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第一章 物质及其变化 第三节 氧化还原反应 第1课时 氧化还原反应
/核心素养学习目标/
1、认识氧化反应、还原反应的概念和实质。
2、运用元素化合价的升降,理解氧化还原反应的实质是电子的转移。
生活中常见现象:
常见的铁制品生锈现象涉及了什么化学变化?
2Fe+3O2=2Fe2O3
氧化反应
/课堂导入/
物质 反应物 发生的反应(氧化反应或还原反应)
得氧物质
失氧物质
CuO、Fe2O3
C、CO
还原反应
氧化反应
思考与讨论
(1)根据初中学过的氧化反应和还原反应知识,分析以下反应,完成下表。
1.从得失氧角度认识氧化还原反应
2CuO + C === 2Cu + CO2↑
高温
失去氧,发生还原反应
得到氧,发生氧化反应
Fe2O3 + 3CO === 2Fe+3CO2
高温
失去氧,发生还原反应
得到氧,发生氧化反应
在化学反应中,一种物质得到氧发生氧化反应,必然有一种物质失去氧发生还原反应。
也就是说氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
(1)请标出以上反应中各物质所含元素的化合价,比较反应前后价态有无变化。
讨论:
2.从化合价角度认识氧化还原反应
反应①中,C 氧发生 反应,所含元素 化合价 ;CuO 氧发生 反应,所含元素 化合价 。
反应②中,CO 氧发生 反应,所含元素 化合价 ;Fe2O3 氧发生 反应,所含元素 化合价 。
【总结】物质所含元素化合价升高,发生的反应为 ;物质所含元素化合价降低,发生的反应为 。
2CuO + C
2Cu + CO2
+2 -2 0 0 +4 -2
化合价降低,
化合价升高,
失氧,还原反应
得氧,氧化反应
化合价降低,
化合价升高,
失氧,还原反应
Fe2O 3 + 3CO 2Fe + 3CO2
+3 -2 +2-2 0 +4-2
得氧,氧化反应
化合价升高 → 氧化反应
化合价降低 → 还原反应
【总结】
+2
0
+2
0
化合价升高
0
化合价升高
+1
-1
0
化合价降低
化合价降低
氧化反应
氧化反应
还原反应
还原反应
得失氧是狭隘的判断方式,化合价的变化是氧化还原反应特征判据
(2)请观察下面的反应,标注出发生化合价变化的元素。
在这个反应中,虽然没有物质得氧或失氧,但是反应前后却有化合价的变化:
元素的化合价从 升高到 ,发生 ;
元素的化合价从 降低到 ,发生 。这样的反应也是氧化还原反应。
【练习1】下列反应属于氧化还原反应的是( )
A. CuO+2HCl=CuCl2+H2O
B. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C. Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
D. Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓ + H2O
BC
随堂练习
【练习2】下列各式中,当左边物质生成右边物质时,画横线的元素是被氧化还是被还原?
(1) NaCl→Cl2 (2) KMnO4→MnCl2
(3) Fe2O3→Fe (4) CO→CO2
被氧化
被还原
被还原
被氧化
下列原子结构示意图中,哪些原子容易得到电子,哪些原子容易失去电子?当原子最外层电子数为多少时达到稳定结构?
提示:八电子规则:
当原子的最外层电子数为8(只有一个电子层时,为2)最稳定。
思
考
3.电子转移角度--氧化还原反应
0 0 +1 -1
失去2×e-、化合价升高,被氧化
得到2×e-、化合价降低,被还原
结论:化合价升降的原因——电子得失
以2Na + Cl2 === 2NaCl为例,探究氧化还原反应的微观本质
点燃
3.电子转移角度--氧化还原反应
微观角度
以Na与Cl2反应为例
+11
+17
Cl
Na
-
+
Na失去最外层1个电子,成为具有稳定结构的Na+,其化合价由0升高到+1,Na被氧化。
Cl最外层得到1个电子,成为具有稳定结构的Cl-,其化合价由0降低到-1,Cl2被还原
0 0 +1 -1
电子对偏离,化合价升高,被氧化
电子对偏向,化合价降低,被还原
结论:化合价升降的原因--共用电子对偏移
共用电子对偏向氯,偏离氢
以H2 + Cl2 === 2HCl为例,探究氧化还原反应的微观本质
点燃
3.电子转移角度--氧化还原反应
微观角度
以H2与Cl2反应为例
+1
+17
Cl
H
共用电子对
偏向
偏离
共用电子对偏向吸引能力稍弱的H,氢元素的化合价由0升高到+1,H2被氧化。
共用电子对偏向吸引能力稍强的Cl,氯元素的化合价由0降低到-1,Cl2被还原。
氧化还原反应的宏观特征
氧化还原反应的微观本质
元素化合价的升降
电子的转移
(电子的得失或共用电子对的偏移)
根本原因
化合价升降、电子转移、反应类型的关系:
失电子或电子对偏离
化合价升高
被氧化
得电子或电子对偏向
化合价降低
被还原
还原反应
六字口诀:升失氧,降得还
氧化反应
课堂小结
【练习3】 判断正误
1. 得电子难的元素容易失去电子( )
2. 一种元素被氧化,一定有另一种元素被还原( )
3. 元素由化合价转变为游离态时被氧化( )
4. 有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应( )
×
×
×
×
随堂练习
分析下列反应,从四大基本反应类型的角度进行分类,并指出哪些反应属于氧化还原反应。
化学反应 基本类型 是否为氧化还原反应
二.氧化还原反应与四大基本反应的关系
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
探究课堂
分析下列反应,从四大基本反应类型的角度进行分类,并指出哪些反应属于氧化还原反应。
化学反应 基本类型 是否为氧化还原反应
分解反应
化合反应
置换反应
分解反应
置换反应
复分解反应
复分解反应
化合反应
是
否
是
否
否
是
否
否
二.氧化还原反应与四大基本反应的关系
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
探究课堂
化合反应、分解反应______________氧化还原反应;
置换反应______________氧化还原反应;
复分解反应______________氧化还原反应;
不一定是
一定是
一定不是
化合反应:有单质参加的是氧化还原反应。
分解反应:有单质生成的是氧化还原反应。
二.氧化还原反应与四大基本反应的关系
探究课堂
【练习2】下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.H2还原CuO的反应只属于还原反应
B.置换反应都是氧化还原反应,所以3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C.3O2=2O3是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
D
二.氧化还原反应与四大基本反应的关系
【练习3】下列不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.2KClO3=2KCl+3O2↑ B.2Na+Cl2=2NaCl
C.Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ D.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
D
探究课堂
课堂小结
一、离子共存一(不反应)
(1)溶液无色透明时,不存在有色离子
Cu2+( 蓝色 )Fe3+(黄色 )Fe2+(浅绿色) Mn04-(紫色)
CrO42-( 黄色 ) Cr2O72-( 橙色 ) Cr3+( 绿色)
铬酸根
重铬酸根
铬离子
(2)因发生复分解反应不能大共存的共存的情况及常见例子。
情况 实例
与酸
与碱
与酸碱
氧化还原 (后续)
H+ 、NH4+、Al3+、Cu2+、Fe3+、Ag+、
OH-、CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-
CO32-+H2O、SO32-+H2O、S2-+H2O
CO2+H2O、SO2+H2O、H2S
H+
OH-
2.下列无色溶液中既能在强酸性溶液,又能在强碱性溶液中大量共存的离子组是( )
A.Na+、K+、、
B.Mg2+、K+、、Cl-
C.Na+、、、Ca2+
D.Ba2+、K+、Cl-、
答案:D
解析:A项在强碱性溶液中能大量共存,在强酸性溶液中+2H+===H2O+CO2↑,不能大量共存;B项在强酸性溶液中能大量共存,在强碱性条件下,
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,不能大量共存;C项===OH-===+H2O,在强酸、强碱条件下均不能大量共存;D项在强酸和强碱条件下均能大量共存。
二、速写离子方程式
不拆:沉淀、气体 、弱质(弱酸、弱碱、水)、单质、氧化物
考试必考题型一“量”
NaOH + CO2 (少)=
①
少“量”为1
②
Ca(OH)2 +NaHCO3(少)=
NaOH + CO2 (过)=
Ca(OH)2(少)+NaHCO3 =
二、速写离子方程式
不拆:沉淀、气体 、弱质(弱酸、弱碱、水)、单质、氧化物
考试必考题型一“量”
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O
OH- +CO2 =HCO3-
2NaOH + CO2 = Na2CO3 +H2O
NaOH+CO =NaHCO
①
“量”少为1
②
Ca(OH)2 +1NaHCO3(少)=H2O + CaCO3 ↓+ NaOH
OH- +HCO3-=CO32-+H2O
Ca2++OH- +HCO3-(少)= H2O+CaCO3 ↓
Ca(OH)2(少)+2NaHCO3 = 2H2O + CaCO3 ↓+ Na2CO3
Ca2++2OH-+2HCO3-= 2H2O + CaCO3 ↓+ CO32-
选择题判断
显中性
③
NaHSO4 + Ba(OH)2 =
沉淀最大量
NaHSO4 + Ba(OH)2 =
③
显中性
沉淀最大量
2NaHSO4 + Ba(OH)2 =2H2O+BaSO4↓ + Na2SO4
2H++SO42- + Ba2++2OH- =2H2O+BaSO4↓
NaHSO4 + Ba(OH)2 = H2O+BaSO4↓ + NaOH
H++SO42- + Ba2++OH- =H2O+BaSO4↓
学案
(1)酸性氧化物与碱反应
澄清石灰水 中通入CO2 少量
过量
氢氧化钠溶 液中通入CO2 少量
过量
量少为1
Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓
OH- +CO2 =HCO3-
CO2 + 2OH- = H2O+CO32-
OH- +CO2 =HCO3-
(2)酸式盐与H+/OH-的反应
往碳酸氢钙溶液中逐滴滴加烧碱溶液 少量
往Ba(OH)2溶液中逐滴滴加溶液 少量(恰好沉淀
过量(恰好中和
Ca2++ HCO3- +OH-= H2O+CaCO3↓
Ca2+ + 2HCO3- + 2OH- = 2H2O+CaCO3↓ + CO32-
Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
2H++SO42- + Ba2++2OH- =2H2O+BaSO4↓
1.离子检验步骤:取少量待测液于试管中,加入××试剂,出现××现象,说明存在××离子,否则不存在。
取样品→加试剂→描现象→得结论
2.Cl-、离子检验
①Cl-
AgNO3
稀HNO3酸化
无明显现象
白色沉淀
②
稀HCl酸化
无明显现象
BaCl2
白色沉淀
稀HCl
沉淀溶解
BaCl2
白色沉淀
气体通入Ca(OH)2
白色沉淀
三、离子检验
3.(金版课时作业7相同题)下列对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入稀盐酸产生无色气体,将该气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有
B.加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀不消失,一定有
C.加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,一定有
D.加入Na2CO3溶液产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀消失,一定有Ba2+
答案:C
解析:若待测液中有时,也能产生同样的现象,A项错误。若待测液中有Ag+时,也能产生同样的现象,B项错误。若待测液中有Ca2+时,也能产生同样的现象,D项错误。
学案
2(节选). 某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含 K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、 NO3-六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是_______、____、___________。
OH-
Cl-
K+
互斥性原则
电中性原则
三、离子推断---
基本原则
电中性原则
[即学即练]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明该溶液中含有。( )
(2)检验溶液中的Cl-时,可先加盐酸,再加AgNO3溶液。( )
(3)某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,该溶液中可能含有。( )
(4)无色透明的溶液中:Fe3+、、I-、。( )
(5)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-。( )
(6)使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、、Cl-。( )
×
×
×
×
√
√
学案
4.A、B、C三种无色可溶性盐分别是由Na+、Ag+、Ba2+、Cl-、、中不同的阴、阳离子构成的。经实验验证A溶液、B溶液均可与盐酸发生反应,其中A产生白色沉淀,B产生气泡。
(1)A为________、B为________、C为________。
(2)写出A与盐酸反应的离子方程式:__________________________。
(3)写出B与盐酸反应的离子方程式:___________________________。
AgNO3
Na2CO3
BaCl2
Ag++Cl-===AgCl↓
+2H+===CO2↑+H2O
解析:由于A、B、C是三种无色可溶性盐,结合六种离子可知分别构成AgNO3、Na2CO3、BaCl2三种盐,通过A、B与盐酸反应时的现象,其中A产生白色沉淀,白色沉淀应为氯化银,则A为AgNO3,B产生气泡,气体应为二氧化碳,则B为Na2CO3,所以C为BaCl2。A、B与盐酸反应的离子方程式分别为===+2H+===CO2↑+H2O。
学案
答案:C
(课时作业)--课时1电解质的电离
4、在溶液导电性实验中,往氢氧化钡溶液中滴加硫酸至过量,灯泡的明亮度变化是明→暗→明。下列说法中正确的是( )
A.溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关
B.溶液的导电性与溶液中离子数目的多少有关
C.灯泡最暗时溶液中无自由移动的离子
D.往氢氧化钡溶液中滴加盐酸与滴加硫酸时现象相同
答案:A
【改编】根据实验现象画出混合溶液导电能力随时间变化的曲线图,并分析原因
(三)挑战创新 10【节选】
9.下列实验过程中产生的现象与图像相符合的是 ( )
A.稀硫酸滴加到Ba(OH)2溶液中(横坐标是稀硫酸的体积,纵坐标为溶液的导电能力)
B.铁粉加入到一定量CuSO4溶液中(横坐标是铁粉的质量,纵坐标为沉淀质量)
C.CO2通入一定量 NaOH 溶液中(横坐标是CO2的体积,纵坐标为溶液的导电能力)
D.稀盐酸滴加到一定量NaOH溶液中(横坐标是稀盐酸的体积,纵坐标为钠离子物质的量)
(课时作业)--课时2离子反应
答案:A