D 由 X 变为 X2 的反应是氧化反应 7 下列试剂的浓溶液在空气中久置都会变质 在变质过程中既发生了氧化还原反应 又 发生了非氧化还原反应的是 A 氢氧化钠B 硫化氢C 次氯酸钙D 硫酸亚铁 8 过氧化氢与硫酸酸化的高锰酸钾溶液进行反应生成硫酸钾 硫酸锰 水和氧气 如果 过氧化氢中的氧原子是示踪原子 18O 当反应完成后 含有示踪原子的物质是 A 硫酸钾B 硫酸锰C 氧气D 水 9 从海水中可以提取溴 主要反应为 2Br Cl2 Br2 2Cl 下列说法正确的是 A 溴离子具有氧化性 B 氧气是还原剂 C 该反应属于复分解反应 D 氯气的氧化性比溴单质强 用心 爱心 专心 10 R2O8n 在一定条件下可以把 Mn2 氧化成 MnO4 若反应后 R2O8n 变为 RO42 又 知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 5 2 则 n 值是 A 1B 2C 3D 4 二 填空题 11 已知氧化性 BrO3 ClO3 Cl2 IO3 I2 现将饱和氯水逐滴滴入 KI 淀粉溶液中 至过量 1 可观察到的现象是 2 写出有关的离子方程式 12 1 已知下列反应在一定条件下可以发生 H2O2 2F