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第三节氧化还原反应


第二章第三节氧化还原反应
第一课时 【学习目标】 1.了解氧化还原反应、元素化合价的变化、原子之间的电子转移三者之间的关系,从本质 上认识氧化还原反应。 2.了解氧化反应、还原反应、氧化还原反应、被氧化、被还原等基本概念 3.理解氧化还原反应的本质是电子转移。 【学习重点】用化合价升降和电子转移的观点来理解氧化还原反应。 【学习任务一】从得失氧角度认识氧化还原反应 自主

学习阅读教材 P35 页第一自然段,讨论完成下列任务: 1.Fe2O3+3CO==== 2Fe+3CO2、CH4+2O2====CO2+2H2O 两反应属何种基本反应类型? 从 得失氧角度分析属于什么类型呢? 2.氧化反应和还原反应是独立进行的吗? 自学检测 1.2Mg+O2====2MgO 是氧化反应,是否正确? 高温 2Fe +3CO2, CO 发生了 反应作 反应, 作 剂 (填氧化或还原) ;

2. Fe2O3+3CO

Fe2O3 发生了

剂(填氧化或还原)

【学习任务二】从元素化合价升降角度认识氧化还原反应 自主学习阅读教材 P35 页第二自然段----P36 第二自然段,讨论完成下列任务: 1.氧化还原反应是否一定要有氧的参与? 2.氧化还原反应与元素化合价升降的关系?如何判断一个反应是否是氧化还原反应? 3.如何根据化合价升降判断氧化剂与还原剂? 自学检测 1.下列反应属于氧化还原反应的是 A. CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 ↑+ H2O C. 2 H2O2 = 2H2O + O2 ↑ A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2 ↑ C.2KClO3 2KCl+3O2 ↑ B. CaO + H2O = C a ( O H ) 2 D. CaCO3 = CaO + CO2 ↑ B.CaO+H2O===Ca(OH)2 D.H2+Cl2 2HCl

2.下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于化合反应的是

3.下列反应中,水只作氧化剂的是 A.2F2+2H2O = 4HF+O2 C.2H2O
电解

B.2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ D.Na2O+H2O = 2NaOH C.HCl→Cl2 D.CaCO3→CO2

2H2↑+O2↑

4.下列变化需要加入氧化剂才能实现的是 A.NaOH→NaCl B.H2SO4→H2 【知识拓展】氧化产物:还原剂被氧化后的生成物是氧化产物(即化合价升高后的产物) ; 还原产物:氧化剂被还原后的生成物是还原产物(即化合价降低后的产物) 。
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【自学检测】 1.HNO2 在反应中既可作还原剂又可作氧化剂,当它作还原剂时,其氧化产物可能是 ①NH3 A.只有① ②N2 ③NO2 ④HNO3 C.只有 ④ D. ③或④ B. ①或②

2.用化合价升降观点分析氧化还原反应,并指出氧化剂与还原剂,氧化产物与还原产物 高温

Fe2O3+3CO

2Fe +3CO2

I2 + SO2 + 2H2O == H2SO4 + 2HI

【学习任务三】从电子转移角度认识氧化还原反应 自主学习阅读教材 P36 页第三自然段----P37 页第二自然段,讨论完成下列任务: 1.为什么氧化还原反应前后元素化合价会发生变化?其本质原因是什么? 2. ①2Na + Cl2 = 2NaCl 是什么原因引起的? 3. 化合物形成过程 NaCl HCl 电子得失(偏移) Na 失去___个电子转移给氯 Cl 从钠原子得到 个电子 化合价变化情况 氧化还原反应的实质 化合价______ 氧 化 还 原 反 应 的 实 化合价______ 质: Cl 化合价______ ② H2 + Cl2 = 2HCl 在这两个反应中,化合价的升降

H 与 Cl 电子对共用,且共用电子发 H 化合价______ 生偏移,偏向_______

4. 氧化还原反应的实质与特征? 【思考交流】 5.反应 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 中____元素化合价降低,_____物质被氧化,_____元素失电 子,____物质发生还原反应。 6.下列反应氯元素只被氧化的是 A.5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3 B.MnO2+4HC lMnCl2+Cl2↑+H2O C.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2 +2H2O D.2HClO 2HCl+O2↑

【小组讨论】 尝试画出四种基本反应类型与氧化还原反应的交叉分类示意图。

【总结归纳】从化合价升降和电子转移的角度构建氧化还原反应的知识网

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第二课时 【学习目标】学会利用“双线桥”、“单线桥”分析氧化还原反应; 进一步熟练掌握氧化反应、还 原反应、氧化还原反应、被氧化、被还原、氧化剂、还原剂等基本概念。 【学习任务一】氧化剂与还原剂的概念及判断 氧化剂——化合价 还原剂——化合价 , , 电子的物质——被 电子的物质——被 ; 。

【思考交流】分析下列氧化还原反应,并指出氧化剂和还原剂。 (1)Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu (2)2Na + Cl2 ==== 2NaCl
通电 点燃

(3)2H2O ==== 2H2↑+ O2↑ 【学习任务二】氧化还原反应中电子转移的表示方法 (1)双线桥法——表示电子转移情况 【练习】如何用双线桥标出氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 MnO2+4HCl(浓)======MnCl2+H2O+Cl2↑ 注意①双线桥箭头从反应物指向生成物连接化合价变化的同种元素; ② 线上标明电子得失以及得失的数目 ③失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。 【思考交流】用“双线桥”表示下列氧化还原反应。 ①2H2O=====2H2↑+O2↑ ②2Al+3H2SO4======Al2(SO4)3+3H2↑
催化剂 ③2KClO3=====2KCl+3O 2↑ △ 电解

(2) 单线桥法——表示电子转移情况 【练习】如何用单线桥标出氧化还原反应中电子转移的方向和数目。 MnO2+4HCl(浓)======MnCl2+H2O+Cl2↑ 注意(1)单箭号(在反应物之间) ; (2)箭号起点为被氧化(失电子)元素,终点为被还原(得电子)元素; (3)只标转移电子总数,不标得与失(氧化剂得电总数等于还原剂失电子总数) 【思考交流】用“单线桥”表示下列氧化还原反应,并指出氧化剂和还原剂。 ① Fe +CuSO4 ==FeSO4 +Cu ② ②2 HgO ==2Hg +O2 ↑ ③Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O

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【课堂练习】用双线桥法标出下列化学反应中电子转移的方向和数目并指出氧化剂、还原剂 1. 2 C+2H2SO4(浓) 2.Al+Fe2O3
高温



CO2↑+2SO2↑+2H2O

Al2O3+2Fe

3.Br2+SO2 +2H2O=H2SO4 +2HBr 4.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 5.5NH4NO3 2HNO3 + 4N2↑ + 9H2O

6.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 7.Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+SO2+H2O 8.11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 9.S + 2H2SO4(浓)=3SO2↑+2H2O 10.2KClO3+H2C2O4+H2SO4


2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O

11.2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 12. 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 【总结归纳】氧化还原反应的基本网络图:

氧 化 剂

具有

发生

被 还 原

生成

物质 具有

性质 发生

反应

转移电子

变价

过程

还 原 剂

生成

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第三课时 【学习目标】学会判断氧化性和还原性的强弱;理解并能初步应用氧化还原的基本规律 【学习任务一】氧化性和还原性 氧化性:指得电子的能力或性质,氧化剂有氧化性。得电子能力越强,氧化性越强。 还原性:指失电子的能力或性质,还原剂有还原性。失电子能力越强,还原性越强。 中学化学中常见氧化剂还原剂 常见氧化剂:O2、Cl2、浓 H2SO4、HNO3、KMnO4 等; 常见还原剂:活泼的金属单质(如 Na、Al、Zn、Fe 等)、C、H2、CO、H2S、SO2 等 【探究活动】试从化合价角度分析下列粒子的性质。在 Fe3 、Fe2 、Al3 、H 、S2-、Cl 等粒
+ + + + -

子中只有氧化性的是_______________,只有还原性的是_______________,兼有 的是_______________。 【学习任务二】氧化性、还原性的强弱判断 1. 根据得失电子的难易程度来判断氧化性和还原性的相对强弱, 而并非根据得失电子的多少判 断。 (1)根据物质活动性顺序比较判断 ①根据金属活动性顺序进行判断:

②根据非金属活动性顺序进行判断(常见元素):

(2)根据反应条件判断 不同氧化剂氧化同一还原剂,所需反应条件越低,表明氧化剂的氧化性越强;不同还原剂还 原同一氧化剂,所需反应条件越低,表明还原剂的还原性越强。如下列反应: 2KMnO4 + 16HCl(浓)= 2KCl + 2MnCl2 +5Cl2↑ + 8H2O MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑ ③4HCl+ O2=====2Cl 催化剂 2+2H2O 还原剂都是浓盐酸,氧化产物都是氯气,而氧化剂分别是 KMnO4、MnO2、O2。KMnO4 在 △ 常温下反应,MnO2 加热条件下反应,O2 在催化剂作用下加热反应,故物质氧化性: ______>______ >______ 。 (3)根据反应方程式判断

氧化性:_________>_________

还原性:_________>_________
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【练习】 R、X、Y 和 Z 是四种元素,其常见化合价均为+2 价,且 X2+与单质 R 不反应; X2++Z=X + Z2+ ; Y + Z2+ = Y2+ + Z。 这四种离子被还原成 0 价时表现的氧化性大小符合 A.R2+>X2+>Z2+>Y2+ C.Y2+>Z2+>R2+>X2+ (4)根据元素化合价(价态规律) 元素处于最高价,只有________;元素处于最低价,只有________;元素处于中间价态, 既有________又有______。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如 HCl,既有氧化性(由____元素表现出的性质) ,又有还原性(由____元素表现出的性质) 。 (5)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性与下列因素有关: ①温度:如浓硫酸具有强氧化性,热的浓硫酸比冷的浓硫酸氧化性强 ②浓度:如硝酸具有强氧化性,硝酸越浓其氧化性越强。浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸不 具有强氧化性。 ③酸碱性:如 KMnO4 的氧化性随溶液酸性的增强而增强(一般在酸性环境中,KMnO4 的 还原产物为 Mn2+;中性环境中,KMnO4 的还原产物为 MnO2;碱性环境中,KMnO4 的还原产物为 K2MnO4) 【学习任务三】氧化还原反应的基本规律及应用 1.电子守恒规律:还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数 应用:有关氧化还原反应的计算;配平氧化还原反应方程式 【练习】 已知 M2O7x +3S2 +14H+=2M3++3S↓+7H2O,则 M2O7x 中的 M 的化合价为
- - -

B.X2+>R2+>Y2+>Z2+ D.Z2+>X2+>R2+>Y2+

A.+2

B.+3

C.+4

D.+6

2.由强到弱规律:对于同一反应而言 还原性:还原剂>还原产物 氧化剂或还原剂制备物质。 【练习】某溶液中含有 Cl—、I—的物质的量浓度相同,为了氧化 I—而不使 Cl—氧化,依据下列 三个反应可以选用的氧化剂是 ① 2 Fe3+ + ② 2 Fe
2+

氧化性:氧化剂>氧化产物

应用:判断氧化还原反应在一定条件下能否发生,比较粒子氧化性或还原性强弱,选择合适的

2 I— = + Cl2

2 Fe2+
3+

+ I2 + 2 Cl— = 2 Mn2+ + 5 Cl2↑+ C、浓 HCl 8 H2O D、FeCl3

= 2 Fe

③ 2 MnO4—+ 10 Cl—+ 16 H+ A、Cl2 3.反应先后规律 B、KMnO4

当有多种氧化性或多种还原性物质时,氧化性越强的氧化剂与还原性越强的还原剂优先反 应,即“强者先行”。 应用:判断氧化还原反应的先后顺序 【练习】人体血红蛋白中含有 Fe2 离子,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使


Fe2 离子转变成 Fe3 离子, 生成高铁血红蛋白而丧失与 O2 结合的能力。 服用维生素 C
+ +

可缓解亚硝酸盐的中毒,这说明维生素 C 具有
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A.酸性 4.正易逆难规律

B.碱性

C.氧化性

D.还原性

越容易失去电子的物质,失去电子后就越难得到电子;越容易得到电子的物质,得到电子 后就越难失去电子。 如 Na 原子还原性很强,而 Na+则很难得到电子;F 原子氧化性很强,而 F-则很难失电子。 【练习】 相同条件下的三个反应: 2A— + B2 = 2B— + A2; A、氧化性:A2 >B2 >C2 > D2 C:2A— + D2 = 2D— + A2 该反应可以进行 【课堂练习】 1.下列微粒①Al3+ ②Cl A.①④⑤⑦ A.SO32 →SO2
- -?

2C— + A2 = 2A— + C2

2B— + D2 = 2D— + B2 由此判断:

B、还原性:C— > A— > B— > D— D、2C— + B2 = 2B— + C2 该反应不能进行
-?

③N2 ④MnO4

? ⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦Fe2+ D.①②③


⑧MnO42-

既具有氧化性又具有还原性的是 B.③⑥⑦⑧ B.HCl→Cl2 C.④⑤⑥⑧ C.Na→Na 2.下列物质转化需要加入还原剂才能实现的是 D.SO2→S 3.有甲、乙、丙、丁四种金属,仅甲在自然界主要以游离态存在;丙盐的水溶液不能用丁制的 容器盛放;丁与乙盐的水溶液不反应。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序可能是 A.甲乙丙丁 个数比是 A.6:5 B.5:6 C.11:5 D.11:6 5.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是 ①H2SO3 + I2 + H2O = 2HI + H2SO4 ②2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I2 ③3FeCl2 + 4HNO3 = 2FeCl3 + NO↑ + 2H2O + Fe(NO3)3 A.H2SO3>I->Fe2+>NO C.Fe2+>I->H2SO3>NO
- - - - -

B.丁乙丙甲

C.丙乙丁甲

D.乙丁丙甲

4.11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 反应中,被氧化的 P 原子与被还原的 P 原子

B.I->Fe2+>H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-

6. 已知 A2On2 可将 B2 氧化为 B 单质, A2On2 则被还原为 A3+, 又知 100mL 的 0.3mol/L 的 A2On2 与 150mL 的 0.6mol/L B2 恰好完全反应,则 A2On2 中的 n 值为 A.4 还原产物是: B.5 C.6 还原剂是: 还原剂: 还原剂: 氧化产物: 氧化产物: 氧化剂和还原剂的物质的量之比是: D.7 氧化产物是: 。 还原产物: 还原产物 。

7.⑴4NH3+5O2==4NO+6H2O 反应,氧化剂是: ⑵S + 2KNO3 + 3C ═ K2S + 3CO2↑+ N2↑氧化剂: 被氧化元素: 被还原元素: ⑶KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O 氧化剂和还原剂的物质的量之比: 氧化剂:

氧化产物和还原产物的物质的量之比:
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第四课时 【学习目标】了解氧化还原反应的类型,掌握氧化还原反应配平的方法 【学习任务一】氧化还原反应的类型 1.基本型:氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 如:2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑,SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl,Fe2O3+3CO  高温   2Fe+2CO2 2.歧化反应:歧化反应的特点是在同一物质中的同种元素的原子,其中一部分原子被氧化,另 一部分原子被还原,即发生变价的只是同一种元素的的同一价态的原子。在反应中,反应物 的该元素处于中间价态, 一边升高, 一边降低。 可以说歧化反应是自身氧化还原反应的特例。 如: Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 3.价态归中反应:价态归中的氧化还原反应是指同种元素(该元素有好几种不同的化合价)不 同价态的化合物之间发生的反应, 这两种不同的价态分别是一个高价态和一个低价态, 反应 后这两种不同的价态相互靠近变成两种处于中间的价态或者变成同一种价态。 但决不会出现 高价态变低、低价态变高的交叉现象,即化合价相邻不交叉,这就是此类氧化还原反应的化 合价变化规律。 如:5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O 试分析如下反应中价态的变化:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O 4.部分氧化还原反应:发生部分氧化还原反应的时候,氧化剂或还原剂中只有一部分被还原或 被氧化,而还剩一部分的氧化剂或还原剂的化合价没有发生改变。这种类型的氧化还原反应 是相对于第一种类型的氧化还原反应而言的。 如:MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O,此反应中还原剂浓盐酸只有一半被氧化了, 还有一半的浓盐酸中氯元素的化合价没有变化。 再如:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2 5.复杂的氧化还原反应:除了上述常见的几类氧化还原反应之外,还有一些较为复杂的氧化还 原反应,在这类氧化还原反应中,元素的化合价升降会出现三种或三种以上的情况, 如: 11P+15CuSO4+24H2O===5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 5NH4NO3=2HNO3+4N2+9H2O 【学习任务二】氧化还原反应方程式配平 常见的氧化还原反应方程式的配平依据:原子守恒、电子守恒、电荷守恒 方法:观察法、整体法等 配平步骤 ⒈标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出变价元素的化合价。 ⒉列变化:列出反应前后元素化合价的升、降变化值。 ⒊求总数:使化价升高和降低的总数相等。 ⒋配系数:用观察的方法配平其他物质的化学计量数,配平后,把单线改成等号。 ⒌查守恒:检查方程式两边是否“质量守恒”和“电荷守恒”。 如 ___Fe + ___HNO3 = ___Fe(NO3)2 + _____NO + ____H2O
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H2C2O4+ 【难点突破】

KMnO4+

H2SO4= K2SO4+

MnSO4+

CO2+

H2O

1.缺项配平:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,再可通过 比较反应物与生成物或依据电荷守恒,确定缺项,最后观察法配平. 如: S+ OH =


S2 +


SO32 +


2.均价配平:适用于有机氧化还原方程式的配平。根据氢元素为+1 价,氧元素为-2 价, 确定碳元素的平均价态,再通过适当方法配平。 C2H4O+ 歧化反应: 价态归中反应: KMnO4+ Cl2+ NO2+ H2SO3+ NaBr+ H2SO4= NaOH=== NaOH=== H2S=== NaBrO3+ K2SO4+ NaCl+ NaNO3+ S+ H2SO4= H2O Br2+ Na2SO4+ H2O MnSO4+ NaClO3+ NaNO2+ C2H4O2+ H2O H2O H2O 【分析总结】试配平下列几种不同类型的氧化还原方程式,从中能有什么规律?

部分氧化还原反应: ___Cu + ___HNO3(浓)=== ___Cu(NO3)2 + _____NO2 + ____H2O ___Fe + ___HNO3=== ___Fe(NO3)3 + _____NO + ____H2O 【课堂练习】配平下列氧化还原反应方程式: 1.____C+____H2SO4(浓)===____CO2↑+____SO2↑+____H2O 2. ____HCl+____KMnO4—____KCl+ ____MnCl2+____ Cl2+ ____H2O 3. __ KMnO4 + __FeSO4 + __H2SO4 = ___MnSO4 + __Fe2 (SO4)3 + __ K2SO4 + __H2O 4. ___Fe3O4 + ___ MnO4— + ___H+ = ___Fe3+ + _____Mn2+ + ____H2O 5.____FeCl2+____O2+____H2O —____Fe?OH?3+____FeCl3 6. ____NH4NO3 =____N2+____HNO3+____H2O 7. Fe2+ + ClO


+

H2O = KClO3+ HCl=

Fe3+ + KCl+

Fe(OH)3 + Cl2↑+

Cl



8. (1)配平反应方程式:

H2O,HCl 的作用是

_____,被还原的元素是____,当反应过程中有3 mol 电子转移时,可产生氯气______mol。 (2)配平反应方程式: KIx+Cl2+H2O=KCl+HIO3+HCl,若 KIx 与 Cl2 的化学计量数之比为 1:8,则x=______。 9. 某反应可用离子方程式表示为:mM + nH+ + O2 == xM2+ + yH2O,则 x 值为 A2 B4 C6 D9 10. 在 xZn + nHNO3 == xZn(NO3)2 + yNH4NO3 + zH2O 反应中, 被还原的硝酸和未被还原的硝酸 的物质的量之比为 A 1:9 反应物之一。 (1)写出并配平反应方程式 。 (2)氧化剂是_____,还原产物是_____,3mol As2S3 参加反应,电子转移数目是______。 B 9:1 C 4:10 D 5:2 11.某一反应体系中共有 As2S3、HNO3、H2SO4、NO、H3AsO4、H2O 六种物质,已知 As2S3 是

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