11-12版高中化学全程学习方略配套课件:2.3.2氧化剂和还原剂(鲁科版必修1)

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名称 11-12版高中化学全程学习方略配套课件:2.3.2氧化剂和还原剂(鲁科版必修1)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2012-09-14 08:03:34

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(共91张PPT)
【典例1】已知有如下反应:
①2BrO3-+Cl2====Br2+2ClO3-,
②ClO3-+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.ClO3->BrO3->Cl2>Fe3+>I2
B.BrO3->Cl2>ClO3->I2>Fe3+
C.BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+>I2
D.BrO3->ClO3->Fe3+>Cl2>I2
【思路点拨】
【自主解答】选 C。反应①中氧化剂是BrO3-、氧化产物是ClO3-,则氧化性BrO3->ClO3-;同理,由反应②知,氧化性ClO3->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,氧化性顺序为:BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+>I2。
【互动探究】如果已知某些物质的氧化性、还原性强弱顺序,是否可以用来判断某些氧化还原反应能否发生?举例说明。
提示:可以,如已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则反应I2+SO2+2H2O====H2SO4+2HI可以发生,而反应2Fe2++I2====2Fe3++2I-不能发生。
【变式训练】根据下列反应判断有关物质的还原性由强到弱的顺序是( )
H2SO3+I2+H2O====2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI====2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3====2FeCl3+NO↑+Fe(NO3)3+2H2O
A.H2SO3>I->Fe2+>NO B.I->Fe2+>H2SO3>NO
C. Fe2+>I->H2SO3>NO D. NO>Fe2+>H2SO3>I-
【解析】选A。先确定各反应的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据规律有还原性H2SO3>HI、HI>FeCl2、FeCl2>NO,综合判断,A正确。
【典例2】向100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下的Cl2 3.36 L,Cl2全部被还原,最终测得溶液中c(Br-)=c(Cl-),则原溶液中FeBr2的物质的量浓度是
A.0.75 mol·L-1 B.1.75 mol·L-1
C.2 mol·L-1 D.3 mol·L-1
【思路点拨】解答本题要注意三点:
【自主解答】选C。标准状况下n(Cl2)=3.36 L/
22.4 L·mol-1,n(Br-)=n(Cl-)=2n(Cl2)=0.3 mol,设
n(FeBr2)=x mol,则被氧化的Fe2+为x mol,则被氧化的Br-
为(2x-0.3) mol。根据氧化还原反应中得失电子守恒得:
x×1+(2x-0.3)×1=0.15×2,求得x=0.2,c(FeBr2)=
0.2 mol/0.1 L=2 mol·L-1。
【互动探究】(1)若原题中的Br-被氧化一半,需标准状况下的Cl2多少升?
(2)该题中能否只氧化Br-,不氧化Fe2+,若能,需要Cl2多少升?
提示:(1)由原题经计算知100 mL溶液中含FeBr2
0.2 mol,若一半Br-被氧化,根据电子得失守恒可知需Cl2 0.2 mol,应为4.48 L。
(2)因为还原性Fe2+>Br-,所以通入Cl2时先氧化Fe2+,故不能只氧化Br-。
【规律方法】守恒法在氧化还原反应计算中的应用
在氧化还原反应中(或系列化学反应中)氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,表现在价态上为:化合价升高总数等于化合价降低总数 ,即得失电子守恒。其核心就是利用得失电子的物质的量守恒建立等式。因此,准确找出氧化剂得电子和还原剂失电子的数目,并利用相关公式是解答这类问题的关键。
【变式训练】一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O72-和Pb2+,则发生氧化还原反应的Cr3+和PbO2的微粒个数比为( )
A.3∶2 B.2∶3
C.1∶2 D.2∶1
【解析】选B。由原子个数守恒知2Cr3+——Cr2O72-,则该反应过程中失电子为6e-;又由PbO2——Pb2+知该过程得电子为2e-。根据氧化还原反应中得失电子数相等知,Cr3+与PbO2的个数比为2∶3。
【典例】ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得(已知反应中Na2SO3被氧化成Na2SO4),在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶3
【思路点拨】解答本题的关键是:
【自主解答】选B。 得1个电子,
,失去2个电子,要使电子得失守恒,则
2×1=2,所以NaClO3与Na2SO3的物质的量之比为2∶1。
【互动探究】如果上述物质反应时NaClO3生成NaCl,则氧
化剂和还原剂的物质的量之比是多少?
提示: 得6e-,而
失2e-。根据得失电子守恒可知NaClO3与Na2SO3物质的量之
比为1∶3。
【典例】有关反应6HCl(浓)+KClO3====KCl+3Cl2↑+3H2O的叙述正确的是
A.KClO3作氧化剂,HCl作还原剂
B.当有6 mol HCl发生反应时,转移了6 mol电子
C.HCl只作还原剂
D.Cl2的氧化性大于KClO3
【易错选项】B
【易错剖析】(1)易错选项分析
本题易错选B的原因在于认为6 molHCl全部被氧化成氯气,而事实只有5 molHCl被氧化,故转移了5 mol电子。
(2)其他错误选项分析
【标准答案】A
1.下列变化过程,属于还原反应的是( )
A.HCl MgCl2
B.Na Na+
C.CO CO2
D.Fe3+ Fe
【解析】选D。分析反应前后相同的元素的化合价,所含元素化合价降低的即发生还原反应。
2.(双选)按金属活动性顺序由前到后考虑,下列说法中正确的是( )
A.单质的还原性逐渐减弱
B.原子的失电子能力逐渐增强
C.对应离子的氧化性逐渐增强
D.对应离子的得电子能力逐渐减弱
【解析】选A、C。金属活动性顺序从前到后金属活动性逐渐减弱,失电子能力逐渐减弱,B错;由于失电子能力逐渐减弱,所以当形成离子之后,对应离子的氧化性就越强,得电子能力就越强。
3.(双选)在一定条件下,KClO3与I2发生下列反应:2KClO3+I2====2KIO3+Cl2,下列推断正确的是( )
A.该反应属于置换反应
B.氧化性I2>KClO3
C.还原性KClO3>I2
D.还原剂为I2,氧化剂为KClO3
【解析】选A、D。在上述反应中KClO3中氯元素的化合价从+5价变化到0价,化合价降低,得电子,是氧化剂,而I2中的碘元素的化合价从0价变到+5价,失电子,是还原剂。氧化性是KClO3>I2,还原性是I2>KClO3。
4.下列粒子中,只具有氧化性的是( )
①S2-,②Fe2+,③Fe3+,④S,⑤H+,⑥Na+,⑦Mg
A.①⑦ B.②④
C.③⑤⑥ D.②④⑤⑥
【解析】选C。元素处于最高价态时,只具有氧化性。
5.实验室中迅速制备少量氯气可利用如下反应:
2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
此反应在常温下就可以迅速进行,而且对盐酸浓度要求不高。
(1)已知高锰酸钾和氯化锰都属于可溶性盐,请把上述化学方程式改写为离子方程式___________________________。
(2)该反应中,氧化剂是_______,还原剂是_______。当有1 mol氧化剂参加反应时,被氧化的还原剂的物质的量是_____,产生的氯气在标准状况下的体积约为______。
(3)HCl在此反应过程中表现出的化学性质有_______。
A.酸性 B.还原性
C.氧化性 D.挥发性
【解析】(1)改写为离子方程式时要注意MnO4-是一个原子
团,不能进一步拆写。
(2)反应中,根据元素化合价的变化可知,氧化剂是
KMnO4,而还原剂是HCl,然而参加反应的16 mol HCl并没
有都被氧化,被氧化的只有10 mol(对应于1 mol KMnO4,
被氧化的HCl只有5 mol),只有被氧化的HCl中Cl元素才产
生Cl2,故1 mol KMnO4参加反应,对应生成2.5 mol Cl2,
其在标准状况下的体积为22.4 L·mol-1×2.5 mol=56 L。
(3)根据以上分析,参加反应的16 mol HCl中,只有10 mol
被氧化了,另外的6 mol HCl中Cl元素的化合价没有变化,
直接转化为KCl、MnCl2等盐类物质,在“酸HCl→盐KCl、
MnCl2”的变化中,HCl表现了酸性。
答案:(1)2MnO4-+16H++10Cl-====2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)KMnO4 HCl 5 mol 56 L
(3)A、B
一、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.下列关于氧化还原反应的说法不正确的是( )
A.在反应中失去电子的物质是还原剂,得到电子的物质是氧化剂
B.在氧化还原反应中氧化剂发生还原反应,还原剂发生氧化反应
C.氧化还原反应是一种物质首先被氧化,另一种物质再被还原的反应
D.只有氧化没有还原的反应是不存在的
【解析】选C。氧化反应和还原反应是同时进行的,它们共同存在于一个氧化还原反应中。
2.根据下列反应,
①Cl2+2KI====2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2====2FeCl3
③2FeCl3+2HI====2FeCl2+2HCl+I2
④H2S+I2====S↓+2HI,
判断物质的氧化性由强到弱的正确顺序是( )
A.Cl2>I2>Fe3+>H2S
B.H2S>I2>Fe3+>Cl2
C.Fe3+>Cl2>H2S>I2
D.Cl2>Fe3+>I2>S
【解析】选D。根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知:氧化性①中Cl2>I2;②中Cl2>Fe3+;③中Fe3+>I2;④中I2>S,综合以上信息可得:Cl2>Fe3+>I2>S。
3.(双选)下列变化中,需要加入氧化剂的是( )
A.SO2→SO3 B.HCl→H2
C.FeCl2→FeCl3 D.Fe2O3→Fe
【解析】选A、C。由氧化还原反应的规律可知,化合价有升必有降,则要想加入氧化剂才能实现,前边的物质须是还原剂,也就是从前到后的过程是化合价升高的过程,根据以上分析答案选A、C。
4.(2011·广州高一检测)2010年广州亚运会上使用的发令枪所用的“火药”成分是氯酸钾和红磷,经撞击发出响声,同时产生白色烟雾。撞击时发生反应的化学方程式为:5KClO3+6P====3P2O5+5KCl,则下列有关叙述错误的是( )
A.上述反应中氯元素的化合价由+5价变为-1价
B.P2O5是P被还原后所得的产物
C.该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶6
D.上述反应中消耗3 mol P时,转移电子的物质的量为
15 mol
【解析】选B。KClO3中氯元素的化合价从+5价变至KCl中的
-1价,A正确;P的化合价从0价变至P2O5中的+5价,失电子,被氧化而非被还原,B错误;该反应中氧化剂是KClO3,还原剂是P,氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶6,C正确;反应6 mol P时,转移电子数为6 mol×(5-0)=30 mol,所以消耗3 mol P时,转移电子的物质的量为15 mol,D正确。综上所述,答案选B。
5.一定条件下,氨气与一氧化氮发生反应:NH3+NO
N2+H2O(未配平)。该反应中,被氧化与被还原的氮原子数
之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶5 D.5∶6
【解析】选A。在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数一定
等于还原剂失电子总数。以上反应中,
设NH3与NO的物质的量之比为a∶b,
则3a=2b ,即被氧化与被还原的氮原子数之比为
2∶3,A正确。
【方法技巧】氧化还原反应中利用得失电子守恒解计算题:
在氧化还原反应中利用得失电子守恒的计算是最常见的一种,所谓电子守恒是指得电子总数与失电子总数相等或化合价升高总数与化合价降低总数相等。其计算式为:氧化剂物质的量×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值。
二、非选择题(本题包括3小题,共30分)
6.(7分)在Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2的反应中,_____是氧化
剂,_____是还原剂;_____元素被氧化,_____元素被还
原;_____有氧化性,_____有还原性;若反应过程中消耗
1.5 mol CO,则共转移了_____mol电子。
【解析】本题必须弄清氧化剂、还原剂、被氧化、被还原、
氧化性、还原性之间的相互关系才能解答。
答案:Fe2O3 CO C Fe Fe2O3 CO 3
高温
====
7.(10分)(2011·济南高一检测)氧化还原反应在工农业生
产和日常生活中有广泛运用。
(1)人通过呼吸作用吸入氧气,氧化体内的葡萄糖(C6H12O6)
提供能量以维持生命活动,反应为:
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量,该反应中的还原剂是
_____。(填化学式)
(2)罐头厂在装罐头时,通常要添加一些对人体无害的防腐
剂,防止食物被空气中的氧气氧化而变质。此类食物防腐
剂应具有______。(填“氧化性”或“还原性”)
(3)我国政府为了消除碘缺乏病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可利用如下反应: KIO3+5KI+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O;利用上述反应检验食盐中是否加碘,所需试剂是_____(填下列选项的序号)。
①碘水 ②KI溶液 ③淀粉溶液 ④稀硫酸 ⑤AgNO3溶液
【解析】(1)在反应C6H12O6+6O2====6CO2+6H2O+能量中,C6H12O6中C的化合价是零价,反应后转化生成CO2,C的化合价是+4价,即C6H12O6在反应中失电子,作还原剂;
(2)根据题干信息“防止食物被空气中的氧气氧化而变质”知加入的防腐剂应具有还原性;
(3)如果检验食盐中是否含有碘酸钾,应根据题干信息加以分析,该题中所给的信息是在酸性条件下碘酸钾可以与碘化钾发生氧化还原反应生成能使淀粉变蓝的单质碘,所以根据这一信息应选用的试剂是②③④。
答案:(1)C6H12O6 (2)还原性 (3)②③④
8.(13分)(挑战能力)“绿色试剂”双氧水(H2O2,氧元素为-1价)可作为矿业废液消毒剂,如果消除采矿业胶液中的氰化物(如KCN,已知其中氮元素呈-3价),化学方程式为:KCN+H2O2+H2O====A+NH3↑
(1)生成物A的化学式为____________________。
(2)在标准状况下有0.448 L氨气生成,则转移的电子数为_______。
(3)反应中被氧化的元素为___________________。
(4)H2O2被称为绿色氧化剂的理由是____________。
【解析】KCN+H2O2+H2O====A+NH3↑由质量守恒定律推知A应
为KHCO3,该反应中电子转移为
生成0.448 L NH3转移
电子数= ×2×NA=0.04NA(或2.408×1022)。反
应中碳元素化合价升高被氧化。H2O2被称为绿色氧化剂是因
为其还原产物是H2O,对环境无污染。
答案:(1)KHCO3 (2)2.408×1022(或0.04NA)
(3)C(碳)
(4)H2O2作氧化剂,其还原产物是H2O,对环境无污染
化学实验的微型化可有效地减少污染,实现化学实验绿色
化的要求。某学生按下列操作做一个实验:在一块下衬白
纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为0.1 mol·L-1的KBr、
KI(含淀粉)溶液、NaOH(含酚酞)溶液、FeCl2(含KSCN)溶液
各1滴,每种液滴彼此分开,围成半径小于表面皿的圆形
(如图所示),在圆心处放置2粒芝麻粒大小的KMnO4晶体,
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸,再立即用表面皿盖好。(已
知2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)
【思考探究】
(1)KMnO4和浓盐酸反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少?
提示:由于KMnO4是氧化剂,且全部作氧化剂,而HCl是还原剂,但HCl并非全部作还原剂,在16个HCl中只有10个被氧化,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5。
(2)b处和d处各有什么实验现象?
提示:b处现象是溶液由无色变为蓝色,d处现象是溶液由浅绿色变为红色。
(3)c处发生了什么反应?请写出相应的化学方程式。
提示:Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O。
(4)通过该实验可否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性强弱?若能,其氧化性由强到弱顺序是什么?
提示:能。由于发生的反应有2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl
+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,Cl2+2FeCl2====2FeCl3,所以氧化性由强到弱的顺序是:KMnO4>Cl2>FeCl3。