学年高一化学人教版必修1学案第2章第3节第2课时 氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律.docx

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学年高一化学人教版必修1学案第2章第3节第2课时氧化剂与还原剂氧化还原反应基本规律

新课标化学必修1

第3节

氧化还原反应

第二课时　氧化剂与还原剂、氧化还原反应基本规律

[学习目标]　1.了解生产、生活中常见的氧化还原反应，及常见的氧化剂和还原剂。

　2.了解判断氧化性、还原性的方法。

（重点）　3.了解氧化还原反应的基本规律及其应用。

（重难点）

一、氧化剂和还原剂

1．氧化剂

（1）定义。

氧化还原反应中得到电子（或电子对偏向）的物质叫做氧化剂。

（2）发生的变化。

氧化还原反应中氧化剂所含元素的化合价降低，发生还原反应，表现氧化性。

（3）常见类型。

¢Ù活泼非金属单质，如Cl2、O2等。

¢Ú高价或较高价含氧化合物，如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾等。

¢Û高价金属阳离子，如Fe3＋、Cu2＋等。

2．还原剂

（1）定义。

氧化还原反应中失去电子（或电子对偏离）的物质叫做还原剂。

（2）发生的变化：

氧化还原反应中还原剂所含元素的化合价升高，发生氧化反应，表现还原性。

（3）常见类型

¢Ù一些非金属单质，如H2、C等。

¢Ú活泼或较活泼的金属单质，如Al、Zn、Fe等。

¢Û较低价的化合物，如CO、SO2等。

1.一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然，这种观点对吗？

试说明理由。

【提示】　不对。

物质具有氧化性或还原性，与物质的性质有关，有些物质只具有氧化性，如F2；有些物质只具有还原性，如K、Na等；也有些物质既具有氧化性，又具有还原性，如SO2，在反应2H2S＋SO2===3S¡ý＋2H2O中表现氧化性，而在2SO2＋O2

2SO3中表现还原性。

二、生产、生活中的氧化还原反应

1．正面影响

2．负面影响

1．判断

（1）金属单质作反应物时一定不是氧化剂。

（　　）

（2）在反应C＋O2

CO2中，C具有氧化性。

（　　）

（3）在反应2KClO3

2KCl＋3O2¡ü中，KClO3既表现氧化性，又表现还原性。

（　　）

（4）在氢气燃烧生成水的反应中，氢气作还原剂。

（　　）

（5）一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然。

（　　）

【答案】　

（1）¡Ì　

（2）¡Á　（3）¡Ì　（4）¡Ì　（5）¡Á

2．下列反应中水既不是氧化剂又不是还原剂的氧化还原反应是（　　）

A．SO3＋H2O===H2SO4

B．Cl2＋H2O===HCl＋HClO

C．2F2＋2H2O===4HF＋O2

D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2¡ü

【答案】　B

3．在S2－、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、S、I－、H＋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________。

【答案】　Fe3＋、Mg2＋、H＋　S2－、I－　Fe2＋、S

学生分组探究一　物质的氧化性、还原性的判断和强弱比较

第1步探究——问题引入，自主探究

1．¡°钠原子能失去1个电子，铝原子能失去3个电子，所以铝的还原性比钠强。

¡±这种说法正确吗？

【提示】　不正确。

还原性钠比铝强，还原性强弱与失电子能力强弱有关，而与失电子数多少无关。

2．根据Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗？

【提示】　Fe是还原剂，Cu是还原产物，还原性Fe强于Cu。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．物质的氧化性与还原性

（1）氧化性指氧化剂得电子的能力，还原性指还原剂失电子的能力。

（2）氧化性、还原性和元素化合价之间的关系

2．比较¡°两性¡±强弱的方法

（1）方程式法

氧化性：

氧化剂>氧化产物

还原性：

还原剂>还原产物

特点：

比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。

（2）金属活动顺序表

第3步例证——典例印证，思维深化

　根据下列三个反应，判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序是（　　）

¢Ù2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

¢Ú2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

¢Û2MnO

＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2¡ü＋8H2O

A．Fe3＋>Cl2>MnO

B．Fe3＋>Cl2>I2

C．I2>Cl2>Fe3＋

D．MnO

>Cl2>Fe3＋>I2

【解析】　根据反应方程式进行比较：

氧化剂＋还原剂===还原产物＋氧化产物，氧化性：

氧化剂>氧化产物。

根据¢Ù反应可知氧化剂为Fe3＋、氧化产物为I2，所以氧化性：

Fe3＋>I2；根据¢Ú可知，氧化剂为Cl2、氧化产物为Fe3＋，所以氧化性：

Cl2>Fe3＋；根据¢Û，氧化剂为MnO

、氧化产物为Cl2，所以氧化性：

MnO

>Cl2。

故氧化性顺序为：

MnO

>Cl2>Fe3＋>I2。

【答案】　D

第4步运用——精选习题，落实强化

1．下列微粒中，只有氧化性的是（　　）

¢ÙS2－　¢ÚFe2＋　¢ÛS　¢ÜH＋　¢ÝNa＋　¢ÞMg

A．¢Ù¢Þ　　　　　B．¢Ú¢Û

C．¢Ü¢ÝD．¢Ú¢Û¢Ü¢Ý

【解析】　元素处于最高价的粒子只有氧化性。

【答案】　C

2．下列说法正确的是（　　）

A．氧化剂得电子越多，其氧化性越强

B．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性

C．要完成SO

¡úSO

的转化，必须加入氧化剂

D．2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2¡ü反应中每生成1molO2转移3mol电子

【解析】　A项，物质氧化性强弱取决于得电子难易，而不是得电子数目。

B项，某些阳离子也可具有还原性（如Fe2＋）。

某些阴离子也可具有氧化性（如ClO

、ClO－等）。

C项，因为SO

¡úSO

是发生氧化反应，则必须加入氧化剂才能完成该转化。

D项，由氧元素化合价变化可知生成1molO2转移电子4mol。

【答案】　C

3．（2015·保定高一检测）在常温下发生下列反应：

¢Ù16H＋＋10Z－＋2XO

===2X2＋＋5Z2＋8H2O

¢Ú2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－

¢Û2B－＋Z2===B2＋2Z－

根据上述反应，判断下列结论中错误的是（　　）

A．溶液中可能发生反应：

Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－

B．Z2在

（1）、（3）反应中作还原剂

C．氧化性强弱顺序为XO

>Z2>B2>A3＋

D．X2＋是XO

的还原产物

【解析】　由题意知，氧化性：

XO

>Z2>B2>A3＋，还原性：

A2＋>B－>Z－>X2＋。

【答案】　B

有关氧化性和还原性常见的易错点

（1）具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。

（2）对同一元素而言，一般价态越高，氧化性越强，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；价态越低，氧化性越弱，如S2－

（3）某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的大小与下列因素有关。

¢Ù温度：

如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸氧化性要强。

¢Ú浓度：

如硝酸的浓度越大其氧化性越强。

¢Û酸碱性：

如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强；再如NO

在中性或碱性时几乎无氧化性，在酸性条件下有较强的氧化性。

学生分组探究二　氧化还原反应的三个基本规律及应用

第1步探究——问题引入，自主探究

1．在一个反应中，氧化剂和还原剂的物质的量一定相等吗？

二者有什么数量关系？

【提示】　不一定相等，反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。

2．将Zn投入含Fe2＋、Cu2＋的混合液中，按反应的先后写出离子方程式。

【提示】　Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋

3．Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性，二者之间能反应吗？

为什么？

【提示】　Fe2＋与Fe3＋为相邻价态，无中间价态，二者不能反应。

第2步阐述——要点归纳，深化知识

1．电子守恒规律

还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数或氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。

应用：

氧化还原反应方程式的配平和相关计算。

2．价态规律

（1）高低规律。

元素最高价态：

只有氧化性。

元素中间价态：

既有氧化性又有还原性。

元素最低价态：

只有还原性。

应用：

判断元素或物质的氧化性、还原性。

（2）归中规律。

同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价¡°只向中间靠拢不出现交叉¡±，如：

3．先后规律

多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化。

例如：

把氯气通入FeBr2溶液时，还原性Fe2＋>Br－，若氯气量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，还原性I－>Fe2＋，若氯气量不足时首先氧化I－。

第3步例证——典例印证，思维深化

　（2015·玉溪高一检测）在实验室中严禁打闹。

某几个同学在做实验中因打闹而把盛有浓盐酸和盛固体KClO3的试剂瓶打破，使其在地面上混合后立即产生大量黄绿色气体，发生反应的化学方程式为：

KClO3＋6HCl（浓）===KCl＋3Cl2¡ü＋3H2O。

（1）该反应中的氧化剂是_____________________________。

（2）在化学方程式上标出电子转移的方向和数目__________。

（3）如反应中转移了0.50mol电子，则产生的气体在标准状况下体积为________L。

【解析】　

（1）KClO3中的氯元素是＋5价，HCl中的氯元素是－1价，反应后均是0价，所以KClO3是氧化剂，HCl（浓）是还原剂。

（3）上述化学反应方程式中当转移的电子数为5mol，同时生成3mol氯气，当反应中转移了0.50mol电子，则产生的气体的物质的量为0.3mol，在标准状况下体积为0.3mol¡Á22.4L·mol－1＝6.72L。

【答案】　

（1）KClO3

（3）6.72

第4步运用——精选习题，落实强化

1．24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。

已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则铬元素在还原产物中的化合价为

（　　）

A．＋2　　　B．＋3　　　

C．＋4　　　D．＋5

【解析】　根据氧化剂与还原剂发生氧化还原反应，其得失电子总数相等，设产物中Cr的化合价为x价，则Na2SO3

Na2SO4，失去电子的物质的量为：

0.024L¡Á0.05mol·L－1¡Á2；

K2Cr2O7

2Cr（6－x）＋，得到电子的物质的量为：

0.02L¡Á0.02mol·L－1¡Á（6－x）¡Á2。

所以有0.02L¡Á0.02mol·L－1¡Á（6－x）¡Á2＝0.024L¡Á0.05mol·L－1¡Á2。

解得x＝3。

【答案】　B

2．（2015·威海高一检测）今有下列三个氧化还原反应：

¢Ù2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，

¢Ú2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，

¢Û2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2¡ü。

若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存，要将I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，则可加入的试剂是（　　）

A．Cl2B．KMnO4

C．FeCl3D．I2

【解析】　由题意知，还原性I－>Fe2＋>Cl－，氧化性KMnO4>Cl2>Fe3＋>I2，加入的试剂只氧化I－，则只能加Fe3＋。

【答案】　C

3．把少量铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，结果只有银白色物质析出，则氧化性Cu2＋________Ag＋（填“>”或“<”）。

【答案】　<

应用电子守恒解题的一般步骤

（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。

（2）找准一个原子或离子得失电子数目（注意化学式中粒子的个数）。

（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式：

n（氧化剂）¡Á变价原子个数¡Á化合价变化值（高价－低价的绝对值）＝n（还原剂）¡Á变价原子个数¡Á化合价变化值（高价－低价的绝对值）。

1．常见氧化剂：

Cl2、KMnO4、FeCl3、O2、浓硫酸、硝酸等。

2．常见还原剂：

H2、C、Fe、Al、Zn、CO等。

3．氧化性、还原性的比较依据。

¢Ù氧化还原反应：

氧化性：

氧化剂>氧化产物；

还原性：

还原剂>还原产物。

¢Ú金属或非金属活动性顺序。

4．氧化还原反应的基本规律

¢Ù守恒规律　¢Ú价态规律　¢Û先后规律

技巧方法——氧化还原反应方程式的配平方法

1．氧化还原反应方程式配平的基本步骤

（1）标变价

＋H2

O4——

O2＋

O2＋H2O

（2）求一分子氧化剂和还原剂的降、升价数

（3）求升降数的最小公倍数，确定氧化剂和还原剂化学计量数

（4）观察配平其他计量数

C＋2H2SO4===2SO2＋CO2＋2H2O

（5）检查反应前后的原子是否守恒，电子是否守恒，电荷是否守恒。

2．特殊配平法

（1）补加法——部分被氧化或还原的物质

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2¡ü＋2H2O

（2）倒配法——氧化剂和还原剂是同一物质

　配平：

MnO

＋H＋＋Cl－——Mn2＋＋Cl2＋H2O

【答案】　2MnO

＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2＋8H2O

——[体验训练]—————————————————

配平下列方程式

（1）____MnO2＋______HCl（浓）

________MnCl2＋______Cl2＋______H2O

（2）______NO2＋______H2O===______HNO3＋______NO

（3）______Cu＋______H＋＋______NO

===______Cu2＋＋______NO＋______H2O

【答案】　

（1）1　4　1　1　2

（2）3　1　2　1

（3）3　8　2　3　2　4