高中化学 2.3.2 氧化剂和还原剂课件 鲁科版必修第一册-鲁科版高一第一册化学课件

1、第2课时氧化剂和还原剂一、氧化剂和还原剂一、氧化剂和还原剂1.1.氧化剂和还原剂的相关概念氧化剂和还原剂的相关概念比较比较项目项目氧化剂氧化剂还原剂还原剂概念概念在氧化还原反应中在氧化还原反应中, ,所所含的某种元素的化合价含的某种元素的化合价_的反应物的反应物在氧化还原反应中在氧化还原反应中, ,所含的某种元素的化所含的某种元素的化合价合价_的反应物的反应物降低降低升高升高比较项目比较项目氧化剂氧化剂还原剂还原剂发生的反应发生的反应_反应反应_反应反应具有的性质具有的性质_性性_性性对应的产物对应的产物_产物产物_产物产物举例举例高锰酸钾、高锰酸钾、氧气、氯气等氧气、氯气等活泼的金属活泼的金

2、属单质、单质、SOSO2 2等等还原还原氧化氧化氧化氧化还原还原还原还原氧化氧化2.2.常见氧化剂、还原剂常见氧化剂、还原剂(1)(1)常见的氧化剂及还原产物。常见的氧化剂及还原产物。氧化剂氧化剂还原产物还原产物活泼非金属单质活泼非金属单质氧气、氯气氧气、氯气H H2 2O O、_含较高价态元素的含较高价态元素的含氧酸含氧酸浓硝酸、浓硫酸、稀浓硝酸、浓硫酸、稀HNOHNO3 3NONO2 2、_、NONO含较高价态元素的含较高价态元素的盐盐KMnOKMnO4 4、KClOKClO3 3、FeClFeCl3 3_、_、_ClCl- -SOSO2 2MnMn2+2+ClCl- -FeFe2+2+氧

3、化剂氧化剂还原产物还原产物含高价态元含高价态元素的氧化物素的氧化物MnOMnO2 2_过氧化物过氧化物NaNa2 2O O2 2、H H2 2O O2 2OHOH- -、H H2 2O OMnMn2+2+(2)(2)常见还原剂及氧化产物。常见还原剂及氧化产物。还原剂还原剂氧化产物氧化产物活泼金属单质活泼金属单质AlAl、FeFe、ZnZn_、_、_某些非金属单质某些非金属单质H H2 2、C CH H2 2O O、COCO2 2含低价态元素含低价态元素的氧化物的氧化物COCO、SOSO2 2_、_AlAl3+3+FeFe2+2+ZnZn2+2+COCO2SOSO3或或S S24O还原剂还原剂氧

4、化产物氧化产物含低价态元含低价态元素的盐素的盐KIKI、NaNa2 2SOSO3 3、FeSOFeSO4 4_、_、_含低价态元素的酸含低价态元素的酸H H2 2S S、H H2 2SOSO3 3S S或或SOSO2 2、H H2 2SOSO4 4I I2 2NaNa2 2SOSO4 4FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3【巧判断巧判断】(1)(1)金属单质只能作还原剂金属单质只能作还原剂, ,非金属单质只能作氧化剂非金属单质只能作氧化剂。 ( () )提示提示: :。金属元素只有正化合价。金属元素只有正化合价, ,因此在反应中化合因此在反应中化合价只能升高价只能升高, ,作还原剂作还

5、原剂; ;而非金属元素的化合价有正化而非金属元素的化合价有正化合价合价, ,也有负化合价也有负化合价, ,在反应中可以作氧化剂也可以作在反应中可以作氧化剂也可以作还原剂。还原剂。(2)(2)不可能存在一种反应物既作氧化剂又作还原剂的情不可能存在一种反应物既作氧化剂又作还原剂的情况。况。 ( () )提示提示: :。当一种物质中的元素化合价既有升高又有降。当一种物质中的元素化合价既有升高又有降低时低时, ,此物质既作氧化剂又作还原剂。如水的分解等。此物质既作氧化剂又作还原剂。如水的分解等。【做一做做一做】(1)(1)在在Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu反应

6、中反应中, ,氧化剂是氧化剂是_,_,还原剂是还原剂是_。(2)(2)在在Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2反应中反应中: :氧化产物是氧化产物是_,_,还原产物是还原产物是_。CuSOCuSO4 4FeFeZnZn2+2+H H2 2二、氧化性和还原性二、氧化性和还原性1.1.氧化性和还原性氧化性和还原性(1)(1)当物质中所含元素处于较高价态时当物质中所含元素处于较高价态时, ,元素有元素有_价价态的趋势态的趋势, ,该物质可能具有该物质可能具有_性性; ;(2)(2)当物质中所含元素处于较低价态时当物质中所含元素处于较低价态时, ,元素有元素有_价价态的趋势态的趋

7、势, ,该物质可能具有该物质可能具有_性。性。降低降低氧化氧化升高升高还原还原2.2.元素价态与氧化性、还原性之间的关系元素价态与氧化性、还原性之间的关系【巧判断巧判断】(1)(1)反应中反应中, ,某元素化合价升高某元素化合价升高, ,表现还原性。表现还原性。( () )提示提示: :。反应中元素的化合价升高。反应中元素的化合价升高, ,表明该物质具有表明该物质具有还原性。还原性。(2)(2)当一种物质中某元素处于最低价态时当一种物质中某元素处于最低价态时, ,该物质只具该物质只具有还原性。有还原性。( () )提示提示: :。物质可能由许多元素组成。物质可能由许多元素组成, ,一种元素处于

8、最一种元素处于最低价低价, ,只能说明此种元素只表现还原性只能说明此种元素只表现还原性, ,不代表物质只不代表物质只具有还原性。具有还原性。(3)(3)非金属元素的单质一定具有氧化性。非金属元素的单质一定具有氧化性。 ( () )提示提示: :。非金属元素有正化合价。非金属元素有正化合价, ,也有负化合价也有负化合价, ,因此因此在反应中可表现氧化性在反应中可表现氧化性, ,也可以表现还原性。也可以表现还原性。【微思考微思考】 已知硫元素的最低价为已知硫元素的最低价为-2-2价价, ,最高价为最高价为+6+6价价, ,试推断试推断SOSO2 2中硫元素表现出的是氧化性还是还原性中硫元素表现出的

9、是氧化性还是还原性? ?提示提示: :既有氧化性又有还原性。因为既有氧化性又有还原性。因为SOSO2 2中硫元素为中硫元素为+4+4价价, ,处于中间价态处于中间价态, ,因此在反应中既可以升高也可以降因此在反应中既可以升高也可以降低。低。【情境情境思考思考】王安石王安石元丰行示德逢元丰行示德逢( (节选节选) )雷蟠电掣云滔滔雷蟠电掣云滔滔, ,夜半载雨输亭皋。夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻旱禾秀发埋牛尻, ,豆死更苏肥荚毛。豆死更苏肥荚毛。这几句诗实际上说的是这几句诗实际上说的是“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”。电闪雷鸣时会发生如下反应电闪雷鸣时会发生如下反应: :N N2 2+O+O2 2=2N

10、O2NO2NO+O2NO+O2 2=2NO2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO分析三个反应是否为氧化还原反应分析三个反应是否为氧化还原反应, ,并说明原因。是氧并说明原因。是氧化还原反应的化还原反应的, ,指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。、还原产物。提示提示: :三个反应都是氧化还原反应。反应中氧化剂是三个反应都是氧化还原反应。反应中氧化剂是O O2 2, ,还原剂是还原剂是N N2 2,NO,NO既是氧化产物又是还原产物既是氧化产物又是还原产物; ;反应反应中氧化剂是中氧化剂是O O2 2, ,

11、还原剂是还原剂是NO,NONO,NO2 2既是氧化产物又是还既是氧化产物又是还原产物原产物; ;反应中反应中NONO2 2既是氧化剂又是还原剂既是氧化剂又是还原剂,HNO,HNO3 3是氧是氧化产物化产物,NO,NO是还原产物。是还原产物。知识点一氧化还原反应的规律知识点一氧化还原反应的规律【重点释疑重点释疑】1.1.守恒规律守恒规律(1)(1)内容。内容。(2)(2)应用应用: :有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。平。2.2.强弱规律强弱规律(1)(1)内容内容: :在一个氧化还原反应中在一个氧化还原反应中, ,氧化性氧化性: :氧化剂氧化剂 氧

12、化氧化产物产物; ;还原性还原性: :还原剂还原剂 还原产物。还原产物。(2)(2)应用应用: :比较物质间氧化性或还原性的强弱。比较物质间氧化性或还原性的强弱。3.3.先后规律先后规律(1)(1)内容。内容。在浓度相差不大的溶液中含有在浓度相差不大的溶液中含有几种还原剂时几种还原剂时 将按照还原性由强到弱的顺将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。序依次反应。几种氧化剂时几种氧化剂时 将按照氧化性由强到弱的顺将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。序依次反应。加入氧化剂加入氧化剂加入还原剂加入还原剂(2)(2)应用应用: :判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后

13、顺序。顺序。4.4.价态规律价态规律(1)(1)内容。内容。高低规律高低规律: :最高价态只有氧化性最高价态只有氧化性, ,最低价态只有还原最低价态只有还原性性, ,中间价态既有氧化性又有还原性。中间价态既有氧化性又有还原性。“价态归中价态归中, ,互不交叉互不交叉”规律规律: :同种元素不同价态之同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为间发生氧化还原反应时可总结为价态相邻能共存价态相邻能共存, ,价态相间能归中价态相间能归中, ,归中价态不交叉归中价态不交叉, ,价升价降只靠拢。价升价降只靠拢。“价态归中价态归中, ,互不交叉互不交叉”的三种情况的三种情况: :(2)(2)应用应用:

14、:可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。【思考思考讨论讨论】(1)(1)在在ClCl- -、ClCl2 2、HClOHClO4 4中中, ,氯元素的化合价有何特点氯元素的化合价有何特点? ?从从氧化还原的角度分析氧化还原的角度分析, ,它们具有怎样的性质它们具有怎样的性质? ?提示提示: :ClCl- -、ClCl2 2、HClOHClO4 4中氯元素的化合价分别为中氯元素的化合价分别为-1-1、0 0、+7+7价价,Cl,Cl- -只有还原性只有还原性,HClO,HClO4 4只有氧化性只有氧化性,Cl,Cl2 2既有氧化既有氧化性又有还原性。性又有还原

15、性。(2)(2)已知已知ClCl2 2、FeClFeCl3 3、I I2 2的氧化性依次减弱的氧化性依次减弱, ,则在含等物则在含等物质的量的质的量的FeFe2+2+和和I I- -的溶液中通入少量氯气的溶液中通入少量氯气, ,哪种离子先哪种离子先被氧化被氧化? ?提示提示: :还原性还原性I I- -FeFe2+2+ClCl- -, ,通入少量通入少量ClCl2 2时时,Cl,Cl2 2优先氧化优先氧化还原性最强的还原性最强的I I- -, ,离子方程式为离子方程式为ClCl2 2+2I+2I- -=I=I2 2+2Cl+2Cl- -。【案例示范案例示范】【典例典例】(2019(2019三明

16、高一检测三明高一检测) )在浓盐酸中在浓盐酸中H H3 3AsOAsO3 3与与SnClSnCl2 2反应的离子方程式为反应的离子方程式为3Sn3Sn2+2+2H+2H3 3AsOAsO3 3+6H+6H+ +18Cl+18Cl- - =2As+3SnC +6M=2As+3SnC +6M。关于该反应的说法中正确的组。关于该反应的说法中正确的组合是合是 ( () )26l氧化剂是氧化剂是H H3 3AsOAsO3 3还原性还原性:Cl:Cl- -AsAs每生成每生成1 mol As,1 mol As,反应中转移电子的物质的量为反应中转移电子的物质的量为3 mol3 molM M为为OHOH- -

17、SnC SnC 是氧化产物是氧化产物26lA.A. B.B.C.C.D.D.只有只有【思维建模思维建模】解答本类试题思维流程如下解答本类试题思维流程如下: : 【解析解析】选选B B。3Sn3Sn2+2+2H+2H3 3AsOAsO3 3+6H+6H+ +18Cl+18Cl- -=2As+=2As+3SnC +6M3SnC +6M中中, ,由原子守恒可知由原子守恒可知,M,M为为H H2 2O O。砷元素的化合价降低砷元素的化合价降低, ,则氧化剂是则氧化剂是H H3 3AsOAsO3 3, ,所以正确。所以正确。氯元素的化合价在该反应中不变氯元素的化合价在该反应中不变, ,则不能比较则不能比

18、较ClCl- -、AsAs的还原性的还原性, ,所以错误。由反应可知所以错误。由反应可知, ,生成生成1 mol As1 mol As时转移时转移3 mol3 mol电子电子, ,所以正确。由原子守恒可知所以正确。由原子守恒可知,M,M为为26lH H2 2O,O,所以错误。反应中所以错误。反应中SnSn化合价升高化合价升高, ,则则SnC SnC 是氧是氧化产物化产物, ,所以正确。综上所述所以正确。综上所述,B,B选项正确。选项正确。 26l【迁移迁移应用应用】1.(20191.(2019兰州高一检测兰州高一检测) )对于反应对于反应3Cl3Cl2 2+6NaOH= +6NaOH= 5Na

19、Cl+NaClO5NaCl+NaClO3 3+3H+3H2 2O,O,以下叙述正确的是以下叙述正确的是( () ) 世纪金榜导学号世纪金榜导学号A.ClA.Cl2 2是氧化剂是氧化剂,NaOH,NaOH是还原剂是还原剂B.B.被氧化的被氧化的ClCl和被还原的和被还原的ClCl的物质的量之比为的物质的量之比为5151C.ClC.Cl2 2既是氧化剂又是还原剂既是氧化剂又是还原剂D.D.每生成每生成1 mol1 mol的氧化产物转移的氧化产物转移6 mol6 mol的电子的电子【解析解析】选选C C。题给出的化学反应中只有氯元素化合价。题给出的化学反应中只有氯元素化合价有变化。在反应中有变化。在

20、反应中该反应该反应ClCl2 2既是氧化剂既是氧化剂, ,又是还原剂又是还原剂, ,被氧化的被氧化的ClCl和被还和被还原的原的ClCl的物质的量之比为的物质的量之比为15,NaCl15,NaCl是还原产物是还原产物, , NaClONaClO3 3是氧化产物是氧化产物, ,每生成每生成1 mol NaClO1 mol NaClO3 3( (氧化产物氧化产物) )转转移移5 mol5 mol电子。电子。 2.(20192.(2019承德高一检测承德高一检测) )二氯化二硫常用作橡胶的低二氯化二硫常用作橡胶的低温硫化剂和粘结剂温硫化剂和粘结剂, ,它易与水反应它易与水反应:2S:2S2 2ClC

21、l2 2+2H+2H2 2O= O= 4HCl+SO4HCl+SO2 2+3S+3S。对该反应的说法正确的是。对该反应的说法正确的是( () )A.SA.S2 2ClCl2 2既作氧化剂又作还原剂既作氧化剂又作还原剂B.B.氧化产物与还原产物物质的量之比为氧化产物与还原产物物质的量之比为3131C.C.每生成每生成1 mol SO1 mol SO2 2转移转移4 mol4 mol电子电子D.HD.H2 2O O作还原剂作还原剂【解析解析】选选A A。据反应方程式可知。据反应方程式可知,S,S的化合价从的化合价从+1+1价部价部分升高到分升高到+4+4价价, ,部分降低到部分降低到0 0价价,

22、,故故S S2 2ClCl2 2既作氧化剂又作既作氧化剂又作还原剂还原剂,A,A对对,D,D错错; ;氧化产物为氧化产物为SOSO2 2, ,还原产物是还原产物是S,S,两者的两者的物质的量之比为物质的量之比为13,B13,B错错; ;每生成每生成1 mol SO1 mol SO2 2转移电子转移电子的物质的量是的物质的量是3 mol,C3 mol,C错。错。 【补偿训练补偿训练】1.(20191.(2019济宁高一检测济宁高一检测) )已知氧化性已知氧化性:Cl:Cl2 2FeFe3+3+S,S,则下列说法正确的是则下列说法正确的是( () )A.FeA.Fe可以和可以和S S在加热条件下生

23、成在加热条件下生成FeFe2 2S S3 3B.ClB.Cl2 2和和H H2 2S S相遇可发生反应相遇可发生反应:H:H2 2S+ClS+Cl2 2=2HCl+S=2HCl+SC.C.在酸性溶液中在酸性溶液中,Fe,Fe3+3+和和S S2-2-可以大量共存可以大量共存D.ClD.Cl2 2可以氧化可以氧化FeFe3+3+ 【解析解析】选选B B。A A项反应若发生则有氧化性项反应若发生则有氧化性SFeSFe3+3+, ,与题与题干矛盾干矛盾,A,A错误错误;C;C项项FeFe3+3+可以氧化可以氧化S S2-2-;D;D项中项中FeFe3+3+已是最高已是最高价价, ,没有还原性没有还原

24、性, ,不能被不能被ClCl2 2氧化。氧化。2.(20192.(2019深圳高一检测深圳高一检测)O)O2 2F F2 2可以发生反应可以发生反应:H:H2 2S+4OS+4O2 2F F2 2=SF=SF6 6+2HF+4O+2HF+4O2 2, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.氧气是氧化产物氧气是氧化产物B.OB.O2 2F F2 2既是氧化剂又是还原剂既是氧化剂又是还原剂C.C.若生成若生成4.48 L HF,4.48 L HF,则转移则转移0.8 mol0.8 mol电子电子D.D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为还原剂与氧化剂的物质的量之比为1414 【解析解析

25、】选选D D。O O由由+1+1价降低到价降低到0 0价价, ,化合价降低化合价降低, ,获得电获得电子子, ,所以氧气是还原产物所以氧气是还原产物, ,故故A A错误错误; ;在反应中在反应中,O,O2 2F F2 2中的中的O O化合价降低化合价降低, ,获得电子获得电子, ,所以该物质是氧化剂所以该物质是氧化剂, ,而硫化而硫化氢中的氢中的S S的化合价是的化合价是-2-2价价, ,反应后升高为反应后升高为+6+6价价, ,所以所以H H2 2S S是还原剂是还原剂, ,故故B B错误错误; ;不是标准状况下不是标准状况下, ,且标准状况下且标准状况下HFHF为液态为液态, ,不能使用标

26、准状况下的气体摩尔体积计算不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算HFHF的的物质的量物质的量, ,所以不能确定转移电子的数目所以不能确定转移电子的数目, ,故故C C错误错误; ;该该反应中反应中,S,S化合价由化合价由-2-2价升高到价升高到+6+6价价, ,被氧化被氧化,O,O由由+1+1价降价降低到低到0 0价被还原价被还原, ,氧化产物为氧化产物为SFSF6 6, ,还原产物为还原产物为O O2 2, ,由方程由方程式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是41,41,故故D D正正确。确。 【素养提升素养提升】1.1.氯气是一种有毒的气体氯气是一种有毒的气

27、体, ,具有很强的氧化性具有很强的氧化性, ,请从氧请从氧化还原的角度分析化还原的角度分析, ,出现氯气中毒后出现氯气中毒后, ,静脉注射硫代硫静脉注射硫代硫酸钠溶液为什么能够解毒。酸钠溶液为什么能够解毒。提示提示: :氯气有氧化性氯气有氧化性, ,硫代硫酸钠有还原性硫代硫酸钠有还原性, ,注射硫代硫注射硫代硫酸钠后酸钠后, ,二者发生氧化还原反应二者发生氧化还原反应, ,故能解毒。故能解毒。2.2.工业盐的主要成分为亚硝酸钠工业盐的主要成分为亚硝酸钠, ,具有氧化性具有氧化性, ,外观与外观与食盐相似食盐相似, ,味咸味咸, ,价格低廉价格低廉, ,有人误当食盐购回食用而中有人误当食盐购回食

28、用而中毒毒, ,食用亚硝酸钠为什么易中毒食用亚硝酸钠为什么易中毒? ?如果你碰到了这类中如果你碰到了这类中毒者毒者, ,如何帮助他解毒如何帮助他解毒? ? 提示提示: :人体中血红蛋白含的铁是亚铁人体中血红蛋白含的铁是亚铁, ,它能跟氧结合随它能跟氧结合随着血液循环着血液循环, ,将氧气输送到身体各部位。当误食亚硝酸将氧气输送到身体各部位。当误食亚硝酸钠后钠后, ,在血液中发生了化学反应在血液中发生了化学反应, ,使血红蛋白中的亚铁使血红蛋白中的亚铁转变成三价铁。三价铁的血红蛋白不能携带氧转变成三价铁。三价铁的血红蛋白不能携带氧, ,从而不从而不能将人吸进来的氧气输送到身体各部位能将人吸进来的

29、氧气输送到身体各部位, ,造成人体缺氧造成人体缺氧“中毒中毒”。如果碰到了这类中毒者。如果碰到了这类中毒者, ,可让他服用维生素可让他服用维生素C C帮助他解毒。帮助他解毒。 知识点二氧化还原方程式的配平及计算知识点二氧化还原方程式的配平及计算【重点释疑重点释疑】 一、氧化还原反应方程式的配平一、氧化还原反应方程式的配平1.1.配平三原则配平三原则2.2.配平四步骤配平四步骤一般氧化还原反应方程式的配平方法一般氧化还原反应方程式的配平方法化合价升降化合价升降法法二、氧化还原反应的计算二、氧化还原反应的计算1.1.常见题型常见题型(1)(1)求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比。求氧化剂与还

30、原剂的物质的量之比或质量之比。(2)(2)计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。(3)(3)确定反应前后某一元素价态的变化。确定反应前后某一元素价态的变化。2.2.计算依据计算依据得失电子守恒得失电子守恒, ,即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等或化合价升降总数相等。数相等或化合价升降总数相等。3.3.计算方法计算方法(1)(1)找出氧化剂和还原剂以及对应的还原产物和氧化产找出氧化剂和还原剂以及对应的还原产物和氧化产物。物。(2)(2)找准找准1 1个原子个原子( (或离子或离子) )得失电子数。得失电子数。(3)(3)由题中

31、物质由题中物质, ,根据电子守恒列等式根据电子守恒列等式:n(:n(氧化剂氧化剂) )变变价原子个数价原子个数化合价变化值化合价变化值=n(=n(还原剂还原剂) )变价原子个变价原子个数数化合价变化值。化合价变化值。 【思考思考讨论讨论】(1)24 mL(1)24 mL浓度为浓度为0.05 molL0.05 molL-1-1的的NaNa2 2SOSO3 3溶液溶液( (已知硫元已知硫元素最高价为素最高价为+6+6价价),),恰好与恰好与20 mL20 mL浓度为浓度为0.02 molL0.02 molL-1-1的的K K2 2CrCr2 2O O7 7(Cr(Cr最高价为最高价为+6+6价价)

32、 )溶液完全反应溶液完全反应, ,如何确定元素如何确定元素CrCr在被还原的产物中的化合价在被还原的产物中的化合价? ? 提示提示: :依据氧化还原反应中得失电子守恒来解答本题依据氧化还原反应中得失电子守恒来解答本题, , 24 mL24 mL浓度为浓度为0.05 molL0.05 molL-1-1的的NaNa2 2SOSO3 3溶液失去电子的物溶液失去电子的物质的量为质的量为n=0.024 Ln=0.024 L0.05 molL0.05 molL-1-12=0.002 4 mol,2=0.002 4 mol,与与K K2 2CrCr2 2O O7 7中铬原子所得电子的总数是相等的中铬原子所得

33、电子的总数是相等的,n(Cr)= ,n(Cr)= 0.02 L0.02 L0.02 molL0.02 molL-1-12=0.000 8 mol,2=0.000 8 mol,所以每个铬所以每个铬原子得到原子得到:(0.002 4 mol/0.000 8 mol)=3:(0.002 4 mol/0.000 8 mol)=3个电子个电子, ,铬元铬元素的化合价降低素的化合价降低3 3价价, ,在在K K2 2CrCr2 2O O7 7中中CrCr为为+6+6价价, ,最后化合价最后化合价为为+3+3价。价。 (2)(2)对于酸性对于酸性KMnOKMnO4 4溶液与溶液与H H2 2O O2 2的反

34、应的离子方程式有同的反应的离子方程式有同学写出了如下两种形式学写出了如下两种形式: :2Mn2Mn +5H+5H2 2O O2 2+6H+6H+ +=2Mn2Mn2+2+5O+5O2 2+8H+8H2 2O O2Mn2Mn +7H+7H2 2O O2 2+6H+6H+ +=2Mn2Mn2+2+6O+6O2 2+10H+10H2 2O O上述两种写法哪个正确上述两种写法哪个正确? ?为什么为什么? ? 提示提示: :正确。因为中的离子方程式符合氧化还原反正确。因为中的离子方程式符合氧化还原反应的电子守恒规律。应的电子守恒规律。4O4O【案例示范案例示范】 【典例典例】含氮废水进入水体中对环境造成

35、的污染越来含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的中的N N 还原成还原成N N2 2, ,从而消除污染。发生的反应如下从而消除污染。发生的反应如下( (未配平未配平) )N +Al+HN +Al+H2 2O NO N2 2+Al(OH)+Al(OH)3 3+OH+OH- -3O3O(1)(1)根据氧化还原反应的相关概念根据氧化还原反应的相关概念, ,请分别指出该反应请分别指出该反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物, ,说出你的理说出你的理由。由。( (宏观辨识

36、与微观探析宏观辨识与微观探析) ) (2)(2)根据有关规律配平上述反应的离子反应方程式。根据有关规律配平上述反应的离子反应方程式。( (证据推理与模型认知证据推理与模型认知) ) (3)(3)现需除去现需除去1 m1 m3 3含氮含氮0.3 mol0.3 mol的废水中的的废水中的N (N (设氮元设氮元素都以素都以N N 的形式存在的形式存在),),则至少需要消耗金属铝物质则至少需要消耗金属铝物质的量为多少的量为多少? ?写出你的推导过程。写出你的推导过程。( (证据推理与模型认证据推理与模型认知知) )(4)(4)你对以上治理污染的方案有何评价你对以上治理污染的方案有何评价?(?(科学态

37、度与社科学态度与社会责任会责任) ) 3O3O【解析解析】(1)(1)分析反应过程的化合价变化情况可知分析反应过程的化合价变化情况可知,N ,N 中的中的N N的化合价由的化合价由+5+5价降低为价降低为N N2 2中的中的0 0价价, ,因此因此N N 在反在反应中作氧化剂应中作氧化剂, ,发生还原反应发生还原反应,N,N2 2为还原产物。金属为还原产物。金属AlAl中中AlAl的化合价由的化合价由0 0价升高为价升高为Al(OH)Al(OH)3 3中的中的+3+3价价, ,因此因此AlAl在在反应中作还原剂反应中作还原剂, ,发生氧化反应发生氧化反应,Al(OH),Al(OH)3 3为氧化

38、产物。为氧化产物。 3O3O(2)(2)铝元素化合价共升高了铝元素化合价共升高了3 3价价, ,氮元素化合价共降低了氮元素化合价共降低了1010价价, ,根据得失电子守恒根据得失电子守恒, ,则需要转移电子则需要转移电子30 mol,30 mol,所以所以金属铝的前面系数是金属铝的前面系数是10,10,硝酸根前面系数是硝酸根前面系数是6,6,氮气前面氮气前面系数是系数是3,3,根据原子守恒配平氢原子和氧原子即可根据原子守恒配平氢原子和氧原子即可, ,即即6N +10Al+18H6N +10Al+18H2 2O=3NO=3N2 2+10Al(OH)+10Al(OH)3 3+6OH+6OH- -。

39、 3O(3)(3)因为含氮因为含氮0.3 mol0.3 mol的废水中的的废水中的N N 的物质的量为的物质的量为0.3 mol,0.3 mol N 0.3 mol,0.3 mol N 在反应中转移的电子的物质的量在反应中转移的电子的物质的量为为0.3 mol0.3 mol(5-0)=1.5 mol,(5-0)=1.5 mol,因此根据氧化还原反应的因此根据氧化还原反应的电子守恒可知电子守恒可知, ,消耗的金属铝为消耗的金属铝为 =0.5 mol=0.5 mol。(4)(4)由于治理的过程中用到金属单质由于治理的过程中用到金属单质Al,Al,操作虽然简单操作虽然简单, ,但是生产的成本较高但是

40、生产的成本较高, ,而且由于处理后水中含有较多的而且由于处理后水中含有较多的AlAl3+3+, ,可能会产生新的污染等。可能会产生新的污染等。3O3O1.5 mol30答案答案: :(1)(1)氧化剂为氧化剂为N ,N ,还原剂为还原剂为Al,Al,氧化产物为氧化产物为Al(OH)Al(OH)3 3, ,还原产物为还原产物为N N2 2。(2)6N(2)6N +10Al+18H+10Al+18H2 2O O=3N3N2 2+10Al(OH)+10Al(OH)3 3+6OH+6OH- -(3)0.5 mol(3)0.5 mol(推导过程见解析推导过程见解析) )(4)(4)优点优点: :操作简单

41、操作简单, ,缺点缺点: :生产成本高生产成本高, ,可能会产生新的可能会产生新的污染污染( (其他合理答案也可以其他合理答案也可以) )。 3O3O【迁移迁移应用应用】1.(20191.(2019商丘高一检测商丘高一检测) )将将0.195 g0.195 g锌粉加入锌粉加入20.0 mL20.0 mL的的0.100 molL0.100 molL-1-1 M M 溶液中溶液中, ,恰好反应恰好反应, ,则还原产物则还原产物可能是可能是世纪金榜导学号世纪金榜导学号( () )A.MA.MB.MB.M2+2+C.MC.M3+3+D.MOD.MO2+2+2O【解析解析】选选B B。依据氧化还原反应中电子得失守恒。依据氧化还原反应中电子得失守恒, , 0.003 mol0.003 mol锌的化合价变化等于元素锌的化合价变化等于元素M M在反应中的化合在反应中的化合价变化价变化, ,设设M M由由+5+5变为变为x,x,所以所以(5-x)(5-x)0.020.020.1=0.006,0.1=0.006,可得可得x=+2,Bx=+2,B项正确。项正确。2.2.（20192019全国卷全国卷改编）改编）1 mol K1 mol K2 2CrCr2 2O O7 7被还原为被还原为CrCr