氧化还原反应4

第二章第三节氧化还原反应（第1课时）氧化还原反应概念【学习目标】1.进一步理解氧化还原反应的概念和本质2.掌握氧化还原反应与四大反应类型的关系。【学习重难点】氧化还原反应的概念和本质【知识精析】[回顾]四种基本反应类型1.分类标准：按照反应物与生成物的种类以及多少。2.反应类型：多种反应物只有一种生成物即为化合反应，反之为分解反应；一种单质与一种化合物反应生成一种新的单质和一种新的化合物的反应即称为置换反应；溶液中进行的离子互换反应被称为复分解反应。一、认识氧化还原反应1.多角度的认识氧化还原反应（1）从得氧失氧的角度氧化反应：得到氧原子的反应（被氧化）；还原反应：失去氧原子的反应（被还原）；氧化还原反应：有氧原子得失的反应。注意：得氧、失氧同时进行。（2.）从化合价升降的角度(1)2CuO+C===2Cu+CO2↑(2)H2O+C==H2+CO(3)CuO+H2===Cu+H2O氧化反应：元素化合价升高的反应；还原反应：元素化合价降低的反应；氧化还原反应：元素化合价发生了变化的反应。（3）从电子转移的角度氧化反应：元素的原子失去电子（或电子对偏离）的反应；还原反应：元素的原子得到电子（或电子对偏向）的反应；氧化还原反应：有电子转移(得失或偏移)的一类化学反应。注意：电子转移(得失或偏移)是氧化还原反应的实质小结：1.三种角度：现象、特征、实质2.口诀：失、升、氧，得、降、还。二、氧化还原反应与化学基本反应类型的关系注：有单质参见或有单质生成的也不一定是氧化还原反应，如3O22O3；无单质参与的化合反应也可能是氧化还原反应，如H2O2＋SO2===H2SO4。【课堂热身练】1.下列反应属于氧化还原反应的是()A.CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑B.2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑C.Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2OD.NaBr+AgNO3====AgBr↓+NaNO32.下列反应中，既是化合反应，又是氧化还原反应的是()①铁和氯气反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3②氯气通入溴化钠溶液：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2③氯化钠溶液和浓硫酸混合加热：2NaCl＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑④二氧化锰跟浓盐酸在加热条件下反应：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O⑤氢气在氯气中燃烧：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClA．①② B．①③C．①④ D．①⑤3.下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是()A.Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuB.3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2C.AgNO3＋NaCl=NaNO3＋AgCl↓D.2KMmO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑4．以元素化合价升降的观点分析下列各化学反应，其中不属于氧化还原反应的是()A.Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑B.H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HClC.CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OD.CaCl2＋Na2CO3=CaCl3↓＋2NaCl5.下列四种基本类型的反应中，一定是氧化还原反应的是（）A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应【课堂热身练答案】1.C2.D3.B4.D5.C（第2课时）电子转移的表示方法、氧化还原规律【学习目标】1.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。2.了解常见的氧化剂、还原剂。3.电子转移的表示方法。4.了解氧化性和还原性大小的比较。【学习重难点】氧化性和还原性大小的比较【知识精析】三、氧化还原的几对概念1.氧化剂和还原剂氧化剂:得到电子或电子对偏向的反应物；还原剂:失去电子或电子对偏离的反应物。温馨提示：从化合价变化的角度可以这样定义：氧化剂:是指所含元素化合价降低的反应物；还原剂:是指所含元素化合价升高的反应物。如果氧化剂是化合物，那么氧化剂中所含元素的化合价不一定都降低，但至少有一种元素的化合价降低。如果还原剂是化合物，那么在氧化还原反应中还原剂所含元素的化合价不一定都升高，但至少有一种元素的化合价升高(1)常见的氧化剂：①非金属单质：X2、O2、O3等②某些高价态元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、PbO2、KClO3③某些低价态的元素的含氧化合物：HClO④某些高价阳离子：Fe3+、Ag+、Cu2+、H＋等⑤过氧化物：H2O2、Na2O2等（2）常见的还原剂：①活泼金属单质：K、Na、Mg、Al等②非金属阴离子：S2－、I－等③一些元素的低价态含氧化合物：SO2、H2SO3、CO、NO等④低价金属阳离子：Fe2+、Cu+等⑤非金属单质及其氢化物：C、H2、HI、H2S、NH3等⑥金属氢化物：NaH、CaH2等2．氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应氧化产物：还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物。还原产物：氧化剂在反应中得到电子后被还原形成的生成物。3.氧化性与还原性氧化性：物质得电子的能力（物质越容易得电子，即得电子能力越强，氧化性就越强）；还原性：物质失电子的能力（物质越容易失电子，即失电子能力越强，还原性就越强）。特别提示：氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的难易程度而与得失电子数目的多少无关。[例1]苹果汁是人们喜欢的饮料，由于此饮料中含有Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象发生，说明维生素C具有(B)A.氧化性B.还原性C.碱性D.酸性小结：口诀：失、升、氧，得、降、还，若说剂，恰相反(反应物与所发生的反应相反），产物却与反应连。注意：四、氧化还原反应中电子转移的表示1.双线桥法表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况 注意事项：①箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素。②必须注明“得到”或“失去”的字样。③还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等。2.单线桥法一般表明反应前后不同元素原子的电子转移情况。注意事项：①单线桥表示氧化剂和还原剂中变价元素原子得失电子的情况；②不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目；③箭头标明电子转移的方向；④单线桥箭头从还原剂中失电子的元素原子指向氧化剂中得电子的元素原子。五、氧化还原反应的有关规律及应用：（1）守恒律（氧化还原反应配平、计算的基础）（2）强弱律氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。其它方法：（1）单质活动顺序：金属活动性顺序，非金属活动顺序：F2>Cl2>O2>Br2>I2>S（2）在元素周期表中的位置；（3）与同一物质反应的难易程度（反应条件和反应剧烈程度）（4）原电池正、负极判断。[例2]已知：2NaA＋B2===2NaB＋A2、2NaA＋C2===2NaC＋A2、2NaB＋C2===2NaC＋B2、2NaC＋D2===2NaD＋C2，则氧化性由强到弱的顺序是(D)A.A2、B2、C2、D2B.B2、A2、C2、D2C.C2、B2、A2、D2 D.D2、C2、B2、A[例3]已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应：Ce4++Fe2+====Fe3++Ce3+Sn2++2Fe3+====2Fe2++Sn4+由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是（A）A.Sn2+、Fe2+、Ce3+B.Sn2+、Ce3+、Fe2+C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+（3）先后律（比较氧化剂、还原剂的相对强弱，判断反应的先后顺序）（4）价态律（判断含同种元素物质如何反应）①物质中元素处于最高价态，该元素只有氧化性；物质中元素处于最低价态，该元素只有还原性；物质中元素处于中间价态，该元素既有氧化性又有还原性。需要注意的是：元素的化合价处于最高价态时，具有氧化性，但不一定具有强氧化性，如Na+。同理元素的化合价处于最低价态时，具有还原性，但不一定具有强还原性，如F-。②最同种元素发生氧化还原，遵循“只靠拢，不交叉”原则，或叫“高到高，低到低”。[例4]在KClO3+6HCl===KCl+3Cl2+3H2O的反应中,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数之比为DA.6:1B.1:6[例5](2011株洲)已知CaH2中Ca为+2价，对于CaH2+2H2O====Ca(OH)2+2H2↑下列说法正确的是(D)A.H2都是还原产物B.H2都是氧化产物C.CaH2中的氢元素既被氧化又被还原D.氧化产物与还原产物的质量比为1:1【解析】选D。根据化合价变化知，反应前后只有氢元素化合价发生了变化，即CaH2中-1价的H变为H2中的0价(氢被氧化)、水中+1价的H变为H2中的0价(氢被还原)，因此H2既是氧化产物又是还原产物，且质量比为1∶1。六、氧化还原反应的典型计算（得失电子守恒,即氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数）元素化合价减小值×变价元素的原子个数×氧化剂物质的量＝元素化合价增加值×变价元素的原子个数×还原剂物质的量。[例6]24mL0.05molL-1的Na2SO3溶液恰好与20mL0.02molL-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为(B)A.＋2B.＋3C.＋4 D七、氧化还原反应方程式的配平配平步骤：（1）一标：正确标出反应前后变价元素的化合价（2）二等：求最小公倍数以使化合价升降总值相等（3）三定：确定氧化剂与还原剂，氧化产物与还原产物的系数（4）四平：根据原子守恒用观察法配平其他物质的系数（5）五查：检查是否符合原子守恒和电子守恒；若为离子反应，还要符合电荷守恒。口诀：标变价、列变化、求总数、定其他。AgNO3—Ag＋NO2↑＋O2↑，自身氧化还原反应：从后面开始配。S＋H2SO4（热、浓）—SO2↑＋H2O，归中反应：从前面开始配。Mg＋HNO3(浓)－Mg(NO3)2＋NO2↑＋H2O，部分氧化还原反应：从后面开始配。【课堂热身练】1.下列关于氧化还原反应的叙述中正确的是()A.失去电子的反应是还原反应B.失去电子的物质是还原剂C.发生氧化反应的物质是氧化剂D.作氧化剂的物质不能作还原剂2.下列各组微粒中，在一定条件下均可以作氧化剂的是()A．Fe、H2O、CO2 B．Fe3＋、MnOeq\o\al(－,4)、NOeq\o\al(－,3)C．Cl2、HClO、Mg D．ClO－、Cl－、Ag＋3．实现下列变化需要加入氧化剂的是()A．Cu→CuSO4 B．CO2→COC．KClO3→O2 D．Fe→Fe3O44.关于氧化还原反应的说法中正确的是()A.失去电子的物质是氧化剂C.原子得到电子后，元素的化合价一定升高B.氧化反应的本质是得电子D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应5.黑火药的爆炸反应为：2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。该反应中被氧化的元素是()A.CB.NC.N和SD.N和C6.实验室制氧气的反应2KClO32KCl+3O2↑中的KClO3()A.仅是氧化剂B.仅是还原剂C.既是氧化剂又是还原剂D.既不是氧化剂又不是还原剂7.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是()A.肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原B.在反应中所有元素的化合价都发生变化C.任何一个置换反应一定属于氧化还原反应D.化合反应和复分解反应不可能是氧化还原反应8.(2011无锡)下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是()A.Fe+CuSO4====FeSO4+CuB.AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.MgCl2(熔融)====Mg+Cl2↑9.(2011漳州)工业上制取ClO2的化学反应：2NaClO3+SO2+H2SO4====2ClO2+2NaHSO4，下列说法正确的是()A.SO2在反应中被还原B.NaClO3在反应中失去电子C.H2SO4在反应中作氧化剂D.1mol氧化剂在反应中得到1mol电子10.在反应2KMnO4+16HCl(浓)====2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中，(1)氧化剂是_________，氧化产物是_______(填化学式)。(2)若生成71gCl2，则被氧化的HCl是_____mol，转移的电子的物质的量是_____________。【课堂热身练答案】1.B2.B3.A4.D5.A6.C7.C8.C9.D10.氧化剂为KMnO4，氧化产物为Cl2，反应中生成71gCl2(即1mol)时，被氧化的HCl为1mol×2=2mol，转移电子为1mol×2=2mol。【课后巩固与提高】1.在3S+6KOH＝2K2S+K2SO3+3H2O反应中，作氧化剂的S原子与作还原剂的S原子的物质的量之比是（） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶3 D．3∶12.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是（）①H2SO3+I2+H2O＝2HI+H2SO4②2FeCl3+2HI＝2FeCl2+2HCl+I2③3FeCl2+4HNO3＝2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3A.H2SO3＞I-＞Fe2+＞NOB.I-＞Fe2+＞H2SO3＞NOC.Fe2+＞I-＞H2SO3＞NO D.NO＞Fe2+＞H2SO3＞I-3.已知下列物质都能氧化H2S，它们氧化H2S时自身分别发生下列变化：Fe3+→Fe2+，Cr2O72-→2Cr3+，Br2→2Br-，HNO3→NO。如要氧化等物质的量的H2S气体得到S单质，需要上述离子或物质的物质的量最小的是（）A．Fe3+ B．Br2 C．Cr2O72- D．HNO34.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．10mol B．11mol C．12mol D．13mol7.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-Fe3O4+S4O62-+2H2O，下列说法中，正确的是（）A.每生成1molFe3O4，反应转移的电子总数为3molB.Fe2+和S2O32-都是还原剂C．1molFe2+被氧化时，被Fe2+还原的O2的物质的量为1/3molD．可能有多组配平系数8.高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染的绿色处理剂。工业是先制得高铁酸钠，然后在低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和就可析出高铁酸钾（K2FeO4）。湿法制备的主要反应方程为：2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－===2FeO42－+3Cl－+5H2O干法制备的主要反应为：2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，下列有关说法不正确的是（）A.高铁酸钾中铁显+6价B.湿法中每生成1molNa2FeO4转移3mol电子C.干法中每生成1molNa2FeO4转移4mol电子D.K2FeO4处理水时，不仅能消毒杀菌，还能除去水体中的H2S、NH3等，生成的Fe(OH)3还能吸附水中的悬浮杂质9．一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为：5NH4NO3＝2HNO3＋4N2＋9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（）A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶510.已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为W2＞Z2＞X2＞Y2，判断下列氧化还原反应能发生的是A.2W－+Z2＝2Z－+W2B.2X－+Z2＝2Z－+X2C.2Y－+W2＝2W－+Y2D.2Z－+X2＝11.对于白磷引起的中毒，硫酸铜溶液是一种解毒剂，有关反应如下：1lP+15CuS04+24H20=5Cu3P+6H3P04+15H2S04，下列关于该反应说法正确的是()A.CuS04发生了氧化反应B.生成1molH3P04时，有10mol电子转移C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为6:5D.白磷只作还原剂12.Cl2通入一定量浓KOH溶液中，完全参与反应后经测定体积分数为a的氯气被氧化。若溶液中含有Cl-、ClO-、ClO3-，且c(Cl-)与c(ClO3-)之比为6∶1，则a为()A.0.25B.0.50C.0.75D13.ClO2是一种消毒杀菌效率高的水处理剂，实验室可通过以下反应制得:KClO3+H2C2O4+H2SO4→ClO2↑+K2SO4+CO2↑+H2O(未配平)，下列有关叙述中,正确的是(A.ClO2是氧化产物B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1:2C.H2C2O4的还原性比ClO2强D.1molKClO3参加反应有1mol14.在100mL含等物质的量的HBr和H2SO4的溶液里通入0.02molCl2，有一半Br-变为Br2(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于()A.0.015mol·L－1 B.0.016mol·L－1 C.0.15mol·L－1 D15.已知2Fe2++Br22Fe3++2Br－；在标准状况下，向100mL0.2mol·L－的FeBr2溶液中通入一定体积的Cl2，充分反应后，溶液中有50%的Br－被氧化，则通入的Cl2是（） A.0.224L B.0.336L C.0.448L D.0.03mol16.U常见化合价有+4和+6，硝酸铀酰[UO2(NO3)2]加热可发生如下分解，UO2(NO3)2——UXOY+NO2↑+O2↑，在600K时，将气体产物收集于试管中并倒扣于水中气体全部被吸收，水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是()A．UO2B．UO3C．2UO2·UO3D．UO2·2UO△△17.有以下反应方程式：△△△A．CuO+H2Cu+H2OB.2KClO32KCl+3O2↑△△C．Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2OD.2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2△E．MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2OF．2NaBr+Cl22NaCl+Br2G．KClO3+6HClKCl+3Cl2↑+3H2OH．HgS+O2Hg+SO2按要求将上述化学方程式序号填入相应括号内：（1）一种单质使