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1、2022版高中化學 第二章 化學物質及其變化 第3節(jié) 氧化還原反應 課時2 氧化劑和還原劑學案 新人教版必修1
1.認識氧化劑、還原劑、氧化性、還原性等基本概念。
2.了解物質氧化性、還原性強弱的比較。(重點)
3.初步學會利用電子守恒法進行簡單的計算。(難點)
氧化劑和還原劑
[基礎·初探]
教材整理1 氧化劑和還原劑
反應物
生成物
教材整理2 常見氧化劑和還原劑
1.常見的氧化劑
(1)活潑性較強的非金屬單質:如Cl2、O2。
(2)變價元素的高價態(tài)化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3。
(3)其他:如HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2
2、O2。
2.常見的還原劑
(1)活潑性較強的金屬單質:如Al、Fe、Zn。
(2)某些非金屬單質:如H2、S、C等。
(3)變價元素的低價態(tài)化合物:如CO。
(4)其他:如濃鹽酸、NH3。
3.在日常生產、生活中存在著許多的氧化還原反應,如
A.金屬的腐蝕 B.食物的腐敗
C.金屬的冶煉 D.燃料燃燒
E.原電池 F.煤礦瓦斯爆炸
其中:
對生產、生活有利的有CDE;
對生產、生活有害的有ABF。
[探究·升華]
[思考探究]
物質氧化性和還原性的判斷
(1)根據(jù)反應:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2和Cl2
3、的氧化性誰強?HCl和MnCl2的還原性誰強?
【提示】 MnO2的氧化性較強,HCl的還原性較強。
(2)依據(jù)金屬活動性順序,你能判斷出Zn和Cu還原性的強弱嗎?請寫出一反應說明。
【提示】 Zn的還原性強,Zn+Cu2+===Cu+Zn2+
[認知升華]
物質氧化性、還原性強弱的比較方法
(1)根據(jù)氧化還原反應方程式比較。
氧化性:氧化劑>氧化產物
還原性:還原劑>還原產物
(2)根據(jù)金屬的活動性順序判斷
(3)根據(jù)氧化還原反應的程度比較:不同氧化劑與相同還原劑作用時,還原劑化合價升高的數(shù)值越大,氧化劑的氧化性越強。
(4)根據(jù)反應的條件及反應的劇烈程度
4、比較:反應條件要求越低,反應越劇烈,對應物質的氧化性或還原性越強,如是否加熱、反應溫度高低、有無催化劑和反應物濃度大小等。
例如,MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2
[題組·沖關]
題組1 氧化還原反應的有關概念的判斷
1.氫化鈣可以作為生氫劑(其中CaH2中氫元素為-1價),反應方程式如下:CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中H2是( )
A.既是氧化產物又是還原產物
B.是氧化劑
C.是還原劑
D.既是氧化劑又是還原劑
5、
【解析】 反應中CaH2中氫元素由-1價升高至0價,H2O中氫元素由+1價降低至0價,氫氣既是氧化產物又是還原產物。
【答案】 A
2.工業(yè)上制取ClO2的化學反應:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4。下列說法正確的是( )
A.SO2在反應中被氧化
B.NaClO3在反應中失去電子
C.H2SO4在反應中作氧化劑
D.1 mol還原劑在反應中失去1 mol電子
【解析】 在反應中,NaClO3中氯元素化合價降低,作氧化劑,得到電子,被還原;SO2中硫元素化合價升高,作還原劑,被氧化;同時1 mol SO2轉移2 mol電子,綜上所述,正確的
6、是A。
【答案】 A
題組2 氧化性與還原性判斷及其強弱比較
3.根據(jù)反應式:①2Fe3++2I-===2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,可判斷離子的還原性從強到弱的順序是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
【解析】 反應①中還原劑是I-,還原產物是Fe2+,故還原性:I->Fe2+;反應②中還原劑是Fe2+,還原產物是Br-,故還原性:Fe2+>Br-,所以還原性從強到弱的順序為I->Fe2+>Br-。
【答案】 B
氧化還原反應的基本規(guī)律及
7、其應用
[探究·升華]
[思考探究]
氧化還原反應的基本規(guī)律
(1)對于反應Cl2+H2O===HCl+HClO,氧化劑和還原劑分別是什么物質?其物質的量之比為多少?
【提示】 Cl2、Cl2,1∶1。
(2)已知Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱,則在含等物質的量的Fe2+和I-的溶液中通入少量氯氣,哪種離子首先被氧化?
【提示】 還原性:I->Fe2+>Cl-,通入少量Cl2時,Cl2優(yōu)先氧化還原性最強的I-,離子方程式為Cl2+2I-===I2+2Cl-。
(3)已知硫元素的常見價態(tài)有-2價、0價、+4價、+6價,從硫元素的角度分析,SO2、濃硫酸分別具有什么性質?
8、二者能反應嗎?
【提示】 SO2中硫元素處于中間價態(tài),具有氧化性和還原性,濃硫酸中硫元素處于最高價態(tài),濃硫酸只具有氧化性。由于二者的價態(tài)分別為+4價和+6價,而+4價和+6價之間,無其他價態(tài),故二者不發(fā)生氧化還原反應。
(4)對于反應:KClO3+6HCl===KCl+3Cl2+3H2O,氧化產物是________,還原產物是________。
【提示】 Cl2 Cl2
[認知升華]
氧化還原反應的規(guī)律及其應用
(1)守恒規(guī)律
氧化還原反應中,得失電子總數(shù)相等,元素化合價升降總數(shù)相等,反應前后電荷總數(shù)相等(離子反應)。即有關系式:
還原劑失電子總數(shù)=氧化劑得電子總數(shù)
化合價降
9、低的總數(shù)=化合價升高的總數(shù)
應用:氧化還原反應方程式的配平和相關計算。
(2)先后規(guī)律
①同一氧化劑與多種還原劑混合,還原性強的先被氧化。
②同一還原劑與多種氧化劑混合,氧化性強的先被還原。
應用:判斷物質的氧化性、還原性強弱或判斷反應的先后順序。
(3)價態(tài)規(guī)律
①高低規(guī)律
元素最高價態(tài):只有氧化性。
元素中間價態(tài):既有氧化性又有還原性。
元素最低價態(tài):只有還原性。
應用:判斷元素或物質的氧化性、還原性。
②歸中規(guī)律
同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應,元素的化合價“只向中間靠攏不出現(xiàn)交叉”,如:
[題組·沖關]
題組1 反應先后規(guī)律和價態(tài)規(guī)律及其應用
10、
1.今有下列三個氧化還原反應:
a.2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,
b.2FeCl2+Cl2===2FeCl3,
c.2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
①Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由強到弱的順序為________________。
②若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要將I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,則可加入的試劑是________。
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.I2
【解析】 ①a、b、c三個反應的氧化劑分別為FeCl3、Cl2、KMn
11、O4,氧化產物分別為I2、FeCl3、Cl2。氧化性:FeCl3>I2,Cl2>FeCl3,KMnO4>Cl2,故Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由強到弱的順序為MnO>Cl2>Fe3+>I2。
②由a、b、c反應可知,還原性I->Fe2+>Cl-,要將I-氧化,而Fe2+與Cl-不被氧化,應選擇只能氧化I-的氧化劑FeCl3,故選C。
【答案】?、費nO>Cl2>Fe3+>I2?、贑
2.已知N的最高價為+5,最低價為-3,在NH3、NO2、NaNO2、Cu(NO3)2四種含氮化合物中,其中氮元素只能被氧化的是________;只能被還原的是________;既能被氧化又能被還原
12、的是____________________。
【答案】 NH3 Cu(NO3)2 NO2、NaNO2
題組2 電子守恒法的應用
3.24 mL濃度為0.05 mol/L的Na2SO3溶液,恰好與20 mL濃度為0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反應。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化為Na2SO4,則元素Cr在還原產物中的化合價是( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
【解析】 設產物Cr的化合價為x
Na2SO3Na2SO4,失去電子的物質的量為0.024 L×0.05 mol/L×2;
K2Cr2O72Cr,得到電子的物質的量為0.02 L×
13、0.02 mol/L×(6-x)×2。
所以有0.02 L×0.02 mol/L×(6-x)×2=0.024 L×0.05 mol/L×2,
解得x=3。
【答案】 B
4.配平
(1)NH3+O2===NO+H2O
(2)MnO+Cl-+H+===Mn2++Cl2↑+H2O
【答案】 (1)4 5 4 6
(2)2 10 16 2 5 8
【題后歸納】 應用電子守恒規(guī)律進行計算的一般步驟
(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物;
(2)找準一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學式中該種粒子的個數(shù));
(3)根據(jù)題中物質的量和得失電子守恒列出等式:
n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價)=n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價-低價)。