2019-2020版新教材高中化学 第2章 第3节 第2课时 氧化剂和还原剂 氧化还原反应的应用课件

第2课时氧化剂和还原剂氧化还原反应的应用学业要求核心素养对接1.知道常见的氧化剂和还原剂。2.依据氧化还原反应原理预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关现象。1.通过探究H2O2的性质，把化学科学与生产、生活联系起来。2.通过氧化性、还原性强弱比较的学习，进一步提升知识概括水平，增强小组合作实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题的能力。［知识梳理］知识点一氧化剂、还原剂氧化剂为什么是这样的标识？什么是氧化剂与还原剂，常见的氧化剂与还原剂有哪些？完成下列知识点：1．氧化剂与还原剂(1)在氧化还原反应中，所含的某种元素的化合价的反应物称为氧化剂。(2)在氧化还原反应中，所含的某种元素的化合价的反应物称为还原剂。一种物质可以既是氧化剂又是还原剂降低升高2．氧化性与还原性(1)概念①氧化性：氧化剂中的某种元素电子的性质。②还原性：还原剂中的某种元素电子的性质。(2)与元素价态的关系元素处于最高价态时，只有性；元素处于最低价态时，只有性；元素处于中间价态时，。得失氧化还原既有氧化性又有还原性3．常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂①活泼的非金属单质，如等。②部分含有较高价态元素的含氧酸，如等。③某些含有较高价态元素的盐，如等。(2)常见的还原剂①活泼的金属单质，如等。②某些非金属单质，如等。③含有较低价态元素的化合物，如等。Cl2、O2HNO3、浓硫酸KMnO4、KClO3、FeCl3、CuCl2Mg、Fe、ZnC、H2CO、SO2、KI、Na2S、Na2SO3、FeSO44．氧化还原反应概念间的关系及实质(1)概念间关系①氧化剂在反应中所含元素化合价→具有性→被→生成产物→发生还原反应。②还原剂在反应中所含元素化合价→具有→被→生成产物，发生氧化反应。抓住化合价升降的两条线(2)特征一种或几种元素的发生变化。(3)实质氧化还原反应的实质是电子的(即电子的或电子对的)。降低氧化还原还原升高还原性氧化氧化化合价转移得失偏移知识点二氧化还原反应的应用钢铁冶炼的原理是什么？氯气在实验室是如何制备的？氧化还原反应还有哪些应用？请完成下列知识点1．在研究物质性质中的应用(1)过氧化氢的氧化性：H2O2与KI的反应：H2O2＋2KI===I2＋2KOHI2的生成一般用淀粉来检验(2)过氧化氢的还原性：H2O2与酸性高锰酸钾溶液(酸为硫酸)的反应：5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===5O2↑＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O2．在物质转化和能量转化中的应用(1)金属的冶炼冶炼金属的方法有热还原法、湿法、电解法等(2)氯气的实验室制法(1)反应原理实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为，离子方程式为。另一种不加热的：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OMnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2OMnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)实验装置装置A中饱和食盐水的作用是；装置B中浓硫酸的作用是；烧杯中NaOH溶液的作用是。①没有防倒吸装置②停止加热时，注意防倒吸除去Cl2中的HCl气体干燥Cl2收多余的Cl2、以防污染环境微判断(1)非金属单质只具有氧化性，金属单质只有还原性。()(2)元素的价态越高，物质的氧化性越强。()(3)某元素从化合态到游离态，则该元素一定被氧化。()(4)一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然。()(5)元素处于最高价时，该物质一定具有强氧化性。()(6)得电子难的元素，失电子越容易。()××××××微训练1．在下列反应中：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②2F2＋2H2O===4HF＋O2③Cl2＋H2O===HCl＋HClO④C＋H2O(g)=====高温CO＋H2⑤CaO＋H2O===Ca(OH)2⑥2H2O=====电解2H2↑＋O2↑试从氧化还原的角度，回答下列问题：(1)水只作氧化剂的是________。(2)水只作还原剂的是________。(3)水既不作氧化剂又不作还原剂的是________。答案(1)①④(2)②(3)③⑤2．在S2－、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、S、I－、H＋中，只有氧化性的是________，只有还原性的是________，既有氧化性又有还原性的是________。答案Fe3＋、Mg2＋、H＋S2－、I－Fe2＋、S3．某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是()A．饱和的石灰水B．饱和的食盐水C．自来水D．烧碱溶液解析虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气在水中的溶解度较小，用自来水吸收效果不好，C项错误。答案D微思考1．写出下列氧化剂对应的还原产物。Cl2→Cl－O2→O－2HNO3→NONO2浓H2SO4→SO2MnO－4→Mn2＋（H＋）KClO3→Cl－Cl2Fe3＋→Fe2＋Cu2＋→Cu2．写出下列还原剂对应的氧化产物。Mg→Mg2＋Fe→Fe2＋Fe3＋Zn→Zn2＋C→COCO2H2→H2OCO→CO2SO2SO2－4SO3SO2－3→SO2－4I－→I2Fe2＋→Fe3＋S2－→S学习任务1探究过氧化氢的氧化性、还原性生活情景：1．从价态角度考虑，过氧化氢有什么性质？提示氧元素处于中间价态，既有氧化性，又有还原性。H2O－12―→H2O－2(表现氧化性，绿色氧化剂)H2O－12―→O02(表现还原性)2．向过氧化氢中加入二氧化锰，如图所示现象是什么？提示H2O2具有不稳定性2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑过氧化氢具有：1．不稳定性——易分解，实验室制氧气；2．还原性——可制氧气；3．强氧化性——可用于漂白、杀菌、消毒。可催化分解H2O2的有：MnO2、Fe3＋、Cu2＋【例题1】H2O2被称为绿色氧化剂，在生产工艺中应用广泛，请回答下列有关过氧化氢的问题：(1)Fe3＋可以催化H2O2分解，请写出该反应的化学方程式____________________________________________________________。(2)酸性条件下，在FeCl3和FeCl2的混合溶液中加入H2O2以除去Fe2＋，反应的离子方程式为____________________________________。(3)H2O2可用于SO2的尾气处理，请写出反应的化学方程式____________________________________。(4)可以用酸性KMnO4测定溶液中的H2O2含量，反应的离子方程式为__________________________________________________________________。答案(1)2H2O2=====Fe3＋2H2O＋O2↑(2)2H＋＋H2O2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2H2O(3)SO2＋H2O2===H2SO4(4)6H＋＋5H2O2＋2MnO－4===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O变式训练1过氧化氢(H2O2)俗名双氧水，医疗上可作外科消毒剂。答案(1)氧化(2)还原(1)向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水，此时溶液由红色褪至无色，主要原因是双氧水的________性。(2)将双氧水加入到经酸化的高锰酸钾溶液中，发现溶液的紫红色消褪了，此时双氧水表现出________性。学习任务2物质氧化性、还原性强弱的比较1．“钠原子能失去1个电子，铝原子能失去3个电子，所以铝的还原性比钠强。”这种说法正确吗？提示错误。还原性钠比铝强，还原性强弱与失电子能力强弱有关，而与失电子数多少无关。2．根据Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗？提示Fe是还原剂，Cu是还原产物，还原性Fe强于Cu。1．氧化性和还原性强弱的判断方法(1)根据氧化还原反应的方向判断氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物2．根据元素的活动性顺序比较3．根据反应条件来判断氧化性：KMnO4MnO2当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。如：(1)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O(2)Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下，Na与冷水剧烈反应，Mg加热才反应，Al加热条件下也难反应。还原性：Na＞Mg＞Al4．根据氧化产物的价态高低判断判断还原剂还原性的原理类似同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高，氧化剂的氧化性越强。例如：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3Fe＋S=====△FeS氧化性：Cl2＞S。5．根据元素的价态进行判断元素处于最高价态时只有氧化性，元素处于最低价态时只有还原性，元素处于中间价态时既有氧化性，又有还原性。【例题2】有A、B、C、D四种物质，已知它们能发生下列反应：①A2＋＋B===B2＋＋A②A2＋＋C===C2＋＋A③B2＋＋C===C2＋＋B④C2＋＋D===D2＋＋C由此可推知，各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是(双选)()A.氧化性：A2＋＞B2＋＞C2＋＞D2＋B.氧化性：D2＋＞C2＋＞B2＋＞A2＋C.还原性：A＞B＞C＞DD.还原性：D＞C＞B＞A氧化性：氧化剂氧化产物还原性：还原剂还原产物答案AD解析氧化还原反应中，反应物与生成物之间氧化性与还原性强弱比较的一般规律是强氧化剂＋强还原剂―→弱还原剂＋弱氧化剂根据上述关系，由①知，氧化性：A2＋＞B2＋，还原性：B＞A；由②知，氧化性：A2＋＞C2＋，还原性：C＞A；由③知，氧化性：B2＋＞C2＋，还原性：C＞B；由④知，氧化性：C2＋＞D2＋，还原性：D＞C。综合①～④可得，氧化性：A2＋＞B2＋＞C2＋＞D2＋，还原性：D＞C＞B＞A。变式训练2已知如下反应：①2BrO－3＋Cl2===Br2＋2ClO－3，②ClO－3＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O，③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是()A．ClO－3＞BrO－3＞Cl2＞Fe3＋＞I2B．BrO－3＞Cl2＞ClO－3＞I2＞Fe3＋C．BrO－3＞ClO－3＞Cl2＞Fe3＋＞I2D．BrO－3＞ClO－3＞Fe3＋＞Cl2＞I2解析反应①中氧化剂是BrO－3、氧化产物是ClO－3，则氧化性BrO－3＞ClO－3；同理，由反应②知，氧化性ClO－3＞Cl2；由反应③知，氧化性Fe3＋＞I2，由反应④知，氧化性Cl2＞Fe3＋；综上可知，氧化性强弱为BrO－3＞ClO－3＞Cl2＞Fe3＋I2。答案C学习任务3氧化还原反应的基本规律1．在一个反应中，氧化剂和还原剂的物质的量一定相等吗？提示氧化剂得电子数和还原剂失电子数一定相等，但二者的物质的量不一定相等。2．金属阳离子一定只有氧化性吗？提示金属阳离子若处于中间价态则既有氧化性，又有还原性。3．Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性，二者之间能反应吗？为什么？提示Fe2＋与Fe3＋为相邻价态，无中间价态，二者不能反应。1．守恒规律还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。氧化还原反应方程式的配平和相关计算还原性：还原剂＞还原产物。氧化性：氧化剂＞氧化产物。2．强弱规律物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断有氧化性和有还原性的物质在一定条件下是