鲁科版高中化学必修第一册第2章第3节第2课时氧化剂和还原剂氧化还原反应的应用基础课课件

第2课时氧化剂和还原剂氧化还原反应的应用(基础课)第2章元素与物质世界第3节氧化还原反应素养目标1．能从元素价态变化的视角认识氧化剂和还原剂，能够列举常见的氧化剂和还原剂。2．以H2O2为例，学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。3．了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用，学会氯气的实验室制法。初高衔接必备知识自主预习一、氧化剂和还原剂1．氧化剂和还原剂的相关概念比较项目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____的反应物在氧化还原反应中，所含某种(或某些)元素化合价____的反应物降低升高比较项目氧化剂还原剂发生的反应____反应____反应具有的性质____性____性对应的产物____产物____产物还原氧化氧化还原还原氧化2．常见氧化剂、还原剂(1)常见的氧化剂及还原产物比较项目氧化剂还原产物活泼非金属单质氧气、氯气H2O、Cl－含较高价态元素的含氧酸浓硝酸、浓硫酸、稀硝酸NO2、SO2、NO含较高价态元素的盐KMnO4、KClO3、FeCl3Mn2+、Cl－、Fe2+含高价态元素的氧化物MnO2Mn2+过氧化物Na2O2、H2O2OH－、H2O(2)常见还原剂及氧化产物比较项目还原剂氧化产物活泼金属单质Al、Fe、ZnAl3+、Fe2+、Zn2+某些非金属单质H2、CH2O、CO2含低价态元素的氧化物CO、SO2含低价态元素的盐KI、Na2SO3、FeSO4I2、Na2SO4、Fe2(SO4)33．氧化性和还原性(1)氧化性：氧化剂所表现出的______的性质。(2)还原性：还原剂所表现出的______的性质。(3)氧化性、还原性和元素化合价之间的关系：得电子失电子

还原氧化还原氧化练一练在实验室制备氢气的实验中所发生的离子反应方程式为Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑，该过程中，化合价升高的是______，该物质做________，具有________。化合价降低的是________，该物质做__________，具有________。锌

还原剂还原性氢离子氧化剂氧化性二、氧化还原反应的应用1．H2O2的氧化性和还原性探究(1)预测H2O2中的氧元素的化合价为－1价，是氧元素的中间价态，由此可推测H2O2既有氧化性又有还原性。(2)实验方案证明H2O2具有还原性，需加入____剂，如_________________。证明H2O2具有氧化性，需加入____剂，如________。氧化酸性KMnO4溶液还原KI溶液(3)实验步骤、现象和结论实验内容实验现象结论

滴入酸性KMnO4溶液，有____产生，酸性KMnO4溶液紫红色褪去H2O2被氧化为____，表现____性气泡O2还原实验内容实验现象结论

向H2O2中滴加KI溶液，溶液变____色，再滴加淀粉溶液，溶液变____H2O2可氧化KI生成____，H2O2表现____性黄

蓝

I2氧化2．实现物质转化与获得能量(1)金属冶炼①金属冶炼的本质：利用氧化还原反应中的电子转移，使被还原的化合物中的金属元素的化合价从正价降低至0价，生成金属单质，即Mn＋＋ne－===M。②金属冶炼的方法：2Fe＋3CO24Al＋3O2↑(2)实验室制取氯气①制取Cl2的装置设计

MnO2HCl还原性和酸性Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2OCl2Cl2(3)利用氧化还原反应获得能量①燃烧：化学能转化为热能。②原电池：化学能转化为电能。判一判

(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)由铝土矿冶炼铝涉及氧化还原反应。 (

)(2)反应Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O中，H2O2体现氧化性。 (

)(3)H2O2既有氧化性又有还原性。 (

)(4)实验室用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的反应中，浓盐酸只体现还原性。 (

)√×√×关键能力情境探究

氧化还原反应有关概念之间的联系及氧化性、还原性比较

[问题1]

同一反应中，氧化剂和还原剂可以是同一种物质吗？氧化产物和还原产物呢？提示：氧化剂和还原剂可以是同一种物质。在反应①中0价的Cl既转化生成了－1价的Cl－，又转化生成了＋1价的ClO－，所以反应①中Cl2既是氧化剂又是还原剂；同理反应②中的KClO3既是氧化剂又是还原剂。氧化产物和还原产物也可能为同一种物质，如反应⑤中的S既是氧化产物又是还原产物。[问题2]

试通过上述反应比较Fe、Cu还原性的强弱，比较Fe2+、Cu2+氧化性的强弱。提示：在反应⑥中，Fe是还原剂，Cu2+是氧化剂，Fe2+是氧化产物，Cu是还原产物，故还原性：Fe>Cu；氧化性：Cu2+>Fe2+。[问题3]

同种元素的化合价与元素的氧化性、还原性有关系吗？提示：对同种元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如氧化性：Fe3+＞Fe2+；价态越低，氧化性越弱，如氧化性：S＜SO2。1．理解氧化还原反应的相关概念及相互关系，要抓住两条线记忆口诀：升失氧，还原剂；降得还，氧化剂。2．物质氧化性、还原性强弱的比较(1)根据氧化还原反应的方向判断

氧化性：氧化剂＞氧化产物还原性：还原剂＞还原产物(2)根据元素的活动性顺序比较

√A

[A项，Mn元素化合价降低(＋7价→＋2价)；B项，Cl元素化合价升高(－1价→0价)；C项，S元素化合价升高(－2价→＋4价)；D项，Fe元素化合价升高(0价→＋2价)。]

√

√

瑞典化学家舍勒是最早发现氯气的人。他在研究软锰矿矿石(主要成分是MnO2)时，把软锰矿矿石与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色的气体，这种气体强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确定自己制得了一种新气体后，他又感到很高兴。氯气的实验室制法[问题1]

用此方法制取氯气一定要加热吗？当反应一段时间后，盐酸浓度降低，还会有氯气放出吗？提示：必须加热，不加热不反应。稀盐酸与MnO2不反应，不会放出氯气。[问题2]

实验室制取的氯气中混有杂质吗？如何进行除杂，除杂的顺序是什么？提示：氯气中混有的杂质为HCl与水蒸气。先将混合气体通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸除去水蒸气。[问题3]

为防止Cl2的污染，能否用澄清石灰水处理过量的Cl2？请写出相应的化学方程式。

氯气的实验室制取1．仪器：铁架台(带铁圈、铁夹)、酒精灯、陶土网、圆底烧瓶、分液漏斗(配双孔塞)、导气管、集气瓶、烧杯。2．试剂：氢氧化钠溶液、浓盐酸、二氧化锰、饱和食盐水、浓硫酸。3．步骤(1)把装置连接好，检查装置气密性；(2)在烧瓶中加入少量二氧化锰，从分液漏斗中慢慢地注入浓盐酸；(3)缓缓加热，使反应加快，有氯气放出；(4)用向上排空气法收集；(5)多余氯气用氢氧化钠溶液吸收。4．装置图5．实验室制氯气的注意事项(1)加热时要垫陶土网；(2)滴加浓盐酸不能过快；(3)加热时温度不能太高，否则易使浓盐酸挥发；(4)实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气；(5)浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4molHCl参加反应，被氧化的Cl－为2mol。[教材活动·探究]探究H2O2的氧化性或还原性实验：向盛有H2O2溶液的两支试管中分别滴加酸性KMnO4溶液和KI溶液时，发生反应的离子方程式为___________________________________________________________、___________________________________________________________。

H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O1．下列装置或原理能达到实验目的的是(

)A．制取Cl2

B．除去Cl2中的HClC．氯气的尾气处理

D．测氯水的pH√A

[高锰酸钾具有强氧化性，浓盐酸与高锰酸钾在常温下发生氧化还原反应可生成氯气，能用于制取氯气，故A正确；氯气和氯化氢气体都能与氢氧化钠溶液反应，应用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，故B错误；氯气与饱和食盐水不反应，应用氢氧化钠溶液进行尾气处理，故C错误；氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，可漂白pH试纸，不能用pH试纸测定氯水的pH，故D错误。]

(1)写出该反应的离子方程式：

_____________________________________________________。(2)下列关于该反应的叙述中正确的是________(填字母)。A．浓盐酸在反应中表现出酸性和氧化性B．MnO2是氧化剂，MnCl2是氧化产物C．氧化性：MnO2>Cl2，还原性：Cl－>Mn2+D．反应中每生成22.4LCl2转移电子4mol

Mn2+＋2H2OC(3)集气瓶A中盛装的是饱和食盐水，则集气瓶A、B的作用分别是_________、___________。(4)实验室中可用_____________________溶液来吸收有毒的氯气。除HCl

收集氯气NaOH(答案合理即可)

学习效果随堂评估1．下列各组物质属于常见氧化剂的一组是(

)A．Cl2、O2、FeCl3、KMnO4B．O2、KMnO4、C、H2C．Na、K、FeCl2、H2、COD．CuO、CO、Fe2O3、H2√243题号1A

[常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等，常用作还原剂的物质有C、H2、CO、KI、Zn、Al、Fe等。]

A．制取Cl2B．除去Cl2中的HClC．收集Cl2D．吸收尾气中的Cl22．(2023·江苏高考)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是(

)23题号14√C

[实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，A错误；除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长管进入便于充分吸收，应该长进短出，B错误；氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C正确；对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液，水吸收效果不好，D错误。]23题号143．实现下列物质之间的转化，需要加入还原剂才能实现的是(

)A．SO3→H2SO4 B．Cu→Cu(NO3)2C．CuO→Cu D．CO→CO223题号41√C

[还原剂使另一物质(氧化剂)发生还原反应，化合价降低，只有C项符合要求。]4．现有下列反应：①2H2O＋Cl2＋SO2===H2SO4＋2HCl②2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O针对上述两个反应回答：(1)氧化剂的氧化性强弱顺序为_____________________，还原剂的还原性强弱顺序为______________。(2)反应①中氧化产物和还原产物质量之比为__________。(3)反应②中氯化氢表现出的性质是________(填字母)。a．还原性b．酸性c．氧化性243题号1KMnO4>Cl2＞H2SO4SO2>Cl－＞Mn2+98∶73ab[解析]

(1)由反应①知氧化性：Cl2>H2SO4，还原性：SO2>Cl－，由反应②知氧化性：KMnO4>Cl2，还原性：Cl－>Mn2+。(2)在反应①中氧化产物为H2SO4，还原产物为HCl，其质量比为98∶73。(3)在反应②中HCl被氧化为Cl2，表现了还原性，同时还生成了盐和水，表现了酸性。243题号1课时分层作业(十四)氧化剂和还原剂氧化还原反应的应用题号135246879101112

√B

[A项中Al，C项中F－、I－、S2-，D项中Mg都是这些元素的最低价态，只有还原性，只能作还原剂；B项中＋3价Fe，＋7价Mn、＋5价N均处于元素最高价态，只能作氧化剂。]题号1352468791011122．下列叙述正确的是(

)A．元素的单质一定由氧化或还原该元素的化合物制得B．在化学反应中，得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强C．阳离子只能得到电子被还原，阴离子只能失去电子被氧化D．含有最高价元素的化合物不一定具有很强的氧化性√题号135246879101112

题号1352468791011123．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√题号135246879101112B

[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作氧化剂，10mol

HCl失电子作还原剂(另外的6mol

HCl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。]题号1352468791011124．根据反应：①2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2②Br2＋2Fe2+===2Fe3+＋2Br－③Br2＋2I－===I2＋2Br－判断离子的还原性由强到弱的顺序正确的是(

)A．Br－、Fe2+、I－ B．I－、Fe2+、Br－C．Br－、I－、Fe2+ D．Fe2+、I－、Br－√题号135246879101112B

[根据同一氧化还原反应中，还原性：还原剂>还原产物进行判断。①中还原性：I－>Fe2+，②中还原性：Fe2+>Br－，③中还原性：I－>Br－，故离子的还原性：I－>Fe2+>Br－。]题号1352468791011125．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是(

)√题号135246879101112A

B

C

DC

[集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；C中装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，C项正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。]题号1352468791011126．实验室制取氯气时，如图所示操作正确的是(

)题号135246879101112A．用装置Ⅰ制取少量氯气B．用装置Ⅱ除去氯气中混有的少量氯化氢C．用装置Ⅲ制取氯气D．用装置Ⅳ干燥氯气√题号135246879101112

题号1352468791011127．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√题号135246879101112A

[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；该反应存在元素化合价的变化，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。]题号1352468791011128．已知X2、Y2、Z2、W2的氧化性强弱顺序为W2＞Z2＞X2＞Y2，则下列氧化还原反应能发生的是(

)A．2W－＋Z2===W2＋2Z－B．2Y－＋W2===Y2＋2W－C．2Z－＋X2===Z2＋2X－D．2X－＋Y2===X2＋2Y－√题号135246879101112B

[氧化性强的物质可以制取氧化性弱的物质，则W2可制取Z2、X2、Y2，Z2可制取X2、Y2，X2可制取Y2，B项符合。]9．H2O2在实验、医疗、化工等方面有广泛的应用。(1)H2O2中O的化合价为________，具有_______________(填“氧化性”“还原性”或“氧化性和还原性”)。题号135246879101112－1价氧化性和还原性(2)酸性高锰酸钾溶液可与H2O2反应，其化学方程式是5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===X＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。已知：稀MnSO4溶液几乎无色。①X的化学式是________。②用双线桥法标出上述反应中电子转移的方向和数目。题号135246879101112K2SO4③上述反应中的还原剂为________(填化学式)，被还原的元素是________(填元素符号)。④高锰酸钾溶液呈________色，向酸性KMnO4溶液中滴入双氧水，观察到的现象是___________________________，反应后溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。⑤0.2molKMnO4参加上述反应，转移电子_______mol。题号135246879101112H2O2Mn紫色逐渐褪去，有气泡产生增大1[解析]

(1)H2O2中O显－1价，处于中间价态，具有氧化性和还原性。(2)①由原子守恒可得X为K2SO4。题号135246879101112③由H2O2→O2，O元素化合升高，H2O2是还原剂；

，Mn被还原。

④KMnO4(紫色)→Mn2+(无色)，由化学方程式可知该反应消耗H＋，所以反应后溶液的pH增大。⑤0.2molKMnO4参加上述反应，转移的电子数等于Mn元素所得的电子数，n(e－)＝0.2mol×5＝1mol。题号135246879101112(选择题有一个或两个选项符合题目要求)10．实验室里利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。下列关于该反应的说法正确的是(

)A．N2既是氧化产物又是还原产物B．每生成1molN2转移电子的物质的量为6molC．NH4Cl中的氮元素被还原D．NaNO2是还原剂√题号135246879101112A

[该反应中只有氮元素的化合价发生变化，则N2既是氧化产物，又是还原产物，故A正确；由N元素的化合价变化可知，每生成1molN2转移电子的物质的量为3mol，故B错误；NH4Cl中的N元素化合价升高，失去电子，被氧化，故C错误；NaNO2中N元素的化合价降低，作氧化剂，故D错误。]题号13524687910111211．根据如图的转化关系判断下列说法正确的是(反应条件已略去)(

)A．反应①②③④⑤属于氧化还原反应B．反应⑤说明该条件下铝可用于制较不活泼金属

C．相同条件下生成等量的O2，反应③和④转移的电子数之比为1∶1D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4√题号135246879101112√AB

[①为二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰、水，②为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙、水，③为