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第04課時(shí) 氧化還原反應(yīng)(二)
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.掌握氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑及其性質(zhì)
2.氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系
3.物質(zhì)氧化性、還原性比較
重點(diǎn):
1.氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物
2.物質(zhì)氧化性、還原性的比較
3.氧化劑、還原劑分子個(gè)數(shù)判斷
難點(diǎn):
1. 物質(zhì)氧化性、還原性的比較
2. 氧化劑、還原劑分子個(gè)數(shù)判斷
開(kāi)啟新世界
1. 氧化劑、還原劑
【思考】在氧化還原反應(yīng)中,各種物質(zhì)發(fā)生了什么變化,表現(xiàn)出怎樣的特點(diǎn)?
氫氣在空氣中燃燒,氫氣______電子,化合價(jià)_________,氧氣______電子,化合價(jià)______;在木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)中,銅元素________電子,化合價(jià)________,碳元素________電子,化合價(jià)_________。
【總結(jié)】在氧化還原反應(yīng)中,一種物質(zhì)失去電子(或電子對(duì)偏離),必然同時(shí)有物質(zhì)得到電子(或電子對(duì)偏向)。在反應(yīng)時(shí),所含元素的化合價(jià)升高[即失去電子(或電子對(duì)偏離)]的物質(zhì)是_____________;所含元素的化合價(jià)降低[即失去電子(或電子對(duì)偏向)]的物質(zhì)是_____________。
【練習(xí)1】指出下列變化中的氧化劑和還原劑
(1)C + O2 ==== CO2
(2)C + 2CuO ===== 2Cu + CO2↑
【思考】氧化劑和還原劑在氧化還原反應(yīng)中都有什么性質(zhì)呢,各自發(fā)生什么反應(yīng)?
回憶一下初中階段學(xué)習(xí)氧氣,氧氣在反應(yīng)中提供氧,具有______________。說(shuō)明氧化劑在反應(yīng)中具有氧化性。
在這一反應(yīng)中,雖然沒(méi)有物質(zhì)得氧、失氧,但反應(yīng)前后卻又元素化合價(jià)的變化。
【總結(jié)】還原劑和氧化劑作為反應(yīng)物共同參加氧化還原反應(yīng)。還原劑具有__________,反應(yīng)時(shí)本身被_________。氧化劑具有__________,反應(yīng)時(shí)本身被____________。 可以理解為:氧化劑具有得電子(或電子對(duì)偏向)能力,還原劑具有失去(或電子對(duì)偏離)能力。
【練習(xí)2】下列反應(yīng)中,能體現(xiàn)出HCl還原性的是
A.Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
B.CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
C.MnO2 + 4HCl(濃)=== MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
D.NH3 + HCl = NH4Cl
【思考】哪些物質(zhì)只具有氧化性,哪些物質(zhì)只具有還原性?
只具有氧化性的物質(zhì):____________________________________;
只具有還原性的物質(zhì):____________________________________;
既有氧化性也有還原性的物質(zhì):___________________________。
常見(jiàn)氧化劑:________________________________;常見(jiàn)還原劑:_____________________。
【思考】根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,氧化劑、還原劑反應(yīng)的產(chǎn)物對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是什么?具有什么特點(diǎn)?
標(biāo)出下列反應(yīng)氧化劑、還原劑及發(fā)生的反應(yīng)。思考對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物。
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
氧化劑在氧化還原反應(yīng)中具有氧化性,本身被還原,產(chǎn)物是________________,還原劑在氧化還原反應(yīng)中具有還原性,本身被氧化,產(chǎn)物是________________。
被還原
氧化劑 + 還原劑 → 還原產(chǎn)物 + 氧化產(chǎn)物
被氧化
根據(jù)化合價(jià)的變化可知:氧化產(chǎn)物相比還原劑而言,化合價(jià)升高,具有________;還原產(chǎn)物相比氧化劑而言,化合價(jià)降低,具有________。
氧化性、還原性比較:氧化性:氧化劑_____氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑_____還原產(chǎn)物。
單線橋:只需在反應(yīng)物中用“橋”連接氧化劑中被還原的原子和還原劑被氧化的原子即可,“橋墩”從還原劑氧化的原子引出指向氧化劑還原的原子,在“橋面”標(biāo)出轉(zhuǎn)移電子個(gè)數(shù)即可,如:
4e—
4e—
4e—
4Na + O2 = 2Na2O 2H2O ===== 2H2↑ + O2↑ 2H2O2 ===== 2H2O + O2↑
【總結(jié)】氧化劑在氧化還原反應(yīng)中具有氧化性,本身被還原,產(chǎn)物是還原產(chǎn)物,還原劑在氧化還原反應(yīng)中具有還原性,本身被氧化,產(chǎn)物是氧化產(chǎn)物。氧化劑、氧化產(chǎn)物都具有氧化性,還原劑、還原產(chǎn)物都有還原性。
【練習(xí)3】寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,指出中氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,用單線橋標(biāo)注電子轉(zhuǎn)移情況。
(1)銅和硝酸銀
(2)鋅和稀硫酸
(3)加熱分解高錳酸鉀
(3)分解過(guò)氧化氫
【練習(xí)4】已知:2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+,F(xiàn)e+Cu2+ = Fe2++Cu。
(1)上述兩個(gè)方程式中,只具有氧化性的是_______________,只具有還原性的是__________________,既有氧化性也有還原性的是________________,寫(xiě)出任意一個(gè)化學(xué)方程式說(shuō)明Fe2+具有氧化性____________________________。
(2)Fe3+、Fe2+、Cu2+氧化性從強(qiáng)到弱_________________;Cu、Cu2+、Fe2+還原成從強(qiáng)到弱_____________________。
【練習(xí)5】已知I—、Fe2+、SO2、Cl—和H2O2均有還原性,它們?cè)谌芤褐械倪€原性順序?yàn)椋篠O2>I—>Fe2+>H2O2>Cl—,則下列反應(yīng)不可能發(fā)生的是
A.?2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2++ SO2— 4+4H+
B.?I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.?2Fe2++I(xiàn)2=2Fe3++2I—?
D.?2Fe2++Cl2=2Fe3++Cl—
【思考】如何快速記憶氧化還原反應(yīng)中中各物質(zhì)發(fā)生的變化?
升失氧:化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);
降得還:化合價(jià)降低,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng);
若問(wèn)劑,兩相反:發(fā)生氧化反應(yīng)的是還原劑,發(fā)生還原反應(yīng)的是氧化劑。
【思考】嘗試H2SO4+H2S=S↓+SO2+H2O
在配平過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)只有硫元素化合價(jià)發(fā)生變化,H2SO4是氧化劑,H2S是還原劑,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物應(yīng)該如何判斷?
氧化還原反應(yīng)中,對(duì)于同種元素化合價(jià)發(fā)生變化可分為歧化反應(yīng)及歸中反應(yīng)。
【例題演示】Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO,此反應(yīng)只有氯元素化合價(jià)發(fā)生變化,且一部分化合價(jià)升高,一部分化合價(jià)降低,即同種價(jià)態(tài)元素原子化合價(jià)有升有降。這一類反應(yīng)稱為歧化反應(yīng)。
SO2+H2S=S↓+H2O,此反應(yīng)中硫元素化合價(jià)發(fā)生變化,SO2中硫元素從+4價(jià)降低至0價(jià),H2S中硫元素從-2價(jià)升高至0價(jià),及不同價(jià)態(tài)的同種元素原子的化合價(jià)向中間價(jià)態(tài)變化。這一類反應(yīng)稱為歸中反應(yīng)。
【注意】歸中反應(yīng)中化合價(jià)變化不“交叉”,例如H2SO4+H2S=S↓+SO2+H2O(未配平)化合價(jià)情況,H2SO4中硫元素化合價(jià)為+6價(jià),反應(yīng)后變?yōu)椋?價(jià),H2S中硫元素-2價(jià),反應(yīng)后變?yōu)?價(jià),化合價(jià)數(shù)軸如下:
| | | |
-2 0 +4 +6
配平后H2SO4+H2S=S↓+SO2+2H2O
【思考】在氧化還原反應(yīng)中,根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)可以將反應(yīng)物分為氧化劑和還原劑,只要有化合價(jià)變化的物質(zhì)就一定全部是氧化劑?觀察下面化學(xué)變化。
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
上述反應(yīng)中,氧化劑是___________,還原劑是___________,在發(fā)生反應(yīng)時(shí)電子轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)是________。還原劑個(gè)數(shù)為3,還原劑是8?從電子轉(zhuǎn)移方面看,3個(gè)銅原子能失去6個(gè)電子,硝酸中氮元素從+5價(jià)降至+2價(jià),只是2個(gè)氮原子得到了電子,化合價(jià)降低,所以得到電子的硝酸分子個(gè)數(shù)是2,氧化劑個(gè)數(shù)為2,還原劑和氧化劑之比是3:2,不是3:8。
【總結(jié)】在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑、還原劑分子(或原子)個(gè)數(shù)需要按照實(shí)際參與反應(yīng)的分子(或原子)個(gè)數(shù)。
【思考】對(duì)于歧化反應(yīng)或元素化合價(jià)部分變化的配平。這一類反應(yīng)采用“逆向配平”,即先配平氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。以配平Cu+HNO3(濃)=Cu(NO3)3+NO2↑+H2O為例:
僅第二步“列變化”從生成物開(kāi)始:
Cu+HNO3(濃)=1Cu(NO3)3+2NO2↑+H2O
↑2×1 ↓1×2
Cu+4HNO3(濃)=1Cu(NO3)3+2NO2↑+2H2O
當(dāng)氧化劑或還原劑不止一種時(shí),化合價(jià)降低的元素大多都在同一種物質(zhì)中,以下面方程式為例,僅“求總和”有較大不同外,其他相同:
3Cu2S+HNO3(稀)= Cu(NO3)2+H2SO4+10NO↑+H2O
↑1×2 ↑8×1 ↑3×10
↑10×3
配平后3Cu2S+22HNO3(?。?6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO↑+8H2O
【練習(xí)6】對(duì)于MnO2+4HCl(濃)=== MnCl2+2H2O+Cl2↑,氧化劑是___________,還原劑是_________,氧化產(chǎn)物是____________,還原產(chǎn)物是_____________,氧化劑還原劑之比為_(kāi)_________。
本堂總結(jié)
1. 所含元素的化合價(jià)升高[即失去電子(或電子對(duì)偏離)]的物質(zhì)是還原劑;所含元素的化合價(jià)降低[即失去電子(或電子對(duì)偏向)]的物質(zhì)是氧化劑。
2. 氧化劑具有氧化性,本身被還原,產(chǎn)物是還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,本身被氧化,產(chǎn)物是氧化產(chǎn)物。
課堂練習(xí)
1.下列說(shuō)法中正確的是
A.?氧化劑本身發(fā)生氧化反應(yīng) B.?氧化還原反應(yīng)一定有氧元素參加
C.?氧化劑在反應(yīng)中得電子,還原劑失去電子 D.?氧化反應(yīng)一定先于還原反應(yīng)發(fā)生
2.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的說(shuō)法正確的是
A.?含有最高價(jià)態(tài)元素的化合物只具有還原性
B.?單質(zhì)轉(zhuǎn)化為化合物過(guò)程中,可能得電子,也可能失電子
C.?元素原子在反應(yīng)中失電子越多,還原性就越強(qiáng)
D.?氧化還原反應(yīng)中,一種元素化合價(jià)升高,必然有另一種元素化合價(jià)降低
3.下列物質(zhì)中的硫元素只有還原性的是
A.?H2S???????????????????????????????????B.?SO2???????????????????????????????????C.?SO3???????????????????????????????????D.?Na2S2O3
4.下列反應(yīng)中,HCl做氧化劑是( ),HCl做還原劑的是( )
A.NaOH + HCl =NaCl + H2O B.Zn+2HCl = H2+ZnCl2
C.MnO2+4HCl(濃)=== MnCl2+2H2O+Cl2↑ D.CuO+2HCl = CuCl2+H2O
5.已知常溫下在溶液中可發(fā)生如下兩個(gè)離子反應(yīng):①Ge4++Fe2+=Fe3++Ge3+ ②Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+。由此可以確定Fe2+、Ge3+、Sn2+三種離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是
A.?Sn2+、Fe2+、Ge3+ B.?Sn2+、Ge3+、Fe2+
C.?Ge3+、Fe2+、Sn2+ D.?Fe2+、Sn2+、Ge3
6.已知下列實(shí)驗(yàn)事實(shí): ①Cr2O3 固體既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3 溶液;②將K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液變藍(lán); ③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液.下列判斷錯(cuò)誤的是
A.?化合物KCrO2中Cr元素為+3價(jià)
B.?實(shí)驗(yàn)①證明Cr2O3既能和酸反應(yīng)也能和堿反應(yīng)
C.?實(shí)驗(yàn)②證明氧化性:Cr2O2- 7>I-
D.?實(shí)驗(yàn)③證明H2O2既有氧化性又有還原性
7.在焊接銅器時(shí)可用NH4Cl溶液除去銅器表面的氧化銅以便焊接,其反應(yīng)為:CuO+NH4Cl → Cu+CuCl2+N2↑+H2O(未配平)。下列說(shuō)法正確的是
A.?反應(yīng)中被氧化和被還原的元素分別為Cu和N
B.?反應(yīng)中氧化劑和還原劑的個(gè)數(shù)之比為3∶2
C.?反應(yīng)中產(chǎn)生2個(gè)氣體分子是時(shí),轉(zhuǎn)移6個(gè)電子
D.?該反應(yīng)中被還原的CuO占參與反應(yīng)CuO的 12
能力提升
1.溴酸鹽在國(guó)際上被定位為2B級(jí)潛在致癌物。從2009年10月1日起,我國(guó)實(shí)行礦泉水新標(biāo)準(zhǔn),首次規(guī)定礦泉水中溴酸鹽的含量最高不得超過(guò)0.01 mg·L?1。已知KBrO3可發(fā)生下列反應(yīng):2KBrO3 + I2 == 2KIO3 + Br2,下列有關(guān)溴酸鉀的說(shuō)法不正確的是
A.KBrO3是氧化劑 B.該反應(yīng)說(shuō)明I2的還原性強(qiáng)于Br2
C.當(dāng)有1個(gè) KBrO3參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移5個(gè)電子 D.該反應(yīng)與2KI+Br2==2KBr+I(xiàn)2相矛盾
2.火法煉鋅的反應(yīng)原理為:ZnCO3+2C=====Zn+3CO↑,該反應(yīng)中氧化劑是
A.ZnCO3 B.C C.CO D.Zn
3.高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑,可由下列反應(yīng)制得:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,下列關(guān)于該反應(yīng)說(shuō)法正確的是
A.KOH被還原 B.Cl2發(fā)生氧化反應(yīng)
C.Fe(OH)3是還原劑 D.生成1個(gè)K2FeO4轉(zhuǎn)移6個(gè)的電子
4.在反應(yīng)SiO2+3C====SiC+2CO↑中,氧化劑與還原劑的質(zhì)量比是( )
A.36∶60 B.60∶36 C.1∶2 D.1∶3
5.亞硝酸鈉(NaNO2)可將人體血紅蛋白中的Fe2+離子轉(zhuǎn)化為Fe3+離子,生成高鐵血紅蛋白而喪失與氧氣結(jié)合的能力。誤食亞硝酸鈉中毒,可服維生素C緩解,則亞硝酸鈉和維生素C分別表現(xiàn)出的性質(zhì)是 ( ??)
A.?氧化性、還原性???????????????? B.?還原性、氧化性????????????????
C.?氧化性、酸性???????????????? D.?還原性、堿性
6.根據(jù)反應(yīng)8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,回答下列問(wèn)題。
(1)氧化劑________,還原劑________;
(2)氧化產(chǎn)物________,還原產(chǎn)物________;
(3)氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比________;
(4)用單線橋的方法表示該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況______________________________;
(5)用雙線橋的方法表示該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況_______________________________。
7.配平下列化學(xué)方程式。
① ___P4+___CuSO4+___H2O=___Cu3P+___H3PO4+___H2SO4
② ___As2S3+___HNO3=___H3AsO4+___H2SO4+___NO2↑+___H2O
8.氧化還原反應(yīng)是一類重要的化學(xué)反應(yīng),在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中都有廣泛的用途。亞硝酸鈉(NaNO2)像食鹽一樣有咸味,但有很強(qiáng)的毒性,誤食NaNO2會(huì)使人中毒。已知亞硝酸鈉能發(fā)生如下反應(yīng):
2NaNO2+4HI=2NO↑+2NaI+I(xiàn)2+2H2O
(1)用雙線橋法標(biāo)出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目,被氧化的原子與被還原的原子數(shù)目之比為_(kāi)____。
(2)自來(lái)水中的NO— 3對(duì)人類健康會(huì)產(chǎn)生危害,堿性條件下用Al粉還原NO— 3,產(chǎn)物是N2,發(fā)生的反應(yīng)可表示如下,完成方程式并配平。(提示:缺項(xiàng)配平,兩邊H2O、H+、OH—可以根據(jù)題意隨意加減)
____Al+___ NO— 3+_____=____AlO— 2+____N2↑+____
9.亞硝酸鈉在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。現(xiàn)以木炭、濃硝酸、水和銅為原料生成的一氧化氮與過(guò)氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(部分夾持裝置略)。
已知:① 3NaNO2+3HCl=3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O
② 酸性條件下,NO與NO2-都能與MnO— 4反應(yīng)生成NO— 3和Mn2+;
(1)盛濃硝酸儀器的名稱是___________________________。
(2)為避免B中逸出的氣體中混有的雜質(zhì)氣體與Na2O2反應(yīng),應(yīng)在B、C裝置間增加一個(gè)裝置,則該裝置中盛放的藥品名稱為_(kāi)_________________。
(3)寫(xiě)出NO與Na2O2在常溫下生成NaNO2的化學(xué)反應(yīng)方程式__________________。
(4)將11.7g過(guò)氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成亞硝酸鈉,理論上至少需要木炭_______g。
(5)NO2易溶于水。將體積為V mL的試管充滿NO2后倒扣在水中,見(jiàn)右圖。
① NO2溶于水的化學(xué)方程式是______________________________________。
② 使試管中NO2完全被水吸收的操作是______________________________。
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