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第3节 氧化还原反应
第一章 物质及其变化
高中人教版新教材化学必修一
第2课时
氧化还原反应中电子转移的表示方法
氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的判断
01
02
氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱比较
03
习
学
目
标
1、怎样画双线桥和单线桥?
2、怎样判断氧化剂和还原剂?氧化产物和还原产物?
3、怎样比较氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱
个人预学
铁粉
食品包装袋内为什么要放置脱氧剂?什么是脱氧剂?
课堂引入
NO.1
氧化还原反应中电子转移的表示方法——双线桥和单线桥
—— 双线桥法
一. 氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
单线桥法
书写步骤:
1.标变价
——标出反应前后有变化的元素化合价
CuO + H2 ==== Cu + H2O
+2
0
0
+1
2. 连双线
——由反应物中变价元素指向生成物中同种元素
3.注得失
——在线桥上标明得失电子数
得失e-数目表示方法:
变价原子个数×单个原子化合价变化数目e-
失 e-
2×
得 2e-
1×
1
化合价升高,被氧化
化合价降低,被还原
4.检查:得失电子总数是否相等
教师导学
氧化还原反应中电子转移的表示方法
双线桥法的注意事项
箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
必须注明“得到”或“失去”;
电子转移数用a×be-形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子个数,b表示每个原子得到或失去的电子数,当a=1或b=1时,要省略;
被还原的物质和被氧化的物质得失电子数守恒。
【例1】请同学们用双线桥法标出以下反应的电子转移:
标价态
连双线
注得失
0
+1
0
+2
e-
失去
2 e-
化合价
升高
被氧化
得到
化合价
降低
被还原
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
2
×
+3
+2
+4
0
3e-
2e-
化合价
降低
被还原
化合价
升高
失去
被氧化
得到
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
3
×
2
×
①MnO2+4HCl === MnCl2+Cl2↑+2H2O
②Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O
失1×e-
得1×e-
表示氧化还原反应中的电子转移情况还有一种更简单的方法!
失2×e-
得1×2e-
△
用双线桥法标出下列反应电子转移的方向和数目:
训练验学
2.单线桥法
表示反应物中变价元素原子得失电子(或电子对偏移)的情况。
只标明电子转移总数, ,不标“得、失”
6e-
(1)书写步骤:
标价态→
连单线→
标电子
(2)注意事项:
(3)应用:体现“谁给谁”,便于分析电子转移方向和数目
始于还原剂中价升高的元素,止于氧化剂中价降低的元素
箭头指向价降低的元素
教师导学
标出变价元素的化合价,用双线桥法标出电子转移情况,其中②同时用单线桥法标出电子转移情况。
答案
训练验学
答案
NO.2
氧化剂、还原剂
① H2 + CuO Cu + H2O
② 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
③ C + 2CuO 2Cu + CO2↑
△
高温
高温
【思考】请选择合适的依据将以下三个反应中的反应物分成两类
失电子
化合价升高
被氧化
得电子
化合价降低
被还原
还原剂:含元素化合价升高的物质
氧化剂:所含元素的化合价降低的反应物
同伴助学
Fe2O3 + 3CO = 2Fe +3CO2
高温
判断氧化剂和还原剂的思维方法
+3 +2 0 +4
↑
1、标出变价元素的化合价
得电子
价降低
被还原
氧化剂
讨论分析:哪种物质是发生还原反应后的产物?
哪种物质是发生氧化反应后的产物?
还原剂
还原
产物
氧化产物
失电子
价升高
被氧化
教师导学
Fe+CuSO4 == FeSO4+Cu
0
+2
+2
0
失电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应
得电子,化合价降低,被还原,发生还原反应
还原剂
氧化剂
还原产物
氧化产物
还原性
氧化性
注意:
①.氧化剂和还原剂均是指反应物质,是一种化学试剂,不是某一种元素。
②.氧化剂本身被还原,发生还原反应,得到的产物是还原产物
③.还原剂本身被氧化,发生氧化反应,得到的产物是氧化产物。
0
+2
+2
0
三、氧化剂和还原剂
化合价升高
化合价降低
失电子(电子对偏离)
得电子(电子对偏向)
被氧化
被还原
还原性
氧化性
反应物
生成物
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
失—升—氧——还原剂
得—降—还——氧化剂
构建氧化还原反应概念模型:
总结
常见的氧化剂(反应中得到电子,化合价降低)
(1)活泼的非金属单质:F2、Cl2、Br2、I2、O2 、O3等。
(2)某些含高价态元素的化合物:浓H2SO4 、HNO3 、KMnO4 、
FeCl3(Fe3+)、MnO2、K2Cr2O7 、KClO3等。
(3)过氧化物:Na2O2、H2O2
(4)其他:HClO、NaClO等。
氧化性: KMnO4> Cl2 > Br2 > Fe3+ > I2
三、氧化剂和还原剂
失—升—氧——还原剂
得—降—还——氧化剂
(1)活泼的金属单质:K 、Na 、 Mg 、 Fe 、 Al
(2)某些非金属单质:H2 、C、Si
(3)含有低价态元素的化合物:CO、KI(I-)、H2S、Na2S(S2-)、
NH3、SO2、Na2SO3 、FeCl2(Fe2+)等。
还原性: S2- > SO2 > I- > Fe2+ > Br- > Cl-
常见的还原剂(反应中失去电子,化合价升高)
三、氧化剂和还原剂
NO.3
物质氧化性、还原性及其强弱的比较
三. 物质氧化性、还原性及其强弱的判断
氧化性:
还原性:
物质失去电子的能力或性质。
物质得到电子的能力或性质。
还原剂具有还原性。
氧化剂具有氧化性。
+11
2 8 1
Na
+17
2 8 7
Cl
+1
1
H
极易失去最外层1个e-
,具有强 性
最外层极易得到1个e-
,具有强氧化性
氧化性、还原性均有
如何判断物质具有氧化性还是还原性呢?
还原
同伴助学
1. 物质氧化性、还原性的判断
思考: ①Na单质化合价能否降低?
③Fe2+的化合价呢?
②Na+的化合价能否升高?
不能。
它们处于元素的最低价,即只能 电子,表现出 性
还原
不能。
失去
它们处于元素的最高价,即只能 电子,表现出 性
能升能降
即能表现氧化性也能表现还原性
得到
氧化
Cl:
-1
0
+3
+1
+5
+7
Cl2
Cl-呢?
H+呢?
Cl2呢?
三. 物质氧化性、还原性及其强弱的判断
同伴互助
“价态规律”
元素处于最低价:只有还原性
元素处于最高价:只有氧化性
元素处于中间价态:既有氧化性,又有还原性
口 诀:“高价氧化低价还,中间价态两边走”
Fe、 Fe2+、 Fe3+
只有氧化性
只有还原性
既有氧化性,又有还原性
【明确】所谓最高价、最低价指处于该元素的最高价、最低价
三. 物质氧化性、还原性及其强弱的判断
1. 物质氧化性、还原性的判断
教师导学
1、在Fe2+、Fe3+、S、I-、H+ 、Cl2、S2-、HCl、H2O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 。
Fe 2+
H +
I -
Fe 3+
Cl2
S2-
HCl
H2O
+1
-1
+1
-2
还原性为主
S
氧化性为主
训练验学
“高价氧化 低价还,中间价态两边走”
2. 物质氧化性、还原性强弱的判断
问 题:Na和Al谁的还原性强?
Na易失1e-,Al易失3e-,但是还原性: Na > Al
注意:物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
如何判断物质氧化性、还原性的强弱呢?
三. 物质氧化性、还原性及其强弱的判断
同伴助学
15
(1).根据化学方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物。
氧化剂
还原剂
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
氧化产物
还原产物
0
+2
+1
0
氧化性:
还原性:
H2SO4 > ZnSO4
(或者:H+ > Zn2+)
Zn > H2
2. 物质氧化性、还原性强弱的判断
“强”可以制“弱”
教师导学
(1)2 A3+ + 3B = 2A + 3B2+
(2)3D2+ + 2A = 2A3+ + 3D
(3) B2+ + C = C2+ + B
① 判定 A、B、C、D的还原性由强到弱的顺序( )
A.A >B >C >D B.D >C >B >A
C.C >B >A >D D.B >A >C >D
还原性 氧化性
(1)
(2)
(3)
B > A
A > D
C > B
A3+ > B2+
D2+ > A3+
B2+ > C2+
C
不能
② 该条件下,反应 B2+ + D = D2+ + B能进行吗?
“弱”不可以制“强”
训练验学
(2) 根据元素活动性顺序
①根据金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
失电子能力逐渐↓ ,单质还原性逐渐↓
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+) Cu2+ Hg2+ Ag+
对应阳离子得电子能力逐渐 ,氧化性逐渐
Fe3+
记住:氧化性
Fe2+ Cu2+ Fe3+ Ag+
<
<
<
例 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
反应Cu + 2FeCl3 =2FeCl2 + CuCl2
还原性:
Fe > Cu
还原性:
Cu > Fe2+
氧化性:
Fe3+ > Cu2+
说明还原性:Cu >Fe 吗?
金属单质还原性越强,其对应离子氧化性越弱
2. 物质氧化性、还原性强弱的判断
教师导学
②根据非金属活动性顺序
氧化性:F > Cl > Br > I > S
还原性:F- < Cl- < Br- < I- < S2-
2. 物质氧化性、还原性强弱的判断
(2) 根据元素活动性顺序
(3)根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
2Fe + 3Cl2 == 2FeCl3
△
△
Fe + S == FeS
+3
+2
氧化性:Cl2 > S
(4)根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件)来判断
2KMnO4 +16HCl(浓) =2KCl +2MnCl2 +5Cl2↑+8 H2O
MnO2 + 4HCl(浓) ==MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
△
O2 + 4HCl(浓) === 2H2O + Cl2↑
高温
氧化性:
KMnO4 > MnO2 > O2
催化剂
2. 物质氧化性、还原性强弱的判断
【2】根据下列三个方程式:
I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI;
2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
有关物质的还原性强弱顺序是( )
A I->Fe2+>Cl->SO2 B Cl->Fe2+>SO2> I-
C Fe2+>I->SO2 D SO2>I->Fe2+>Cl-
D
SO2 >I-
Fe2+>Cl-
I- >Fe2+
(3). 已知I-、Fe2+、和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性强弱顺序为: H2O2 < Fe2+ < I- < SO2。则下列反应不能发生的是( )
A 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+ +SO42-+4H+
B H2O2 +H2SO4=SO2+O2+2H2O
C I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
D 2Fe3++2I-=2Fe2++I2
B
SO2 >Fe2+
H2O2 >SO2
SO2 >I-
I- >Fe2+
判断正误:
①金属单质只有还原性
②非金属单质只有氧化性
③处于最高价态的元素一定具有强氧化性
④阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
⑤难失去电子的物质必然易得到电子。
⑥得电子越多的物质,其氧化性越强
⑦Fe比Cu还原性强,则Cu2+比Fe3+氧化性强
√
×
C、H2具有还原性
Na2CO3
×
+1
+4
×
×
Fe2+既有氧化性又有还原性
MnO4- 强氧化性
×
×
Fe2+ Cu2+ Fe3+
<
<
某元素处于最高价态时具有氧化性,但不一定有强氧化性,如Na+;
元素处于最低价态时只有还原性,但不一定有强还原性,如F-。
如稀有气体既难得电子也难失电子
训练验学