人教版高中化学必修第一册第一章物质及其变化第三节第3课时氧化还原反应的规律及其应用课件（42页ppt）

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第3课时　氧化还原反应的规律及其应用
　
第一章　第三节　氧化还原反应
1. 能根据价态规律预测物质的性质及产物。　
2. 能利用氧化性、还原性的强弱判断物质发生反应的先后及发生反
应的可能性。
3. 利用电子守恒规律进行简单的计算。
学习目标
任务一　价态规律及其应用
新知构建
1．归中规律
(1)内容：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态→____________，即“只靠拢，不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下：
(3)应用：同种元素的物质间发生氧化还原反应时，氧化产物、还原产物的判断，电子转移总数的计算。
中间价态
2．歧化规律
(1)内容：歧化反应时，某元素的中间价态→高价态＋低价态。
(2)应用：判断反应物和生成物中同种元素价态的高低，计算电子转移的数目。
典题应用
1．指出下列归中反应中的氧化产物和还原产物，用双线桥法标出电子转移的方向和数目。
(1)H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O
(2)KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
答案：S是氧化产物，SO2是还原产物
答案：Cl2既是氧化产物又是还原产物
2．已知氯元素有－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7 等多种常见化合价，氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：
(1)Cl2＋KOH→KX＋KY＋H2O(未配平)；
(2)KX→KY＋KZ(氯元素歧化反应，未配平)。
KX、KY、KZ 均是含氯元素的钾盐，Cl元素在①KX、②KY、③KZ 中的价态由高到低的顺序是___________(填序号)。
③①②
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任务二　先后规律及其应用
新知构建
1．同一氧化剂与多种还原剂混合时，还原性强的先被氧化。例如，已知还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，当把氯气通入FeBr2溶液时，氯气先氧化______；然后再氧化______。
2．(1)同一还原剂与多种氧化剂混合时，_____________的先被还原。例如，在含有Fe3＋、 Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性： Fe3＋＞Cu2＋，
所以铁粉先与_______反应，然后再与________反应。
(2)应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
Fe2＋
Br－
氧化性强
Fe3＋
Cu2＋
典题应用
1．在含有 Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先被置换出来的是
A．Mg B．Cu
C．Ag D．H2
√
2．已知还原性：SO2＞I－＞Fe2＋，下列离子反应不正确的是
√
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任务三　守恒规律及其应用
新知构建
1．守恒规律
氧化还原反应中，原子得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，即有关系式：还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数，元素化合价降低的总数＝元素化合价升高的总数。
应用：氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。
2．氧化还原反应的计算步骤
(1)找物质：找出反应过程中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)定得失：确定一个原子或离子得失电子的个数，变价元素的原子总数。
(3)列关系：根据氧化剂和还原剂得失电子总数守恒列出关系式。
交流研讨
＋3
典题应用
√
H2O2恰好将XO 还原，反应中H2O2变成O2，O元素的化合价由－1价升高为0价，则X的化合价降低，设元素X在还原产物中的化合价为＋x，由得失电子守恒可知，2×(7－x)＝5×2×(1－0)，解得x＝2。
2．(1)在氧化还原反应：3S＋6KOH===K2SO3＋2K2S＋3H2O中，被氧化与被还原的硫原子数目之比是________。
(2)在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O 和 Pb2＋，则Cr3＋与PbO2反应的化学计量数之比为________。
1∶2
2∶3
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随堂达标演练
√
1．已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是
A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3
C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4
NaClO中Cl元素发生了歧化反应，则NaClO2中的Cl元素也应该发生歧化反应，即Cl元素化合价既升高，又降低，A中Cl元素化合价只有降低，故A错误；C中生成的NaClO不稳定，会继续反应生成NaCl、NaClO3，故C错误；D中Cl元素化合价只有升高，故D错误。
√
2．多种氧化剂和还原剂相遇时，存在“争先恐后，强者优先”的现象。请预测，在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉，首先被置换出来的是
A．Fe B．H2
C．Mg D．不能确定
离子方程式中，反应前后离子所带电荷总数相等，即6－1＝8－n－1，解得n＝2，从而得出M2O 中M的化合价为＋6价，也可根据得失电子守恒计算。
√
4．已知氮元素有多种可变化合价，常见的有－3、＋2、＋3、＋4、＋5 价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平)：
①NO＋HNO3―→N2O3＋H2O
②NH3＋NO―→HNO2＋H2O
③N2O4＋H2O―→HNO3＋HNO2
根据价态规律，判断上述反应是否有可能实现，说明判断的理由：_______
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
反应物中的氮元素为＋2价、＋5价，生成物中为＋3价，符合归中反应规律。
②不可能，反应物中的氮元素为－3价、＋2价，生成物中为＋3价，N元素的化合价只升不降。
③可能，反应物中的氮元素为＋4价，生成物中为＋3价、＋5价，符合歧化反应规律
①可能，
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课时测评
√
题点一　 价态规律及其应用
1．下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是
A．Al3＋、K、Fe2＋ B．Cl－、Al、H2
C．NO2、Na＋、Br2 D．O2、SO2、Fe
√
2．下列反应中同一物质中同一价态的元素部分被氧化，部分被还原的是
√
3．一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO3 2HNO3＋4N2↑＋9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为
A．5∶3 B．5∶4
C．1∶1 D．3∶5
√
4．硝酸铵在不同条件下分解可以得到不同的产物，下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是
A．N2O、H2O B．N2、O2、H2O
C．N2、HNO3、H2O D．HNO3、H2O
硝酸铵(NH4NO3)中的两个氮原子的化合价分别为－3和＋5。硝酸铵分解为N2O和H2O，－3价氮化合价升高到＋1价，＋5价氮化合价也降低到＋1价，发生了归中反应，合理，故A不选；硝酸铵分解为N2、O2、H2O，硝酸铵中－3价氮化合价升高到0价，＋5价氮的化合价降低到0价，
发生了氧化还原反应，合理，故B不选；硝酸铵分解为N2、HNO3、H2O，硝酸铵中的－3价氮和＋5价氮发生了归中反应，生成了氮气，合理，故C不选；硝酸铵分解为HNO3、H2O，硝酸铵中的氮元素只有化合价的升高，没有化合价的降低，不合理，故D选。
√
题点二　先后规律及其应用
5．已知氧化性：Fe3＋>Cu2＋，在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉，下列说法不正确的是
A．若有铁粉剩余，则不溶物中有铁和铜单质
B．若有铁粉剩余，则反应后的溶质为FeSO4
C．若铁粉无剩余，且溶液中无Cu2＋，则溶液中一定没有Fe3＋
D．若铁粉无剩余，且溶液中有Cu2＋，则溶液中一定没有Fe3＋
在Fe2(SO4)3和CuSO4混合溶液中加入铁粉的过程中，铁先与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，再与CuSO4反应生成FeSO4和Cu，据此分析。若有铁粉剩余，则铁过量，反应后生成FeSO4和Cu，不溶物中有过量的铁和生成的铜单质，A、B正确；因氧化性：Fe3＋>Cu2＋，若铁粉无剩余，必先还原Fe3＋，则溶液中无Cu2＋时一定也没有Fe3＋，C正确；若铁粉无剩余，只是加入少量铁粉，则可能只与部分Fe3＋反应，则溶液中可能有Fe3＋，一定有Fe2＋，D错误。
氧化性：Br2＞I2，Br2可将KI氧化为I2，A正确；还原性：I－＞Fe2＋，向FeI2溶液中通入Cl2，要先氧化I－为I2，不能生成FeI3，C错误；氧化性：Fe3＋＞I2，Fe3＋可将I－氧化为I2，而Fe3＋被还原为Fe2＋，D正确。
√
6．已知氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2，还原性：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－，下列反应的化学方程式或离子方程式不成立的是
A．Br2＋2KI===I2＋2KBr
B．向FeBr2溶液中通入少量氯气：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
C．3Cl2＋6FeI2===2FeCl3＋4FeI3
D．2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2
√
题点三　守恒规律及其应用
7．反应：NO＋NH3→N2＋H2O(未配平)，该反应中被还原和被氧化的氮元素的质量比是
A．3∶2 B．2∶1
C．1∶1 D．2∶3
NO中N元素化合价降低，NH3中N元素的化合价升高，根据得失电子守恒、原子守恒发生的反应为6NO＋4NH3===5N2＋6H2O，化合价升高的元素是氨气中的氮元素，占4 mol，在反应中被氧化，化合价降低元素是一氧化氮中的氮元素，占6 mol，在反应中被还原，该反应中被还原和被氧化的氮元素的物质的量之比是6∶4＝3∶2，所以被还原和被氧化的氮元素的质量比是3∶2。
√
8．已知aM2＋＋O2＋4H＋===aM3＋＋2H2O，则化学计量数a的值是
A．1 B．2
C．3 D．4
根据电子守恒结合反应方程式两边电荷守恒，得到a的值为4。
√
反应中K2H3IO6中的I元素得电子，化合价降低，发生还原反应，A错误；KI既不是氧化产物也不是还原产物，B错误；每生成4个 I2转移7个电子，C正确；反应中HI为还原剂，K2H3IO6为氧化剂，在反应中每消耗1个K2H3IO6就有7个HI失电子，则还原剂与氧化剂的数目之比为7∶1，D错误。
√
10．关于反应K2H3IO6＋9HI===2KI＋4I2＋6H2O，下列说法正确的是
A．K2H3IO6发生氧化反应
B．KI是还原产物
C．生成4个 I2时，转移7个电子
D．还原剂与氧化剂的数目之比为1∶7
11．已知反应6HCl(浓)＋KClO3===3Cl2↑＋KCl＋3H2O，下列说法不正确的是
A．KClO3是氧化剂
B．被氧化与被还原的氯原子的个数比为5∶1
C．盐酸表现还原性和酸性
D．用双线桥法表示该反应的电子转移为
√
12．回答下列问题：
(1)实验室制备氧气可以用加热高锰酸钾的方法实现，其发生的反应为2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑，其中被还原的元素是_________
(填元素符号)，氧化产物是________(填化学式)。
Mn　
O2
(2)下面三个方法都可以用来制氯气：
①MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②KClO3＋6HCl(浓)===3Cl2↑＋KCl＋3H2O
③KMnO4＋HCl(浓)―→KCl＋MnCl2＋Cl2↑＋H2O(未配平)
根据以上三个反应，回答下列有关问题：
a．反应②的离子方程式为____________________________________。
b．反应①中，氧化产物与还原产物的质量比为__________。
c．已知反应④：4HCl＋O2催化剂△ 2Cl2＋2H2O(g)，该反应也能制得氯气。则MnO2、O2、KMnO4三种物质氧化性由强到弱的顺序为
______________________。
71∶126
KMnO4＞MnO2＞O2
13．(1)汞单质及其化合物在工业生产和科学研究上有着广泛用途。丹砂炼汞的反应原理包括以下两个反应：
反应I：HgS＋O2===Hg＋SO2
反应II：4HgS＋4CaO 4Hg＋3CaS＋CaSO4
①反应I中，还原产物是____________，反应中每生成1个SO2，转移_____个电子。
②用双线桥法标出反应Ⅱ中电子转移的方向和数目：__________________。
Hg、SO2
6
①HgS中Hg的化合价由＋2价降低到0价，O2中O的化合价由0价降低到－2价，所以还原产物是Hg、SO2；HgS中S的化合价由－2价变成＋4价，所以每生成1个SO2，转移6个电子。②氧化还原反应中得失电子守恒，HgS中S的化合价由－2价变成＋6价，Hg的化合价由＋2价变成0
价，所以反应以双线桥法表示为
(2)Cl2是一种有毒气体，如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏，有关反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===6NH4Cl
＋N2。反应中被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量之比为________。
1∶3
从化学方程式的计量数可看出，参与反应的NH3有8个，其中有2个NH3被氧化成N2，6个未被氧化生成NH4Cl。
(3)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图：
反应I中氧化剂与还原剂的分子数之比为_________；反应Ⅱ中的氧化产物是_______。
2∶1
O2
反应Ⅱ中过氧化氢失电子作还原剂，氧化产物为O2。
②与传统消毒剂Cl2比较，NaClO2消毒效率是Cl2的________倍(产物视为Cl－，以单位质量得到的电子数表示，结果精确到0.01)。
1.57
Cl2得到2个电子生成Cl－，NaClO2得到4个电子生成Cl－，NaClO2消毒效率∶Cl2消毒效率＝ ∶ ≈1.57∶1。
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