学年高一化学人教版必修1学案第2章第3节第2课时 氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律.docx
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学年高一化学人教版必修1学案第2章第3节第2课时氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律
新课标化学必修1
第3节
氧化还原反应
第二课时 氧化剂与还原剂、氧化还原反应基本规律
[学习目标] 1.了解生产、生活中常见的氧化还原反应,及常见的氧化剂和还原剂。
2.了解判断氧化性、还原性的方法。
(重点) 3.了解氧化还原反应的基本规律及其应用。
(重难点)
一、氧化剂和还原剂
1.氧化剂
(1)定义。
氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的物质叫做氧化剂。
(2)发生的变化。
氧化还原反应中氧化剂所含元素的化合价降低,发生还原反应,表现氧化性。
(3)常见类型。
¢Ù活泼非金属单质,如Cl2、O2等。
¢Ú高价或较高价含氧化合物,如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾等。
¢Û高价金属阳离子,如Fe3+、Cu2+等。
2.还原剂
(1)定义。
氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的物质叫做还原剂。
(2)发生的变化:
氧化还原反应中还原剂所含元素的化合价升高,发生氧化反应,表现还原性。
(3)常见类型
¢Ù一些非金属单质,如H2、C等。
¢Ú活泼或较活泼的金属单质,如Al、Zn、Fe等。
¢Û较低价的化合物,如CO、SO2等。
1.一种物质若具有氧化性,则不具有还原性,反之亦然,这种观点对吗?
试说明理由。
【提示】 不对。
物质具有氧化性或还原性,与物质的性质有关,有些物质只具有氧化性,如F2;有些物质只具有还原性,如K、Na等;也有些物质既具有氧化性,又具有还原性,如SO2,在反应2H2S+SO2===3S¡ý+2H2O中表现氧化性,而在2SO2+O2
2SO3中表现还原性。
二、生产、生活中的氧化还原反应
1.正面影响
2.负面影响
1.判断
(1)金属单质作反应物时一定不是氧化剂。
( )
(2)在反应C+O2
CO2中,C具有氧化性。
( )
(3)在反应2KClO3
2KCl+3O2¡ü中,KClO3既表现氧化性,又表现还原性。
( )
(4)在氢气燃烧生成水的反应中,氢气作还原剂。
( )
(5)一种物质若具有氧化性,则不具有还原性,反之亦然。
( )
【答案】
(1)¡Ì
(2)¡Á (3)¡Ì (4)¡Ì (5)¡Á
2.下列反应中水既不是氧化剂又不是还原剂的氧化还原反应是( )
A.SO3+H2O===H2SO4
B.Cl2+H2O===HCl+HClO
C.2F2+2H2O===4HF+O2
D.2Na+2H2O===2NaOH+H2¡ü
【答案】 B
3.在S2-、Fe2+、Fe3+、Mg2+、S、I-、H+中,只有氧化性的是________,只有还原性的是________,既有氧化性又有还原性的是________。
【答案】 Fe3+、Mg2+、H+ S2-、I- Fe2+、S
学生分组探究一 物质的氧化性、还原性的判断和强弱比较
第1步探究——问题引入,自主探究
1.¡°钠原子能失去1个电子,铝原子能失去3个电子,所以铝的还原性比钠强。
¡±这种说法正确吗?
【提示】 不正确。
还原性钠比铝强,还原性强弱与失电子能力强弱有关,而与失电子数多少无关。
2.根据Fe+Cu2+===Fe2++Cu,你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗?
【提示】 Fe是还原剂,Cu是还原产物,还原性Fe强于Cu。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.物质的氧化性与还原性
(1)氧化性指氧化剂得电子的能力,还原性指还原剂失电子的能力。
(2)氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
2.比较¡°两性¡±强弱的方法
(1)方程式法
氧化性:
氧化剂>氧化产物
还原性:
还原剂>还原产物
特点:
比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。
(2)金属活动顺序表
第3步例证——典例印证,思维深化
根据下列三个反应,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序是( )
¢Ù2Fe3++2I-===2Fe2++I2
¢Ú2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
¢Û2MnO
+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2¡ü+8H2O
A.Fe3+>Cl2>MnO
B.Fe3+>Cl2>I2
C.I2>Cl2>Fe3+
D.MnO
>Cl2>Fe3+>I2
【解析】 根据反应方程式进行比较:
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物,氧化性:
氧化剂>氧化产物。
根据¢Ù反应可知氧化剂为Fe3+、氧化产物为I2,所以氧化性:
Fe3+>I2;根据¢Ú可知,氧化剂为Cl2、氧化产物为Fe3+,所以氧化性:
Cl2>Fe3+;根据¢Û,氧化剂为MnO
、氧化产物为Cl2,所以氧化性:
MnO
>Cl2。
故氧化性顺序为:
MnO
>Cl2>Fe3+>I2。
【答案】 D
第4步运用——精选习题,落实强化
1.下列微粒中,只有氧化性的是( )
¢ÙS2- ¢ÚFe2+ ¢ÛS ¢ÜH+ ¢ÝNa+ ¢ÞMg
A.¢Ù¢Þ B.¢Ú¢Û
C.¢Ü¢ÝD.¢Ú¢Û¢Ü¢Ý
【解析】 元素处于最高价的粒子只有氧化性。
【答案】 C
2.下列说法正确的是( )
A.氧化剂得电子越多,其氧化性越强
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.要完成SO
¡úSO
的转化,必须加入氧化剂
D.2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2¡ü反应中每生成1molO2转移3mol电子
【解析】 A项,物质氧化性强弱取决于得电子难易,而不是得电子数目。
B项,某些阳离子也可具有还原性(如Fe2+)。
某些阴离子也可具有氧化性(如ClO
、ClO-等)。
C项,因为SO
¡úSO
是发生氧化反应,则必须加入氧化剂才能完成该转化。
D项,由氧元素化合价变化可知生成1molO2转移电子4mol。
【答案】 C
3.(2015·保定高一检测)在常温下发生下列反应:
¢Ù16H++10Z-+2XO
===2X2++5Z2+8H2O
¢Ú2A2++B2===2A3++2B-
¢Û2B-+Z2===B2+2Z-
根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )
A.溶液中可能发生反应:
Z2+2A2+===2A3++2Z-
B.Z2在
(1)、(3)反应中作还原剂
C.氧化性强弱顺序为XO
>Z2>B2>A3+
D.X2+是XO
的还原产物
【解析】 由题意知,氧化性:
XO
>Z2>B2>A3+,还原性:
A2+>B->Z->X2+。
【答案】 B
有关氧化性和还原性常见的易错点
(1)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-
(3)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的大小与下列因素有关。
¢Ù温度:
如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸氧化性要强。
¢Ú浓度:
如硝酸的浓度越大其氧化性越强。
¢Û酸碱性:
如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;再如NO
在中性或碱性时几乎无氧化性,在酸性条件下有较强的氧化性。
学生分组探究二 氧化还原反应的三个基本规律及应用
第1步探究——问题引入,自主探究
1.在一个反应中,氧化剂和还原剂的物质的量一定相等吗?
二者有什么数量关系?
【提示】 不一定相等,反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
2.将Zn投入含Fe2+、Cu2+的混合液中,按反应的先后写出离子方程式。
【提示】 Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,Zn+Fe2+===Fe+Zn2+
3.Fe2+具有较强的还原性,Fe3+具有较强的氧化性,二者之间能反应吗?
为什么?
【提示】 Fe2+与Fe3+为相邻价态,无中间价态,二者不能反应。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.电子守恒规律
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数或氧化剂化合价降低的总数=还原剂化合价升高的总数。
应用:
氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
2.价态规律
(1)高低规律。
元素最高价态:
只有氧化性。
元素中间价态:
既有氧化性又有还原性。
元素最低价态:
只有还原性。
应用:
判断元素或物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律。
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价¡°只向中间靠拢不出现交叉¡±,如:
3.先后规律
多种氧化剂与一种还原剂相遇,氧化性强的首先得电子被还原;多种还原剂与一种氧化剂相遇,还原性强的首先失电子被氧化。
例如:
把氯气通入FeBr2溶液时,还原性Fe2+>Br-,若氯气量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,还原性I->Fe2+,若氯气量不足时首先氧化I-。
第3步例证——典例印证,思维深化
(2015·玉溪高一检测)在实验室中严禁打闹。
某几个同学在做实验中因打闹而把盛有浓盐酸和盛固体KClO3的试剂瓶打破,使其在地面上混合后立即产生大量黄绿色气体,发生反应的化学方程式为:
KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2¡ü+3H2O。
(1)该反应中的氧化剂是_____________________________。
(2)在化学方程式上标出电子转移的方向和数目__________。
(3)如反应中转移了0.50mol电子,则产生的气体在标准状况下体积为________L。
【解析】
(1)KClO3中的氯元素是+5价,HCl中的氯元素是-1价,反应后均是0价,所以KClO3是氧化剂,HCl(浓)是还原剂。
(3)上述化学反应方程式中当转移的电子数为5mol,同时生成3mol氯气,当反应中转移了0.50mol电子,则产生的气体的物质的量为0.3mol,在标准状况下体积为0.3mol¡Á22.4L·mol-1=6.72L。
【答案】
(1)KClO3
(3)6.72
第4步运用——精选习题,落实强化
1.24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。
已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则铬元素在还原产物中的化合价为
( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
【解析】 根据氧化剂与还原剂发生氧化还原反应,其得失电子总数相等,设产物中Cr的化合价为x价,则Na2SO3
Na2SO4,失去电子的物质的量为:
0.024L¡Á0.05mol·L-1¡Á2;
K2Cr2O7
2Cr(6-x)+,得到电子的物质的量为:
0.02L¡Á0.02mol·L-1¡Á(6-x)¡Á2。
所以有0.02L¡Á0.02mol·L-1¡Á(6-x)¡Á2=0.024L¡Á0.05mol·L-1¡Á2。
解得x=3。
【答案】 B
2.(2015·威海高一检测)今有下列三个氧化还原反应:
¢Ù2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,
¢Ú2FeCl2+Cl2===2FeCl3,
¢Û2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2¡ü。
若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是( )
A.Cl2B.KMnO4
C.FeCl3D.I2
【解析】 由题意知,还原性I->Fe2+>Cl-,氧化性KMnO4>Cl2>Fe3+>I2,加入的试剂只氧化I-,则只能加Fe3+。
【答案】 C
3.把少量铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,结果只有银白色物质析出,则氧化性Cu2+________Ag+(填“>”或“<”)。
【答案】 <
应用电子守恒解题的一般步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数目(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式:
n(氧化剂)¡Á变价原子个数¡Á化合价变化值(高价-低价的绝对值)=n(还原剂)¡Á变价原子个数¡Á化合价变化值(高价-低价的绝对值)。
1.常见氧化剂:
Cl2、KMnO4、FeCl3、O2、浓硫酸、硝酸等。
2.常见还原剂:
H2、C、Fe、Al、Zn、CO等。
3.氧化性、还原性的比较依据。
¢Ù氧化还原反应:
氧化性:
氧化剂>氧化产物;
还原性:
还原剂>还原产物。
¢Ú金属或非金属活动性顺序。
4.氧化还原反应的基本规律
¢Ù守恒规律 ¢Ú价态规律 ¢Û先后规律
技巧方法——氧化还原反应方程式的配平方法
1.氧化还原反应方程式配平的基本步骤
(1)标变价
+H2
O4——
O2+
O2+H2O
(2)求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数
(3)求升降数的最小公倍数,确定氧化剂和还原剂化学计量数
(4)观察配平其他计量数
C+2H2SO4===2SO2+CO2+2H2O
(5)检查反应前后的原子是否守恒,电子是否守恒,电荷是否守恒。
2.特殊配平法
(1)补加法——部分被氧化或还原的物质
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2¡ü+2H2O
(2)倒配法——氧化剂和还原剂是同一物质
配平:
MnO
+H++Cl-——Mn2++Cl2+H2O
【答案】 2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2+8H2O
——[体验训练]—————————————————
配平下列方程式
(1)____MnO2+______HCl(浓)
________MnCl2+______Cl2+______H2O
(2)______NO2+______H2O===______HNO3+______NO
(3)______Cu+______H++______NO
===______Cu2++______NO+______H2O
【答案】
(1)1 4 1 1 2
(2)3 1 2 1
(3)3 8 2 3 2 4
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- 学年高一化学人教版必修1学案第2章第3节第2课时 氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律 学年 高一化学 人教版 必修 学案第 课时 氧化剂 还原剂 氧化 还原 反应 基本 规律