2020高中化学 2. 第2课时 氧化剂和还原剂教案 鲁科版第一册

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE23-学必求其心得，业必贵于专精第2课时氧化剂和还原剂课程标准核心素养1。知道常见的氧化剂和还原剂。了解氧化还原反应的基本规律。2．依据氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。宏观辨识与微观探析:依据元素的化合价推断物质的氧化性或还原性。氧化剂和还原剂1．氧化剂和还原剂及相关概念氧化剂还原剂概念在氧化还原反应中，所含某种（或某些）元素化合价eq\o(□，\s\up1（1）)______的反应物在氧化还原反应中，所含某种（或某些)元素化合价eq\o（□,\s\up1(2))______的反应物具有的性质eq\o(□,\s\up1(3）)______性eq\o(□,\s\up1(4))______性发生的反应eq\o（□,\s\up1（5))______反应eq\o（□，\s\up1（6)）______反应对应的产物eq\o（□,\s\up1(7）)______产物eq\o(□,\s\up1(8))______产物举例高锰酸钾、氧气、氯气等活泼的金属单质、SO2等(1）同一反应中的氧化剂和还原剂可以是不同的物质，也可以是同一物质,如电解水生成H2和O2，H2O既是氧化剂又是还原剂。（2)在同一反应中,一种物质中的一种元素能发生既被氧化又被还原的反应(歧化反应），如Cl2＋H2O=HCl＋HClO,Cl元素既被氧化又被还原。2．常见的氧化剂和还原剂(1）常见的氧化剂活泼非金属单质如氧气、氯气等含较高价态元素的含氧酸如硝酸、浓硫酸等含较高价态元素的盐如高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁等含较高价态元素的氧化物如二氧化锰等过氧化物如过氧化钠、双氧水等(2）常见的还原剂活泼金属单质如Al、Fe、Zn等某些非金属单质如H2、C等含较低价态元素的氧化物如CO、SO2等含较低价态元素的盐如KI、Na2SO3、FeSO4等含较低价态元素的酸如H2S、H2SO3等物质做氧化剂或做还原剂要根据具体反应而定，同一物质在一个反应中做氧化剂，而在另一反应中则可能做还原剂，如N2与H2反应（N2＋3H2eq\o(，\s\up7(高温、高压)，\s\do5（催化剂））2NH3)时N2做氧化剂，而与O2反应(N2＋O2eq\o(=，\s\up7(放电）)2NO）时做还原剂.自我校对:eq\o(□,\s\up1（1）)降低eq\o(□,\s\up1（2)）升高eq\o(□,\s\up1（3）)氧化eq\o（□，\s\up1（4））还原eq\o（□，\s\up1(5))还原eq\o（□,\s\up1(6））氧化eq\o(□,\s\up1（7)）还原eq\o(□，\s\up1（8））氧化1．氧化还原反应中各概念之间的关系2．巧记氧化还原反应相关概念的关系“升、失、氧，降、得、还；若问剂，正相反”.所含元素化合价升高,失电子，发生氧化反应，做还原剂；所含元素化合价降低，得电子,发生还原反应，做氧化剂.1．判断正误(1)金属单质只能做还原剂，非金属单质只能做氧化剂。（)（2)反应中，某元素化合价升高,表现还原性。（)(3)难失电子的物质一定易得电子。(）答案:(1)×(2)√(3）×2．工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙，反应方程式为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温）)2Fe＋Al2O3,其中Fe2O3是（)A．氧化剂B．还原剂C．既是氧化剂又是还原剂D．既不是氧化剂又不是还原剂解析：选A。在题述反应中，Al的化合价从0价变成＋3价,发生的是氧化反应,做还原剂;Fe2O3中的铁元素从＋3价变成0价，做氧化剂。3．在S＋2KNO3＋3Ceq\o(=，\s\up7（△)）K2S＋N2↑＋3CO2↑的反应中,______元素被氧化,______元素被还原；________元素的原子得到电子，________元素的原子失去电子;______________是氧化剂，__________是还原剂；__________是氧化产物,__________是还原产物.解析：eq\a\vs4\al()，碳元素(eq\o（C，\s\up6(0))→eq\o(C，\s\up6(＋4)))化合价升高，失电子,被氧化，C是还原剂，CO2是氧化产物.硫元素(eq\o（S，\s\up6（0））→eq\o(S,\s\up6（－2))）、氮元素（eq\o(N,\s\up6(＋5)）→eq\o(N,\s\up6(0））)化合价均降低，得电子，被还原,S、KNO3是氧化剂,K2S、N2是还原产物。答案：CS、NS、NCS、KNO3CCO2K2S、N2氧化性和还原性1．概念(1）氧化性：氧化剂所表现出的eq\o（□,\s\up1（1)）______的趋势。(2)还原性：还原剂所表现出的eq\o(□,\s\up1（2））______的趋势.2．元素价态与氧化性、还原性之间的关系根据所学知识填写下表：具有中间价态的物质Fe2＋SO2、SOeq\o\al（2－，3）、H2SO3H2O2氧化产物eq\o(□,\s\up1（7）)______SO3、SOeq\o\al(2－,4)、H2SO4eq\o（□,\s\up1(8））______还原产物eq\o（□,\s\up1（9）)______eq\o(□,\s\up1(10)）______eq\o(□，\s\up1(11))______表现的主要性质eq\o（□,\s\up1(12))____性eq\o(□，\s\up1（13））____性eq\o（□，\s\up1（14））____性一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4eq\o（=,\s\up7（△)）K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性.自我校对：eq\o（□,\s\up1（1))降低价态eq\o（□,\s\up1(2）)升高价态eq\o(□，\s\up1(3))还原eq\o（□，\s\up1（4)）氧化eq\o(□，\s\up1(5))还原eq\o(□，\s\up1(6））氧化eq\o(□，\s\up1(7））Fe3＋eq\o（□，\s\up1（8))O2eq\o（□,\s\up1(9））Feeq\o（□，\s\up1（10))Seq\o(□,\s\up1（11))H2Oeq\o(□，\s\up1（12)）还原eq\o(□,\s\up1(13）)还原eq\o（□，\s\up1(14）)氧化1．下列粒子中，只有氧化性的是()①S2－②Fe2＋③Al3＋④S⑤H＋⑥Na＋⑦MgA．①⑦ B．②④C．③⑤⑥ D．②④⑤⑥解析：选C。元素在最高价态时只有氧化性。①S2－处于最低价态，②Fe2＋处于中间价态，③Al3＋处于最高价态，④S处于中间价态,⑤H＋处于最高价态，⑥Na＋处于最高价态，⑦Mg处于最低价态。2．高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是（)A．有强氧化性，可杀菌消毒，还原产物能吸附水中杂质B．有强还原性，可杀菌消毒，氧化产物能吸附水中杂质C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能杀菌消毒D．有强还原性，能吸附水中杂质,氧化产物能杀菌消毒解析:选A。高铁酸钾具有强氧化性，可杀菌消毒.同时生成的还原产物铁离子在溶液中能生成氢氧化铁胶体,吸附水中的悬浮杂质.3．（2019·新疆实验中学高一期末)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯气体.（1）请完成该过程的化学方程式并配平。________KClO3＋________HCl(浓）=________KCl＋________ClO2↑＋________Cl2↑＋________H2O.(2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是__________(填写编号）。①氧化性②还原性③酸性④碱性(3)若反应生成0.1molCl2，则转移电子的物质的量为________mol.解析：(1)KClO3中氯元素化合价由＋5价降低为ClO2中＋4价，化合价降低1价；HCl中氯元素化合价由－1价升高为Cl2中0价，化合价共升高2价，化合价升降最小公倍数为2，故ClO2系数为2，Cl2系数为1，所以KClO3系数为2，KCl系数为2，HCl系数为4，H2O的系数是2,配平后的化学方程式为2KClO3＋4HCl（浓）=2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O，故物质配平后的系数由前到后依次为2、4、2、2、1、2.（2）反应2KClO3＋4HCl（浓)=2KCl＋2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O中,HCl中氯元素化合价由－1价升高为Cl2中0价，HCl中氯元素被氧化，做还原剂，还有一部分Cl元素化合价没有发生变化，形成KCl，表现酸性，故HCl在反应中显示出来的性质是还原性、酸性,故正确选项是②③。（3)反应中只有Cl2是氧化产物,HCl中氯元素化合价由－1价升高为Cl2中0价，所以生成0.1molCl2，转移电子的物质的量为0.1mol×2＝0.2mol.答案：（1）242212(2)②③（3)0.2课堂小结合格考训练[学生用书P85（单独成册）]1．（2019·云南民族大学附属中学高一期中）人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋转变成Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素C具有(）A．还原性 B．氧化性C．酸性 D．碱性解析：选A。亚硝酸盐会使Fe2＋转变为Fe3＋，Fe2＋被氧化成Fe3＋，说明亚硝酸盐具有氧化性，维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，说明维生素C具有还原性。2．（2019·台州高一期中）下列变化中，必须加入氧化剂才能发生的是(）A．Cl2→HClO B．KClO3→KClC．HCOeq\o\al(－，3）→COeq\o\al（2－,3) D．Fe2＋→Fe3＋解析：选D.氧化剂具有氧化性,在反应中得到电子。加入氧化剂后，选项中涉及的物质应被氧化，所含元素的化合价应升高。Cl2→HClO的过程中，Cl元素化合价升高,被氧化,但氯气可与水通过自身发生氧化还原反应实现;KClO3→KCl的过程中,Cl元素化合价降低，被还原，可以通过加入还原剂或自身发生分解反应实现；HCOeq\o\al（－，3）→COeq\o\al（2－,3)的过程中，没有元素化合价变化;Fe2＋→Fe3＋的过程中，铁元素化合价升高,被氧化。3．以下各组物质所具有的性质依次为只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的是(）A．Na、H＋、H2O B．Cl2、KClO3、FeC．Na＋、K、Fe2＋ D．KMnO4、CO、H2O解析：选C。元素处于最高价态，只有氧化性，处于最低价态，只有还原性，处于中间价态，既有氧化性又有还原性.4．(2019·张家口高一期末）中国最新战机歼－31使用了高强度、耐高温的钛合金材料。工业上冶炼钛的反应：TiCl4＋2Mg=Ti＋2MgCl2,下列有关该反应的说法正确的是（)A．TiCl4是还原剂B．Mg得到电子C．TiCl4发生氧化反应D．Mg被氧化解析:选D。TiCl4＋2Mg=Ti＋2MgCl2，Ti元素化合价由＋4价降低为0价，得电子发生还原反应,TiCl4是氧化剂；Mg元素化合价由0价升高为＋2价，失电子发生氧化反应，Mg是还原剂。5．（1)我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，其中铁被__________(填“氧化”或“还原”)，CuSO4做________(填“氧化”或“还原”）剂。在该反应中,若生成1molCu，则消耗Fe的物质的量是_________。（2)某学习小组设计下图所示装置观察氧化还原反应中电子的转移。实验Ⅰ实验Ⅱ装置现象电流计指针向右偏转；铁片溶解；铜片上有红色物质（铜)析出，铜片质量增加电流计指针向右偏转；……①实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________.②根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中：锌片上发生__________（填“氧化”或“还原”)反应；铜片上的实验现象是__________。解析：（1）湿法炼铜的原理是Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，其中铁失去电子被氧化，Cu2＋得到电子被还原，CuSO4做氧化剂。由反应可知，若生成了1molCu，消耗Fe的物质的量是1mol.（2）①铁的活泼性强于铜,实验Ⅰ中，Fe与CuSO4溶液发生反应,Fe失去电子，Cu2＋得到电子，则Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋;②锌的活泼性强于铜，根据实验Ⅰ的原理，推测实验Ⅱ中Zn失去电子，H＋得到电子,则锌片上发生氧化反应；铜片上H＋得到电子生成氢气,即实验现象是产生无色气泡。答案：(1）氧化氧化1mol(2）①Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋②氧化产生无色气泡等级性测试［学生用书P85(单独成册）］1．(2019·三明第一中学高一开学考试）国产航母001A等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料，制备Cu2O的一种方法为Zn＋2CuSO4＋2NaOH=Cu2O＋ZnSO4＋Na2SO4＋H2O。下列有关该反应的说法中正确的是(）A．Zn得到电子 B．CuSO4被氧化C．CuSO4是氧化剂 D．NaOH是还原剂解析：选C。由反应Zn＋2CuSO4＋2NaOH=Cu2O＋ZnSO4＋Na2SO4＋H2O可知，锌由0价变成＋2价，失电子,发生氧化反应，是还原剂；铜元素由＋2价降低到＋1价，铜离子得电子生成氧化亚铜,发生还原反应,CuSO4是氧化剂；NaOH中各元素化合价不变，既不是氧化剂也不是还原剂。2．(2019·台州联谊五校高二期中）下列有水参加的反应中，属于氧化还原反应，但水既不是氧化剂也不是还原剂的是（）A．CaH2＋2H2O=Ca（OH）2＋2H2↑B．BrCl＋H2O=HCl＋HBrOC．Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH）2↓＋2NH3↑D．2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑解析：选D.A．CaH2中H元素由－1价升高为0价,H2O中H元素由＋1价降低为0价,水做氧化剂;B．BrCl＋H2O=HCl＋HBrO中没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应；C．反应前后各元素的化合价不变,不属于氧化还原反应；D．Na2O2中氧元素化合价部分升高，部分降低，属于氧化还原反应,水中H、O元素的化合价不变，水既不是氧化剂又不是还原剂。3．［2019·内蒙古集宁一中(西校区）高一期中］氯气是一种重要的工业原料,工业上利用反应：3Cl2＋2NH3=N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(）A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟B．该反应体现了氯气具有氧化性C．该反应属于复分解反应D．生成1mol氮气，有6mol电子转移解析：选C.反应生成HCl,NH3可与HCl反应生成氯化铵,有白烟生成；Cl元素化合价降低，被还原，Cl2为氧化剂，具有氧化性；反应中Cl和N元素化合价发生变化，属于氧化还原反应；N元素化合价由－3价升高到0价，则生成1molN2时有6mol电子转移。4．实验室中可利用如下反应制取氯气：2KMnO4＋16HCl（浓）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为(）A．1∶8 B．1∶5C．2∶5 D．5∶1解析:选B。反应2KMnO4＋16HCl(浓）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中,Mn元素的化合价由＋7价降低到＋2价,Cl元素的化合价由－1价升高到0价，2mol高锰酸钾在反应中得电子做氧化剂，10molHCl失电子做还原剂（另外的6molHCl表现酸性），所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是2∶10＝1∶5,故选B。5．(2019·长春汽车经济开发区第三中学高一月考)赤铜矿的主要成分是氧化亚铜（Cu2O)，辉铜矿的主要成分是硫化亚铜（Cu2S)，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有如下反应：Cu2S＋2Cu2Oeq\o(=,\s\up7（△））6Cu＋SO2↑。下列关于该反应的说法中正确的是(）A．Cu2O在反应中只做氧化剂B．Cu2S在反应中只做还原剂C．Cu既是氧化产物又是还原产物D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为6∶1解析：选A。在Cu2S＋2Cu2Oeq\o（=，\s\up7（△））6Cu＋SO2↑反应中,Cu2O中的＋1价Cu元素得电子生成0价的Cu单质，所以Cu2O是氧化剂;Cu2S中硫元素化合价升高，铜元素化合价降低，所以Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂；反应中,＋1价Cu元素得电子生成0价的Cu，Cu2S中硫元素化合价由－2价升高到SO2中的＋4价,所以Cu是还原产物,SO2是氧化产物；氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶6.6．在某体系内有反应物和生成物5种物质：H2S、S、FeCl3、FeCl2、HCl。已知H2S为反应物，则另一反应物是（)A．FeCl3 B．FeCl2C．S D．HCl解析：选A。H2S为反应物时发生如下变化:H2eq\o（S，\s\up6（－2）)→eq\o(S，\s\up6(0）)，S元素化合价升高,则另一反应物所含某种元素化合价降低,则Feq\o(e，\s\up6（＋3）)Cl3→Feq\o（e，\s\up6（＋2））Cl2,另一反应物是FeCl3。7．(2019·山西大学附中高一模块诊断）明兰做实验时不小心沾了一些KMnO4，皮肤上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原，其离子方程式为MnOeq\o\al(－,4)＋H2C2O4＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋____(未配平）。关于此反应的叙述正确的是()A．该反应的氧化产物是Mn2＋B．1molMnOeq\o\al(－,4）在反应中失去5mol电子C．该反应右横线上的产物是OH－D．配平该反应后，H＋的化学计量数是6解析：选D。该反应中，锰元素化合价由＋7价变为＋2价，1molMnOeq\o\al（－，4）在反应中得到5mol电子；MnOeq\o\al(－，4)是氧化剂，Mn2＋是还原产物;碳元素的化合价由＋3价变为＋4价，H2C2O4是还原剂，CO2是氧化产物，反应物中有H＋，不能生成OH－；根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O,H＋的化学计量数是6.8．下列药品在空气中易变质（括号中是变质产物），不是因氧化还原反应而变质的是（)A．Na2SO3(Na2SO4）B．FeCl2(FeCl3）C．NaOH（Na2CO3)D．Fe（OH)2[Fe（OH)3]解析：选C。A．物质变质后S元素化合价升高,发生氧化还原反应；B．物质变质后Fe元素化合价升高，发生氧化还原反应；C．物质变质前后无元素化合价变化,不是因氧化还原反应而变质；D．物质变质后Fe元素化合价升高，发生氧化还原反应。9．（2019·台州书生中学高一第一次月考）已知氢化锂（LiH）跟水反应可放出H2。下列叙述中正确的是()A．LiH既是氧化剂，又是还原剂B．LiH中氢离子可以被还原成氢气C．H2只是氧化产物D．LiH在化学反应中是一种强还原剂解析:选D.LiH与水反应生成H2，反应的化学方程式为LiH＋H2O=H2↑＋LiOH，反应中LiH中H元素化合价升高，LiH是还原剂,被氧化；H2O中H元素化合价降低，H2O是氧化剂,被还原；H2是既氧化产物又是还原产物;LiH中氢元素为－1价，在化学反应中是一种强还原剂。10．在汽车尾气处理装置中加入某种催化剂，发生如下反应:4CO＋2NO2=4CO2＋N2。下列对该反应的说法中错误的是（）A．该反应中氧化剂是CO、还原剂是NO2B．该反应是氧化还原反应C．该反应生成28gN2时，转移8mole－D．该反应能减少汽车尾气对环境的污染解析：选A。化合价升高的物质是还原剂,化合价降低的物质是氧化剂,CO化合价升高，是还原剂，NO2化合价降低，是氧化剂,A项错误；该反应存在化合价的变化，属于氧化还原反应,B项正确；生成28g氮气（即1mol)，转移电子2×4mol＝8mol，C项正确；CO2、N2都是空气的组成成分，对环境无污染,D项正确。11．（2019·莆田第二十五中学高一期末）Cl2可与强碱溶液反应，请回答下列问题：________Cl2＋________KOH=________KCl＋________KClO3＋________H2O（1）请配平上述化学方程式。(2)Cl2在该反应中表现出来的性质是________(填编号）。①只有还原性②只有氧化性③既有氧化性又有还原性(3)若该反应过程有0.5mol电子转移，则参加反应的Cl2为________mol，其体积在标准状况下为________L。（4)氧化产物是____________，还原产物是__________。解析：（1）Cl2→KCl,化合价降低1价，Cl2→KClO3，化合价升高5价，最小公倍数为5,即KClO3的化学计量数为1，KCl的化学计量数为5，配平其他,反应方程式为3Cl2＋6KOH=5KCl＋KClO3＋3H2O；(2）Cl2既是氧化剂又是还原剂，既表现氧化性又表现还原性；（3)根据化学方程式可知，3molCl2参与反应