高一化学《2.3氧化还原反应》课件(必修一).ppt

1 氧化还原反应的概念及其关系 1 氧化还原反应 有元素化合价的升降或 得失或偏移 的化学反应 2 氧化还原反应的特征 判断一个化学反应是氧化还原反应的依据 3 氧化还原反应的本质 电子转移 元素化合价的升降 电子的转移 4 一般的氧化还原反应 5 例证 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O在该反应中 氧化剂是 还原剂是 被氧化的是Cu 氮元素的化合价降低 发生还原反应的是 氧化产物是 还原产物是 HNO3 Cu HNO3 Cu NO3 2 NO 2 常见的氧化剂和还原剂 1 常见的氧化剂 一般指活泼的非金属单质和含高价态元素的化合物 活泼的非金属单质 如等 含高价态元素的化合物 如等 某些金属性较弱的高价金属阳离子 如等 过氧化物 如等 Cl2 Br2 HNO3 KMnO4 Fe3 Cu2 Na2O2 H2O2 2 常见的还原剂 一般指活泼的金属单质和含低价态元素的化合物 活泼的金属单质 如等 含有低价态元素的化合物 如等 一些容易使电子偏离的物质 如等 3 具有中间价态元素的化合物和大多数非金属单质既可作氧化剂又可作还原剂 如等 K Al Zn Fe HI KI H2S K2S H2 CO MnO2 SO2 Fe2 H2O2 S 3 氧化还原反应中电子转移的表示方法 1 双线桥法 在反应物和生成物之间表示电子转移的结果 该法侧重于表示的原子 或离子 间的电子转移 如 同一元素 注意 线桥从方程式的左侧指向右侧的同一种变价元素 箭头不表示方向 只表示变化 一定要标明 得到 或 失去 2 单线桥法 在反应物中的还原剂与氧化剂之间 箭头指向氧化剂 具体讲是箭头从的元素出发指向的元素 如 失电子 得电子 注意 强调方向和电子数目 不必注明得失 因为箭头指向中已包含了得失 1 下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是 A 在反应中不一定所有元素化合价都发生变化B 肯定有一种元素被氧化另一种元素被还原C 非金属单质在反应中只能得电子D 金属单质在反应中失电子被还原 答案 A 解析 元素以其最高价态参与氧化还原反应时 只能表现出氧化性 元素以其最低价态参与氧化还原反应时 只能表现出还原性 在A项中F I S2 C项中的Mg D项中的Al都各自是这些元素的最低价态 若参与氧化还原反应时 只能用作还原剂 A C D三项不是本题答案 B项中 3价的Fe 7价的Mn 5价的N都分别是这些元素的最高价态 故B项为正确答案 答案 B A Na2O2 既是氧化剂又是还原剂B Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物C 3molNa2O2发生反应 有12mol电子发生转移D 在Na2FeO4中 Fe为 4价 具有强氧化性 能消毒杀菌解析 该反应中铁元素的化合价由 3价升高到 6价 过氧化钠中氧元素的化合价从 1价降到 2价 故Na2O2作氧化剂被还原 当有3molNa2O2参加反应时转移6mol电子 反应中Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物 答案 B 氧化性 还原性的强弱主要取决于物质得失电子的难易 与得失电子的数目无关 另外还跟反应的条件 如溶液的酸碱性 浓度 温度等因素有关 可依据以下几个方面判断 1 根据方程式判断 氧化性 氧化剂 氧化产物还原性 还原剂 还原产物 2 根据物质活动性顺序判断 1 金属活动性顺序 常见元素 3 根据元素在周期表中的位置判断 单质还原性逐渐减弱 氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 4 依据反应条件及反应的剧烈程度判断反应条件要求越低 反应越剧烈 对应物质的氧化性或还原性越强 如是否加热 有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等 例如 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2OMnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O4HCl O22H2O 2Cl2由上述反应条件的不同 可判断氧化性 KMnO4 MnO2 O2 2 相同条件下 不同还原剂使同一种氧化剂还原程度大的 其还原性强 例如 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 3Zn 2Fe3 3Zn2 2Fe还原性 Zn Cu 6 某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关温度 如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸强 浓度 如浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 酸碱性 如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强 7 根据原电池 电解池的电极反应判断 1 两种不同的金属构成原电池的两极 负极金属是电子流出的极 正极金属是电子流入的极 其还原性 负极 正极 2 用惰性电极电解混合溶液时 在阴极先放电的阳离子的氧化性较强 在阳极先放电的阴离子的还原性较强 例题1 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2 Co2O3 Cl2 FeCl3 I2的氧化性依次减弱 下列反应在水溶液中不可能发生的是 A 3Cl2 6FeI2 2FeCl3 4FeI3B Cl2 FeI2 FeCl2 I2C Co2O3 6HCl 2CoCl2 Cl2 3H2OD 2Fe3 2I 2Fe2 I2 点拨 本题考查有关氧化剂氧化性强弱的比较 一般地 氧化性强的物质可将氧化性弱的物质的对应离子 或物质 氧化而生成弱氧化性的物质 符合 两强制两弱 规律 解析 由于Co2O3 Cl2 FeCl3 I2的氧化性依次减弱 故Cl2可将Fe2 I 氧化生成Fe3 I2 Co2O3可将Cl 氧化生成Cl2 Fe3 可将I 氧化生成I2 故A不正确 答案 A 2009 聊城模拟 物质氧化性 还原性的强弱 不仅与物质的结构有关 还与物质的浓度和反应温度等有关 下列各组物质 Cu与HNO3溶液 Cu与FeCl3溶液 Zn与H2SO4溶液 Fe与HCl溶液由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是 A B C D 解析 Cu与HNO3反应 随HNO3浓度变化 其生成物不同 HNO3浓度大时生成NO2 浓度小时产生NO等 Zn与H2SO4反应 若H2SO4浓度较大时 H2SO4表现强氧化性 生成SO2 若为稀H2SO4 则与Zn反应释放出H2 组的物质其反应产物与它们的浓度无关 答案 A 1 守恒规律 四大守恒 1 氧化剂获得电子的总数必等于还原剂失去电子的总数 即得失电子守恒 2 氧化剂中元素化合价降低总数等于还原剂中元素化合价升高总数 即化合价升降守恒 化合价升降总数也等于电子转移总数 3 反应前后各元素种类不变 各元素原子的数目不变 即质量守恒 4 在有离子参加的氧化还原反应中 反应前后离子所带电荷总数相等 即电荷守恒 应用 计算和配平氧化还原反应方程式 2 元素处于最低价态时 在反应中只能失电子而不能得电子 所以元素处于最低价态时 只有还原性而没有氧化性 即只能作还原剂 不能作氧化剂 如Fe Cu S2 I Br 等 应用 判断物质氧化性 还原性及反应的可能性 3 强弱规律相对较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应 生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物 应用 在适宜条件下 用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质 或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质 亦可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱 4 转化规律氧化还原反应中 以元素相邻价态间的转化最容易 同种元素不同价态之间发生反应 元素的化合价只靠近而不交叉 同种元素 相邻价态间不发生氧化还原反应 应用 分析判断氧化还原反应能否发生 元素化合价如何变化 例如浓H2SO4与SO2不会发生反应 KClO3 6HCl KCl 3Cl2 3H2O反应中 KClO3中 5价的氯不会转化为KCl中 1价的氯 5 难易规律越易失电子的物质 失电子后就越难得电子 越易得电子的物质 得电子后就越难失电子 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时 还原性最强的优先发生反应 同理 一种还原剂遇多种氧化剂时 氧化性最强的优先发生反应 应用 判断物质的稳定性及反应顺序 注意 难失电子的物质不一定易得电子 例如稀有气体既难失电子 又难得电子 例题2 已知氧化还原反应 2Cu IO3 2 24KI 12H2SO4 2CuI 13I2 12K2SO4 12H2O其中1mol氧化剂在反应中得到的电子为 A 10molB 11molC 12molD 13mol 答案 B 向100mLFeBr2溶液中通入Cl23 36L 标准状况 并全部被还原 测得溶液中c Br c Cl 则原FeBr2溶液的物质的量浓度是 A 0 75mol LB 1 5mol LC 2mol LD 3mol L 答案 C 对于氧化还原反应的计算 要根据氧化还原反应的实质 反应中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等 即得失电子守恒 比较常见的题型有 计算氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比 计算参加反应的氧化剂或还原剂的量 确定反应前后某一元素的价态变化等 其解题步骤一般为 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 注意 化学式中粒子的个数 3 根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式 n 氧化剂 变价原子个数 化合价变化值 高价 低价 n 还原剂 变价原子个数 化合价变化值 高价 低价 例题3 某反应体系中的物质有 NaOH Au2O3 Na2S4O6 Na2S2O3 Au2O H2O 1 请将Au2O3之外的反应物与生成物分别填入以下空格内 2 反应中 被还原的元素是 还原剂是 3 将氧化剂与还原剂填入下列空格中 并标出电子转移的方向和数目 4 纺织工业中常用氯气作漂白剂 Na2S2O3可作为漂白后布匹的 脱氯剂 Na2S2O3和Cl2反应的产物是H2SO4 NaCl和HCl 则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 点拨 该题考查了氧化还原反应的基本概念 电子转移的表示方法及有关计算 解答该题时关键是利用氧化还原反应的特征 元素化合价的升降 从而准确判断出氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 进行有关计算时 要利用得失电子守恒来求解 解析 Au2O3转化为Au2O时 Au元素的化合价降低 说明在反应中Au2O3是氧化剂 在Na2S4O6中硫元素的平均化合价为 2 5价 Na2S2O3中硫元素的平均化合价为 2价 所以Na2S2O3应是还原剂 Na2S4O6是氧化产物 在 4 中 1molNa2S2O3转化为H2SO4时失去8mole 而1molCl2转化为Cl 时得到2mole 所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为1 4 答案 1 Na2S2O3 H2O Na2S4O6 Au2O NaOH 2 AuNa2S2O3 根据下列反应判断 H2SO3 I2 H2O H2SO4 2HI 2FeCl3 2HI 2FeCl2 2HCl I2 3FeCl2 4HNO3 2FeCl3 NO 2H2O Fe NO3 3 1 NO Fe2 I H2SO3的还原性由强到弱顺序为 2 I2 FeCl3 HNO3 H2SO4的氧化性由强到弱顺序为 解析 据反应 判断 氧化性I2 H2SO4 还原性H2SO3 HI 据反应 判断 氧化性FeCl3 I2 还原性HI FeCl2 据反应 判断 氧化性HNO3 FeCl3 还原性FeCl2 NO 由此可得出结论 还原性H2SO3 I Fe2 NO 氧化性HNO3 FeCl3 I2 H2SO4 答案 1 H2SO3 I Fe2 NO 2 HNO3 FeCl3 I2 H2SO4 某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性 请回答下列问题 1 除胶头滴管外 你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是 2 请帮他们完成以下实验报告 一 实验目的 二 试剂 铁粉 FeCl3溶液 FeCl2溶液 氯水 锌片 铜片 三 实验记录 划余线部分不必填写 四 实验结论 Fe只具有还原性 Fe3 只具有氧化性 Fe2 既具有氧化性 又具有还原性 五 联想发散 简述Fe2 的检验方法 将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧 最后得到的固体物质是 原因是 解析 本题是根据新课标对考生探究能力的要求而设计的 包括设计实验 选择仪器 填写实验报告以及对结果进行分析 综合 迁移的能力 其中 相对较难的是最后的联想发散部分 检验Fe2 的方法不止一种 例如在含有Fe2 的溶液中加入NaOH溶液 可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀 白色沉淀迅速变为灰绿色 最后变成红褐色的氢氧化铁沉淀 再如 在含有Fe2 的溶液中加入KSCN溶液 不会出现红色 然后滴加适量氯水 Fe2 被氧化成Fe3 Fe3 与SCN 反应得到红色溶液 将FeCl2溶液加热蒸干的过程中 HCl挥发 促使Fe2 的水解平衡向右移动 生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁 灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3 答案 1 试管 2 实验目的 探究铁及其化合物的氧化性和还原性实验记录 Cl2 2Fe2 2Cl 2Fe3 Fe2 具有氧化性 铁粉逐渐溶解 溶液由棕黄色变为浅绿色 向FeCl3溶液中加入铜片 联想发散 取适量待测液于试管中 滴加少量KSCN溶液 无红色出现 在混合液中滴入少量氯水 溶液变为红色 则证明有Fe2 或其他合理答案 Fe2O3在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2 2H2O Fe OH 2 2HCl 加热时 HCl挥发 平衡右移 生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁 灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3 1 氮化铝 AlN Al和N的相对原子质量分别为27和14 广泛应用于电子 陶瓷等工业领域 在一定条件下 AlN可通过反应Al2O3 N2 3C2AlN 3CO合成 下列叙述正确的是 A 上述反应中 N2是还原剂 Al2O3是氧化剂B 上述反应中 每生成1molAlN需转移3mol电子C AlN中氮元素的化合价为 3D AlN的摩尔质量为41g 解析 Al2O3 N2 3C2AlN 3CO 反应中氧化剂为N2 还原剂为C 反应中每生成1molAlN 需转移电子数3mol AlN中N为 3价 AlN的摩尔质量为41g mol 答案 B 2 NH4 2SO4在高温下分解 产物是SO2 H2O N2和NH3 在该反应的化学方程式中 化学计量数由小到大的产物分子依次是 A SO2 H2O N2 NH3B N2 SO2 H2O NH3C N2 SO2 NH3 H2OD H2O NH3 SO2 N2 解析 利用得失电子守恒可将方程式配平 NH4 2SO4在高温下分解的化学方程式为 3 NH4 2SO43SO2 6H2O N2 4NH3 答案