必修1专题2-氧化还原反应

教育学科教师辅导讲义课题氧化复原反响教学目的1、了解氧化复原反响的本质是电子的转移。2、了解常见的氧化复原反响，能判断反响中的氧化剂、复原性、氧化产物、复原产物。3、能判断氧化复原反响中电子转移的方向和数目。4、掌握物质氧化性、复原性强弱的比拟方法。5、能运用质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒，进行氧化复原反响的有关计算。6、根据实验事实了解氧化复原反响的本质是电子转移，进一步理解科学探究的意义。7、通过对氧化复原反响的学习与研究，感知事物的现象与本质的关系，对立统一的观点。教学内容章节内容地位教材把《氧化复原反响》安排在高中化学必修教材第一册专题2《从海水中获得的化学物质》中的第一单元第二节，有其重要的现实意义和实际意义。因为在中学阶段的根本概念、根底理论知识中，《氧化复原反响》占有极其重要的地位，贯穿于中学化学教材的始终，是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识，凡涉及元素价态变化的反响都是氧复原反响。只有让学生掌握氧化复原反响的根本概念，才能使他们理解这些反响的实质。学生对本节教材掌握的好坏直接影响着其以后对化学的学习。学情分析初中化学教材对氧化复原反响的知识介绍较简单，即“物质跟氧发生的反响属于氧化反响，生成物是氧化产物。氧气是一种常见的氧化剂。”和“含氧化合物里的氧被夺去的发应叫做复原反响。”因此，在教师的引导下学生可以通过从得氧、失氧的角度去分析氧化复原反响，然后从化合价的角度去分析氧化复原反响，最后从本质上理解氧化复原反响。考情分析氧化复原反响以考查氧化复原反响的概念、规律及综合应用为主。题型有选择和填空两种形式，以填空为主。主要考查学生分析问题、解决问题的能力，能力要求是综合运用能力，试题的难度偏大。试题考查形式主要有两种，一种是通过氧化复原反响规律确定产物，另一种是通过氧化复原反响确定某物质含量。课前检测1.指出以下氧化复原反响中的氧化剂、复原剂，氧化产物、复原产物。2FeC13+Fe=3FeC12Fe+2HC1=FeC12+H2↑4P+5O2=2P2O52.以下反响： 2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2① 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3② I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI③ 判断以下物质的复原能力由强到弱的顺序是()－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl－>Fe2＋>SO2>I－ C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．SO2>I－>Fe2＋>Cl－3.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被复原为NaCl，假设反响中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，那么x的值为() A.2B．3C．4D．54.随着自然灾害的频繁发生，又创造了很多消毒剂，世界卫生组织(WHO)将二氧化氯(ClO2)列为A级高效、平安灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛的应用。以下说法正确的选项是()A.ClO2是强氧化剂 B．ClO2是强复原剂C．其复原产物为Cl2 D．ClO2中氯元素为－1价课前检测参考答案：1.2FeC13+Fe=3FeC12氧化剂FeC13；复原剂Fe；氧化产物复原产物FeC12Fe+2HC1=FeC12+H2↑氧化剂HC1；复原剂Fe；氧化产物FeC12；复原产物H24P+5O2=2P2O5氧化剂O2；复原剂P；氧化产物复原产物P2O52.D【解析】根据反响方程式可以判断复原能力强弱：①中I－>Fe2＋，②中Fe2＋>Cl－，③中SO2>I－，综合分析知：SO2>I－>Fe2＋>Cl－。3.D【解析】此题考查在氧化复原反响中用得失电子守恒进行相关的计算4.【解析】ClO2中各元素的化合价代数和为0，可判断氯的化合价为＋4价；这种价态的氯有极强的氧化性；由于它是一种平安的消毒剂，而Cl2有毒，故其复原产物不会是Cl2。答案：A二、知识梳理〔一〕、氧化复原反响1．氧化复原反响的本质和判断依据(1)氧化复原反响的本质：电子转移(包括电子得失或电子对偏移)。(2)判断依据：元素化合价升高和降低。典型例题1.以下类型的反响，一定发生电子转移的是() A.化合反响B．分解反响C．置换反响D．复分解反响【解析】A项，化合反响不一定是氧化复原反响，如NH3＋HCl===NH4Cl，该反响中无电子转移。B项，分解反响不一定是氧化复原反响，如CaCO3CaO＋CO2↑，该反响中无电子转移。C项，置换反响一定是氧化复原反响，一定发生电子转移。D项，复分解反响都不是氧化复原反响，无电子转移。答案：C2．以下反响中，属于氧化复原反响的是()①Na2O2＋2HCl=2NaCl＋H2O2②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑③Cl2＋H2O=HCl＋HClO④ICl＋H2O=HCl＋HIOA.①④B．①③C．②③D．只有②【解析】①、④反响中的元素的化合价无变化，②、③反响中的Na2O2、Cl2在反响中都是既作氧化剂又作复原剂。答案：C2．氧化复原反响的有关概念(1)氧化反响：失去电子(化合价升高)的反响。(2)复原反响：得到电子(化合价降低)的反响。(3)氧化剂(被复原)：得到电子的反响物(所含元素化合价降低的反响物)。(4)复原性(被氧化)：失去电子的反响物(所含元素化合价升高的反响物)。(5)氧化产物：复原剂失电子被氧化后的对应产物(包含化合价升高的元素的产物)。(6)复原产物：氧化剂得电子被复原后的对应产物(包含化合价降低的元素的产物)。典型例题3.以下做法中用到物质氧化性的是()A.明矾净化水B．纯碱除去油污C．臭氧消毒餐具D．食醋清洗水垢【解析】此题考查对物质氧化性和有关电解质溶液知识的辨析。明矾净水原理是Al3＋水解生成Al(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质形成沉淀；纯碱去油污原理是COeq\o\al(2－,3)水解使得溶液呈碱性；COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－；臭氧消毒利用了O3的强氧化性；食醋清洗水垢原理是利用醋酸的酸性。答案：C4．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，TiO2制取Ti的主要反响有：①TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up11(高温))TiCl4＋2CO②TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up11(高温))2MgCl2＋Ti以下表达正确的选项是()A.反响①是置换反响 B．反响②是复分解反响C．反响①中TiO2是氧化剂 D．反响②中金属镁是复原剂【解析】在反响①中Ti的化合价不变，氧化剂为Cl2。答案：D5．研究发现CuSO4和FeS2在一定条件下可发生如下反响：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4以下说法正确的选项是()A.FeS2中的硫元素全部被氧化 B．5molFeS2发生反响，有10mol电子转移C．产物中SOeq\o\al(2－,4)有一局部是氧化产物 D．FeS2只用作复原剂【解析】FeS2中的S一局部转化为Cu2S，一局部转化为SOeq\o\al(2－,4)；5molFeS2发生反响时，有3mol的－1价S转化为SOeq\o\al(2－,4)，故转移的电子物质的量为21mol。答案：C3.氧化复原反响中电子的转移表示方法---双线桥法考前须知：箭头必须由反响物指向生成物，且两端对准同种元素。箭头方向不代表电子转移的方向，仅表示电子转移前后的变化。在“桥”上标明电子的“得”与“失”，且得失电子总数应相等。4．氧化复原反响与四大根本反响类型间的关系(1)置换反响都是是氧化复原反响。(2)复分解反响都不是是氧化复原反响。(3)有单质生成的分解反响是氧化复原反响，无单质生成的通常为非氧化复原反响。(4)有单质参加的化合反响是氧化复原反响，无单质参加的通常为非氧化复原反响。典型例题6．物质氧化性、复原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反响温度等有关，以下各组物质：①Cu与HNO3溶液②Cu与FeCl3溶液③Zn与H2SO4溶液④Fe与HCl溶液由于浓度不同而能发生不同氧化复原反响的是()A.①③B．③④C．①②D．①③④解析：Cu与HNO3反响时，Cu与浓HNO3反响产生NO2，而与稀HNO3反响产生NO，产物不同；Zn与稀H2SO4溶液反响产生H2，而与浓H2SO4反响产生SO2。Cu与FeCl3溶液反响生成FeCl2和CuCl2；Fe与HCl溶液反响生成FeCl2和H2，均与浓度和反响温度无关。答案：A〔二〕、常见的氧化剂和复原剂1．常见的氧化剂(1)非金属单质：如Cl2、O2、Br2等。(2)含有高价态元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7、HClO、NaClO等。(3)某些金属性较弱的金属的高价态离子：Fe3＋、Ag＋、Pb4＋、Cu2＋等。(4)过氧化物：Na2O2、H2O2等。2．常见的复原剂(1)活泼金属：K、Na、Mg、Al等。(2)非金属离子及低价态化合物：S2－、H2S、I－、SO2、H2SO3、Na2SO3等。(3)低价阳离子：Fe2＋、Cu＋等。(4)非金属单质及其氢化物：H2、C、CO、NH3等。〔1〕．强氧化剂与强复原性相遇时，一般都会发生氧化复原反响。如：H2SO4(浓)与金属、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、P等。 Cl2与金属、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、H2、SO2、SO32-、H2SO3等。 HNO3与金属、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、P、SO2、SO32-、H2SO3等。(2)．元素处于最高价时只有氧化性，在反响中只作氧化剂；元素处于最低价时只有复原性，在反响中只作复原性； 元素处于中间价态时，在反响中化合价既可升高又可降低，既有氧化性又有复原性，既可作氧化剂又可作复原性。典型例题7.在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反响：3NaClO=2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反响，其最终产物是()A.NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4解析：Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2可发生类似题给的反响，即氯元素，局部化合价升高，局部化合价降低，比照各选项中各物质的化合价可确定答案。答案：B〔三〕反响遵循的定律质量守恒定律、电荷守恒定律典型例题8.〔NH4)2SO4在高温下分解，产物是SO2、H2O、N2和NH3。在该反响的化学方程式中，化学计量数由小到大的产物分子依次是()A.SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2【解析】由得失电子数相等得：n(SO2)×(6－4)＝n(N2)×[0－(－3)]×2。那么3mol(NH4)2SO4发生分解，得到的产物中n(SO2)＝3mol，n(N2)＝1mol。由N、H元素守恒得：n(NH3)＝4mol，n(H2O)＝6mol。所以n(N2)<n(SO2)<n(NH3)<n(H2O)，正确答案为C。答案：C9．向100mLFeBr2溶液中通入Cl23.36L(标准状况)并全部被复原，测得溶液中c(Br－)＝ c(Cl－)，那么原FeBr2溶液的物质的量浓度是()A.0.75mol/LB．1.5mol/LC．2mol/lD．3mol/L解析：Fe2＋和Br－都是Cl2的复原剂，复原性Fe2＋>Br－。Cl2通入FeBr2溶液后，化学反响为：先：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋，Fe2＋全部被氧化，后：Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，Br－局部被氧化。共通入0.15molCl2，得电子0.3mol，生成0.3molCl－。设n(FeBr2)＝a。Fe2＋和Br－共失电子0.3mol，即3a－0.3mol＝0.3mol，a3Cl2＋4Fe2＋＋2Br－=6Cl－＋4Fe3＋＋Br2。答案：C10.(1)Na3AsO4与HI可发生反响，化学方程式是Na3AsO4＋2HI===Na3AsO3＋H2O＋I2试标出电子转移的方向和数目：_____________________________________________。〔2〕当pH为5~9时，该反响体系中的氧化反响为由HI→I2；当pH<4时，反响向反方向进行，此时体系中的氧化反响为由________→________。如果两种情况下反响中转移电子数相等，那么两个反响中氧化剂的物质的量之比是。(3)物质的氧化性和复原性不仅与溶液的酸碱性有关，还与物质的浓度和反响温度等因素有关，以下各组物质由于浓度不同而发生不同氧化复原反响的是()A.Cu与HNO3溶液B．Cu与FeCl3溶液C．Fe与HCl溶液D．Fe与H2SO4溶液【解析】这是一道从不同角度、不同方面考查氧化复原反响原理与实质的试题。(1)根据反响前后元素的化合价变化不难得出该反响，对应的方程式为：Na3AsO4＋2HI===Na3AsO3＋H2O＋I2，转移的电子数为2e－。〔2〕题中给出了为59时氧化反响是而pH<4时反响向反方向进行，那么此时氧化反应为Na3AsO3→I2，而pH<4时反响向反方向进行，那么此时氧化反响为Na3AsO3→Na3AsO4，如果两种情况下反响中转移的电子数目相等，那么两个反响中氧化剂(分别为Na3AsO4和I2)的物质的量之比为1∶1。(3)铜与浓、稀硝酸反响的产物不同，铁与浓、稀硫酸反响的产物也不相同，故应选①④。三、课堂练习1．以下有关氧化复原反响的表达中正确的选项是() A.在反响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复原 C．非金属单质在反响中只能得电子 D．金属单质在反响中失电子被复原2.在NH4NO3N2O+H2O中发生氧化反响的氮原子和发生复原反响的氮原子的质量比是〔〕A.1∶1B.3∶5C.5∶33.以下变化，需要参加复原剂才能实现的是〔〕A.Fe2+Fe3+B.SO32—SO2C.SH2SD.Cl24．以下反响中，盐酸做氧化剂的是〔〕A．MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2OB．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OC．2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑D．2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O5.g铜与足量稀硝酸完全反响时，HNO3得到电子数为〔A.molB.0.4molC.0.6molD6.：①I2＋SO2＋2H2O＝2HI＋H2SO4；②2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3；③2FeCl3＋2HI＝2FeCl2＋2HCl＋I2根据上面反响判断，以下说法正确的选项是〔〕A.氧化性强弱顺序是：Fe3+>SO2>I2>SO42—B.复原性强弱顺序是：SO2>I—>Fe2+>Cl—C.反响Cl2＋SO2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4不能发生D.Fe3+与I—在溶液可以大量共存7．以下物质与浓盐酸混合后微热，不能发生氧化复原反响的是()A．MnO2B．Fe(NO3)2C．AgD．Na2S2O38．在反响MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O中，当有被氧化时，生成Cl2的质量为()A． B． C． D．9.阅读以下材料：过氧化氢(H2O2)又称双氧水，它是一种二元弱酸，比碳酸的酸性还弱。过氧化氢的沸点比水高，且受热易分解。作为一种经典化工产品，工业上早在100多年前便开始生产过氧化氢。随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，双氧水近年来更受人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。为了贮存、运输、使用的方便，工业上采用“醇析法”将其转化成固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO3·3H2O2)，该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。根据上述材料，答复以下问题：(1)H2O2的结构特点决定了H2O2具有多重性质。①双氧水有多种性质：Na2O2＋2HCl=H2O2＋2NaCl，这个反响表达了双氧水的性，H2O2的电离方程式为。②向含有酚酞的NaOH溶液中滴加H2O2，溶液红色退去，表达了H2O2的性。③将H2O2参加酸化的KMnO4溶液中，溶液的紫红色消失，这表达了H2O2的性。(2)H2O2被称为绿色氧化剂的理由是。(3)以下物质不会使过碳酸钠失效的是()2B．H2SC．CH3COOHD．NaHCO3(4)H2O2不稳定，易分解，在催化剂作用下分解更快。①实验室用H2O2制O2的化学方程式为：。②以下反响在一定条件下可以发生：a．H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；b．H2O2＋2Fe3＋=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋；在以上反响中Fe2＋实际上起着作用，总反响式为。③I2也与Fe2＋一样，可发生上述类似反响，类比②在下面填入配平的适宜的化学反响方程式：a．H2O2＋I2=2HIO，b.。④从海带中提取碘的实验中，选用H2O2氧化海带中I－的原因。(5)“绿色试剂”双氧水可作为采矿业废液的消毒剂，可消除采矿业废液中的氰化物(如：KCN)，化学方程式为KCN＋H2O2＋H2O=A＋NH3↑。生成物A的化学式为，反响中被氧化的元素为。10．KClO3和浓盐酸在一定温度下反响会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表示为：___KClO3＋___HCl(浓)___KCl＋___ClO2＋___Cl2＋________〔1〕请完成该化学反响方程式并配平。〔2〕浓盐酸在反响中显示出来的性质是_____①只有复原性②复原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性〔3〕产生0.1molCl2，那么转移的电子的物质的量为__________〔4〕ClO2具有很强的氧化性。因此，常被用作消毒剂，其消毒的效率〔以单位质量得到的电子数表示〕是Cl2的_____倍。课堂练习参考答案：1．A3.C4．C5.C7．C8．D9.(1)①弱酸H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)②氧化(漂白)③复原(2)H2O2作氧化剂时复原产物是H2O，不产生环境污染物(3)D(4)①2H2O2eq\o(=,\s\up11(MnO2))2H2O＋O2↑②催化剂2H2O2eq\o(=,\s\up11(Fe2＋))2H2O＋O2↑③2HIO＋H2O2=I2＋2H2O＋O2↑④H2O2氧化I－不生成环境污染物，且不能氧化I2(5)KHCO3碳(C)10.(1)2,4,2,2,1,2H2O。(2)②(3)0.2mol。(4)(5/67.5)/(2/71)＝2.63。五、课堂小结氧化复原反响的有关概念是互相对立，又互相依存的。从元素原子得失电子的观点，可将氧化复原反响有关概念的联系和区别用如下框图表示。六、课后作业一、选择题1.以下表达正确的选项是()C.氧化剂在同一反响中既可以是反响物,也可以是生成物2.以下表达中，正确的选项是()A、含金属元素的离子一定是阳离子B、在氧化复原反响中，非金属单质一定是复原剂C、某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被复原D、金属阳离子被复原不一定得到金属单质3.以下变化过程属于复原反响的是()→MgCl2→Na+→CO2D.Fe3+→Fe17.4gMnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸〔含溶质0.4mol〕共热制取氯气〔假设HCl挥发损失不计〕，以下表达中正确的选项是〔〕2氯气〔标况〕5.以下物质不能做复原剂的是()A.H2SB.Fe2+C.Fe3+D.SO26.以下各反响中,水只做氧化剂的是()A.C+H2O= CO+H2B.2H2O =2H2↑+O2↑C.Na2O+H2O=2NaOHD.CuO+H2 =Cu+H2O7.以下反响中,水作为复原剂的是〔〕A、Cl2+H2O=HCl+HClOB、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2C、2F2+2H2O=4HF+O2D、2Na+4H2O=2NaOH+H28.P单质在以下反响中4P+3KOH+3H2O=3KH2PO2+PH3的变化是()9.在H2SO3+2H2S=3H2O+3S反响中,被氧化与被复原元素的质量比为()A.1:1B.2:1C.1:2D.3:210.以下粒子中,既具有氧化性,又具有复原性的是()A.MgB.Zn2+C.Fe2+11.在反响中，复原产物是〔〕12.