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文档简介

第一章

物质及其变化第三节氧化还原反应第2课时

氧化剂和还原剂人教版2019必修第一册氧化还原反应中的基本概念1知识导航常见的还原剂和氧化剂23氧化性和还原性的强弱比较明·教学目标

1.理解氧化剂和还原剂的概念,能判断常见化学反应中的氧化剂和还原剂2.

了解常见的氧化剂和还原剂,氧化性和还原性的强弱比较。重点:氧化剂和还原剂、氧化性和还原性的概念及判断

难点:氧化性和还原性的强弱比较

教学模型:实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移引·新课导入问题驱动铁粉在脱氧剂中起到什么作用呢?01氧化还原反应中的基本概念探·知识奥秘一、氧化还原反应中的基本概念0+1+20H2+CuO

=H2O+Cu还原剂氧化剂氧化产物还原产物化合价升高,失电子,被氧化,氧化反应化合价降低,得电子,被还原,还原反应1.还原剂:所含元素化合价升高

,失去电子(或电子对偏离)的反应物氧化剂:所含元素化合价降低,得到电子(或电子对偏向)的反应物2.氧化产物:还原剂被氧化后得到的产物还原产物:氧化剂被还原后得到的产物探·知识奥秘一、氧化还原反应中的基本概念0+1+20H2+CuO

=H2O+Cu化合价升高,失电子,被氧化,氧化反应化合价降低,得电子,被还原,还原反应3.还原性:还原剂具有还原性,所含物质失电子的能力

氧化性:氧化剂具有氧化性,所含物质得电子的能力4.氧化反应:还原剂所含元素化合价升高,失电子,被氧化的反应还原反应:氧化剂所含元素化合价降低,得电子,被还原的反应【典例1】指出下列反应中的氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温0+2+4+3得2×3e-失3×2e-氧化剂:Fe2O3还原剂:CO氧化产物:CO2还原产物:Fe氧化剂:H2SO4还原剂:Zn氧化产物:ZnSO4还原产物:H2Zn+H2SO4ZnSO4

+H2↑+2+100失1×2e-得2×e-说明:

(1)氧化剂和还原剂均是指反应物质,是一种化学试剂,不是某一种元素。

(2)氧化剂本身被还原,发生还原反应,得到的产物是还原产物;还原剂本身被氧化,发生氧化反应,得到的产物是氧化产物。析·典型范例5.基本概念之间的关系探·知识奥秘一、氧化还原反应中的基本概念模型氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物化合价降低,得电子,被还原,发生还原反应化合价升高,失电子,被氧化,发生氧化反应升→

失→

氧化反应(氧化产物)→

作还原剂降→

得→

还原反应(还原产物)→

作氧化剂思考:氧化剂与还原剂一定是不同物质吗?氧化产物与还原产物一定是不同物质吗?3S+6KOH==2K2S+K2SO3+3H2O2H2S+SO2==3S↓+2H2O0-2+4氧化剂还原剂还原产物氧化产物-20+4K2SSK2SO3-2+40

氧化剂还原剂还原产物氧化产物-20+4H2SSSO2析·典型范例歧化反应归中反应析·典型范例【例1】下列说法正确的是(

)A.在氧化还原反应中,氧化剂经化学变化变成还原剂

B.在氧化还原反应中,氧化剂被氧化,还原剂被还原

C.在化学反应中,能把其他物质氧化的物质是氧化剂

D.在氧化还原反应中,还原剂生成的氧化产物一定只具有氧化性C【例2】在下列反应中,水仅作还原剂的是(

)A.Na2O+H2O==2NaOHB.2F2+2H2O==4HF+O2

C.Cl2+H2O==HCl+HClOD.2K+2H2O==2KOH+H2↑B02常见的还原剂和氧化剂1.利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质探·知识奥秘二、常见的还原剂和氧化剂①元素处于最高价:②元素处于最低价:③元素处于中间价态:铁元素(Fe):0+2+3↑↑↓↓硫元素(S):-20+4+6↑↑↑↓↓↓判断物质能否做氧化剂(具有氧化性)或做还原剂(具有还原性)的方法。只有氧化性只有还原性既有氧化性,又有还原性只判断氧化性、还原性的有无,不能判断性质强弱!H2SSSO2H2SO3Na2SO3

H2SO4(浓)只能降价只有氧化性只能升价只有还原性既具有氧化性又具有还原性判断下列物质中硫元素具有氧化性还是还原性。高价氧化性、低价还原性、中间价态两全。口诀-20

+4

+4

+4+6【思考与讨论】探·知识奥秘二、常见的还原剂和氧化剂探·知识奥秘2.常见的还原剂和氧化剂二、常见的还原剂和氧化剂(1)氧化剂:具有氧化性,易得电子O2,Cl2

,Br2CuO,Fe2O3

KMnO4,K2Cr2O7,浓H2SO4,HNO3,KClO3、HClOFe3+,H+1)活泼的非金属单质:2)高价的氧化物:3)高价的含氧酸及其盐:4)某些阳离子:存在化合价能降低的元素物质归类活泼非金属单质变价元素高价态化合物过氧化物其他氧化剂O2Cl2Br2KMnO4FeCl3HNO3H2SO4(浓)Na2O2H2O2HClOMnO2对应还原产物H2OCl-Br-Mn2+Fe2+NO2NOSO2NaOH等H2OCl-Mn2+探·知识奥秘二、常见的还原剂和氧化剂(2)还原剂:具有还原性,易失电子Mg,Fe,Al2)某些非金属单质:H2,C3)变价元素的低价态物质:CO,H2S,Cu2O

I-,S2-1)活泼的金属单质:4)某些阴离子:中间价态的化合物,在氧化还原反应中既能得到电子又能失去电子,既能做氧化剂又能做还原剂,例如H2O2、SO2、SO32-、Fe2+

等。存在化合价能升高的元素物质归类金属单质非金属单质某些氧化物某些氢化物某些盐还原剂NaAlH2CCOSO2NH3H2SKIFeCl2Na2SO3对应氧化产物Na+Al3+H2OCO、CO2CO2SO42-N2SI2Fe3+SO42-析·典型范例【例1】下列物质中的氮元素只能体现氧化性的是(

A.NH3B.NOC.NO2

D.HNO3D【例2】亚硫酸钠(Na2SO3)在反应中既可作氧化剂,又可作还原剂。

当它作氧化剂时,理论上可能被还原成的是(

①H2SO4②S③Na2S④Na2SO4⑤H2SO3⑥Na2S2O3

A.①④B.①②③C.①⑤⑥D.②③⑥D探·知识奥秘请同学们结合教材P26页“思考与讨论”回答下列问题。思考与讨论

目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器(如图1-17)。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2。(1)请写出上述反应的化学方程式。(2)请分析上述反应是否为氧化还原反应。如果是,请指出反应中的氧化剂和还原剂。(3)催化转化器中发生的反应对减少汽车尾气污染有什么作用?请查阅资料,了解氧化还原反应在生产和生活中应用的其他具体事例,与同学讨论你对氧化还原反应价值的认识。

二、常见的还原剂和氧化剂探·知识奥秘请同学们结合教材P26页“思考与讨论”回答下列问题。2CO+2NO==2CO2+N2高温催化剂还原剂氧化剂+2+2

+40化合价升高,失2×2e-,被氧化化合价降低,得2×2e-电子,被还原氧化产物还原产物二、常见的还原剂和氧化剂(3)催化转化器中发生的反应可减少汽车尾气中有害气体的排放。NO、CO均有毒,两者在催化剂作用发生氧化还原反应,生成的N2和CO2是无毒物质,从而减少汽车尾气排放造成的空气污染。1.下列说法错误的是(

)A.2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,Al是还原剂B.Cl2+H2O

=

HCl+HClO,Cl2既是氧化剂又是还原剂C.2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑,HCl是还原产物

D.2Fe+3Cl2=2FeCl3,FeCl3既是氧化产物又是还原产物C升→

氧化反应(氧化产物)→

作还原剂降→

还原反应(还原产物)→

作氧化剂析·典型范例2.下列说法正确的是(

)A.Cr2O72-

→CrO42-,实现该转化需加氧化剂

B.3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2只发生氧化反应C.KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,反应中HCl只体现还原性D.2H2O+2Na=2NaOH+H2↑,反应中H2O被还原D

升→

失→

氧化反应(氧化产物)→

作还原剂降→

得→

还原反应(还原产物)→

作氧化剂析·典型范例3.下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是()A.Fe2O3→Fe B.Cu→Cu(NO3)2C.SO2→H2SO4 D.CO→CO2

A03氧化性还原性强弱比较在氧化还原反应中,Al原子能失去3个电子,Na原子能失去1个电子,所以还原性Al>Na,这种说法正确吗?特别提醒:物质的氧化性、还原性的强弱是指得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。—不正确【思考与讨论】探·知识奥秘三、氧化性还原性强弱比较探·知识奥秘请同学们探讨如何比较物质氧化性或还原性的强弱关系?三、氧化性还原性强弱比较氧化性

还原性氧化性和还原性的强弱比较物质得失电子的难易程度得电子能力越强失电子能力越强氧化性越强

还原性越强与得失电子的多少无关1.根据金属活动性顺序表判断探·知识奥秘三、氧化性还原性强弱比较KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAuK+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+金属活泼性依次减弱单质的还原性依次减弱金属对应阳离子的氧化性逐渐增强2.强弱规律非金属硫碘铁溴氯留点铁修路析·典型范例【例1】比较氧化性还原性强弱如:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2氧化性:Cl2>Br2在反应中Cl2是_____剂,Br2是_____产物。如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu还原性:Fe>Cu在反应中Fe是_____剂,Cu是_____产物。还原还原氧化氧化探·知识奥秘三、氧化性还原性强弱比较2.根据氧化还原反应方程式判断氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2>氧化性:Cl2

Br2还原性:NaBrNaCl>还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物Fe+CuSO4=FeSO4+Cu还原性:Fe>Cu氧化性:Cu2+>Fe2+特点:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。2.强弱规律析·典型范例【例2】根据反应2H2S

+

O2

==

2S↓+2H2O,

4NaI

+

O2+

2H2O

==

2I2

+

4NaOH,

Na2S

+

I2

==

2NaI

+

S↓,

判断氧化性强弱顺序是()

A.O2

>

S

>I2

B.S

>

I2

>

O2 C.I2

>

S

>

O2 D.O2

>

I2

>

SD简记:“强制弱”

D析·典型范例3.依据氧化/还原产物的价态高低判断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:2Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeS氧化性Cl2______S>Cu+2Fe3+=

Cu2++2Fe2+3Zn+2Fe3+=

3Zn2++2Fe还原性Zn___Cu>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:探·知识奥秘三、氧化性还原性强弱比较2.强弱规律2.强弱规律

根据同种元素的价态高低比较具有变价的元素,一般价态越高,氧化性越强;价态越低,还原性越强。

氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe

S(+6)>S(+4)>S(0)

还原性:I->I2

、H2S>S>SO2氧化还原反应基本规律探·知识奥秘HClO<HClO2<HClO3<HClO4(酸性)

特例:HClO>HClO2>HClO3>HClO4(氧化性)探·知识奥秘三、氧化性还原性强弱比较4.根据反应的反应条件比较②2KMnO4+16HCl(浓)

==

2KCl

+2MnCl2+8H2O

+5Cl2↑MnO2+4HCl(浓)

MnCl2+2H2O

+Cl2↑

氧化性:_____________________________△KMnO4>MnO2当不同氧化剂分别与同一还原剂反应时,如果氧化产物价态相同,可根据反应的条件来判断,反应越容易,该氧化剂氧化性就越强2.强弱规律①Na与冷水剧烈反应,Mg与水需加热才反应,Al与水在加热条件下

也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。根据外界影响因素比较氧化性:

NO3_

(H+)——

NO3_

(OH_)>温度:温度升高,某些物质的氧化性或还原性增强。

氧化性:浓硫酸(热)>

浓硫酸(冷)

还原性:浓盐酸(热)>

浓盐酸(冷)酸碱性:同一物质,所处的环境酸(或碱)性越强,其氧化(或还原性)越强。2.强弱规律氧化性:浓H2SO4——

稀H2SO4浓度:同一物质的浓度越大,其氧化性(或还原性)越强。

>氧化还原反应基本规律探·知识奥秘3.先后规律当一种氧化剂遇到几种还原剂,若均能反应,先跟还原性强的反应。

如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。当一种还原剂遇到几种氧化剂,若均能反应,先跟氧化性强的反应。

如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,

所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。B

氧化还原反应基本规律探·知识奥秘竞争反应,强者优先【例4】多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。请预测,在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是(

) A.Fe B.H2 C.Mg D.不能确定

氧化性:Mg2+<Fe2+<H+还原性:Mg>Fe>H2【例5】Cl2通入FeBr2和FeI2混合溶液发生反应已知还原性顺序:I->Fe2+>Br-反应顺序依次为:Cl2+2I-

=I2+2Cl-Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-Cl2+2Br-

=Br2+2Cl-【例6】制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为:

2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,已知2FeCl3+Fe=3FeCl2,现向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,____(填Cu或Fe)优先与FeCl3溶液反应。Fe析·典型范例-1+1

+10化合价升高,

失1×e-,被氧化化合价降低,得1×e-,被还原氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数化合价降低总数=化合价升高总数应用有关氧化还原反应的计算配平氧化还原反应方程式4.得失电子守恒规律氧化还原反应基本规律探·知识奥秘析·典型

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