新教材鲁科版高中化学必修一 2.3.2 氧化剂和还原剂 氧化还原反应的应用 教学讲义

1、精品文档 精心整理精品文档 可编辑的精品文档第2课时氧化剂和还原剂氧化还原反应的应用发展目标体系构建1能够结合具体的氧化还原反应建立如下关联：化学反应中某物质所含元素化合价升高(或降低)，相应原子失电子(或得电子)，该物质发生氧化反应(或还原反应)，是氧化还原反应中的还原剂(或氧化剂)。2能够列举常见的氧化剂和还原剂。3能够根据所含元素化合价升降趋势预测物质可能具有的氧化性或还原性，并设计实验进行验证。4能够运用氧化还原反应的有关理论解释相关现象或解决有关问题。一、氧化剂和还原剂1氧化剂和还原剂的相关概念比较项目氧化剂还原剂概念在氧化还原反应中，所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物在氧化还

2、原反应中，所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物发生的反应还原反应氧化反应具有的性质氧化性还原性对应的产物还原产物氧化产物举例高锰酸钾、氧气、氯气等活泼的金属单质、SO2等2.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂非金属性较强的单质，如O2、Cl2等。含有较高价态元素的盐，如FeCl3、KMnO4、KClO3等。含有较高价态元素的含氧酸，如硝酸、浓硫酸等。(2)常见的还原剂活泼的金属单质，如Al、Fe、Zn。某些非金属单质，如H2、C等。低价态元素的氧化物，如一氧化碳、二氧化硫等。低价态的盐，如碘化钾、亚硫酸钠、硫酸亚铁等。微点拨：(1)金属单质只能作还原剂，非金属单质一般作氧化剂，有时也可

3、作还原剂。(2)氧化剂得电子能力越强，则氧化性越强，氧化性强弱与得电子数目多少无关。还原剂失电子能力越强，则还原性越强，还原性强弱与失电子数目多少无关。二、氧化还原反应的应用1研究物质的性质(1)氧化性、还原性与价态的关系元素处于最低价态时，只有还原性；元素处于中间价态时既有氧化性又有还原性，但一般情况下主要表现某一方面的性质；元素处于最高价态时，只有氧化性。(2)H2O2的氧化性和还原性探究预测H2O2中的氧元素的化合价为1价，是氧元素的中间价态，由此可推测H2O2既有氧化性又有还原性。实验方案证明H2O2具有还原性，需加入氧化剂，如酸性KMnO4溶液。证明H2O2具有氧化性，需加入还原剂，

4、如KI溶液。实验步骤、现象和结论实验内容实验现象结论滴入酸性KMnO4溶液，有气泡产生，酸性KMnO4溶液紫红色褪去H2O2被氧化为O2，表现还原性向H2O2中滴加KI溶液，溶液变黄色，再滴加淀粉溶液，溶液变蓝H2O2可氧化KI生成I2，H2O2表现氧化性2.实现物质转化与获得能量(1)金属冶炼金属的冶炼本质：利用氧化还原反应使金属元素的化合价由正价降低至0价，生成金属单质，即Mnne=M。金属冶炼的方法：(2)实验室制备氯气制取Cl2的装置设计在横线上填写对应试剂名称。制取Cl2的反应原理化学方程式：MnO24HCl(浓)eq o(=,sup8()MnCl2Cl22H2O离子方程式：MnO2

5、4H2Cleq o(=,sup8()Mn2Cl22H2O。氧化剂：MnO2，还原剂：浓盐酸，浓盐酸在反应中表现的性质有还原性和酸性。吸收Cl2的反应原理化学方程式：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。离子方程式：Cl22OH=ClClOH2O。氧化剂：Cl2，还原剂：Cl2。(3)利用氧化还原反应获得能量燃烧：化学能转化为热能。原电池：化学能转化为电能。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)反应中，某元素化合价升高，表现还原性。()(2)1 mol Al比1 mol Na失电子数多，所以还原性：AlNa。()(3)难失电子的物质一定易得电子。()(4)HCl既有氧化性，又有还

6、原性。()(5)实验室在制取氯气和氧气时均用到二氧化锰，二氧化锰在两个反应中所起的作用完全相同。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙，反应方程式：2AlFe2O3eq o(=,sup8(高温)2FeAl2O3，其中Fe2O3是()A氧化剂B还原剂C既是氧化剂又是还原剂D既不是氧化剂又不是还原剂A在上述反应中，铝的化合价从0价变成3价，发生的是氧化反应，Al作还原剂，Fe2O3中的铁元素从3价变成0价，作氧化剂。3下列常用干燥剂，不能干燥氯气的是()A浓硫酸B五氧化二磷C碱石灰D氯化钙C氯气能与碱反应。氧化还原反应各概念间的关系及氧化性、还原性比较分析下列六

7、大反应，探究以下问题：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2KClO3eq o(=,sup8(MnO2),sdo10()2KCl3O2MgSeq o(=,sup8()MgSSO2eq o(=,sup8(点燃)SO22H2SSO2=3S2H2OFeCu2=Fe2Cu1同一反应中，氧化剂和还原剂可以是同一种物质吗？氧化产物和还原产物呢？提示：氧化剂和还原剂可以是同一种物质。在反应中0价的Cl既转化生成了1价的Cl，又转化生成了1价的ClO，所以反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂；同理反应中的KClO3既是氧化剂又是还原剂。氧化产物和还原产物也可能为同种物质，如反应。2同一物质在不同的反应中，可

8、能作氧化剂也可能作还原剂吗？提示：同一物质在不同的反应中，可能作氧化剂也可能作还原剂。如S在反应中作氧化剂，在反应中作还原剂。3试通过上述反应比较Fe、Cu还原性的强弱；比较Fe2、Cu2氧化性的强弱。提示：在反应中，Fe是还原剂，Cu2是氧化剂，Fe2是氧化产物，Cu是还原产物，故还原性：FeCu；氧化性：Cu2Fe2。1氧化还原反应各概念间的关系记忆口诀：升失氧还原剂；降得还氧化剂。2氧化性、还原性强弱的判断方法(1)根据氧化还原反应的方向判断氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物。(2)根据元素活动性顺序判断根据金属活动性顺序根据非金属活动性顺序1下列关于氧化还原反应的叙述，正确

9、的是()A失去电子的反应是还原反应B做氧化剂的物质不能做还原剂C发生氧化反应的物质是氧化剂D失去电子的物质是还原剂D失去电子的反应是氧化反应，A错误；一种物质可能是氧化剂，也可能是还原剂，也有可能既是氧化剂也是还原剂，B错误；还原剂失去电子，发生氧化反应，C错误，D正确。2下列变化，需要加入氧化剂才能完成的是()APCl3PCl5BMnOeq oal(,4)Mn2CSO2SOeq oal(2,3)DCl2HClAB、D选项化合价降低，需加入还原剂；A项化合价升高，需加入氧化剂；C项化合价无变化，不需要加入氧化剂。3根据离子方程式：(1)2Fe32I=2Fe2I2；(2)Br22Fe2=2Br2

10、Fe3，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是()ABr、Fe2、IBI、Fe2、BrCBr、I、Fe2DFe2、I、BrB根据同一氧化还原反应中，还原性：还原剂还原产物进行判断。(1)中，还原性：IFe2，(2)中，还原性：Fe2Br。氯气的实验室制法氯气的发现史舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿矿石(主要成分是二氧化锰)时，当他使软锰矿矿石与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到一种由衷的快乐。从1774年舍勒发现氯气以后，到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间

11、，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine，这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。我国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。1若实验室需要制取少量氯气，应选用什么仪器作发生器？提示：实验室常用MnO2与浓盐酸制取Cl2，属于固体液体eq o(,sup8()气体的反应，应选用烧瓶作发生器。2试写出舍勒发现氯气的化学方程式。提示：MnO24HCl(浓)eq o(=,sup8()MnCl2Cl22H2O。3除MnO2外还有哪些物质可氧化浓盐酸生成Cl2？(写出3种)提示：KMnO4、K2Cr2O7、

12、KClO3等。4氯气有毒，如何处理尾气？提示：应该使用浓氢氧化钠溶液吸收。1反应原理化学方程式：MnO24HCl(浓)eq o(=,sup8()MnCl2Cl22H2O，离子方程式：MnO24H2Cleq o(=,sup8()Mn22H2OCl2。也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。如2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。2实验装置(1)发生装置()特点：固体液体eq o(,sup8()气体。仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。(2)净化装置()装置盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯

13、气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置()收集方法：向上排空气法(装置E，Cl2的密度大于空气的密度)。也可用排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。验满方法：用湿润的淀粉KI试纸检验。将湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。(4)尾气处理装置()导气管要伸入液面以下。F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。1实验室制备Cl2注意事项必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。实验结束后，先使反应停止并排出

14、装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中cOH浓度小，吸收不完全。2 MnO2与浓盐酸反应特点浓盐酸中，部分Cl的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl为2 mol。随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完全反应，反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。1某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法正确的是()A该装置图中至少存在三处明显错误B该实验中收集氯气的方法不正确C如果需要得到干燥纯净的Cl2，只需在气体发生装置和收集装置之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶即可D含有2 mol HCl的某浓盐酸与足量MnO2混

15、合，在一定条件下反应，转移1 mol电子AA项，该装置的错误：没有用酒精灯加热，MnO2与浓盐酸不发生反应，从而得不到Cl2；装置中没有用分液漏斗而采用长颈漏斗导致气体外逸和HCl的挥发；没有进行尾气处理；B项，Cl2的密度比空气大，该收集方法正确；C项，要得到干燥纯净的Cl2，首先应将气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气；D项，根据反应：MnO24HCl(浓)eq o(=,sup8()MnCl2Cl22H2O，盐酸浓度变稀后便不再反应，使产生的Cl2的物质的量小于0.5 mol，转移的电子小于1 mol。2某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。下列说法正确的是()A图中：如

16、果MnO2过量，浓盐酸就可全部被消耗B图中：可以除去氯气中的少量氯化氢C图中：发生的反应不是燃烧反应D图中：湿润的有色布条能褪色DA项，稀盐酸与MnO2不反应；B项，Cl2能与NaHCO3溶液反应且氯化氢气体与NaHCO3反应产生CO2气体；C项，Cu在Cl2中发生了燃烧反应；D项，Cl2H2O=HClHClO，HClO具有漂白作用。3实验室里用下图所示装置制取纯净的无水CuCl2。试回答下列问题：(1)写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目：_。(2)B处盛有饱和食盐水，其作用是_。(3)C处盛放的试剂是_(填名称)，其作用是_。(4)E处盛有_(填名称)溶

17、液，发生反应的离子方程式为_。(5)实验结束时，应先熄灭_处酒精灯。解析(1)A装置是生成氯气，实验室用二氧化锰氧化浓盐酸生成氯气，其中二氧化锰是氧化剂，氯化氢是还原剂，产生1 mol Cl2转移2 mol电子。(2)由于和铜反应的氯气应该是纯净干燥的，所以B中盛有饱和食盐水，除去氯化氢。(3)C处盛放的是浓硫酸，其作用是干燥氯气。(4)氯气有毒，需要进行尾气处理，可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，离子方程式为2OHCl2=ClClOH2O。(5)实验结束时，应先熄灭D处酒精灯，以防止倒吸。答案(1) (2)吸收HCl气体(3)浓硫酸干燥氯气(4)氢氧化钠2OHCl2=ClClOH2O(5)D1

18、均能将Fe2O3还原成Fe的一组物质是()ACO、O2、H2BCO、H2、CCCO2、H2O、O2DCO2、O2、C答案B2下列反应中，CO2作氧化剂的是()ACa(OH)2CO2=CaCO3H2OBCO2Ceq o(=,sup8(高温)2COC2Fe2O33Ceq o(=,sup8(高温)4Fe3CO2DCOH2Oeq o(=,sup8()H2CO2BCO2若在反应中作氧化剂，则其所含碳元素的化合价降低。A选项中CO2中碳元素化合价无变化，B选项中CO2中碳元素化合价由4价降低为2价，C、D选项中CO2均为氧化产物。3下列微粒中，只有氧化性的是()S2Fe2Fe3SH Na MgABCDC元素在最高价态时只有氧化性。S2处于最低价态，Fe2处于中间价态，Fe3处于最高价态，S处于中间价态，H处于最高价态，Na处于最高价态，Mg处于最低价态，所以选C。4实验室制取氯气时有如下操作，其中操作顺序正确的是()连好装置，检查气密性缓缓加热加入二氧化锰粉末加入浓盐酸将多余氯气用氢氧化钠溶液吸收用向上排空气法收集氯气ABCDD制取Cl2的基本流程：检查气密性加物品加热收集尾气处理。5实验室里迅速制备少量氯气可利用如下反应：KMnO4HCl(浓)KClMnCl2Cl2H2O，此反应不需加热，常温下就可以迅速进行，而且对盐酸的浓度要求不高。(1)该反应中，氧化剂是_，还原剂是_