(共30张PPT)
《氧化剂和还原剂》
化学必修1
一、课标内容价值分析
四、教学过程
五、板书设计
二、学情分析
三、教材分析
说课内容
新郑三中化学组
一、课标内容价值分析
通过学习氧化还原反应,建立氧化还原反应的概念,能够判断氧化剂和还原剂。养成用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学。
通过应用氧化还原反应原理探究铁及其化合物的性质,将概念的巩固与概念的应用有机结合,认识概念的应用价值。
新郑三中化学组
二、学情分析
从学生已有的知识水平来看,学生能从四种基本反应类型角度对常见反应进行简单的分类;对原子结构有简单的认识,但分析能力、抽象思维能力较弱。
从学生的认知发展特点来看,高一学生正处于一个好奇爱问、求知欲强、对实验探究充满兴趣。
新郑三中化学组
氧化还原反应理论性强,在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧化还原反应。氧化还原反应贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质, 正确探究物质的氧化性和还原性。
三、教材分析
地位及其作用
课标分解
准确预测性质
实验现象描述
完整规范
准确书写方程式
探究铁及其化合物的性质
观察实验现象
预测
描述实验现象
书写
准确预测、判断
实验探究
描述
准确判断
分析多个
化学反应
判断
氧化还原反应概念(重点)
行为程度
行为条件
行为动词
概念体系
交流、讨论
氧化性和还原性
氧化剂和还原剂
准确描述
氧化还原反应的本质(难点)
分析化合价
教学目标的确立
1、通过对多个化学反应分析,能从化合价变化角度认识并建立起氧化还原反应的概念。
2、通过“锌与硫酸铜溶液反应”的实验探究,能准确描述氧化还原反应的实质是电子转移。
3、通过对一些氧化还原反应的分析,能够判断物质的氧化性、还原性,能列举中学常见的氧化剂和还原剂。
4、举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应,掌握探究物质氧化性和还原性的过程与方法,准确书写单质铁、氯化亚铁、氯化铁之间反应的化学方程式。
新郑三中化学组
整体教学目标
学点1、氧化还原反应的概念
学点2、氧化还原反应的特征
学点3、氧化还原反应的本质
一、
氧化还
原反应
二、
氧化剂
和
还原剂
三、
探究铁及其化合物的氧化性和还原性
四、教学过程
学点1、氧化剂和还原剂
学点2、化合价与氧化性和还原性的关系
学点3、常见的氧化剂和还原剂
学点1、铁及其化合物的性质
学点2、探究铁及其化合物的氧化性和还原性
课时划分:三课时
第一课时
氧化还原反应
新郑三中化学组
学习目标:
1、通过对多个化学反应的分析,能从化合价
变化的角度认识并建立起氧化还原反应的概念。
2、通过“锌与硫酸铜溶液反应”的实验探究,能准确
描述氧化还原反应的实质是电子转移。
重、难点: 用化合价升降的观点理解氧化还原反应 理解氧化还原反应的实质是电子转移
学法: 实验探究、自主学习、合作学习
教法:设疑激趣、启发诱导、实验探究、
学案、多媒体辅助教学
感受氧化还原反应
火炬的燃烧
铁的锈蚀
苹果氧化
工厂炼铁
有氧运动
引导学生自主探究学习
教学设计
学生
活动1
学生
活动2
学生
活动3
学生活动1:交流.研讨——
建立氧化还原反应的概念
新郑三中化学组
NaCl与AgNO3
溶液反应:
H2还原CuO:
Zn与CuSO4
溶液反应:
△
+1 -1 +1 +5 –1 +1 –1 +1 +5 -2
0 +2 -2 0 +1 -2
0 +2 +6 -2 0 +2 +6 -2
碳酸钙高
温下分解:
交流.研讨
NaCl+AgNO3 = AgCl+NaNO3
H2+CuO === Cu+H2 O
Zn+CuSO4 == Cu+ZnSO4
CaCO3===CaO+CO2 ↑
高温
学以致用:判断上述反应中哪些是氧化还原反应?
一、氧化还原反应
1、定义: 。
2、特征: 。
学生完成学案
新郑三中化学组
学生活动2、 阅读.思考——
氧化反应、还原反应
【阅读】课本P49页相关内容。
在氧化还原反应中,什么是氧化反应,什么是 还原反应?氧化反应与还原反应有何关系?以氧化铜与氢气反应为例进行分析。
新郑三中化学组
(1)氧化反应是 。
(2)还原反应是指 。
(3)氧化反应与还原反应的关系 。
学生完成学案
化合价升高
氧化反应
还原反应
化合价降低
氧化还原反应
新郑三中化学组
新郑三中化学组
观察·思考
学生活动3:——探究氧化还原反应的实质
理论分析:钠和氯气的反应
新郑三中化学组
实验探究:锌与硫酸铜反应
新郑三中化学组
新郑三中化学组
交流·研讨 完成学案
1、写出Zn与CuSO4反应的离子方程式,判断 它是否是氧化还原反应?
2、讨论分析电流计的指针为什么会偏转?电流计的指针发生偏转这一现象对你认识锌与硫酸铜反应的实质有什么启发?
3、分析氧化还原反应的实质是什么?
4、讨论化合价升降与电子转移有何关系?两者与氧化反应、还原反应的关系是什么?
3、氧化还原反应的实质:
失e- → 化合价 → 反应
得e- → 化合价 → 反应
学生完成学案
新郑三中化学组
氧化还原反应的实质: 电子转移
失去电子
氧化反应
还原反应
得到电子
氧化还原反应
新郑三中化学组
我来画
新郑三中化学组
钠
氯气
Cu与AgNO3溶液
的置换反应
铁丝在纯氧中燃烧
金属的冶炼
电池的放电
有氧运动
金属的腐蚀
阅读教材第51页
新郑三中化学组
化学与实践
1.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A.CuO+2HCl=CuCl2+H2O
B.Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2 +H2O
C.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2
D.Ca(OH)2+CO2=CaCO3 + H2O
C
新郑三中化学组
课堂评价
2.下列关于氧化还原反应的叙述中正确的是( )
A.物质失电子的反应是氧化反应
B.发生电子转移的反应即为氧化还原反应
C.发生化合价升降的反应不一定是氧化还原反应
D.化合反应一定是氧化还原反应
3.下列变化属于氧化反应的是( )
A.Fe2O3 Fe B.C CO2
C.Na2CO3 CO2 D.Al Al2O3
AC
B D
新郑三中化学组
巩固从化合价变化角度判断氧化还原反应的方法;
强化理解氧化反应和还原反应与化合价升降、电子转移的关系。
失e-→化合价升高→发生氧化反应
得e-→化合价降低→发生还原反应
统一于一个氧化还原反应中
新郑三中化学组
板书设计
1、定义:凡是有元素化合价升降的化学反应
2、特征:化合价有升降
3、本质:电子转移
第二章 元素与物质世界
第三节 氧化剂和还原剂(第一课时)
(判断依据)
〖作业〗
1 教材57页【练习与活动】第2题
2 有人认为H2与Fe2O3在加热条件下的反应,仅仅属于还原反应,这种说法正确吗?为什么?
新郑三中化学组
恳请专家老师
批评指正
谢谢!(共26张PPT)
普通高中课程标准实验教科书 化学1(必修)
第二章
第三节 氧化剂与还原剂
【问题探究1】
氧化还原反应
1、什么是氧化还原反应?
2、氧化还原反应的本质是什么?
〖交流·研讨〗
写出下列反应的化学方程
式,标出各元素的化合价
NaCl与AgNO3
溶液反应:
H2还原
CuO:
Zn与CuSO4
溶液反应:
NaCl+AgNO3 = AgCl+NaNO3
H2+CuO === Cu+H2 O
△
Zn+CuSO4 == Cu+ZnSO4
+1 -1 +1 +5 –1 +1 –1 +1 +5 -2
0 +2 -2 0 +1 -2
0 +2 +6 -2 0 +2 +6 -2
〖小结〗
化学反应的又一种分类方法
化学反应
依据:反应过程中有无化合价变化
氧化还原反应
有化合
价变化
非氧化还原反应
无化合
价变化
Cu+Cl2 === CuCl2
△
CaO + H2O === Ca(OH) 2
Fe+CuSO4 == Cu+FeSO4
〖练习〗判断下列哪些是氧化还原反应?
CaCO3===CaO+CO2 ↑
高温
2KClO3===2KCl+3O2 ↑
△
NaOH+HCl==NaCl+H2O
√ × × √ √ ×
化合
分解
置换
复分解
化学反应
氧化还原反应与四种
基本反应类型的关系
〖小结〗
非氧化还原反应
氧化还原反应
复分解反应
分解反应
化合反应
置换反应
〖交流·研讨〗
化合价升高
氧化反应
还原反应
化合价降低
氧化还原反应
〖交流·探究〗
〖问题〗在氧化还原反应中,元素的化合
价为什么会发生变化 ?
氧化还原反应的实质
Zn
CuSO4
溶液
Cu
C
Cu
e-
e-
G
e-
e-
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
失去1× 2 e- ,化合价升高
发生氧化反应
得到1× 2 e- ,化合价降低
发生还原反应
〖小结〗
⑴化合价升降是氧化还原反应的标志;
⑵氧化还原反应的实质是电子转移 ;
⑶失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
〖做一做〗
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?为什么?
√
√
×
√
哪些元素的化合价升高了?哪些元素的化合价
降低了?指出含有这些元素的具体物质。
〖交流·探究〗
氧化剂和还原剂
所含元素的
化合价降低
的反应物
所含元素的
化合价升高
的反应物
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
下列反应中,哪些是氧
化剂?哪些是还原剂?
〖做一做〗
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
既是氧化剂又是还原剂
非氧化还原反应
〖交流·探究〗
从电子转移的观点说明氧化
剂、还原剂的实质是什么?
失e-的反应物 → 所含元素化合价升高→
发生氧化反应
→是还原剂→具有还原性
得e-的反应物 → 所含元素化合价降低→
发生还原反应
→是氧化剂→具有氧化性
使氧化剂发生还原反应的性质
使还原剂发生氧化反应的性质
〖交流·探究〗
元素的化合价与物质的
氧化性、还原性关系
[演示实验] KMnO4与KI的反应
紫色
无色
+
→
红色
KMnO4→Mn(无色)
+7
+2
KI→ I2 (棕红)
-1
0
最高价
只具有氧化性 可作氧化剂
最低价
只具有还原性 可作还原剂
〖小结〗
含有最高价态的元素的物质具有氧化性;
含有最低价态的元素的物质具有还原性;
含有中间价态的元素的物质既有氧化性
又有还原性。
〖做一做〗
O2、Cl2、 HNO3、浓H2SO4、Fe3+
Na、Cu、C、 H2、 S2-
HCl 、SO2、H2O2
在一般情况下,下列物质在化学反应中
是氧化剂,还是还原剂?
〖迁移·应用〗
常见的氧化剂和还原剂
活泼金属单质
某些非金属单质
含有较低价态元素的氧化物和盐
活泼非金属单质
含有较高价态无素的含氧酸
含有较高价态元素的盐
〖概括·整合〗
实质 元素(判断依据) 反应过程 反应物 反应物性质
失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 还原剂 → 还原性
得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 氧化剂 → 氧化性
氧化还原反应对立统
一关系的两根推断线
三、铁及其化合物的氧化性和还原性
在铁单质和铁的化合物中,哪些具有氧化性?
哪些具有还原性?
以金属Fe、FeCl2、 FeCl3为例进行探究。
[探究问题]
Fe
0
Fe
+3
Fe
+2
只有还原性
既有氧化性
又有还原性
只有氧化性
1、提出假设 2、设计实验方案
3 、实验过程 4、展示结果
[ 步骤 ]
1、Fe、FeCl2、 FeCl3三种样品的颜色
特征是什么?
2、FeCl3如何检验?FeCl2能否与KSCN
溶液反应,有何现象?
3、如何证明物质具有氧化性或还原性?
[ 问题 ]
验证物质有氧化性,就要验证该物质
与还原性的物质发生氧化还原反应。
[结论]
验证物质有还原性,就要验证该物质
与氧化性的物质发生氧化还原反应。
1、Fe——还原性
Fe+H2SO4、+ HNO3、+Cl2
2、 FeCl3——氧化性
FeCl3 +Cu、+Fe、+KI
3、 FeCl2——氧化性
FeCl2 +Zn
4、FeCl2——还原性
FeCl2 + HNO3 、+氯水
[方案]
FeCl3溶液
KSCN溶液
红色溶液
红色消失
生成FeCl2
Fe3+具有氧化性
证明
+Cu
+Fe
+Zn
还原剂
验
证
Fe3+
的
氧
化
性
FeCl2溶液
KSCN溶液
浅绿色溶液
红色溶液
生成FeCl3
Fe2+具有还原性
证明
+ O2
+Cl2
+HNO3
氧化剂
验
证
Fe2+
的
还
原
性
[小结] “铁三角”
Fe
0
Fe
+3
Fe
+2
氧化剂
氧化剂
氧化剂
还原剂
还原剂
还原剂
1、为什么工业上利用氯化铁溶液
腐蚀铜箔制印刷线路板?
2、为什么在FeSO4溶液中常常加入
铁钉或铁粉?
[思考](共98张PPT)
【例1】将铁片放入下列各溶液中,反应后溶液质量增加,但无气体产生的是
A.CuCl2溶液 B.AgNO3溶液
C.Fe2(SO4)3溶液 D.稀硫酸
【规范解答】选C。
【变式训练】下列物质能将Fe3+转化为Fe2+的有( )
①新制氯水 ②铁
③铜 ④稀硫酸
A.①②③ B.③④ C.②③ D.①②③④
【解析】选C。将Fe3+转化为Fe2+需加入还原剂:
①Fe3+与氯水不反应、②2Fe3++Fe====3Fe2+、
③2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+、④Fe3+与稀硫酸不反应,故选C项。
【例2】要证明某溶液中不含Fe3+而可能含Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序是
①加入足量氯水
②加入足量KMnO4溶液
③加入少量KSCN溶液
A.①② B.③② C.③① D.①②③
【思路点拨】解答本题要注意以下三点:
【自主解答】选C。本题检验方法的关键是Fe3+遇SCN-显红色,而Fe2+遇SCN-不显红色,加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+,则可被氧化为Fe3+而遇SCN-显红色。KMnO4溶液也能氧化Fe2+,但因其本身呈紫色,使Fe3+与SCN-反应显红色不易被观察。
【变式训练】不能用于区别两种棕黄色液体FeCl3溶液和溴水的试剂是( )
A.铁粉 B.KSCN溶液
C.NaOH溶液 D.淀粉KI溶液
【解析】选D。各物质和FeCl3溶液、溴水反应的方程式或现象如表所示:
1.纯净铁的物理性质有( )
①光亮的银白色 ②黑色
③在潮湿空气中易腐蚀 ④有延展性
⑤能导电导热 ⑥硬而脆
⑦能被磁铁吸引,易被磁化 ⑧密度比铝小
A.①③④⑤⑦ B.①④⑤⑦
C.①③⑤⑦ D.全部
【解析】选B。通常情况下,纯净的铁是一种银白色的重金属,具有金属的通性(导电性、导热性和延展性),密度比铝的大,能够被磁铁吸引产生磁性。在潮湿空气中易生锈而被腐蚀,但该性质属于化学性质,故③不合题意。通常我们所见的铁是灰黑色的,所以在冶金工业上被称为“黑色金属”。
2.下列物质能将Fe2+氧化为Fe3+,且能使单质Fe由0价变为+3价的是( )
A.氢气 B.氯气 C.浓盐酸 D.稀硫酸
【解析】选B。能将Fe2+氧化为Fe3+的物质,就能使单质Fe由0价变为+3价;能使单质Fe由0价变为+3价的物质,也就能将Fe2+氧化为Fe3+。氯气符合题意,氢气不能氧化Fe2+,浓盐酸和稀硫酸只能使单质Fe由0价变为+2价,A、C、D三项不符合题意。
3.(2010·湖州高一检测)将铜片放入0.1 mol·L-1
FeCl3溶液中,反应一段时间后取出铜片,溶液中的
c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之
比为( )
A.3∶4 B.4∶3 C.1∶2 D.5∶3
【解析】选A。设反应后的溶液中n(Fe2+)=3 mol,则
n(Fe3+)=2 mol,根据方程式Cu+2Fe3+====2Fe2++Cu2+,
知n(Cu2+)= n(Fe2+)= ×3 mol=1.5 mol,所以n(Cu2+)∶n(Fe3+)=1.5∶2=3∶4。
4.下列物质能通过化合反应直接制得的是( )
①FeCl2 ②FeCl3 ③Fe(OH)3 ④HCl
A.只有①②③ B.只有②③
C.只有①③④ D.全部
【解析】选D。2FeCl3+Fe====3FeCl2;2Fe+3Cl2 点燃
2FeCl3;4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3;H2+Cl2
光照或点燃 2HCl。
====
=======
5.人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片以及红色和桔色的土壤,不难推断火星上可能存在着赤铁矿,这是利用了物质的颜色这一_______(填“物理”或“化学”)性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确,必须通过实验验证。假设有一块火星矿物样品,请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否含有三价铁元素。
(1)实验原理:___________________。
(2)实验用品:锤头、研钵(研杵)、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KSCN溶液。
(3)实验步骤及方法:
①样品处理:将样品用锤头敲碎,放置在研钵中研细备用;
②溶解:将研磨好的样品粉末倒入烧杯,加10 mL稀盐酸,用________搅拌片刻;
③过滤:取②中混合物液体过滤;
④检验:取2 mL滤液加入试管中,然后向试管中滴加2滴______溶液,观察溶液的颜色变化。
(4)实验结果分析及结论:___________。
【解析】物质的物理性质包括颜色、状态、气味、溶解
性、熔点、沸点、密度等;赤铁矿主要成分是Fe2O3,要
验证三价铁,根据提供的实验用品,实验原理应是:
Fe2O3 盐酸 Fe3+ KSCN溶液 变红。固体物质溶解时需用玻
璃棒搅拌促进溶解。
答案:物理
(1)Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O,Fe3+遇KSCN溶液显红色
(3)玻璃棒 KSCN
(4)观察溶液的颜色变化,若溶液变为红色,则原火星矿物样品中含有三价铁元素;若溶液不变色,则原火星矿物样品中不含三价铁元素
A组
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题6分,共24分)
1.下列叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引
②在人体内的血红蛋白中含铁元素
③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3
④Fe2O3不可与水反应得Fe(OH)3,所以Fe2O3不是碱性氧化物
⑤Fe(OH)2在空气中加热,可得FeO
A.①② B.②④ C.②③④⑤ D.①②⑤
【解析】选A。①Fe能被磁铁吸引;②人体血红蛋白中含铁元素;③Fe在纯氧中燃烧得到Fe3O4;④Fe2O3不与H2O反应,但与酸反应生成盐和水,所以Fe2O3是碱性氧化物;⑤在空气中加热Fe(OH)2,由于O2与FeO加热可发生反应,得不到FeO。
2.向某溶液中加入Fe2+溶液后,无明显变化,当再滴加几滴新制氯水后,混合溶液变红色,则下列结论中错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氯水氧化为Fe3+
【解析】选B。Fe3+与SCN-反应使溶液呈红色,所以溶液中一定含SCN-,Fe3+是由Fe2+被Cl2氧化而成的,所以氧化性Cl2>Fe3+,故B项错误。
3.制印刷电路板时常用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2,向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
【解析】选B。由于Fe的还原性比Cu强,FeCl3首先氧化Fe,只有当Fe全部被氧化后,剩余的FeCl3才能再去氧化Cu。因此烧杯中有铁无铜是不可能的。
4.(2010·武汉高一检测)在热的稀硫酸溶液中溶解了11.4 g FeSO4,当加入50 mL 0.5 mol·L-1 KNO3溶液
后,使其中的Fe2+全部转化成Fe3+,KNO3溶液也完全反应,并有NxOy气体逸出,则该NxOy是( )
A.N2O B.NO C.N2O3 D.NO2
【解析】选B。n(FeSO4)= =0.075 mol,
n(KNO3)=0.05 L×0.5 mol·L-1=0.025 mol,设NxOy中N
化合价为a,由氧化还原反应中化合价升高总数等于降
低总数得0.075 mol×[+3-(+2)]=0.025 mol×
(+5-a),a=+2,所以NxOy是NO。
二、非选择题(本题包括2小题,共26分)
5.(16分)(2010·辽宁沈阳高一检测)根据以下反应,写出各物质的化学式及①②③的方程式
(1)A是______,B是_____,C是_____,D是_____。
(2)化学反应方程式:①_____________________;
离子方程式:②______________________________;
离子方程式:③_____________________________。
【解析】红棕色粉末首先考虑可能是Fe2O3,若是Fe2O3与CO反应,则生成Fe,蓝色溶液可能含有Cu2+,Fe与Cu2+反应生成Cu即为红色固体,Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe2+使溶液显浅绿色。Fe2O3与盐酸反应可生成FeCl3,Fe3+使溶液显黄色,Fe与FeCl3反应生成FeCl2。
答案:(1)Fe2O3 Fe Cu FeCl2
(2)①Fe2O3+3CO2====Fe+3CO2
②Fe+Cu2+====Fe2++Cu ③Fe+2H+====Fe2++H2↑
6.(10分)某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是_______。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:__________________。
试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录见表,画斜线部分不必填写
实验结论:Fe具有还原性,Fe3+具有氧化性,Fe2+既有氧化性又有还原性。
【解析】本题所有实验用量较少,应在试管中进行;由实验过程及实验结论可知该实验的目的为探究铁及其化合物的氧化性及还原性;Zn与Fe2+的反应证明Fe2+具有氧化性,欲探究Fe3+的氧化性,应选取还原剂与之反应,由反应后溶液变蓝色知应选铜片。
答案:(1)试管 (2)探究铁及其化合物的氧化性和还原性
①Cl2+2Fe2+====2Cl-+2Fe3+
②Fe2+具有氧化性 ③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片
B组
1.铁和氧化铁的混合物共A mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到B mol H2,且溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为( )
A.B mol B.(A-B) mol
C. (A-B)mol D. (A+B)mol
【解析】选D。设混合物中含Fe的物质的量为x,则Fe2O3的物质的量为(A-x)。由题意知,Fe和Fe2O3的混合物与盐酸反应,再加入KSCN不显红色,说明反应后所得溶液中无Fe3+,由于产生了B mol H2,所发生的化学方程式为:
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
B mol B mol
Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
(A-x) mol 2(A-x) mol
2FeCl3 + Fe ==== 3FeCl2
2(x-B) mol (x-B) mol
则x-B=A-x,解得:x= ,故选D项。
2.Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,所以实验室中制备Fe(OH)2沉淀时需防止氧化,常用下列两种方法。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入
___________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_____的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_____。
方法二:利用下图所示装置进行实验
为制得白色Fe(OH)2沉淀,实验时先打开止水夹a,使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a,这一操作的原理是________________________________________。
有关的离子反应方程式为_______、__________。
【解析】为防止FeSO4被氧化而含Fe3+,配制FeSO4溶液时需将FeSO4溶解在煮沸过的蒸馏水中,并且加入少量铁屑或铁钉,NaOH溶液与FeSO4反应制取Fe(OH)2沉淀时,需将盛NaOH的长滴管插入FeSO4溶液底部再挤出NaOH,使Fe(OH)2生成于溶液的底部,防止被空气中的氧气氧化。方法二的原理是:先打开a,铁与稀H2SO4反应制取FeSO4,生成的H2将试管中的空气排出,一段时间后关闭a,A试管中气体压强增大,将FeSO4溶液沿导管压入B试管,NaOH与FeSO4反应生成Fe(OH)2沉淀。
答案:方法一:(1)铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触空气中的O2被氧化
方法二:先打开a,Fe与稀H2SO4反应生成FeSO4,生成的H2将A、B试管中的空气排出,一段时间后关闭a,A试管中气体压强增大,将FeSO4溶液沿导管压入B试管,NaOH与FeSO4反应生成Fe(OH)2沉淀,试管中的H2可保护
Fe(OH)2不被氧化 Fe+2H+====Fe2++H2↑ Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
互联网上报道:“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血,影响着人的身体健康和智力,对孕妇和儿童危害尤其严重。”
(1)我国政府已启动了“酱油补铁工程”。这里的铁是指______________。
A.氧化铁 B.四氧化三铁
C.铁单质 D.铁元素
(2)Fe2+易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的盐。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水,但能溶于人体中的胃酸(主要成分为盐酸)。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:
①试剂1是____,试剂2是____,加入新制氯水所发生的离子反应方程式(氧化还原反应)是_______。
②该同学猜想红色溶液退色的原因是溶液中的Fe3+被还原为Fe2+,你认为该同学的猜想合理吗?_____,理由是______;请设计一个简单的实验加以验证_______。
③该药品须密封保存,若表面出现颜色变化,说明部分Fe2+已变成Fe3+。药品中经常放入维生素C,可以延长保质期。请你解释原因_________。
【解析】(1)选D。铁元素在人体内主要以Fe2+和Fe3+的形式存在,缺铁性盆血的铁应指铁元素。
(2)①由实验过程中的颜色变化可知,试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液,有关反应的离子方程式(氧化还原反应)为2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-。
②氯水氧化性强,红色溶液退色的原因不可能是溶液中的Fe3+被还原为Fe2+。可以在退色后的溶液中加入FeCl3溶液,若仍不变红色(或在退色后的溶液中加入KSCN溶液,变红色),说明该同学猜想是错误的,应是KSCN被氧化变质。
③维生素C有还原性,可以延长药品的保质期。
答案:(1)D (2)①稀盐酸 KSCN溶液2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl- ②不合理 氯水氧化性强,不会还原Fe3+ 设计的实验为在退色后的溶液中加入FeCl3溶液,仍不变红色(或在退色后的溶液中加入KSCN溶液,变红色) ③维生素C有还原性
1.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀生成,沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,下列结论中正确的是( )
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
C.一定有Fe2+,可能有Fe3+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
【解析】选D。由题意知,溶液中一定含有Fe2+,一定无Fe3+,因为若含有Fe3+,则开始产生的沉淀为红褐色,不可能为白色絮状沉淀;Mg2+的存在对实验结果无影响,所以不能确定Mg2+是否存在,故选D项。
2.(2010·湖州高一检测)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体。所得溶液中,加入KSCN溶液无红色出现,那么若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁( )
A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法确定
【解析】选C。盐酸与混合物恰好完全反应,反应后溶液中加KSCN溶液无红色,说明溶液中的溶质为FeCl2,由氯原子守恒n(FeCl2)= n(HCl)= ×0.1 L×
1 mol·L-1=0.05 mol,原混合物中的Fe元素的物质的量为0.05 mol,混合物与足量CO反应后,Fe元素全部成为铁单质,其物质的量为0.05 mol,m(Fe)=0.05 mol×
56 g·mol-1=2.8 g。
3.(双选)将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,完全反应后,其结果是( )
A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,c(Cl-)基本不变
B.往溶液中滴加无色KSCN溶液,显红色
C.溶液中n(Fe2+)与n(Fe3+)之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【解析】选B、C。有关反应为2Fe3++Fe====3Fe2+,而题给n(Fe3+)∶n(Fe)=5∶2,这表明Fe3+过量而Fe不足,反应生成的n(Fe2+)=3×n(Fe)=0.06 mol,剩余n(Fe3+)=0.050 mol-2×n(Fe)=0.01 mol,则溶液中
n(Fe2+)∶n(Fe3+)=6∶1。
4.只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开来,这种试剂是( )
A.BaCl2溶液 B.FeCl2溶液
C.FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
【解析】选C。A项:BaCl2不能区别KSCN和NaOH,AgNO3和稀H2SO4;B项:FeCl2不能区别KSCN和H2SO4;D项:Fe(NO3)3不能区别AgNO3和H2SO4;C项:FeCl3与AgNO3产生白色沉淀,与KSCN变成红色,与稀H2SO4无明显现象,与NaOH产生红褐色沉淀,故选C项。
5.在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉,等反应结束,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+
【解析】选C。根据滤出的固体能被磁铁吸引,说明铁粉有剩余,则在溶液中先后发生下列反应:
①2FeCl3+Fe====3FeCl2
②CuCl2+Fe====Cu+FeCl2
③2HCl+Fe====FeCl2+H2↑
所以最后溶液中较多的阳离子是Fe2+,且无Fe3+、Cu2+和H+,故选C项。
6.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液,混合于某容器中充分反应(容器不参与反应),试判断下列情况下容器中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有________。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有______,一定有_______。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有_______,一定有_________。
(4)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有______。
【解析】该题属物质共存问题,解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应,凡相互间能发生反应的物质,就不可能大量共存。本题涉及的反应有:①2FeCl3+Fe
====3FeCl2,②2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2,③CuCl2
+Fe====FeCl2+Cu。
(1)若铁粉有剩余,就不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①③两个反应。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中不可能有Fe(因为能发生反应③),可能有Fe3+或Cu,一定有Fe2+。
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中不可能有Fe、Cu(因为它们能发生上述①②③三个反应),一定有Fe2+。
(4)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有Fe、Cu(因为发生反应①②)。
答案:(1)Fe3+、Cu2+ (2)Fe3+、Cu Fe2+
(3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu
7.实验室用如图所示的装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
完成下列问题:
(1)实验前如何检查装置A的气密性_________。
(2)为了安全,在点燃酒精灯之前,在F装置出口b处必须_____,实验开始后,在b处必须______。
(3)写出D中发生反应的化学方程式______________
_______________________。
(4)装置B的作用是___________________________,
装置C中的液体是_________,作用是_____________。
(5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U形管的质量增大7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为_________g。
(6)U形管E右边又连接干燥管F的目的是______,若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【解析】(1)检查装置A的气密性可利用压强差来检查,绝不可利用加热使气体膨胀来检查。
(2)由于H2是一种可燃性气体,给H2加热前必须检验H2的纯度;由于在该实验装置中,H2不可能完全反应,在出口b处必有未反应的H2,应通过点燃的方法除去。
(4)由于盐酸具有挥发性,所以在装置A中制取的H2中必会混有HCl和水蒸气。用装置B除HCl,因此所装溶液为碱液;用装置C除水蒸气,因此所装溶液为浓硫酸。
(5)由Fe2O3~3H2O、FeO~H2O得:
m(Fe2O3)+m(FeO)=23.2 g
m(Fe2O3)+ m(FeO)=7.2 g
解得:m(Fe2O3)=16 g。
(6)装置E用来吸收反应生成的水蒸气,由于空气中的水蒸气不能进入装置E中,所以在装置E右边又连接干燥管F的作用是:防止空气中的水蒸气进入装置E中。若无干燥管F,导致空气中的水蒸气进入装置E中,反应后装置E增加的质量增大,则混合物中Fe2O3的质量偏大。
答案:(1)关闭活塞a,用漏斗向容器内加水,至漏斗内的液面高于容器内液面,静置一段时间,若液面高度差不发生变化,则气密性良好
(2)检验氢气的纯度 点燃未反应的氢气
(3)H2+FeO △ Fe+H2O,
3H2+Fe2O3 △ 2Fe+3H2O
(4)除去H2中混有的HCl 浓硫酸 干燥H2
(5)16
(6)防止空气中的水蒸气进入U形管E中 偏大
====
====
8.(2010·西安高一检测)将6 g 的铁粉加入200 mL
Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中,充分反应得到200 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液和5.2 g 固体沉淀物。试计算(1)反应后生成铜的质量;(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。
【解析】溶液中含有Fe2+:0.5 mol/L×0.2 L=0.1 mol
设反应消耗铁的物质的量为x,生成铜的物质的量为
yFe+ Fe2(SO4)3====3FeSO4 Fe+ CuSO4====FeSO4+Cu Δm
1 mol 1 mol 3 mol 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 8
x mol x mol 3x mol y mol y mol y mol y mol 8y
可得:3x+y=0.1 mol
6g-56x+8y=5.2 g
解得x=0.02 mol y=0.04 mol
故得:生成铜的质量为0.04 mol×64 g/mol=2.56 g
原溶液中Fe2(SO4)3物质的量浓度为 =0.3 mol/L
答案:(1)2.56 g (2)0.3 mol·L-1(共26张PPT)
普通高中课程标准实验教科书 化学1(必修)
第二章
第三节 氧化剂与还原剂
【问题探究1】
氧化还原反应
1、什么是氧化还原反应?
2、氧化还原反应的本质是什么?
〖交流·研讨〗
写出下列反应的化学方程
式,标出各元素的化合价
NaCl与AgNO3
溶液反应:
H2还原
CuO:
Zn与CuSO4
溶液反应:
NaCl+AgNO3 = AgCl+NaNO3
H2+CuO === Cu+H2 O
△
Zn+CuSO4 == Cu+ZnSO4
+1 -1 +1 +5 –1 +1 –1 +1 +5 -2
0 +2 -2 0 +1 -2
0 +2 +6 -2 0 +2 +6 -2
〖小结〗
化学反应的又一种分类方法
化学反应
依据:反应过程中有无化合价变化
氧化还原反应
有化合
价变化
非氧化还原反应
无化合
价变化
Cu+Cl2 === CuCl2
△
CaO + H2O === Ca(OH) 2
Fe+CuSO4 == Cu+FeSO4
〖练习〗判断下列哪些是氧化还原反应?
CaCO3===CaO+CO2 ↑
高温
2KClO3===2KCl+3O2 ↑
△
NaOH+HCl==NaCl+H2O
√ × × √ √ ×
化合
分解
置换
复分解
化学反应
氧化还原反应与四种
基本反应类型的关系
〖小结〗
非氧化还原反应
氧化还原反应
复分解反应
分解反应
化合反应
置换反应
〖交流·研讨〗
化合价升高
氧化反应
还原反应
化合价降低
氧化还原反应
〖交流·探究〗
〖问题〗在氧化还原反应中,元素的化合
价为什么会发生变化 ?
氧化还原反应的实质
Zn
CuSO4
溶液
Cu
C
Cu
e-
e-
G
e-
e-
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
失去1× 2 e- ,化合价升高
发生氧化反应
得到1× 2 e- ,化合价降低
发生还原反应
〖小结〗
⑴化合价升降是氧化还原反应的标志;
⑵氧化还原反应的实质是电子转移 ;
⑶失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
〖做一做〗
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?为什么?
√
√
×
√
哪些元素的化合价升高了?哪些元素的化合价
降低了?指出含有这些元素的具体物质。
〖交流·探究〗
氧化剂和还原剂
所含元素的
化合价降低
的反应物
所含元素的
化合价升高
的反应物
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
下列反应中,哪些是氧
化剂?哪些是还原剂?
〖做一做〗
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
既是氧化剂又是还原剂
非氧化还原反应
〖交流·探究〗
从电子转移的观点说明氧化
剂、还原剂的实质是什么?
失e-的反应物 → 所含元素化合价升高→
发生氧化反应
→是还原剂→具有还原性
得e-的反应物 → 所含元素化合价降低→
发生还原反应
→是氧化剂→具有氧化性
使氧化剂发生还原反应的性质
使还原剂发生氧化反应的性质
〖交流·探究〗
元素的化合价与物质的
氧化性、还原性关系
[演示实验] KMnO4与KI的反应
紫色
无色
+
→
红色
KMnO4→Mn(无色)
+7
+2
KI→ I2 (棕红)
-1
0
最高价
只具有氧化性 可作氧化剂
最低价
只具有还原性 可作还原剂
〖小结〗
含有最高价态的元素的物质具有氧化性;
含有最低价态的元素的物质具有还原性;
含有中间价态的元素的物质既有氧化性
又有还原性。
〖做一做〗
O2、Cl2、 HNO3、浓H2SO4、Fe3+
Na、Cu、C、 H2、 S2-
HCl 、SO2、H2O2
在一般情况下,下列物质在化学反应中
是氧化剂,还是还原剂?
〖迁移·应用〗
常见的氧化剂和还原剂
活泼金属单质
某些非金属单质
含有较低价态元素的氧化物和盐
活泼非金属单质
含有较高价态无素的含氧酸
含有较高价态元素的盐
〖概括·整合〗
实质 元素(判断依据) 反应过程 反应物 反应物性质
失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 还原剂 → 还原性
得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 氧化剂 → 氧化性
氧化还原反应对立统
一关系的两根推断线
三、铁及其化合物的氧化性和还原性
在铁单质和铁的化合物中,哪些具有氧化性?
哪些具有还原性?
以金属Fe、FeCl2、 FeCl3为例进行探究。
[探究问题]
Fe
0
Fe
+3
Fe
+2
只有还原性
既有氧化性
又有还原性
只有氧化性
1、提出假设 2、设计实验方案
3 、实验过程 4、展示结果
[ 步骤 ]
1、Fe、FeCl2、 FeCl3三种样品的颜色
特征是什么?
2、FeCl3如何检验?FeCl2能否与KSCN
溶液反应,有何现象?
3、如何证明物质具有氧化性或还原性?
[ 问题 ]
验证物质有氧化性,就要验证该物质
与还原性的物质发生氧化还原反应。
[结论]
验证物质有还原性,就要验证该物质
与氧化性的物质发生氧化还原反应。
1、Fe——还原性
Fe+H2SO4、+ HNO3、+Cl2
2、 FeCl3——氧化性
FeCl3 +Cu、+Fe、+KI
3、 FeCl2——氧化性
FeCl2 +Zn
4、FeCl2——还原性
FeCl2 + HNO3 、+氯水
[方案]
FeCl3溶液
KSCN溶液
红色溶液
红色消失
生成FeCl2
Fe3+具有氧化性
证明
+Cu
+Fe
+Zn
还原剂
验
证
Fe3+
的
氧
化
性
FeCl2溶液
KSCN溶液
浅绿色溶液
红色溶液
生成FeCl3
Fe2+具有还原性
证明
+ O2
+Cl2
+HNO3
氧化剂
验
证
Fe2+
的
还
原
性
[小结] “铁三角”
Fe
0
Fe
+3
Fe
+2
氧化剂
氧化剂
氧化剂
还原剂
还原剂
还原剂
1、为什么工业上利用氯化铁溶液
腐蚀铜箔制印刷线路板?
2、为什么在FeSO4溶液中常常加入
铁钉或铁粉?
[思考]