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第3节 氧化还原反应 课时2
第二章 元素与物质世界
1.理解氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。
2.了解常见的氧化剂和还原剂,会从化合价的角度分析物质的氧化性和还原性。
3.掌握氧化还原反应的基本规律。
以下氧化还原反应中,化合价升高的元素有哪些,化合价降低的元素有哪些?哪种反应物含有化合价升高的元素,哪种反应物含有化合价降低的元素?
O2 +Cu === CuO
△
H2 +CuO === Cu + H2 O
△
Fe + CuSO4 === Cu + FeSO4
0 0 +2 -2
0 +2 0 +1
0 +2 0 +2
反应物中元素
化合价升高
反应物中元素
化合价降低
Cu
H2
Fe
O2
CuO
CuSO4
还原剂
氧化剂
一、氧化剂和还原剂
1.几个基本概念
(1)氧化剂和还原剂
氧化剂:所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物。
还原剂:所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物。
(2)氧化性和还原性
氧化性:物质得到电子的能力。
氧化剂具有氧化性,得到电子后,化合价降低,被还原,发生还原反应。
还原性:物质失去电子的能力。
还原剂具有还原性,失去电子后,化合价升高,被氧化,发生氧化反应。
H2 +CuO === Cu + H2 O
△
画出下列反应电子转移的双线桥,并指出氧化产物和还原产物。
氧化产物
还原产物
(3)氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂发生氧化反应后的生成物,即化合价升高的元素的产物。
还原产物:氧化剂发生还原反应后的生成物,即化合价降低的元素的产物。
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
得电子,化合价降低,被还原
失电子,化合价升高,被氧化
升—失—氧——还原剂,
降—得—还——氧化剂。
口诀:
氧化剂、氧化产物具有氧化性
还原剂、还原产物具有还原性
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_____________________。
氧化
还原
既有氧化性又有还原性
分析下列反应化合价变化,电子转移情况,并指出在反应中谁是氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物
MnO2 + 4HCl ===== MnCl2+Cl2↑+2H2O
△
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
MnO2
HCl
MnCl2
Cl2
+4 -1 +2 0
化合价降低, 得2e-, 被还原
化合价升高, 失2×e-电子, 被氧化
练一练
2.常见的氧化剂、还原剂
氧化剂
活泼非金属单质 F2 O2 Cl2 Br2 I2 S
氧化性酸 HNO3 浓H2SO4
氧化性盐 KMnO4 KClO3 FeCl3
过氧化物 Na2O2 H2O2
还原剂
活泼金属单质 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag
某些非金属单质 H2 C
氧化物 CO SO2
还原性盐 KI Na2SO3 FeSO4
还原性酸 H2S H2SO3
二、氧化还原反应基本规律
下列离子反应属于氧化还原反应吗?该反应中的守恒关系有哪些?
Fe+ Cu2+ === Cu + Fe2+
0 +2 0 +2
失2e-
得2e-
1.守恒定律
练一练
Na3SO3与KMnO4按个数比5:2完全反应,请确定还原产物中被还原元素的价态。
S
+4
→
S
+6
Mn
+7
→
Mn
+x
5×(6-4)=2×(7-x)
x=2
【技巧点拨】解决有关氧化还原反应的计算问题,应遵循守恒规律,即氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数等于化合价降低总数。
2.强弱定律——判断氧化性强弱
(1)根据反应式来比较
氧化性:
氧化剂﹥氧化产物
还原性:
还原剂﹥还原产物
例如:CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4
氧化性:CuSO4﹥ FeSO4 (Cu2+﹥ Fe2+)
还原性:Fe﹥ Cu
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
练一练
反应① H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
反应② 2FeCl3+2HI===2FeCl2+I2+2HCl
请判断:H2SO3、I-、Fe2+三者还原性的强弱;
Fe3+、I2、H2SO4三者氧化性的强弱。
还原性:H2SO3>I->Fe2+;
氧化性:Fe3+>I2>H2SO4。
(2)根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同的氧化剂将同种还原剂中元素氧化,得到的价态越高,其氧化性越强。
氧化性:Cl2 >S
例如:2Fe+3Cl2====2FeCl3
Fe+ S====FeS
(3)根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件)来判断
不同的氧化剂(或还原剂)与同种还原剂(或氧化剂)反应,条件要求越高,则其氧化性(或还原性)就越弱。
氧化性:KMnO4 > MnO2
例如:MnO4+4HCl(浓)==== MnCl2+Cl2 +2H2O
KMnO4+16HCl(浓)===== 2KCl+2MnCl2 +Cl2+8H2O
↑
↑
(4)根据元素的活动性顺序比较
①根据金属活动性顺序比较
还原性:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱
氧化性:K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+
阳离子氧化性逐渐增强
氧化性:F2 > Cl2 > O2 > Br2 > I2 > S
氧化性逐渐减弱
还原性:F- < Cl- < O2- < Br- < I- < S2-
阴离子还原性逐渐增强
②根据非金属活动性顺序比较
3.先后规律
同一体系中,当有多个氧化还原反应发生时,强者优先,总是氧化性强(还原性强)的物质优先反应。
例:(1)向含相同物质的量浓度的S2-、I-、Br-溶液中,缓慢通入氯气,还原性强的离子优先反应,先后顺序为 ;
(2)向含等物质的量浓度的Fe3+、Cu2+、H+、Ag+溶液中,缓慢加入足量的铁粉,氧化性强的离子优先发生反应,先后顺序为 。
S2-、I-、Br-
Ag+、Fe3+、Cu2+、H+
(1)价态归中规律
含同种元素但价态不同的物质间发生氧化还原反应,“两相靠,不相交”。称为价态归中反应。
4.价态规律
高价+低价 中间价
最低价
中间价
中间价
最高价
最低价
中间价
中间价
最高价
最低价
中间价
中间价
最高价
最低价
中间价
中间价
最高价
例:请标注出下列反应中元素的化合价,用双线桥分析氧化还原反应。
H2S + H2SO4(浓) = S↓ + SO2↑+ 2H2O
H2S+H2SO4(浓)===S+SO2↑+H2O
-2
+6
0
+4
得到2e-,化合价降低,被还原
失去2e-,化合价升高,被氧化
Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O
物质所含元素能生成多种价态的产物时,发生的氧化还原反应称为歧化反应。
中间价 高价+低价
例:请标注出下列反应中元素的化合价,用双线桥分析氧化还原反应。
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
0
-1
+1
失去2e-,化合价升高,被氧化
得到2e-,化合价降低,被还原
(2)歧化反应规律
练一练
1.已知:X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力W2>X2>Y2>Z2,下列氧化还原反应能发生的是( )
A.2NaW+Z2===2NaZ+W2
B.2NaX+Z2===2NaZ+X2
C.2NaX+Y2===X2+2NaY
D.2NaZ+X2===2NaX+Z2
D
①2W-+X2===2X-+W2 ②2Y-+W2===2W-+Y2 ③2X-+Z2===2Z-+X2
A.还原性:X->Y-
B.在Y-、X-、W-、Z-中以Z-的还原性最强
C.氧化性:Z2>W2
D.反应2Z-+Y2===2Y-+Z2能发生
2.已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行,下列结论正确的是( )
C
氧化还原反应
几个基本概念
四大基本规律
氧化剂与还原剂
氧化产物与还原产物
氧化性与还原性
守恒规律
强弱规律
先后规律
价态规律
氧化性与还原性的比较方法