高中化学PEP教材教学-6第六讲氧化还原反应.pdf

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1、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

2、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

3、 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 标变价：标出化合价变化 的元素 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 注得失：标出得到 或失去 电子的总数 3 / 15 检查：得到的电子总数=失去的电子总数 （2）单线桥法： 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。 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

4、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 AKI2BFeCl2FeCl3 CCuOCu DCO2Na2CO3 答案： C 2 （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

5、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 Mn 2 + 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

6、 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 A1:8 B5:2 C1:5 D5:1 答案： C 2 （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 A2:1 B1:2 C1:1 D3:2 5 / 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

7、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 Fe 2+，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： Fe + CuCl2 = Cu + FeCl2 Cu + H2SO4 + H2O2 = CuSO4 + H2O

8、关于这两步反应叙述正确的是 ACuCl2失电子是氧化剂 BH2O2得电子是还原剂 CH2SO4得电子是氧化剂 DFe 失电子是还原剂 答案： D 2.（ 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 +2Cu2O 6Cu+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6.4 g Cu，反应中转移0.1 mol 电子 【答案】 B 知识点四、常见的氧化剂与还原剂 1常见的

9、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

10、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 +2H20 2KMn04+16HCl( 浓)=2MnCl2+5C12+8H2O 后者比前者

11、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） 322 SO2OSO2 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： 22 CuClClCu 点燃 ，SCuSCu2 2 ，即氧化性 :SCl2。 8 / 15 又如 : OH2SOBrSOHHBr2 222 )(4 2浓 ， OH4SHI4SOHHI8 222 )(4 2 浓 ，即有 还原性 :HBrHI。 （6） 根据原电池的正负极来判断：（必修 2 学

12、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： 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。 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

13、强，其还原性也依次增强。 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： Fe 3+Fe2+Fe,S(+6 价)S(+4 价 )等，还原性 :H 2SSSO2，但是，氧化性：HClO4X2 Z 2 Y 2 BX 2 R 2 Y 2 Z2 CY 2 Z2 R 2 X 2 DZ 2 Z 2 R 2 Y2 3已知在酸性溶液中,下列

14、物质氧化K I 时,自身发生如下发化:MnO4 2- Mn 2+ ；H2O2 H2O ; HNO2 NO ; IO 3 - 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.MnO4 2- B.H2O2C.HNO2 D.IO3 - 4在一定条件下可以进行如下反应:H2O + R 2O8 n- + Mn 2+ MnO4 - + RO4 2- + 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.1 B.2 C.3 D.4 5在一定条件下,PbO2与 Cr 3+ 反应 ,产物是Cr2O

15、7 2- 与 Pb 2+， 则与1mol Cr 3+ 反应所需 PbO2的物质的量为( ) A.3.0mol B.1.5mol C.1.0mol D.0.75mol 6知镁与稀硝酸反应时 ,每有1mol HNO 3 反应 ,就有0.8mol 电子转移 ,此时硝酸的还 原产物可能是 ( ) A.NO2 B.N2O C.N2O4 D.NO 7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.CrO 3+NH3+H2O C.CrO 3+N2+H2O B.Cr2O3+NH3+H2O D .Cr2O3+N2+H2O 8下列粒子中, 只有氧

16、化性的是( ) S 2- Fe 2+ Fe 3+ S H + Na + Mg A B C.D 【巩固练习】 一、选择题 1下列反应中，属于氧化还原反应的是( ) A2CuO C2Cu CO2 BCu(OH)22HCl CuCl22H2O 11 / 15 CCuO 2HCl CuCl2H2O DNH 4 Cl NaOH NaCl NH 3 H2 O 答案 A 2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 D 3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

17、分是氧化还原反应D 化合反应都不是氧化还原反应 答案 A 4下列变化一定不属于氧化或还原过程的是( ) AH2H 2O BCaCO3 CaO C HCl MgCl2D FeCl2 FeCl3 答案 B 5下列有关氧化还原反应的叙述中，正确的是( ) A肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原 B在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化 C氧化还原的本质是化合价发生变化 D有单质生成的反应不一定是氧化还原反应 答案 B 6已知下列反应(未标明反应条件)：Zn CuSO4ZnSO4Cu ，Cl22KI 2KCl I2； Mg CO22MgO C，2O33O2，不可将上述反应归为一类的依据是( ) A

18、是否属于化学变化B是否有单质生成 C是否有单质参加D 是否有电子转移 答案 D 7苹果汁是人们喜爱的饮料。由于含有Fe 2 ，苹果汁在空气中会由淡绿色变成棕黄色。 若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象的发生。说明维生素C 具有( ) A氧化性B还原性C碱性D 酸性 答案 B 8金属铜与氧气反应的化学方程式为2Cu O22CuO ，下列说法不正确的是( ) A该反应是氧化还原反应BCu 是还原剂 CO2只做氧化剂D CuO 是氧化剂 12 / 15 答案 D 9关于氧化还原反应，下列说法正确的是( ) A被氧化的物质是还原剂 B氧化剂被氧化，还原剂被还原 C失去电子化合价降低的物质是还原剂

19、D氧化剂失去电子，化合价升高 答案 A 10 下列变化需要加入氧化剂才能实现的是( ) ASO2H 2 SO4BNa2 SO3 SO2 CSO2SD SH 2S 答案 A 11 工业生产中，要使用还原剂才能实现的是( ) A用铁矿石炼铁B用空气制取氧气 C用石灰石烧制生石灰D 用海水制盐 答案 A 12 在下列化学反应中，碘离子做还原剂的是( ) AH2SI2 S2H 2I B3I26OH 5I 3 IO3H2O CBr22I 2BrI 2 DAg I AgI 答案 C 13 在 3NO2H2O2HNO 3NO 反应中，氧化剂与还原剂的分子数之比是 A 21B 12C 31D 13 答案 B

20、二、填空题 1金属加工后的废弃液中含2 5的NaNO2，它是一种环境污染物。人们用NH4Cl 溶液来处理此废弃液，使NaNO2溶液转化为无毒物质。该反应分两步进行。第一步： NaNO2NH4Cl NaCl NH4NO2，第二步： NH4NO2N2 2H2O。 (1)第一步属于 _反应，第二步属于_反应。 (填基本反应类型) (2)第_步反应是氧化还原反应，_被氧化， _被还原。 (1)复分解分解(2)二负三价氮元素正三价氮元素 2一种物质被氧化，同时一种物质被还原的反应叫做_氧化还原 _反应。 得到电子 (或 13 / 15 电子对偏向 )的物质是 _氧化剂 _；失去电子 (或电子对偏离)的物

21、质是 _还原剂 _。 3下列微粒SS 2 F 2 Fe2H Cu HCl H 2O 在反应中的作用 (填序号 )： (1)只能作氧化剂的是_ _； (2)只能作还原剂的是_； (3)既可能作氧化剂又可能作还原剂的是_ 。 【拓展提升】 一、选择题 (每小题只有1 个选项符合题意) 1日常生活中的许多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是( ) A铜铸塑像上出现铜绿Cu2(OH)2CO3 B充有氢气的气球遇明火爆炸 C大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏 D铁质菜刀生锈 答案 C 2下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 ( ) AF2、 K、HCl BCl

22、2、Al 、H2 CNO2、 Na、Br2D O2、SO2、H2O 答案 A 3下列反应既属于离子反应又属于氧化还原反应的是( ) A氢气还原氧化铜B稀硝酸溶解氧化铜 C稀硝酸溶解氢氧化铜D 稀硝酸溶解铜 答案 D 4下列物质中，氯元素的化合价共有( ) HCl HClO HClO4 NaCl MgCl2 KClO3 Ca(ClO)2 ClO2 A3 种B4 种C5 种D 6 种 答案 C 5对于反应H NH 3H2 2 NH的说法正确的是( ) A属于置换反应BH 是氧化剂 CNH3是还原剂D H 被氧化， NH3是氧化剂 答案 D 6磷单质有反应4P3KOH 3H2O3KH2PO2 PH3

23、，则反应中，氧化剂与还原 14 / 15 剂的质量比为( ) A 11B 4 31 3 56C 31D 13 答案 D 7已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO2NaCl NaClO3。在相同 条件下 NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是( ) ANaCl 、NaClO BNaCl 、NaClO 3 CNaClO 、NaClO3D NaClO3、NaClO4 答案 B 8氮化铝 (AlN ，Al 和 N 的相对原子质量分别为27 和 14) 广泛应用于电子、陶瓷等工业领 域。在一定条件下，AlN 可通过反应Al2O3N23C2AlN 3CO合成。下列叙 述正确的是(

24、 ) A上述反应中，N2是还原剂， Al2O3是氧化剂 B上述反应中，每生成1 mol AlN需转移 3 mol电子 CAlN 中氮元素的化合价为3 DAlN 的摩尔质量为41g 答案 B 9氢化钙中氢元素为1 价，它可用作生氢剂。它与水的反应为： CaH22H2OCa(OH)2 2H2，该反应中水的作用是( ) A溶剂B还原剂 C氧化剂D 既是氧化剂又是还原剂 答案 C 二、简答题 1写下符合下列条件的化学反应方程式(各举一例 )。 (1)一种单质氧化一种化合物_ 。 (2)一种单质还原一种化合物_ 。 (3)同一种物质中，一种元素被氧化另一种元素被还原_。 (4)两种非金属单质之间的氧化还

25、原反应_ 。 2下列化学反应都属于氧化还原反应，分别用双线桥分析元素化合价的变化和电子转移情 况。 (1)Cl22NaBr 2NaCl Br2 (2)S O2SO2 (3)2KClO 32KCl 3O2(4)2Mg CO22MgO C 3氧化还原反应是一类重要的化学反应，在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。请 15 / 15 回答下列问题。 (1)人和动物通过呼吸作用提供能量以维持生命活动，已知人和动物呼吸作用的反应为： C6 H12O66O2 6CO26H2O。在该反应中，作为还原剂的物质是C6H12O6。 (2)罐头厂在装食物罐头时，添加一些防腐剂，防止食物被空气中的氧气氧化而变质。从 氧化还原反应角度看，防腐剂具有还原 性。 4目前汽车上广泛使用的是铅蓄电池。铅蓄电池在汽车启动时，把化学能转变成电能，为 发动机供电。铅蓄电池工作时的化学反应是：Pb PbO22H2SO42PbSO4 2H2O 请找出氧化剂和还原剂，并在化学方程式上标出电子转移方向和个数。 答案：氧化剂是PbO2，还原剂是Pb 5反应 Cl22NaOH NaCl NaClO H2O 中，指出氧化剂和还原剂，求得电子与失电 子的原子个数比。 答案： Cl2Cl211 6已知3Cu 8HNO 33Cu(NO3)2 2NO 4H2O，19.2克铜参加反应，被还原的硝 酸的质量为多少克? 答案： 12.6 g