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江苏省如皋市第二中学2013-2014学年高中化学 氧化还原反应的基本规律学案 新人教版必修1


课题 2 氧化还原反应的基本规律
【学习目标】 1.了解氧化还原反应中几个重要规律。 2.学会用电子守恒法配平简单的氧化还原反应方程式。 【活动过程】 活动一:根据实例分析,了解氧化还原反应的几个重要规律 1.氧化剂得电子和还原剂失电子的定量关系。 ⑴在氧化还原反应 2Fe+3Cl2====2FeCl3 中,若有 2molFe 参加反应,则还原剂失去电子 和氧化剂得到电

子分别为多少?
△ ⑵在反应 MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O 中,若生成 1molCl2,则还原剂失去电子 和氧化剂得到电子分别为多少?

⑶在反应 Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 中, 若生成 2molNO2, 则还原剂失去电子 和氧化剂得到电子分别为多少? ⑷根据上述实例分析,请你对氧化 还原反应中电子得失情况总结出一条规律, 2.物质氧化性、还原性强弱的比较及其应用。 ⑴请你举例说明氧化剂氧化性的强弱与得电子多少无关,而与得电子的难易有关,或 还原剂的还原性强弱 与失电子的多少无关,而与失电子的难易有关。

⑵氧化还原反应中氧化剂与氧化产物的氧化强弱,还原剂与还原产物的还原性强弱的 比较,得出物质氧化性与还原性强弱的规律。 化学反应 ①Cu+2Ag =Cu +2Ag ②Cl2+2Br +Br2
— + 2+

氧化剂与氧化产 物的氧化性强弱 比较


还原剂与还原产 物的还原性强弱 比较

结论

=2Cl

⑶已知氧化性:Cl2>Fe >I2,据此判断下列氧化还原反应能否发生。 2+ — 3+ 2+ 3+ — — — ①Cl2+2 Fe ====2Cl +2Fe ②2Fe +I2====2Fe +2I ③Cl2+2I ====2Cl +I2 3.体会氧化还原反应中“优先”规则。 ⑴完成下列实验探究,并得出结论。 实验步骤 将铝条插入硫酸铜和
1

3+

实验现象

离子方程式

结论

硫酸亚铁的混合溶液 中 ⑵根据实验“⑴”所得结论,再推出一个与之不同的合理结论。 4.不同价态的同种元素之间发生氧化还原反应的规则 具有可变价的元素,一定条件下含不同价态的物质之间也可以发生氧化还原反应,其 化合价的升降也有一定的规律。 ⑴分析下列反应,找出同元素不同价态之间发生氧化还原反应的化合价变化规律。 △ ①C+CO2====2CO ②2K2S+K2SO3+3H2SO4====3S+3K2SO4+3H2O ③H2S+H2SO4(浓)=====S+SO2+2H2O ④S+2H2SO4(浓)=======3SO2↑+2H2O

⑵根据上述你所发现的规律,书写下列两个你没有学习过的反应的离子方程 式。 ①向氯化铁溶液中加入铁粉; ②酸性条件下,将氯化钠与次氯酸钠溶液混合。

活动二:简单氧化还原反应方程式的配平 1.已知氧化还原反应:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O,请你仿照下列示 例,针对该氧化还原反应,再写出 3 个表示电子得失守恒的关系式。 示例:5n(KMnO4)=2n(O2)

2.氧化还原反应氧化剂得到电子的总数与还原剂失去电子的总数 相等,表示为氧化剂所 含元素化合价降低总数与还原剂中所含元素化合价升高总数相 等。根据这一原理,运 用守恒关系及原子守恒原理可对简单氧 化还原反应进行配平。 配平下列氧化还原反应方程式: ⑴ Cu+ FeCl3== FeCl2+ CuCl2 ⑵ NH3+ O2== NO+ H2O ⑶ C+ HNO3== CO2+ NO2+ H2O — — ⑷ NO3 + Mg+ H2O== N2↑+ Mg(OH)2+ OH ⑸ S+ KOH== K2S+ K2SO3+ H2O 3.如果将上述配平方法分为“顺向法”和“逆向法” ,根据你的体会,你认为在陪平氧化 还原反应前,应如何确定采用“顺向法”还是“逆向法”?

2

【课堂反馈】 — — 2— 1.将 NO3 +Zn+OH +H2O→NH3+Zn(OH)4 配平后,离子方程式中 H2O 的化学计量数是 A.2 B.4 C.6 D.8 2.在 KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O 中,被氧化与被还原的氯原子个数比为 A.1:6 B.6:1 C.1:5 D.5:1 3.根据下列反应①Cu+2FeCl3=====2FeCl2+CuCl2②2FeCl2+Cl2=====2FeCl3 ③2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 判断以下各组物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是 A.KMnO4、FeCl3、Cl2、CuCl2 B.Cl2、FeCl3、KMnO4、CuCl2 C.KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2 D.CuCl2、FeCl3、Cl2、KMnO4 4.在 8NH3+3Cl2====N2+6NH4Cl 反应中,有 0.3mol 氯气参加了反应,则被氧化的 NH3 的物质 的量是 A.0.8mol B.0.6mol C.2mol D.0.2mol 5. 相等物质的量的 KClO3 分别发生下述反应: ①有 MnO2 催化剂存在时, 受热分解得到氧气; ②若不使用催化剂,加热至 470℃左右,得到 KClO4 和 KCl。下列关于①和②的说法正 确的是 A.都属于氧化还原反应 B.发生还原反应的元素不同 C.发生氧化反应的元素相同 D.生成 KCl 的物质的量不等 6.在氧化还原反应中,氧化剂 电子,发生的反应是 反应; 还原剂 电子,发生的反应是 反应。铁能在氯气中燃烧生成氧化铁, 反应的方程式为 ,生成物中的铁是 价, 这一事实证明,氯气的氧化性比盐酸的氧化性(填“强”或“弱” ) 。 7.已知下列反应①2H2S+O2=====2S↓+2H2O ②4NaI+O2+2H2O====4NaOH+2I2 ③Na2S+I2=====2NaI+S↓ 判断以上反应中氧化剂由强至弱的顺序为 。 — 8.含氮(设含氮元素都以 NO3 的形式存在)废水进入水体而 对环境造成的污染越来越严 — 重,环境专家认为可用金属铝将水体中的 NO3 还原为 N2,从而消除污染,其反应的离 — — 子方程式是 6NO3 +10Al+18H2O=====3N2↑+10Al(OH)3+6OH — —4 ⑴现要除去含 NO3 的物质的量的浓度为 3×10 mol/L 的废水,每吨废水至少需要消耗 3 金属铝 g(假设废水的密度为 1g/cm ) ⑵事实上,金属镁比铝能更快消除水体中氮的 污染,其反应原理和金属铝相同。 ①写出镁和含氮废水反应的离子方程式 ②目前国际现货市场每吨镁粉为 1730 美元左右,每吨镁粉的价格为 3585 美元左右, 从价效比的角度出发,请通过计算分析应选用哪种金属清除水体中的氮元素经济 上更合算?
3

课题 2 氧化还原反应的基本规律 【活动结果】 活动一:根据实例分析,了解氧化还原反应的几个重要规律 1.⑴6mol 6mol ⑵2mol 2mol ⑶2mol 2mol ⑷在氧化还原反应中, 还原剂失去的电子总数等于氧化剂得到的电子总数,简称电子得失守恒。 — — 2.⑴Na 原子在反应中失去 1e ,而 Cu 原子常常失去 2 e ,但 Na 的还原性远比 Cu 强; 3+ — + — + 3+ Al 可以得到 3e ,而 Ag 只能得到 1e ,但是 Ag 的氧化性远比 Al 强。 + 2+ — — ⑵①Ag >Cu Cu>Ag ②Cl2>Br2 Br >Cl 同一氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;还原剂的还原性大 于还原产物的还原性。 ⑶①和③能进行;②不能进行。 2+ 3+ 3.⑴铝条表面析出红色固体 2Al+3Cu ====2Al +3Cu 当一种还原剂同时遇到两种氧化剂时,氧化性强的氧化剂优先被还原。 ⑵当一种氧化剂同时遇到两种还原剂时,还原性强的还原剂优先被氧化。 4.⑴同种元素不 同价态之间发生氧化还原反应时,两种价态只可以向中间靠 近,最多都 变成中间的一个相同价态,化合价升降不可以发生“交叉” 。 3+ 2+ — — + ⑵①Fe+2Fe ===3Fe ②ClO +Cl +2H =====Cl2↑+H2O 活动二:简单氧化还原反应方程式的配平 1.2n(KMnO4)====5n(H2O2) 2n(MnSO4)===5n(H2O2) 2n(MnSO4)=5n(O2) 2.⑴1 2 2 1 ⑵4 5 4 6 ⑶1 4 1 4 2 ⑷2 5 6 1 5 2 ⑸3 6 2 1 3 3.⑴当氧化剂全部被氧化、还原剂全部被还原,采用“顺向法” ; ⑵当氧化剂或还原剂中的元素只有部分被还原或氧化时(如歧化反应) ,而氧化产物和 还原产物是“纯粹”的,采用“逆向法” 【课堂反馈】 1.C 2.D 3.C 4.D 5.AD 点燃 6.得到 还原 失去 氧化 2Fe+3Cl2== ===2FeCl3 +3 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ +2 强 7.O2>I2.>S 8.⑴13.5 — — ⑵①2NO3 +5Mg+6H2O====N2↑+5Mg(OH)2+2OH — ②除去等量的 NO3 消耗镁粉、铝粉的物质的量的之比:n(Mg):n(Al)=3:2 消耗镁粉、铝粉的质量之比:m(Mg):m(Al)=(3×24):(2×27)==4:3
4

消耗镁粉、铝粉的价格之比:(4×1730):(3×3585)<1 所以选用金属镁清除水体中的氮元素经济上更合算。

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