《氧化还原反应 》教案
考点聚焦
理解氧化还原反应的本质和特征
从多个角度理解氧化剂和还原剂等概念
会比较与判断氧化性或还原性强弱
知道常见的氧化剂和还原剂
能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目
能配平化学方程式
能运用氧化还原反应的规律进行有关计算
知识梳理
一、 理解氧化还原反应的本质和特征
氧化还原反应的实质是电子的 (包括电子的得失或电子对的偏移),特征是反应前
后 ;判断某反应是否属于氧化还原反应可根据反应前后 是否发生了变化这一特征。
二、 从多个角度理解氧化剂和还原剂等基本概念
概 念
得失氧的角度
化合价变化的角度
电子转移的角度
氧 化 剂
在反应中失去氧的物质
所含元素化合价降低的物质
在反应过程中得到电子的物质
还 原 剂
氧化反应
物质得到氧的反应
物质所含元素化合价升高的反应
物质失去电子的反应
还原反应
氧化产物
————
还原剂中所含元素化合价升高以后的对应产物
还原剂中失去电子以后的对应产物
还原产物
————
氧 化 性
————
————
氧化剂所具有的得到电子的能力
还 原 性
————
————
还原剂所具有的失去电子的能力
判断氧化反应、还原反应及氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物时可抓住下表中的关系:
反应物
变化特点
生成物
还原剂
失、高、氧---氧化反应
氧化产物
氧化剂
得、低、还---还原反应
还原产物
三、氧化性或还原性强弱比较与判断
(1)根据元素的化合价
[练 习]下列微粒:H+、Cu2+、Ag+、Fe2+、Fe3+、Cl-、S2-、I-、MnO4-、ClO3-、NO3-、SO32-、S、Cl2、Na、H2;其中只有氧化性的是 ;只有还原性的
是 ,既有氧化性又有还原性的是 ;
[思考]如果物质中某元素具有最高价,该元素只有 性;物质中元素具有最低价,该元素只有 性;物质中元素具有中间价态,该元素既有 又有 性。对于同一种元素,价态越高,则 性越强,价态越低,则 性越强。
(2)根据氧化还原反应方程式
强还原剂(A)+强氧化剂(B)=弱氧化产物(a)+弱还原产物(b)
则氧化性:B>a,还原性:A>b
氧化剂的氧化性越强,则其对应的 产物的还原性则越 ;还原剂的还原性越强,则其对应的 产物的氧化性则越 。
(3)根据金属活动性顺序表
在金属活动性顺序表中,位置越靠前,其还原性就越 ,其阳离子的氧化性就越 。
(4)根据元素周期表
同周期元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐 ,还原性逐渐 ;同主族元素,随着核电荷数的递增,氧化性逐渐 ,还原性逐渐 。
(5)根据反应的难易程度
氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低),则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 。
不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时,条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大,则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越 ;
(6)其它条件
一般溶液的酸性越强或温度越高,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越 ,反之则越弱。
注意:
物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的 ,与得失电子的 无关。如:Na、Mg、Al的还原性强弱依次为Na>Mg>Al;浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱依次为:浓HNO3 >稀HNO3;
同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
四、知道常见的氧化剂和还原剂
在中学化学中,常用作氧化剂的物质有: 、 、 、 、 、
等;常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如 、 、 ,以及 、
、 等。(见人教版必修1第36页)
五、 能判断氧化还原反应中的电子转移方向和数目
1、双线桥分析法
要点:①双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素;
②线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。
2、单线桥分析法
要点:①单线桥是从还原剂中失去电子的元素指向氧化剂中得到电子的元素;
②线上标明只标明电子的数目,不必写其它内容。
六、化学方程式的配平
1、依据原则:在氧化还原反应中,元素得电子的总数=元素失去电子的总数
或化合价升高的总数=化合价降低的总数
2、配平方法:一标二列三求四配五观六查
具体地说,就是标出反应前后元素的化合价、列出化合价的升降情况、求化合价升降的最小公倍数、根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的系数、用观察法配出所含元素化合价未发生变化的物质的系数、用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。
例: KMnO4+ HCl= KCl+ MnCl2+ Cl2↑+ H2O
系数为:2、16、2、2、、5、8
七、能运用氧化还原反应的规律进行有关计算
氧化还原反应比较典型的计算有:求氧化剂与还原剂的垢量之比或质量比,计算参加反应的氧化剂或还原剂的量,确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看,有一类题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比,计算并确定产物。题目解答的方法思路是:首先根据氧化剂与还原剂的质量比求出物质的量之比,分析判断可能的情况,然后再由得失电子数守恒列式求出化合价的变化,即可写出产物的分子式。
试题枚举
【例1】下列反应中,属于非氧化还原反应的是 ( )
A.3CuS+8HNO3 =3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
B.3Cl2+6KOH =5KCl+KClO3+3H2O
C.3H2O2+2KCrO2+2KOH =2K2CrO4+4H2O
D.3CCl4+K2Cr2O7 =2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl
解析:解答此类题的关键是正确判别元素的化合价。
答案:D
【例2】对于反应IBr+H2O=HBr+HIO的说法正确的是( )
A.IBr只作氧化剂 B.IBr只作还原剂
C.IBr既是氧化剂又是还原剂 D.IBr既不是氧化剂又不是还原剂
解析:解答这一题的关键是正确判别共价化合物IBr、HIO中I、Br元素的化合价。
答案:D
【变式】分析下列变化过程是氧化还是还原,再填空:
①Fe FeCl2 需加____________剂,如____________
②CuO Cu 需加____________剂,如____________
③HCl Cl2 是____________反应,HCl是____________剂
④HCl H2 是____________反应,HCl是____________剂
⑤Fe3+ Fe 需加____________剂,Fe3+具有____________性
解析:解答这一题的关键是分析出同一种元素的化合价变化情况,判断出需要加氧化剂还是还原剂或发生了什么样的反应。
答案:①需加氧化剂,如CuCl2;②需加还原剂,如H2;③氧化反应,HCl是还原剂;
④是还原反应,HCl是氧化剂;⑤需加还原剂,Fe3+具有氧化性
【例3】常温下,在下列溶液中发生如下反应 ①16H++10Z-+2XO4-=2X2++5Z2+8H2O ②2A2++B2=2A3++2B- ③2B-+Z2=B2+2Z-,则下列反应中能进行的是( )
A.Z2+ A2+—— A3++ Z- B.A3++ Z——— A2+ + Z2
C.XO4-+ A2++ H+—— X2++ A3+ + H2O D.B2+X2++OH———B-+XO4—+H2O
解析:解这一题时先根据氧化还原反应的规律:强还原剂(A)+强氧化剂(B)=弱氧化产物(a)+弱还原产物(b),正确判断出有关微粒氧化性或还原性的强弱顺序,再将选项项中提供的反应用同样的方法判断后,观察与题给条件得出的结论是否一致,如果说是一致的,则可以发生,否则不能。
答案:A、C
【变式】根据反应(1)~(4),可以判断下列4个物质的氧化性由强到弱的正确顺序是(B )
⑴ Cl2+2KI=2KCl+I2 ⑵ 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
⑶ 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2 ⑷ H2S+I2=S+2HI
A. H2S>I2>Fe3+>Cl2 B.Cl2> Fe3+ > I2 > H2S
C. Fe3+ > Cl2 > H2S > I2 D. Cl2>I2>Fe3+> H2S
【例4】用双线桥法分析氧化还原反应:CuO+H2======Cu+H2O
+ ===== +
【例5】G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的分子式(或化学式),但知道它们在一定条件下具有以下的转换关系(未配平)
(1( G ( Q+NaCl (2( Q+H2O X+H2
(3( Y+NaOH ( G+Q+H2O (4( Z+NaOH ( Q+X+H2O
这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为 ( (
A. QGZYX B. GYQZX C. GYZQX D. ZXGYQ
解析:(1(为歧化反应(同一反应中同种元素的化合价既有升高又有降低),Q中氯元素的化合价大于G;(2(中H元素的化合价降低,则氯元素的化合价升高,故X中氯元素的化合价大于Q;(3(也是歧化反应,Y中氯元素的化合价大于G而小于Q;故Z中氯元素的化合价大于Q,而小于X中氯元素的化合价。
答案:B。
【例6】某一反应体系中共有As2S3、HNO3、H2SO4、NO、H3AsO4、H2O六种物质,已知As2S3是反应物之一。(1)写出并配平反应方程式
(2)氧化剂是 、还原产物 ,电子转移数目是 。
解析:由题给As2S3是反应物之一,结合其中As、S元素的化合价分别由+3→+5和-2→+6,化合价都是升高的,可确定As2S3是作为还原剂参与反应且H2SO4、H3AsO4一定是(氧化)产物,那么另外就要找出氧化剂(HNO3)和还原产物(NO),H2O是反应物还是产物,放到最后根据原子数目守恒来确定。
答案:(1)3As2S3+28HNO3 +4H2O =9H2SO4+28NO+6H3AsO4 (2)HNO3、NO;88
【例7】现有Fe、Cu组成的合金,其中Cu、Fe的总物质的量为amol,Cu的物质的量分数为x 。研磨成粉末后,全部投入含bmol硝酸的稀溶液中,微热使其充分反应,还原产物只得到NO。试回答下列问题:
(1)用微粒符号填写下列空白(列举出全部可能的情况)。
①
②
③
④
⑤
⑥
残留固体成分
溶液中的金属离子
(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围是(用a、x表示)________。
解析:按硝酸的量从少到多的顺序,依次发生的总反应为:
①3Fe+8HNO3 =3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ②Cu+8HNO3 =3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O
③3Fe(NO3)2 +4HNO3 =3Fe(NO3)3 +NO↑+2H2O
答案⑴
①
②
③
④
-⑤
⑥
残留固体成份
Fe、Cu
Cu
Cu
—
—
—
溶液中的金属离子
Fe2+
Fe2+
Fe2+、Cu2+
Fe2+、Cu2+
Fe2+、Fe3+、Cu2+
Cu2+、Fe3+
(2)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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