高中化学PEP教材教学-6第六讲氧化还原反应

1/15第六讲氧化还原反应【教学目标】1．根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移2．举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应3．熟记常见物质的化合价，并能通过化合价的升降，判断氧化还原反应4．通过具体实例识别氧化剂和还原剂5．理解氧化、还原、氧化剂、还原剂的概念6．学会用电子转移的观点判断氧化还原反应，并能用箭头标出电子转移的方向和数目7．简单的氧化还原反应方程式的配平【知识梳理】知识点一、氧化还原反应的基本概念1．氧化还原反应的有关概念（1）从得失氧的角度分析：凡是有得氧失氧的反应叫氧化还原反应C+O2===CO2C得氧，发生氧化反应O失氧，发生还原反应得氧与失氧同时发生（2）从化合价升降的角度：凡是有化合价升降的反应是氧化还原反应氧化反应：物质所含元素化合价升高的反应。还原反应：物质所含元素化合价降低的反应。氧化还原反应的特征：元素化合价升降（3）从电子转移角度分析：有电子转移（得失或偏移）的反应是氧化还原反应氧化反应：失去电子或电子对偏离的元素发生的反应还原反应：得到电子或电子对偏向的元素发生的反应氧化还原反应的实质：反应中电子的转移（得失或偏移）2．相互关系2/15具有发生自身生成具有发生自身生成氧化剂氧化性还原反应被还原还原产物化合价降低得电子物质性质反应表象过程实质产物化合价升高失电子还原剂还原性氧化反应被氧化氧化产物规律：升失氧还剂降得还氧剂3．四大基本反应类型与氧化还原间的关系注：有单质参加或有单质生成的反应不一定是氧化还原反应，如：同素异形体间的转化4．氧化还原的表示方法（1）双线桥法①标变价：标出化合价变化的元素②连双线：箭头的两端指向同种变价元素；箭头从反应物指向生成物③注得失：标出得到或失去电子的总数3/15④检查：得到的电子总数=失去的电子总数（2）单线桥法：①箭头必须由失电子的物质指向得电子的物质，箭头两端对准得失电子元素。②箭头的方向已表明了电子转移的方向，所以“桥”上无需再标得失，只须标明电子转移总数即可。典型例题1．（2015西城期末11）下列变化中，需要加入适当的还原剂才能完成的是A．KI2B．FeCl2FeCl3C．CuOCuD．CO2Na2CO3答案：C2．（2015西城期末13）下列物质间的反应中，不属于氧化还原反应的是A．氨气和氧气B．铁和水蒸气C．氯气和石灰乳D．硅酸钠溶液和稀盐酸答案：D知识点二、氧化还原反应方程式配平1．配平依据：化合价升降总数相等或电子转移总数相等。2．配平方法：化合价升降法或电子转移法。3．配平步骤：4/15（1）标价态：标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。（2）列变化：列出反应前后化合价的改变情况。（3）求总数：根据化合价升降总数相等求最小公倍数。（4）配关键化学计量数。（5）用观察法配平其他物质的化学计量数。（6）检查两边原子个数和电荷是否守恒。4．氧化还原反应离子方程式的配平首先利用化合价升降法配平参加氧化还原反应的离子或分子的化学计量数；然后利用电荷守恒和质量守恒配平未参加氧化还原反应的离子或分子的化学计量数。如：MnO4―+H2S+H＋——Mn2＋+S↓+H2电子平、电荷平、原子平5．缺项氧化还原方程式的配平先配平含变价元素物质的化学计量数，再通过比较反应物与生成物，观察增减的原子或离子数确定未知项及其化学计量数，缺项一般是水、酸、碱等典型例题1．（2015西城期末24）实验室中可用如下反应制取氯气：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为A．1:8B．5:2C．1:5D．5:1答案：C2．（2015丰台期末20）在反应3S+6KOH=K2SO3+2K2S+3H2O中，被氧化与被还原的硫原子数之比为A．2:1B．1:2C．1:1D．3:25/15【答案】B知识点三、氧化还原反应规律1．守恒规律：氧化还原反应中的电子总数与失电子总数相等（即电子转移守恒），表现在元素化合价降低总数与与升高总数相等。2．价态规律：根据物质中元素的价态可判断物质所具有的氧化性和还原性。3．转化规律：同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价只靠近不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。4．难易规律：一种氧化剂与几种还原剂反应，先氧化还原性强的还原剂。反之亦然。例如：Cl2与FeBr2反应，先先考虑Cl2氧化Fe2+，再考虑Cl2氧化Br-。典型例题1．（2015二中期末20）制备印刷线路板过程会产生含FeCl2、CuCl2等的废液。为了回收铜，并利用铜制备硫酸铜晶体，某化学课外小组设计方案中涉及如下两个反应：①Fe+CuCl2=Cu+FeCl2②Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+H2O关于这两步反应叙述正确的是A．CuCl2失电子是氧化剂B．H2O2得电子是还原剂C．H2SO4得电子是氧化剂D．Fe失电子是还原剂答案：D2.（2015东城期末19）赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将将赤6/15铜矿与辉铜矿混合加热发生以下反应：Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2关于该反应的说法错误的是A．Cu2O、Cu2S中铜元素化合价都是+1价B．反应中铜元素被氧化，硫元素被还原C．Cu2S在反应中既是氧化剂，又是还原剂D．每生成6.4gCu，反应中转移0.1mol电子【答案】B知识点四、常见的氧化剂与还原剂1．常见的氧化剂（1）活泼的非金属单质：Cl2、Br2、O2等（2）含高价金属阳离子的化合物：FeCl3、CuCl2、AgNO3等（3）含有较高化合价元素的化合物：H2SO4、HNO3、KMnO4、K2Cr2O3、MnO2、HClO4、HClO3、HClO等2．常见的还原剂（1）活泼成较活泼的金属：K、Na、Al、Mg、Zn等（2）含低价金属阳离子的化合物：FeCl2（3）某些非金属单质：C、H2、P等（4）含有较低化合价元素的化合物：HCl、Na2S、KI、NH3、CO、SO2、Na2SO3知识点五、氧化性、还原性轻弱的判断（1）．根据氧化还原反应发生的规律来判断:氧化还原反应可用如下式子表示：7/15规律：反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性，反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。（2）．根据金属活动性顺序来判断:一般来说，越活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越容易，其阳离子得电子还原成金属单质越难，氧化性越弱；反之，越不活泼的金属，失电子氧化成金属阳离子越难，其阳离子得电子还原成金属单质越容易，氧化性越强。（3）．根据氧化还原反应发生的条件来判断:如：Mn02+4HCl(浓)MnCl2+C12↑+2H202KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O后者比前者容易(不需要加热)，可判断氧化性KMn04Mn02（4）．根据反应速率的大小来判断:如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4（快），2H2SO3+O2=2H2SO4（慢）322SO2OSO2催化剂，其还原性:Na2SO4H2SO3SO2（5）．根据被氧化或被还原的程度来判断:如：22CuClClCu点燃，SCuSCu22，即氧化性:SCl2。8/15又如:OH2SOBrSOHHBr2222)(42浓，OH4SHI4SOHHI8222)(42浓，即有还原性:HBrHI。（6）．根据原电池的正负极来判断：（必修2学习）在原电池中，作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。（7）．根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。（选修4学习）如:Cl-失去电子的能力强于，还原性:Cl-OH-（8）．根据非金属活动性顺序来判断:一般来说，越活泼的非金属，得到电子还原成非金属阴离子越容易，其阴离子失电子氧化成单质越难，还原性越弱。（9）．根据元素在周期表中位置判断：①对同一周期金属而言，从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱，其还原性也依次减弱。②对同主族的金属而言，从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强，其还原性也依次增强。③对同主族的非金属而言，从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱，其氧化性也依次减弱。（10）．根据（氧化剂、还原剂）元素的价态进行判断：元素处于最高价只有氧化性，最低价只有还原性，处于中间价态既有氧化又有还原性。一般来说，同种元素价越高，氧化性越强；价越低还原性越强。如氧化性：Fe3+Fe2+Fe,S(+6价)S(+4价)等，还原性:H2SSSO2，但是，氧化性：HClO49/15HClO3HClO2HClO。注意：①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下，其氧化能力或还原能力会有所不同。如：氧化性：HNO3（浓）＞HNO3（稀）；Cu与浓H2SO4常温下不反应，加热条件下反应；KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如：氧化性222OOClClFF、、典型例题1．常温下，在溶液中可发生以下反应：①16H＋＋10Z－＋2XO4-===2X2＋＋5Z2＋8H2O，②2M2＋＋R2===2M3＋＋2R－，③2R－＋Z2===R2＋2Z－，由此判断下列说法错误的是()A．氧化性强弱顺序为：XO4-Z2R2M3＋B．还原性强弱顺序为：X2＋Z－R－M2＋C．Z元素在反应①中被氧化，在③中被还原D．常温下可发生反应2M2＋＋Z2===2M3＋＋2Z－2．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＋；Z2＋＋Y===Z＋Y2＋。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性强弱符合()A．R2＋X2＋Z2＋Y2＋B．X2＋R2＋Y2＋Z2＋C．Y2＋Z2＋R2＋X2＋D．Z2＋Z2＋R2＋Y2＋3．已知在酸性溶液中,下列物质氧化KI时,自身发生如下发化:MnO42-→Mn2+；H2O2→H2O;HNO2→NO;IO3-→I2如果用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得10/15到I2最多的是()A.MnO42-B.H2O2C.HNO2D.IO3-4．在一定条件下可以进行如下反应:H2O+R2O8n-+Mn2+→MnO4-+RO42-+H+(未配平),又知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,则R2O8n-中n的值为()A.1B.2C.3D.45．在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-与Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为()A.3.0molB.1.5molC.1.0molD.0.75mol6．知镁与稀硝酸反应时,每有1molHNO3反应,就有0.8mol电子转移,此时硝酸的还原产物可能是()A.NO2B.N2OC.N2O4D.NO7．重铬酸铵〔(NH4)2Cr2O7〕受热发生氧化还原反应,下列各组重铬酸铵受热分解产物的判断符合实际的是()A.CrO3+NH3+H2OC.CrO3+N2+H2OB.Cr2O3+NH3+H2OD.Cr2O3+N2+H2O8．下列粒子中,只有氧化性的是()①S2-②Fe2+③Fe3+④S⑤H+⑥Na+⑦MgA①⑦B②④C.③⑤⑥D②④⑤⑥【巩固练习】一、选择题1．下列反应中，属于氧化还原反应的是()A．2CuO＋C2Cu＋CO2↑B．Cu(OH)2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O11/15C．CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2OD．NH4Cl＋NaOHNaCl＋NH3↑＋H2O答案A2．下列物质变化中不属于氧化还原反应的是()A．易燃物自燃B．食物腐败C．钢铁生锈D．用盐酸清洗铜锈答案D3．关于基本反应类型与氧化还原反应关系的说法中，正确的是()A．置换反应都是氧化还原反应B．分解反应都是氧化还原反应C．复分解反应部分是氧化还原反应D．化合反应都不是氧化还原反应答案A4．下列变化一定不属于氧化或还原过程的是()A．H2→H2OB．CaCO3→CaOC．