苏教版高中化学必修第一册专题3从海水中获得的化学物质3.1.4氧化剂和还原剂教学课件(共49张PPT)

(共49张PPT)
第4课时 氧化剂与还原剂
你知道什么叫“自由基”、“抗氧化”吗？
自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。
人体肌肤和外界反应，每时每刻都存在自由基，自由基会破坏人体健康细胞，加速衰老。
自由基的作用过程如图所示。
能有效抑制自由基的氧化反应的物质，叫做抗氧化剂。其作用机理是直接作用在自由基，或间接消耗掉容易生成自由基的物质，防止发生进一步反应。
抗氧化剂能在自然饮食中找到，如维生素C、维生素E、和β-胡萝卜素。自然界中被称为抗氧化之王的虾青素其抗氧化能力是维生素C的6000倍，是维生素E的1000倍，是β-胡萝卜素功效的100倍；他们可以利用自身结构的特性来稳定自由基多余的电子，防止对细胞造成老化。
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你能列举出哪些常见的氧化剂、还原剂？
一、常见的氧化剂与还原剂
常见的氧化剂 常见的还原剂
活泼的非金属单质 活泼的金属单质
高价态化合物 低价态化合物
过氧化物 某些非金属单质
Cl2、O2
Al、Fe、Zn
浓硫酸、KMnO4、HNO3、 FeCl3
CO、SO2、KI
Na2O2、H2O2
C、H2、S
资料卡片——常见的氧化剂/还原剂及其一般对应产物
氧化剂 对应还原产物 还原剂 对应氧化产物
Fe3+ Fe2+ Fe2＋ Fe3+
浓H2SO4 SO2
H2O2 H2O H2O2 O2
KMnO4(H+)、MnO2 Mn2+ H2C2O4 CO2
K2Cr2O7(H+) Cr3+ I- I2
O2 O2- CO、C CO2
浓HNO3 NO2 S2-、H2S S
稀HNO3 NO NH3 N2、NO
Cl-
二、氧化性、还原性的理解
氧化性指物质得电子的性质（或能力）；还原性指物质失电子的性质（或能力）。
物质失去电子越多，还原性越强吗？
三、氧化性、还原性强弱的判断
1．根据氧化还原反应原理来判断
（1）氧化性强弱：氧化剂>氧化产物。
（2）还原性强弱：还原剂>还原产物。
怎么判断氧化性/还原性的强弱呢？
2．根据元素的活动性顺序来判断
（1）金属单质越活泼，其还原性越强；非金属单质越活泼，其氧化性越强。
（2）“单强离弱”——金属单质还原性越强，其阳离子的氧化性越弱；
非金属单质的氧化性越强，其阴离子的还原性越弱。
3. 根据反应条件的难易来判断
反应的条件越简单，反应就越容易发生，说明物质氧化性（或还原性）越强。
我举个例子
2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
O2 + 4HCl(浓) 2Cl2＋2H2O
氧化性：_____________________________
△
△
CuCl2
KMnO4＞MnO2＞O2
4. 根据元素被氧化/还原的程度来判断
某还原剂被不同氧化剂氧化时，元素化合价升得越高，说明氧化剂的氧化性越强。
我举个例子
2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Fe + S FeS 氧化性：__________
Cu + 2Fe3+ ==== Cu2+ + 2Fe2+ 3Zn + 2Fe3+ ==== 3Zn2+ + 2Fe 还原性：__________
点燃
Cl2 ＞ S
Zn ＞ Cu
△
四、氧化还原反应的规律
1. 价态决定性质规律
（1）处于最高价态的元素 → 只有 性；
（2）处于最低价态的元素 → 只有 性；
（3）处于中间价态的元素 → 性。
氧化
还原
既有氧化性又有还原
补充说明
一般来说，同种元素价态越高，氧化性越强；价态越低，还原性越强。
如氧化性：Fe3+ ＞ Fe2+ ＞ Fe，SO3 ＞ SO2；（特例：HClO4 ＜HClO3 ＜ HClO2 ＜ HClO）
还原性：H2S ＞ S ＞ SO2。
已知 H2S 与浓硫酸反应的方程式如下，请画出双线桥。
你画出来的双线桥，跟其他同学画的一样吗？
H2S + H2SO4 (浓) === S↓ + SO2↑ + 2H2O
哪种画法是正确的呢？
2. 相邻价态转化规律（不交叉规律）
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价只向中间靠拢，不出现交叉。即：高价要降低，低价要升高，它们最多变为同一价态，不可能发生交叉现象。
3. 反应先后规律
（1）当一种氧化剂遇到几种还原剂，若均能反应，先跟还原性强的反应。
（2）当一种还原剂遇到几种氧化剂，若均能反应，先跟氧化性强的反应。
及时小练
在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入过量锌粉，反应的先后顺序是？
先和Ag+反应，再和Cu2+ 反应
4. 得失电子守恒规律
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
得到2×2e-
失去1×4e-
0
+4
+2
0
C + 2CuO
CO2↑ + 2Cu
高温
本质：得失电子总数相同
表征：化合价升降总数相同
配平氧化还原方程式的基础
观察下列方程式，找出氧化剂和还原剂，并思考这些方程式有何区别？
① Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
⑤ 3S + 6NaOH
2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
② Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
③ NH4NO3
2H2O+N2O↑
④ Cl2＋2NaOH NaCl＋NaClO＋H2O
氧化剂和还原剂为不同物质
氧化剂和还原剂为同一物质
同为自身氧化还原反应，第③个和第④⑤个有什么区别吗？
⑤ 3S + 6NaOH
2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
③ NH4NO3
2H2O+N2O↑
④ Cl2＋2NaOH NaCl＋NaClO＋H2O
④⑤的化合价升降发生在同一物质中同一价态的同一元素间。
观察下列方程式，从变价元素的化合价变化角度思考，这两个方程式有何相同之处？
⑥ SO2 + 2H2S 2H2O + 3S↓
⑦ H2S + H2SO4 S↓ + SO2↑ + 2H2O
元素的两种化合价向中间靠拢
观察下列方程式，变价元素的化合价，是否全部发生了变化？
⑧ 3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
⑨ MnO2 + 4HCl(浓)
MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
还原剂/氧化剂只有部分被氧化/还原
五、氧化还原反应的分类
1. 一般氧化还原反应：指氧化剂和还原剂为不同物质的氧化还原反应，如①②
2. 自身氧化还原反应：指氧化剂和还原剂是同一物质的氧化还原反应，如③④⑤，其中，④⑤又称为歧化反应，它指的是同一物质的分子中同一价态的同一元素间发生的氧化还原反应，即统一物质中同一价态的元素在发生氧化还原反应过程中发生了“化合价变化上的分歧”
3. 归中反应：指同种元素组成的不同物质之间发生反应，元素的两种化合价向中间靠拢但不允许交叉，最多归中为同一化合价的氧化还原反应。如⑥⑦
4. 部分氧化还原反应：指还原剂只有部分被氧化、或氧化剂只有部分被还原的氧化还原反应，如⑧⑨
六、氧化还原反应的配平
1. 氧化还原反应的配平原则
（1）电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数 = 化合价降低总数。
（2）质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。
（3）电荷守恒：离子反应前后，所带电荷总数相等。
六、氧化还原反应的配平
2. 氧化还原反应配平的基本步骤
标变价
列得失
等升降
标出变价元素的化合价
列出化合价的变化值
最小公倍数法配平使化合价升降总数相等
配系数
用原子守恒法配平其它物质的化学计量数
查守恒
检查原子、电荷是否守恒，并将短线改等号
只有离子方程式需要检查电荷是否守恒。
让我来举一大波例子~
2
1
2
1
2
一般氧化还原反应
____ FeCl3 + _____ H2S —— _____ FeCl2 + _____HCl + _____S↓
【总结】对于一般氧化还原反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
——
自身氧化还原反应
_____HNO3 —— _____NO2↑+ _____O2↑+ _____H2O
4
4
1
2
3
1
1
2
_____NO2 + _____H2O —— _____HNO3 + _____NO
【总结】对于自身氧化还原反应，一般从右边氧化产物、还原产物配平。
——
——
归中反应
_____NH3 + _____NO —— _____N2 + _____H2O
4
6
5
6
5
3
3
3
1
3
_____KI + _____KIO3 + _____H2SO4 —— _____K2SO4 + _____I2 + _____H2O
【总结】对于归中反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
——
——
部分氧化还原反应
_____ Cu + _____H2SO4(浓) —— _____ CuSO4 + _____SO2↑+ _____H2O
1
2
1
4
1
2
1
2
1
1
_____Fe + _____HNO3(稀) —— _____Fe(NO3)3 + _____NO↑+ _____H2O
【总结】对于部分氧化还原反应，一般先配平得失电子，再加上没有变价的部分。
——
——
氧化还原离子方程式
_____MnO + _____Fe2++ _____—— _____Mn2+ + _____Fe3+ + _____
6
1
3
5
1
5
1
3
1
3
8H+
4H2O
【总结】离子方程式中，若电荷不守恒，需根据溶液的酸碱性，利用H+ / OH- 配平电荷。
——
——
若变价元素在物质中有下标，配平时需要额外注意该元素的化合价变化数目。试着配平下面这个离子反应方程式
1
3
14
2
3
7
不要忘记乘下标。
——
归纳总结
1. 一般从左配：对于一般氧化还原反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
2. 自变从右配：对于自身氧化还原反应，一般从右边氧化产物、还原产物配平。
3. 归中从左配：对于归中反应，一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
4. 部分别忘加：对于部分氧化还原反应，一般先配平得失电子，再加上没有变价的部分。
知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~
【例1】下列说法正确的是
A．金属单质在反应中只能作还原剂，非金属单质只能作氧化剂
B．氧化还原反应中一定存在电子的转移
C．某元素从化合态到游离态，该元素一定被还原
D．失电子多的金属还原性强
B
题型一：氧化还原基本概念辨析
【例2】 ClO2是一种高效消毒剂，可通过以下反应制得：
2KClO3+H2C2O4+H2SO4 === 2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O，其中还原剂是
A．KClO3 B．H2C2O4
C．ClO2 D．CO2
题型二：常见的氧化剂/还原剂
【例3】根据下列反应的化学方程式，判断有关物质的还原性强弱顺序是
I2+SO2+2H2O= = = H2SO4+2HI；2FeCl2+Cl2 = = = 2FeCl3；2FeCl3+2HI = = = 2FeCl2+2HCl+I2
A．I->Fe2+>Cl->SO2 B．Cl->Fe2+>SO2>I-
C．Fe2+>I->Cl->SO2 D．SO2>I->Fe2+>Cl-
D
题型三：氧化还原规律
【例4】回答下列问题：
（1）按如图所示操作，充分反应后：
①I中发生反应的离子方程式为_______；
②II中铜丝上观察到的现象是_______；
③结合I、II实验现象可知Fe2+、Cu2+、Ag+的氧化性由强到弱的顺序为_______。
（2）某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质：S、H2S、 HNO3、NO、H2O。该反应体系中的还原产物是_______。
（3）将Cl2通入HBr溶液中，发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，而将少量 Cl2通入FeBr2的溶液中，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-，这个事实说明具有还原性的粒子的还原性强弱顺序为_______。
题型三：氧化还原规律
（1） Fe+Cu2+=Fe2++Cu 红色铜丝上有银白色物质附着，同时溶液逐渐变为蓝色。 Ag+＞Cu2+＞Fe2+ （2）NO （3）Fe2+＞Br-＞Cl-
D
题型四：判断元素化合价（得失电子守恒）
【例6】配平下列化学反应。
(1)_______HCl(浓)＋______MnO2 ______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O
(2)_______Cu＋______HNO3(稀) == _______Cu(NO3)2＋______NO↑＋_____H2O
(3)______ S＋______KOH == ______K2S＋_______K2SO3＋_______H2O
(4)_______ ClO-＋______Fe(OH)3＋_______ == ______Cl-＋_____ ＋______H2O
题型五：氧化还原方程式的配平
△
【答案】4HCl(浓)＋MnO2
＋5H2O
Cl2↑＋MnCl2＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3S＋6KOH==2K2S＋1K2SO3＋3H2O
3ClO-＋2Fe(OH)3＋4OH-==3Cl-＋2
△
【例7】按要求完成下列问题：
（1）NO被H2O2氧化为NO 的离子方程式为_____________________________________。
（2）NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：_____________________________________。
（3）水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为______________________________。
题型六：氧化还原方程式的书写
2NO+3H2O2+2OH-=2NO
+4H2O
2HNO2+(NH2)2CO==2N2+CO2+3H2O
2Mn(OH)2+O2==2MnO(OH)2
【例7】按要求完成下列问题：
4）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2O3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式_____________________________________。
（5）联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
①实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为
_____________________
②联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是_____________________________ 。
题型六：氧化还原方程式的书写
2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O
固体逐渐变黑，并有气泡产生
【例8】元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系，下列判断不正确的是
Cr2O3固体 绿色KCrO2溶液 黄色K2CrO4溶液
橙红色K2Cr2O7溶液
A．反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质
B．反应②利用了H2O2的氧化性
C．反应②的离子方程式为2CrO2- +3H2O2+2OHˉ=2CrO42- +4H2O
D．反应①②③中铬元素的化合价均发生了变化
D
题型七：氧化还原基础概念与方程式书写综合考查
【例9】储氢碳纳米管的成功研制体现了科技的进步。用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯。其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七种。
(1)请用上述物质填空，并配平化学方程式□C+□( )+□H2SO4=□( )+□( )+□Cr2(SO4)3+□H2O：
_________________________________________________________。
(2)上述反应中氧化剂是________ (填化学式)，被氧化的元素是_________(填元素符号)。
(3) H2SO4在上述反应中表现的性质是______(填字母)。
A．氧化性 B．氧化性和酸性 C．酸性 D．还原性和酸性
题型七：氧化还原基础概念与方程式书写综合考查
K2Cr2O7
C
C