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江苏省大丰市南阳中学高一化学《氧化还原反应》课件


1.了解氧化还原反应的本质是电子 课程标 的转移。 准 2.了解常见的氧化还原反应。
1.氧化剂、还原剂、氧化产物、还 原产物的判断。 考点展 示 2.氧化性与还原性的比较。 3.与电子得失守恒相关的化学计算。

一、氧化还原反应

? 1.概念 元素化合价变化 ? (1)氧化还原反应:在反应过程中有 的化学反应。 ? ①氧化

反应:在氧化还原反应中,反应物 升高 所含元素化合价 的反应称为氧化反 应。 降低 ? ②还原反应:在氧化还原反应中,反应物 所含元素化合价 的反应称为还原反

没有元素化合价 ? (2)非氧化还原反应:在反应过程中 变化 的化学反应是非氧化还原反 应。 ? 2.实质 电子转移(得失或偏移) ? 反应过程中有 。 元素化合价 ? 3.特征 ? 发生变化。(可作为判别方法)

? [想一想1]有单质参加或生成的反应一定是 氧化还原反应吗? ? 提示:不一定,如2=====2O3, 该反应 3O 放电 没有元素化合价发生变化,所以就不是氧 化还原反应。

4.电子转移的表示方法

? (1)双线桥法 ? Cu与稀硝酸反应过程中电子转移的方向和 数目可表示为

? 。

? (2)单线桥法 ? Cu与浓硝酸反应过程中电子转移的方向和 数目可表示为

?


? 二、氧化剂和还原剂 ? 1.概念 降低 ? (1)氧化剂:所含元素的化合价 得到 (或 还原 电子),在反应中表现 性,发生 氧化 还原 反应,生成 产物。 升高 ? (2)还原剂:所含元素的化合价 失去 (或 氧化 电子),在反应中表现 性,发生 氧化 应 , 反 还原 生成 产物。

? 2.特点 氧化 ? (1)氧化剂具有氧化 性, 性指的 是物质具有的得到电子的能力。 还原 还原 ? (2)还原剂具有 性, 性指的 是物质具有的失去电子的能力。 ? [想一想2]金属阳离子在氧化还原反应中一 定获得电子而被还原吗? ? 提示:不一定,如Fe2+在氧化还原反应中 也可以作还原剂被氧化。

? 3.常见的氧化剂和还原剂 ? (1)常见氧化剂 物质类型 举例

X2(卤素) O2 氧化物 MnO2 元素处于高化 含氧酸 浓硫酸 HNO3 合价时的化合 物 KMnO4 盐 Fe3+

活泼的非 金属单质

常见还原 产物 X- O2- Mn2+ SO2 NO2或NO K2MnO4 Fe2+

? (2)常见还原剂

物质类型
活泼的金属单 质 活泼的非 金属单质

举例
M(金属) H2 C 氧物化

常见氧化 产物 M2+

元素处于低化 合价时的化合



H+ CO2或CO CO CO2 SO2 SO2-4 H 2S SO2

? (3)具有中间价态的化合物 ? 既有氧化性,又有还原性,一般情况下主 要表现某一方面的性质 具有中间 Fe2+ 价态的物质 氧化产物 Fe3+ SO2、 SO32-、 H2O2 H2SO3 SO2-4 O2

还原产物

Fe

S或S2-
还原性

O2- 还原 性

表现的主要 还原 性质 性

? 氧化还原反应中各概念之间的相互关系

? 【特别提醒】 (1)同一个氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂可能是同种物质,也可能 是不同的物质,氧化产物和还原产物也有 可能是同一种物质或不同的物质。 ? (2)同一种物质在不同的氧化还原反应中, 所起的作用可能不同。例如H2O2在分别与 MnO2 、HI、KMnO4 反应中,分别起氧化 剂和还原剂、氧化剂、还原剂的作用。

? 【案例1】 我们生活中的许多现象及大 量物质的应用都与氧化还原反应有关,请 运用氧化还原反应的知识回答下列问题。 ? (1)氯气与水反应生成的次氯酸具有杀菌作 用,常用于自来水的消毒。在次氯酸中, 氯元素的化合价为____,氯原子容易得到 电子,从而使氯元素化合价降低,因此次 氯酸具有强________,次氯酸具有漂白 作用就是基于它的这个性质。

? (2)现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为 棕黄色,其原因可能是( ) ? A.苹果汁中的Fe2+变成Fe3+ ? B.苹果汁中含有Cu2+ ? C.苹果汁中含有OH- ? D.苹果汁中含有Na+

? (3)我们生产和生活中需要许多单质,如金 属铁、单质硅等。而自然界中的元素大多 以化合态存在,把某元素由化合态变成游 离态,则它( ) ? A.被氧化 ? B.被还原 ? C.可能被氧化,也可能被还原 ? D.由高价态变为零价

? 【解析】 (1)HClO中Cl元素的化合价为 +1价,得电子,化合价降低,是氧化剂, 在反应中体现出氧化性。 ? (2)淡绿色为Fe2+ 溶液的颜色,Fe2+ 易被 空气中的O2氧化为Fe3+,从而颜色呈现棕 黄色。 ? (3)元素由化合态变为游离态,化合价可能 升高(如HCl→Cl2),也可能降低(如Cu2 + →Cu),故可能被氧化,也可能被还原。 ? 【答案】 (1)+1 氧化性 (2)A (3)C

? 【即时巩固1】 下列变化过程需要加入 还原剂的是( ) ? A.S→SO2 B.KCl→AgCl ? C.H+→H2 D.C→CO2 ? 【解析】 加入还原剂才能实现,则反应 物是氧化剂,在反应中化合价降低,C符 合。 ? 【答案】 C

? 氧化性、还原性强弱的判断 ? 1.根据氧化还原反应方程式进行判断 ? 在同一反应中,氧化性为氧化剂>氧化产 物,氧化剂>还原剂;还原性为还原剂>还 原产物,还原剂>氧化剂。 ? 2.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):

? 3.根据元素周期表进行判断 ? (1)同周期中,从左向右,随着核电荷数的 增加,元素的金属性减弱,非金属性增强。 ? (2)同主族中,由上到下,随着核电荷数的 增加,元素的金属性增强,非金属性减弱。

? 4.根据与同一物质反应的情况(反应条件、 剧烈程度等)判断 ? 当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若 氧化产物的价态相同,则反应条件要求越 低,氧化剂的氧化性越强;若氧化产物的 价态不同,则其价态越高,氧化剂的氧化 光照 性越强。例如: Cl2+H2=====2HCl, △ ? (1)根据反应 F2 Br2+H2=====2HBr, +H2===2HF, ? 可知氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。

△ △ 2Fe+3Cl2=====2FeCl3 Fe+S===== ? (2)根据反应 和 FeS,可知氧化性:Cl2>S。 ? 5.根据原电池或电解池的电极反应判断 ? (1)两种不同的金属构成原电池的两极,负 极是电子流出的极,正极是电子流入的极。 一般情况下,其还原性:负极金属>正极 金属。 ? (2)用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先 放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放 电的阴离子的还原性较强。

? 6.根据氧化产物的价态高低判断 ? 当变价的还原剂在相似的条件下,与不同 氧化剂反应时,可根据氧化产物价态的高 低来判断氧化剂氧化性的强弱。例如:
△ △ 2Fe+3Cl2=====2FeCl3,Fe+S=====FeS 氧化性:Cl2>S。

? 灵犀一点: ? 氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难 易,与得失电子的数目无关。

? 【案例2】 根据下列事实,判断离子的 氧化性顺序为( ) ? ①A + B2 + ===A2 + + B ② D + 2H2O===D(OH)2+H2↑ ③以B、E为电极 与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2 ++2e-===E和B-2e-===B2+ ? A.E2+>B2+>A2+>D2+ ? B.D2+>E2+>A2+>B2+ ? C.D2+>B2+>A2+>E2+ ? D.A2+>B2+>D2+>E2+

? 【解析】 解答本题首先要明确判断三个 事实中离子氧化性的强弱,可依据三个不 同的方法:①氧化还原反应中,氧化剂的 氧化性>氧化产物的氧化性;②与水能发 生置换反应产生H2的金属非常活泼;③原 电池中,负极材料金属的还原性强,对应 离子的氧化性弱。 ? 根据氧化还原反应规律可知B2+ 是氧化剂, A2+ 是氧化产物,氧化性B2+ >A2+ ;D能 和水反应,D非常活泼,其对应阳离子氧 化性很弱;原电池中,B为负极,E为正极, 所以B的还原性强于E,B2+的氧化性弱于

? 【规律技巧】 (1)根据化学方程式比较物 质的氧化性、还原性时,首先应依据化合 价的变化找出氧化剂、还原剂及其对应的 产物,然后依据规律综合判断。 ?还原性 ? (2)利用氧化还原反应的基本规律: 氧化剂? ? ?
?强→弱? ?氧化性 还原剂? ? ?

? 【即时巩固2】 今有下列三个氧化还原 反应: ? ①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2, ? ②2FeCl2+Cl2===2FeCl3, ? ③ 2KMnO4 + 16HCl===2KCl + 2MnCl2 + 8H2O+5Cl2↑。 ? 若某溶液中有Fe2+ 、I - 、Cl - 共存,要除 去I - 而不影响Fe2+ 和Cl - ,则可加入的试 剂是( ) ? A.Cl2 B.KMnO4 ? C.FeCl D.HCl

? 【解析】 本题是寻找一种氧化剂,其氧 化性应大于I2的氧化性,而小于Cl2和Fe3+ 的氧化性(也可等于Fe3+的氧化性)。由① 知氧化性Fe3+>I2,还原性I->Fe2+;由② 知氧化性Cl2>Fe3+ ,还原性Fe2+ >Cl - ; 由 ③ 知 氧 化 性 MnO4 - >Cl2 , 还 原 性 Cl - >Mn2 + ;由此推知氧化性强弱顺序为: KMnO4>Cl2>FeCl3>I2 , 还 原 性 强 弱 顺 序 为I->Fe2+>Cl->Mn2+。所以KMnO4可氧 化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-, FeCl3只氧化I-。 ? 【答案】 C

? ? ? ?

氧化还原反应的基本规律及应用 1.基本规律 (1)守恒规律 氧化剂获得电子总数必等于还原剂失去电 子总数,即电子守恒。化合价升降总数也 等于电子转移总数,故化合价升高总值也 等于化合价降低总值。 ? 应用:可进行氧化还原反应方程式配平和 有关计算。

? (2)价态规律

? 应用:①判断元素或物质的氧化性、还原 性。 ? ②判断氧化还原反应能否发生。

? (3)强弱规律 ?

? 上述规律可总结为:比什么性,找什么剂, 产物之性小于剂。

? (4)先后规律 ? 在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种 还原剂时,若加入氧化剂,则它首先与还 原性最强的还原剂作用;同理,同时含有 几种氧化剂时,若加入还原剂,则它首先 与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。 ? 应用:判断物质的稳定性及反应顺序。

? 2.特殊的氧化还原反应——歧化反应和 归中反应 ? (1)歧化反应:同价态同种元素在反应中部 △ 分原子化合价升高,部分原子化合价降低。 3Cl2+6KOH=====KClO3+5KCl+3H2O 如 ? (2)归中反应:同种元素由高价态和低价态 转化至相同的中间价态。如 ? 2Na2S+Na2SO3 +6HCl===6NaCl+3S↓ +3H2O

? 【案例3】 储氢纳米碳管的研制成功体 现了科技的进步。用电孤法合成的纳米碳 管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒,这种碳 纳米颗粒可用氧化汽化法提纯。其反应中 的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、 K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2O七种 物质。 ? (1)请用上述物质填空,并配平化学方程式: ? □C+□________+□H2SO4―→ ? □________+□________+□Cr2(SO4)3 +□H2O

? (2) 上 述 反 应 中 氧 化 剂 是 ( 填 化 学 式)___________________________,被 氧 化 的 元 素 是 ( 填 元 素 符 号 )______________________________ 。 ? (3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 (填选项编号)________。 ? A.氧化性 B.氧化性和酸性 ? C.酸性 D.还原性和酸性 ? (4)若反应中电子转移了0.8 mol,则产生 的气体在标准状况下的体积为________。

? 【解析】 (1)从所给的物质和反应式的前 -4e 后知,氧化剂应为K2Cr2O7,还原剂C的氧 C――→ +6e 化产物为CO2,由 CO2, ――→ K2Cr2O7 Cr2(SO4)3得失电子守恒配 平得3C+2K2Cr2O7+8H2SO4===3CO2↑ +2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O。显然, H2SO4在此反应中表现酸性。 ? (4)由上述反应可知转移12e-~3CO2,则 转移0.8 mol电子时V(CO2)=0.2 mol×22.4 L/mol=4.48 L。 ? 【答案】 (1)3 2K2Cr2O7 8 3CO2↑
- -

? 【即时巩固3】 实验室常利用以下反应 制取少量氮气:NaNO2 +NH4Cl===NaCl +N2↑+2H2O。关于该反应的下列说法, 正确的是( ) ? A.NaNO2是氧化剂 ? B.每生成1 mol N2时,转移电子的物质 的量为6 mol ? C.NH4Cl中的氮元素被还原 ? D.N2既是氧化剂,又是还原剂

? 【解析】 反应中电子转移的方向和数目 可表示为:

? 反应中NaNO2得到电子,被还原,作氧化 剂;NH4Cl失去电子,被氧化,作还原剂。 N2既是氧化产物,又是还原产物,每生成 1 mol N2时,转移电子的物质的量为3 mol。 ? 【答案】 A


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