高一化學(xué)《2.3氧化還原反應(yīng)》課件(必修一).ppt

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1．氧化還原反應(yīng)的概念及其關(guān)系 (1)氧化還原反應(yīng)：有元素化合價的升降或 (得失或偏移)的化學(xué)反應(yīng)． (2)氧化還原反應(yīng)的特征： ——判斷一個化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)． (3)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：,電子轉(zhuǎn)移,元素化合價的升降,電子的轉(zhuǎn)移．,(4)一般的氧化還原反應(yīng),(5)例證：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O在該反應(yīng)中，氧化劑是 ，還原劑是 ；被氧化的是Cu，氮元素的化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)的是 ，氧化產(chǎn)物是 ，還原產(chǎn)物是,HNO3,Cu,HNO3,Cu(NO3)2,NO.,2．常見的氧化劑和還原劑 (1)常見的氧化劑——一般指活潑的非金屬單質(zhì)和含高價態(tài)元素的化合物． ①活潑的非金屬單質(zhì)，如 等． ②含高價態(tài)元素的化合物，如 等． ③某些金屬性較弱的高價金屬陽離子，如 等． ④過氧化物，如 等．,Cl2、Br2,HNO3、KMnO4,Fe3＋、Cu2＋,Na2O2、H2O2,(2)常見的還原劑——一般指活潑的金屬單質(zhì)和含低價態(tài)元素的化合物． ①活潑的金屬單質(zhì)，如 等． ②含有低價態(tài)元素的化合物，如 等． ③一些容易使電子偏離的物質(zhì)，如 等． (3)具有中間價態(tài)元素的化合物和大多數(shù)非金屬單質(zhì)既可作氧化劑又可作還原劑，如 等．,K、Al、Zn、Fe,HI、KI、H2S、K2S,H2、CO,MnO2、SO2、Fe2＋、H2O2、S,3．氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法 (1)雙線橋法：在反應(yīng)物和生成物之間表示電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果，該法側(cè)重于表示 的原子(或離子)間的電子轉(zhuǎn)移，如：,同一元素,【注意】 ①線橋從方程式的左側(cè)指向右側(cè)的同一種變價元素；②箭頭不表示方向，只表示變化；③一定要標明“得到”或“失去” .,(2)單線橋法：在反應(yīng)物中的還原劑與氧化劑之間，箭頭指向氧化劑，具體講是箭頭從 的元素出發(fā)指向 的元素．如：,失電子,得電子,【注意】 強調(diào)方向和電子數(shù)目，不必注明得失，因為箭頭指向中已包含了得失．,1．下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述中正確的是( ) A．在反應(yīng)中不一定所有元素化合價都發(fā)生變化 B．肯定有一種元素被氧化另一種元素被還原 C．非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只能得電子 D．金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失電子被還原,答案：A,解析：元素以其最高價態(tài)參與氧化還原反應(yīng)時，只能表現(xiàn)出氧化性；元素以其最低價態(tài)參與氧化還原反應(yīng)時，只能表現(xiàn)出還原性．在A項中F－、I－、S2－，C項中的Mg，D項中的Al都各自是這些元素的最低價態(tài)，若參與氧化還原反應(yīng)時，只能用作還原劑，A、C、D三項不是本題答案；B項中＋3價的Fe、＋7價的Mn、＋5價的N都分別是這些元素的最高價態(tài)，故B項為正確答案． 答案：B,A．Na2O2，既是氧化劑又是還原劑 B．Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 C．3 mol Na2O2發(fā)生反應(yīng)，有12 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 D．在Na2FeO4中，F(xiàn)e為＋4價，具有強氧化性，能消毒殺菌 解析：該反應(yīng)中鐵元素的化合價由＋3價升高到＋6價，過氧化鈉中氧元素的化合價從－1價降到－2價，故Na2O2作氧化劑被還原；當(dāng)有3 mol Na2O2參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移6 mol電子，反應(yīng)中Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物． 答案：B,氧化性、還原性的強弱主要取決于物質(zhì)得失電子的難易，與得失電子的數(shù)目無關(guān)．另外還跟反應(yīng)的條件，如溶液的酸堿性、濃度、溫度等因素有關(guān)，可依據(jù)以下幾個方面判斷：,1．根據(jù)方程式判斷,氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物 還原性：還原劑還原產(chǎn)物,2．根據(jù)物質(zhì)活動性順序判斷 (1)金屬活動性順序(常見元素),3．根據(jù)元素在周期表中的位置判斷,單質(zhì)還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強， 陽離子氧化性逐漸增強，陰離子還原性逐漸減弱,4．依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷 反應(yīng)條件要求越低，反應(yīng)越劇烈，對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強，如是否加熱、有無催化劑及反應(yīng)溫度高低和反應(yīng)物濃度大小等．例如：,2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 4HCl＋O2 2H2O＋2Cl2 由上述反應(yīng)條件的不同，可判斷氧化性： KMnO4MnO2O2.,(2)相同條件下，不同還原劑使同一種氧化劑還原程度大的，其還原性強．例如： Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe 還原性：ZnCu,6．某些氧化劑的氧化性或還原劑的還原性與下列因素有關(guān) 溫度：如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸強． 濃度：如濃硝酸的氧化性比稀硝酸強． 酸堿性：如KMnO4溶液的氧化性隨溶液酸性的增強而增強．,7．根據(jù)原電池、電解池的電極反應(yīng)判斷 (1)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極，負極金屬是電子流出的極，正極金屬是電子流入的極．其還原性：負極正極． (2)用惰性電極電解混合溶液時，在陰極先放電的陽離子的氧化性較強，在陽極先放電的陰離子的還原性較強．,[例題1] 已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2＋，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱．下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是 ( ) A．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3 B．Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 C．Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2,點撥：本題考查有關(guān)氧化劑氧化性強弱的比較．一般地，氧化性強的物質(zhì)可將氧化性弱的物質(zhì)的對應(yīng)離子(或物質(zhì))氧化而生成弱氧化性的物質(zhì)，符合“兩強制兩弱”規(guī)律． 解析：由于Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱，故Cl2可將Fe2＋、I－氧化生成Fe3＋、I2，Co2O3可將Cl－氧化生成Cl2，F(xiàn)e3＋可將I－氧化生成I2，故A不正確． 答案：A,(2009聊城模擬)物質(zhì)氧化性、還原性的強弱，不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與物質(zhì)的濃度和反應(yīng)溫度等有關(guān)．下列各組物質(zhì)： ①Cu與HNO3溶液 ②Cu與FeCl3溶液 ③Zn與H2SO4溶液 ④Fe與HCl溶液 由于濃度不同而能發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是( ) A．①③ B．③④ C．①② D．①③④,解析：①Cu與HNO3反應(yīng)，隨HNO3濃度變化，其生成物不同，HNO3濃度大時生成NO2，濃度小時產(chǎn)生NO等．②Zn與H2SO4反應(yīng)，若H2SO4濃度較大時，H2SO4表現(xiàn)強氧化性，生成SO2；若為稀H2SO4，則與Zn反應(yīng)釋放出H2.②④組的物質(zhì)其反應(yīng)產(chǎn)物與它們的濃度無關(guān)． 答案：A,1．守恒規(guī)律(四大守恒) (1)氧化劑獲得電子的總數(shù)必等于還原劑失去電子的總數(shù)，即得失電子守恒． (2)氧化劑中元素化合價降低總數(shù)等于還原劑中元素化合價升高總數(shù)，即化合價升降守恒．化合價升降總數(shù)也等于電子轉(zhuǎn)移總數(shù)． (3)反應(yīng)前后各元素種類不變，各元素原子的數(shù)目不變，即質(zhì)量守恒．,(4)在有離子參加的氧化還原反應(yīng)中，反應(yīng)前后離子所帶電荷總數(shù)相等，即電荷守恒． 應(yīng)用：計算和配平氧化還原反應(yīng)方程式．,(2)元素處于最低價態(tài)時，在反應(yīng)中只能失電子而不能得電子，所以元素處于最低價態(tài)時，只有還原性而沒有氧化性，即只能作還原劑，不能作氧化劑．如Fe、Cu、S2－、I－、Br－等．,應(yīng)用：判斷物質(zhì)氧化性、還原性及反應(yīng)的可能性．,3．強弱規(guī)律 相對較強氧化性的氧化劑跟較強還原性的還原劑反應(yīng)，生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物．,應(yīng)用：在適宜條件下，用氧化性較強的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì)，或用還原性較強的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì)．亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強弱．,4．轉(zhuǎn)化規(guī)律 氧化還原反應(yīng)中，以元素相鄰價態(tài)間的轉(zhuǎn)化最容易；同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生反應(yīng)，元素的化合價只靠近而不交叉；同種元素，相鄰價態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)． 應(yīng)用：分析判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生，元素化合價如何變化．例如濃H2SO4與SO2不會發(fā)生反應(yīng)；KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O反應(yīng)中，KClO3中＋5價的氯不會轉(zhuǎn)化為KCl中－1價的氯．,5．難易規(guī)律 越易失電子的物質(zhì)，失電子后就越難得電子，越易得電子的物質(zhì)，得電子后就越難失電子． 一種氧化劑同時和幾種還原劑相遇時，還原性最強的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)．同理，一種還原劑遇多種氧化劑時，氧化性最強的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)． 應(yīng)用：判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序．(注意：難失電子的物質(zhì)不一定易得電子，例如稀有氣體既難失電子，又難得電子),[例題2] 已知氧化還原反應(yīng)： 2Cu(IO3)2＋24KI＋12H2SO4===2CuI↓＋13I2＋12K2SO4＋12H2O其中 1 mol氧化劑在反應(yīng)中得到的電子為 ( ) A．10 mol B．11 mol C．12 mol D．13 mol,答案：B,向100 mL FeBr2溶液中通入Cl2 3.36 L(標準狀況)并全部被還原，測得溶液中c(Br－)＝c(Cl－)，則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度是 ( ) A．0.75 mol/L B．1.5 mol/L C．2 mol/L D．3 mol/L,答案：C,對于氧化還原反應(yīng)的計算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等，即得失電子守恒. 比較常見的題型有：計算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比；計算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量；確定反應(yīng)前后某一元素的價態(tài)變化等．其解題步驟一般為：,(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物． (2)找準一個原子或離子得失電子數(shù)(注意：化學(xué)式中粒子的個數(shù))． (3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和電子守恒列出等式： n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價－ 低價)＝n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價－低價),[例題3] 某反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O. (1)請將Au2O3之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi)．,(2)反應(yīng)中，被還原的元素是________，還原劑是________． (3)將氧化劑與還原劑填入下列空格中，并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目． (4)紡織工業(yè)中常用氯氣作漂白劑，Na2S2O3可作為漂白后布匹的“脫氯劑”，Na2S2O3和Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物是H2SO4、NaCl和HCl，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為________．,點撥：該題考查了氧化還原反應(yīng)的基本概念，電子轉(zhuǎn)移的表示方法及有關(guān)計算．解答該題時關(guān)鍵是利用氧化還原反應(yīng)的特征——元素化合價的升降，從而準確判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物．進行有關(guān)計算時，要利用得失電子守恒來求解．,解析：Au2O3轉(zhuǎn)化為Au2O時，Au元素的化合價降低，說明在反應(yīng)中Au2O3是氧化劑，在Na2S4O6中硫元素的平均化合價為＋2.5價，Na2S2O3中硫元素的平均化合價為＋2價，所以Na2S2O3應(yīng)是還原劑，Na2S4O6是氧化產(chǎn)物．在(4)中，1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)化為H2SO4時失去8 mol e－，而1 mol Cl2轉(zhuǎn)化為Cl－時得到2 mol e－，所以還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶4.,答案：(1)Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH (2)Au Na2S2O3,根據(jù)下列反應(yīng)判斷： ①H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI ②2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2 ③3FeCl2＋4HNO3=== 2FeCl3＋NO↑＋2H2O＋Fe(NO3)3 (1)NO、Fe2＋、I－、H2SO3的還原性由強到弱順序為______________________； (2)I2、FeCl3、HNO3、H2SO4的氧化性由強到弱順序為____________________．,解析：據(jù)反應(yīng)①判斷：氧化性I2H2SO4，還原性H2SO3HI； 據(jù)反應(yīng)②判斷：氧化性FeCl3I2，還原性HIFeCl2； 據(jù)反應(yīng)③判斷：氧化性HNO3FeCl3，還原性FeCl2NO. 由此可得出結(jié)論：還原性H2SO3I－Fe2＋NO，氧化性HNO3FeCl3I2H2SO4. 答案：(1)H2SO3I－Fe2＋NO (2)HNO3FeCl3I2H2SO4,某化學(xué)小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性，請回答下列問題： (1)除膠頭滴管外，你認為本實驗必不可少的一種玻璃儀器是________．,(2)請幫他們完成以下實驗報告： 一、實驗?zāi)康模篲_______. 二、試劑：鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、銅片． 三、實驗記錄(劃余線部分不必填寫)：,四、實驗結(jié)論： Fe只具有還原性，F(xiàn)e3＋只具有氧化性，F(xiàn)e2＋既具有氧化性，又具有還原性． 五、聯(lián)想發(fā)散： ①簡述Fe2＋的檢驗方法：___________________. ②將FeCl2溶液加熱蒸干并灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是________，原因是____________________．,解析：本題是根據(jù)新課標對考生探究能力的要求而設(shè)計的，包括設(shè)計實驗、選擇儀器，填寫實驗報告以及對結(jié)果進行分析、綜合、遷移的能力．其中，相對較難的是最后的聯(lián)想發(fā)散部分．檢驗Fe2＋的方法不止一種，例如在含有Fe2＋的溶液中加入NaOH溶液，可以生成白色的氫氧化亞鐵沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀；,再如，在含有Fe2＋的溶液中加入KSCN溶液，不會出現(xiàn)紅色，然后滴加適量氯水，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與SCN－反應(yīng)得到紅色溶液．將FeCl2溶液加熱蒸干的過程中，HCl揮發(fā)，促使Fe2＋的水解平衡向右移動，生成的氫氧化亞鐵很快被氧化成氫氧化鐵，灼燒時氫氧化鐵分解生成Fe2O3.,答案：(1)試管 (2)實驗?zāi)康模禾骄胯F及其化合物的氧化性和還原性 實驗記錄：①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ ②Fe2＋具有氧化性 ③鐵粉逐漸溶解，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 ④向FeCl3溶液中加入銅片,聯(lián)想發(fā)散：①取適量待測液于試管中，滴加少量KSCN溶液，無紅色出現(xiàn)，在混合液中滴入少量氯水，溶液變?yōu)榧t色，則證明有Fe2＋(或其他合理答案) ②Fe2O3 在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2＋2H2O Fe(OH)2＋2HCl，加熱時，HCl揮發(fā)，平衡右移，生成的氫氧化亞鐵很快被氧化成氫氧化鐵，灼燒時氫氧化鐵分解生成Fe2O3,1．氮化鋁(AlN，Al和N的相對原子質(zhì)量分別為27和14)廣泛應(yīng)用于電子、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域．在一定條件下，AlN可通過反應(yīng)Al2O3＋N2＋3C 2AlN＋3CO合成．下列敘述正確的是 ( ),A．上述反應(yīng)中，N2是還原劑，Al2O3是氧化劑 B．上述反應(yīng)中，每生成1 mol AlN需轉(zhuǎn)移3 mol電子 C．AlN中氮元素的化合價為＋3 D．AlN的摩爾質(zhì)量為41 g,解析：Al2O3＋N2＋3C 2AlN＋3CO，反應(yīng)中氧化劑為N2，還原劑為C，反應(yīng)中每生成1 mol AlN，需轉(zhuǎn)移電子數(shù)3 mol；AlN中N為－3價；AlN的摩爾質(zhì)量為41 g/mol. 答案：B,2．(NH4)2SO4在高溫下分解，產(chǎn)物是SO2、H2O、N2和NH3.在該反應(yīng)的化學(xué)方程式中，化學(xué)計量數(shù)由小到大的產(chǎn)物分子依次是 ( ) A．SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3 C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2,解析：利用得失電子守恒可將方程式配平． (NH4)2SO4在高溫下分解的化學(xué)方程式為： 3(NH4)2SO4 3SO2↑＋6H2O＋N2↑＋4NH3↑ 答案：C,3．(2010山西長治模擬)氯氣是一種重要的工業(yè)原料. 工業(yè)上利用反應(yīng)3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl檢查氯氣管道是否漏氣．下列說法錯誤的是 ( ) A．若管道漏氣遇氨就會產(chǎn)生白煙 B．該反應(yīng)利用了Cl2的強氧化性 C．該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng) D．生成1 mol N2有6 mol電子轉(zhuǎn)移,解析：由反應(yīng)3 Cl2＋2NH3===N2＋6HCl可以看出，生成1 mol N2有6 mol電子轉(zhuǎn)移，此反應(yīng)中Cl2是氧化劑，NH3是還原劑，屬于氧化還原反應(yīng)，而非復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)生成的HCl遇NH3冒白煙，生成NH4Cl. 答案：C,解析：金屬單質(zhì)及處于最低價態(tài)的元素只具有還原性，故A正確． 答案：A,5．“綠色試劑”雙氧水可作為礦業(yè)廢液消毒劑，如消除采礦業(yè)廢液中的氰化物(如KCN)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： KCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑ 回答下列問題： (1)生成物A的化學(xué)式為________． (2)在標準狀況下有0.448 L氨氣生成，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________．,(3)反應(yīng)中被氧化的元素為________． (4)H2O2被稱為“綠色氧化劑”的理由是____________________．,解析：(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素守恒原則可知，A的化學(xué)式為KHCO3；(2)H2O2中O的化合價為－1價，反應(yīng)后變?yōu)椋?價，每生成1 mol NH3轉(zhuǎn)移2 mol電子，0.448 L NH3的物質(zhì)的量為0.02 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.04 mol，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2.4081022； (3)反應(yīng)中被氧化的元素為C，C元素的化合價由＋2價變?yōu)椋?價．,答案：(1)KHCO3 (2)2.4081022 (3)C(碳) (4)H2O2作氧化劑，還原產(chǎn)物為H2O，沒有毒性及污染,