氧化还原反应的应用课件（鲁科版）2026-2027学年高一上学期化学必修1

第4课时氧化还原反应的应用课标定向1.以H2O2为例,学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。(科学探究与创新意识)2.了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用,能从元素价态变化的视角说明物质的转化路径。(科学态度与社会责任)3.学会氯气的实验室制法。(科学探究与创新意识)学习任务一研究物质的性质【合作探究】【探究】物质的氧化性或还原性[情境]过氧化氢(H2O2)俗名双氧水,氧元素的化合价为-1价,是应用广泛的“绿色”氧化剂。过氧化氢具有强氧化性、漂白性、弱还原性、不稳定性等特点。利用H2O2完成如下实验,并据此回答有关问题:实验序号实验操作实验现象①向KI溶液中滴加适量5%H2O2溶液溶液由无色变_____色②向①中反应后溶液中再滴加几滴淀粉溶液溶液变___色③将5%H2O2溶液滴入酸性KMnO4

溶液KMnO4溶液的紫色_____并产生大量气泡④向适量5%H2O2溶液中加入固体MnO2产生大量的_____棕黄蓝消失气泡1.现象分析(1)分析实验①、②,能否确定实验①中H2O2表现什么性质?提示:H2O2表现氧化性。溶液变棕黄色,加入淀粉变蓝,说明KI中的I-被氧化成碘单质,H2O2表现氧化性。(2)试写出实验①中反应的化学方程式。提示:2KI+H2O2===I2+2KOH。(3)已知高锰酸钾具有氧化性,被还原为无色的Mn2+。实验③的现象证明H2O2具有什么性质?提示:还原性。Mn元素被还原,则H2O2具有还原性。2.性质预测(4)预测H2O2可能具有的性质,并分析其原因。提示:H2O2中的氧元素化合价为-1价,既可以升高至0价,也可以降低至-2价,因此既具有氧化性也具有还原性。(5)实验④中的反应属于氧化还原反应吗?如果属于氧化还原反应,请分析元素化合价变化和电子转移情况。提示:属于氧化还原反应。

。【总结升华】1.研究物质氧化性或还原性的思路2.根据价态判断氧化性和还原性的方法3.H2O2的化学性质(1)氧化性:H2O2+2KI+2HCl===2KCl+I2+2H2O2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2OH2O2+H2S===S↓+2H2OH2O2+SO2===H2SO4注:在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O,在中性或碱性条件其还原产物为氢氧化物。(2)还原性:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O(3)不稳定性(见光或受热易分解):2H2O2

2H2O+O2↑注:由于H2O2不稳定,实验室里常把H2O2装在棕色瓶内避光并放在阴凉处。

【即学即练】1.易错辨析(1)预测物质可能有氧化性或还原性,可以根据物质所含元素价态来判断。()提示:高价态物质的化合价有降低的趋势,呈氧化性,低价态物质的化合价有升高的趋势,呈还原性。(2)FeCl2中Fe元素价态为+2价,为中间价态,因此预测Fe2+既有氧化性又有还原性。()提示:中间价态的元素既有氧化性又有还原性。√√(3)HBr中Br元素价态为最低价态,因此HBr只能失电子,只有还原性。

()提示:氢元素为+1价,能降低具有氧化性。(4)H2O2中H元素价态为+1价,因此预测H2O2和还原性物质反应时,其还原产物为H2。()提示:过氧化氢中-1价的氧元素具有氧化性,所以还原产物为水。(5)物质的氧化性或还原性由其本身性质决定,与溶液酸碱性无关。()提示:氧化性、还原性有时与溶液的酸碱性有关,如在酸性溶液中,KMnO4表现出强氧化性,被还原为Mn2+,但在中性或弱碱性溶液中,KMnO4的氧化性减弱,被还原为MnO2。×××2.(2025·三沙高一检测)科学家指出:多种海产品如虾、蟹、牡蛎等体内含有+5价的砷(As),它对人体是无毒的,但+3价的砷有毒。下列有关说法不正确的是(

)A.+3价的砷有还原性B.+5价的砷有氧化性C.砷从+5价转变为+3价,发生还原反应D.从合理膳食的角度,建议食用大量海鲜时饮用橙汁【解析】选D。+3价的As能够失去电子变为+5价,被氧化,表现还原性,A正确;+5价的As能够得到电子变为+3价,元素化合价降低被还原,表现氧化性,发生还原反应,B、C正确;若食用大量海鲜时饮用橙汁,其中含有维生素C,具有还原性,能够将+5价的As还原为+3价,导致人中毒,因此食用大量海鲜时不能饮用橙汁,D错误。3.将O2和H2S的混合气体通入CuCl2、FeCl2、FeCl3的混合溶液中,转化关系如图所示,下列说法正确的是(

)A.整个过程可以循环利用的离子只有Fe3+、Fe2+B.过程Ⅱ反应的离子方程式为Cu2++S2-===CuS↓C.在图示转化关系中化合价发生改变的元素只有O和SD.从上述转化过程可以得出氧化性强弱顺序为O2>Fe3+>S【解析】选D。整个过程可以循环利用的离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+三种离子,A错误;H2S为弱电解质不拆,过程Ⅱ反应的离子方程式为Cu2++H2S===CuS↓+2H+,B错误;在图示转化关系中化合价发生改变的元素有O、S、Fe,C错误;根据反应Ⅰ,氧化性O2>Fe3+,根据反应Ⅲ,氧化性Fe3+>S,氧化性强弱顺序为O2>Fe3+>S,D正确。学习任务二物质转化与获取能量【新知导学】一、金属的冶炼1.本质:利用氧化还原反应使被还原的化合物中的金属元素的化合价由正价降低至0价,生成金属单质。可表示为Mn++ne-===M2.方法3.规律金属的冶炼方法与金属的活泼性有关二、利用氧化还原反应获取能量【总结升华】1.金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系金属的活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失电子能力强→弱金属离子得电子能力弱→强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法2.四种热还原法优缺点的比较【即学即练】1.易错辨析(1)金属冶炼的本质是金属阳离子得电子被氧化的过程。()提示:金属冶炼的本质是金属阳离子得电子被还原的过程。(2)可以通过热还原法用H2还原MgO生成Mg。()提示:冶炼镁用电解法。(3)金属元素的单质只有还原性,其阳离子只有氧化性。()提示:金属阳离子也可能有还原性,如Fe2+既有氧化性也有还原性。×××(4)可以用热还原法或金属置换法冶炼铜。()提示:可以在高温下用CO还原氧化铜制取铜,也可以用铁与铜盐溶液反应置换出铜。(5)电解氯化镁溶液制取金属镁。()提示:制取金属镁需要电解熔融的氯化镁。√×2.下列获得金属的方法中不涉及化学变化的是(

)A.《梦溪笔谈》“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”B.《杂曲歌辞·浪淘沙》“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”C.《天工开物》“凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三……”D.《天工开物》“每炉甘石(碳酸锌)十斤……然后逐层用煤炭……发火煅红……冷定……,即倭铅(锌)也”【解析】选B。“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,A不合题意;“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,是利用金子的密度比沙子大,将金子分离出来,B符合题意;“凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三……”,是指用煤炭燃烧产生的热量,将生铁熔化,发生了C与O2的化学反应及CO还原铁的氧化物的反应,C不合题意;“每炉甘石(碳酸锌)十斤……然后逐层用煤炭……发火煅红……冷定……即倭铅(锌)也”,涉及ZnCO3的分解及CO还原ZnO的反应,D不合题意。3.(2025·泉州高一期末)下列金属冶炼的反应原理不恰当的是(

)A.2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑B.MgO+H2

Mg+H2OC.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑D.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【解析】选B。由表可知,工业上常用电解法获得金属Mg,反应原理为MgCl2(熔融)

Mg+Cl2↑,B项错误。金属Na、Mg、Al等Ag、Hg等Cu、Fe、Pb等冶炼方法电解法热分解法热还原法学习任务三氯气的实验室制法【合作探究】【探究】氯气的实验室制法[情境]实验室通常用软锰矿(主要成分MnO2)与浓盐酸共热来制取氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,实验装置如图所示。(1)该反应属于氧化还原反应吗?若属于氧化还原反应,氧化剂和还原剂分别是哪些物质?提示:由于氯元素、锰元素的化合价发生了变化,因此该反应属于氧化还原反应,其中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl。(2)用1molMnO2与足量浓盐酸,以及用含4molHCl的浓盐酸与足量MnO2分别反应,制得的Cl2一样多吗?为什么?提示:不一样多。1molMnO2与足量浓盐酸反应,可能生成1molCl2,而用含4molHCl的浓盐酸与足量MnO2反应时,随着反应的进行,浓盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止,因此制得的Cl2少于1mol。(3)该反应中的HCl仅表现还原性吗?提示:不是。盐酸既起还原剂的作用,又起酸的作用,体现了还原性和酸性。(4)能否将NaOH溶液换成澄清石灰水?提示:不能。不能用澄清石灰水来吸收Cl2,原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小,不能将Cl2吸收完全。(5)在实验室中也可以用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应来制取氯气,试写出该反应的化学方程式。提示:2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。【总结升华】1.实验室Cl2的制备、净化装置发生装置固体(液体)+液体

气体净化装置(洗气瓶)先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓H2SO4除去水蒸气收集装置用向上排空气法收集验满方法Ⅰ.观察法(黄绿色);Ⅱ.湿润的淀粉-KI试纸(变蓝色);Ⅲ.湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)尾气吸收装置盛有NaOH溶液的烧杯2.实验室制取氯气的简易方法用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:①2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O④K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O[特别提醒]上述反应中,浓盐酸均表现出还原性和酸性。①和④反应中,Cl2是氧化产物;②和③反应中,Cl2既是氧化产物,又是还原产物。【即学即练】1.(2025·太原高一检测)利用如图所示装置制备氯气并除杂,下列说法正确的是(

)A.装置甲中MnO2足量时,盐酸不可能被完全消耗B.利用装置乙除去氯气中的HClC.利用装置丙干燥氯气D.利用装置丁吸收尾气【解析】选A。随着反应的进行,浓盐酸变稀到一定程度,反应会停止,A正确;NaOH溶液与氯气、HCl均会反应,B错误;应从长导管进气,C错误;澄清石灰水浓度太小,吸收尾气的效果不好,D错误。2.实验室制取氯气装置如图所示,主要操作步骤为①加热制取氯气、②收集氯气、③检查装置气密性、④处理尾气。下列选项中正确的实验操作顺序是(

)A.①②③④

B.③①②④C.②④③①

D.④③①②【解析】选B。利用图中装置,先检查装置气密性,再加入药品并加热制取氯气,然后收集氯气,最后处理尾气,则正确的实验操作顺序是③①②④。3.(2025·淄博高一检测)某学习小组用MnO2和浓盐酸反应来制备纯净的氯气并验证其有无漂白性,设计装置如图所示,请回答:(1)A中盛放浓盐酸的仪器名称是________________________________。

(2)A中反应的化学方程式:______________________________________。

(3)饱和食盐水的作用是________________________________________。

(4)按照上述装置,D中现象:______________________________________。

(5)指出该套装置存在的两处缺陷:________________________________、

_____________________________________________________________。

(6)E中反应的离子方程式:______________________。

【解析】(2)浓盐酸在加热条件下与二氧化锰反应生成氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)由于浓盐酸具有挥发性,Cl2中混有HCl气体,通过饱和食盐水可除去氯气中的HCl,同时也能减少Cl2在水中的溶解。(4)氯气没有干燥,氯气与水反应生成的HClO可使有色布条褪色,D中现象为有色布条颜色变浅。答案:(1)分液漏斗(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(3)除去Cl2中的HCl

(4)有色布条颜色变浅(5)装置B、C之间没有气体干燥装置C中的导管“短进长出”(6)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O课堂检测1.煤炭是远古植物遗骸,埋在地层下,经过地壳隔绝空气的压力和温度条件下作用,产生的碳化化石矿物,主要被人类开采用作燃料。下列选项中属于煤炭作为燃料的主要原因是(

)A.燃烧时,发生氧化反应B.充分燃烧的产物不污染环境C.煤炭是一种可再生能源D.燃烧时放出大量热量【解析】选D。煤炭作为燃料的最大原因是燃烧时放出大量的热。2.(2025·泉州高一期末)表中金属的冶炼原理与方法完全正确的是(

)【解析】选C。在水溶液中K会迅速和水反应,不能置换出硫酸铜溶液中的铜,故A不选;用Cu2S煅烧冶炼铜是火法炼铜,故B不选;电解熔融的氧化铝可以冶炼金属铝,故C选;钡是非常活泼的金属,不能用氢气从氧化钡中把钡置换出来,故D不选。

4.为贮存、运输、使用方便,工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(化学式为2Na2CO3·3H2O2),该晶体有Na2CO3和H2O2的双重性质,下列物质都会使过碳酸钠较快失效,其中在反应中,H2O2只表现还原性的是(

)A.MnO2

B.H2SC.稀H2SO4

D.酸性KMnO4【解析】选D。MnO2可催化分解H2O2,反应中H2O2既表现氧化性,又表现还原性,故A项不符合要求;H2S有较强的还原性,可和H2O2发生反应:H2O2+H2S===2H2O+S↓,H2O2表现氧化性,故B项不符合要求;稀H2SO4只和Na2CO3发生反应而使晶体失效,故C项不符合要求;酸性高锰酸钾具有强氧化性,可和H2O2发生反应,反应中H2O2表现还原性,被氧化生成O2,故D项符合要求。5.(2025·德州高一检测)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已略)。已知:装置A是氯气的发生装置,发生反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O。据此回答下列问题: