2019-2020新教材高中化学 2.3.2 氧化剂和还原剂课件 鲁科版必修第一册

第2课时氧化剂和还原剂一、氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂的相关概念比较项目氧化剂还原剂概念在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价_____的反应物在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价_____的反应物降低升高比较项目氧化剂还原剂发生的反应_____反应_____反应具有的性质_____性_____性对应的产物_____产物_____产物举例高锰酸钾、氧气、氯气等活泼的金属单质、SO2等还原氧化氧化还原还原氧化2.常见氧化剂、还原剂(1)常见的氧化剂及还原产物。氧化剂还原产物活泼非金属单质氧气、氯气H2O、___含较高价态元素的含氧酸浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3NO2、___、NO含较高价态元素的盐KMnO4、KClO3、FeCl3____、___、____Cl-SO2Mn2+Cl-Fe2+氧化剂还原产物含高价态元素的氧化物MnO2____过氧化物Na2O2、H2O2OH-、H2OMn2+(2)常见还原剂及氧化产物。还原剂氧化产物活泼金属单质Al、Fe、Zn____、____、___某些非金属单质H2、CH2O、CO2含低价态元素的氧化物CO、SO2___、________Al3+Fe2+Zn2+CO2SO3或S24O还原剂氧化产物含低价态元素的盐KI、Na2SO3、FeSO4__、______、_________含低价态元素的酸H2S、H2SO3S或SO2、H2SO4I2Na2SO4Fe2(SO4)3【巧判断】(1)金属单质只能作还原剂,非金属单质只能作氧化剂。()提示:×。金属元素只有正化合价,因此在反应中化合价只能升高,作还原剂;而非金属元素的化合价有正化合价,也有负化合价,在反应中可以作氧化剂也可以作还原剂。(2)不可能存在一种反应物既作氧化剂又作还原剂的情况。()提示:×。当一种物质中的元素化合价既有升高又有降低时,此物质既作氧化剂又作还原剂。如水的分解等。【做一做】(1)在Fe+CuSO4====FeSO4+Cu反应中,氧化剂是_____,还原剂是___。(2)在Zn+2H+====Zn2++H2↑反应中:氧化产物是____,还原产物是__。CuSO4FeZn2+H2二、氧化性和还原性1.氧化性和还原性(1)当物质中所含元素处于较高价态时,元素有_____价态的趋势,该物质可能具有_____性;(2)当物质中所含元素处于较低价态时,元素有_____价态的趋势,该物质可能具有_____性。降低氧化升高还原2.元素价态与氧化性、还原性之间的关系【巧判断】(1)反应中,某元素化合价升高,表现还原性。()提示:√。反应中元素的化合价升高,表明该物质具有还原性。(2)当一种物质中某元素处于最低价态时,该物质只具有还原性。()提示:×。物质可能由许多元素组成,一种元素处于最低价,只能说明此种元素只表现还原性,不代表物质只具有还原性。(3)非金属元素的单质一定具有氧化性。()提示:×。非金属元素有正化合价,也有负化合价,因此在反应中可表现氧化性,也可以表现还原性。【微思考】已知硫元素的最低价为-2价,最高价为+6价,试推断SO2中硫元素表现出的是氧化性还是还原性?提示:既有氧化性又有还原性。因为SO2中硫元素为+4价,处于中间价态,因此在反应中既可以升高也可以降低。【情境·思考】王安石《元丰行示德逢》(节选)雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻,豆死更苏肥荚毛。这几句诗实际上说的是“雷雨发庄稼”。电闪雷鸣时会发生如下反应:①N2+O2====2NO②2NO+O2====2NO2③3NO2+H2O====2HNO3+NO分析三个反应是否为氧化还原反应,并说明原因。是氧化还原反应的,指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。提示:三个反应都是氧化还原反应。反应①中氧化剂是O2,还原剂是N2,NO既是氧化产物又是还原产物;反应②中氧化剂是O2,还原剂是NO,NO2既是氧化产物又是还原产物;反应③中NO2既是氧化剂又是还原剂,HNO3是氧化产物,NO是还原产物。知识点一氧化还原反应的规律【重点释疑】1.守恒规律(1)内容。(2)应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。2.强弱规律(1)内容:在一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。(2)应用:比较物质间氧化性或还原性的强弱。3.先后规律(1)内容。在浓度相差不大的溶液中含有①几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。②几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。加入氧化剂加入还原剂(2)应用:判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。4.价态规律(1)内容。①高低规律:最高价态只有氧化性,最低价态只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。②“价态归中,互不交叉”规律:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时可总结为价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢。“价态归中,互不交叉”的三种情况:(2)应用:可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。【思考·讨论】(1)在Cl-、Cl2、HClO4中,氯元素的化合价有何特点?从氧化还原的角度分析,它们具有怎样的性质?提示:Cl-、Cl2、HClO4中氯元素的化合价分别为-1、0、+7价,Cl-只有还原性,HClO4只有氧化性,Cl2既有氧化性又有还原性。(2)已知Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,则在含等物质的量的Fe2+和I-的溶液中通入少量氯气,哪种离子先被氧化?提示:还原性I-Fe2+Cl-,通入少量Cl2时,Cl2优先氧化还原性最强的I-,离子方程式为Cl2+2I-====I2+2Cl-。【案例示范】【典例】(2019·三明高一检测)在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为3Sn2++2H3AsO3+6H++18Cl-====2As+3SnC+6M。关于该反应的说法中正确的组合是()26l①氧化剂是H3AsO3②还原性:Cl-As③每生成1molAs,反应中转移电子的物质的量为3mol④M为OH-⑤SnC是氧化产物26lA.①②④⑤B.①③⑤C.①②③④D.只有①③【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【解析】选B。3Sn2++2H3AsO3+6H++18Cl-====2As+3SnC+6M中,由原子守恒可知,M为H2O。①砷元素的化合价降低,则氧化剂是H3AsO3,所以正确。②氯元素的化合价在该反应中不变,则不能比较Cl-、As的还原性,所以错误。③由反应可知,生成1molAs时转移3mol电子,所以正确。④由原子守恒可知,M为26lH2O,所以错误。⑤反应中Sn化合价升高,则SnC是氧化产物,所以正确。综上所述,B选项正确。26l【迁移·应用】1.(2019·兰州高一检测)对于反应3Cl2+6NaOH====5NaCl+NaClO3+3H2O,以下叙述正确的是()世纪金榜导学号A.Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂B.被氧化的Cl和被还原的Cl的物质的量之比为5∶1C.Cl2既是氧化剂又是还原剂D.每生成1mol的氧化产物转移6mol的电子【解析】选C。题给出的化学反应中只有氯元素化合价有变化。在反应中该反应Cl2既是氧化剂,又是还原剂,被氧化的Cl和被还原的Cl的物质的量之比为1∶5,NaCl是还原产物,NaClO3是氧化产物,每生成1molNaClO3(氧化产物)转移5mol电子。2.(2019·承德高一检测)二氯化二硫常用作橡胶的低温硫化剂和粘结剂,它易与水反应:2S2Cl2+2H2O====4HCl+SO2↑+3S↓。对该反应的说法正确的是()A.S2Cl2既作氧化剂又作还原剂B.氧化产物与还原产物物质的量之比为3∶1C.每生成1molSO2转移4mol电子D.H2O作还原剂【解析】选A。据反应方程式可知,S的化合价从+1价部分升高到+4价,部分降低到0价,故S2Cl2既作氧化剂又作还原剂,A对,D错;氧化产物为SO2,还原产物是S,两者的物质的量之比为1∶3,B错;每生成1molSO2转移电子的物质的量是3mol,C错。【补偿训练】1.(2019·济宁高一检测)已知氧化性:Cl2Fe3+S,则下列说法正确的是()A.Fe可以和S在加热条件下生成Fe2S3B.Cl2和H2S相遇可发生反应:H2S+Cl2====2HCl+S↓C.在酸性溶液中,Fe3+和S2-可以大量共存D.Cl2可以氧化Fe3+【解析】选B。A项反应若发生则有氧化性SFe3+,与题干矛盾,A错误;C项Fe3+可以氧化S2-;D项中Fe3+已是最高价,没有还原性,不能被Cl2氧化。2.(2019·深圳高一检测)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2====SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是()A.氧气是氧化产物B.O2F2既是氧化剂又是还原剂C.若生成4.48LHF,则转移0.8mol电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4【解析】选D。O由+1价降低到0价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,故A错误;在反应中,O2F2中的O化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而硫化氢中的S的化合价是-2价,反应后升高为+6价,所以H2S是还原剂,故B错误;不是标准状况下,且标准状况下HF为液态,不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,故C错误;该反应中,S化合价由-2价升高到+6价,被氧化,O由+1价降低到0价被还原,氧化产物为SF6,还原产物为O2,由方程式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比是4∶1,故D正确。【素养提升】1.氯气是一种有毒的气体,具有很强的氧化性,请从氧化还原的角度分析,出现氯气中毒后,静脉注射硫代硫酸钠溶液为什么能够解毒。提示:氯气有氧化性,硫代硫酸钠有还原性,注射硫代硫酸钠后,二者发生氧化还原反应,故能解毒。2.工业盐的主要成分为亚硝酸钠,具有氧化性,外观与食盐相似,味咸,价格低廉,有人误当食盐购回食用而中毒,食用亚硝酸钠为什么易中毒?如果你碰到了这类中毒者,如何帮助他解毒?提示:人体中血红蛋白含的铁是亚铁,它能跟氧结合随着血液循环,将氧气输送到身体各部位。当误食亚硝酸钠后,在血液中发生了化学反应,使血红蛋白中的亚铁转变成三价铁。三价铁的血红蛋白不能携带氧,从而不能将人吸进来的氧气输送到身体各部位,造成人体缺氧“中毒”。如果碰到了这类中毒者,可让他服用维生素C帮助他解毒。知识点二氧化还原方程式的配平及计算【重点释疑】一、氧化还原反应方程式的配平1.配平三原则2.配平四步骤一般氧化还原反应方程式的配平方法——化合价升降法二、氧化还原反应的计算1.常见题型(1)求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比。(2)计算参加反应的氧化剂或还原剂的量。(3)确定反应前后某一元素价态的变化。2.计算依据得失电子守恒,即氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等或化合价升降总数相等。3.计算方法(1)找出氧化剂和还原剂以及对应的还原产物和氧化产物。(2)找准1个原子(或离子)得失电子数。(3)由题中物质,根据电子守恒列等式:n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。【思考·讨论】(1)24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液(已知硫元素最高价为+6价),恰好与20mL浓度为0.02mol·L-1的K2Cr2O7(Cr最高价为+6价)溶液完全反应,如何确定元素Cr在被还原的产物中的化合价?提示:依据氧化还原反应中得失电子守恒来解答本题,24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液失去电子的物质的量为n=0.024L×0.05mol·L-1×2=0.0024mol,与K2Cr2O7中铬原子所得电子的总数是相等的,n(Cr)=0.02L×0.02mol·L-1×2=0.0008mol,所以每个铬原子得到:(0.0024mol/0.0008mol)=3个电子,铬元素的化合价降低3价,在K2Cr2O7中Cr为+6价,最后化合价为+3价。(2)对于酸性KMnO4溶液与H2O2的反应的离子方程式有同学写出了如下两种形