2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 1.3.3氧化还原反应的规律及其应用 学案

第3课时　氧化还原反应的规律及其应用
学习目标
1.通过分析氧化还原反应中的规律,培养证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的核心素养。
2.通过对氧化还原反应中的规律的学习,掌握定性与定量分析方法,培养对比概括、归纳推理的能力。
3.通过对氧化还原反应中的规律的总结和应用,培养科学的态度和探索精神,体会知识的应用价值。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
自主
学习
　　结合价态变化分析,在氧化还原反应中哪些物质有氧化性?哪些物质有还原性?
　　【模型应用】
元素价态与氧化性、还原性的关系:　。?
知识回顾
　　1.默写金属活动性顺序:　。?
2.西汉刘安的《淮南万毕术》记载古代的湿法冶铜方法“曾青得铁则化为铜”,此反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu。下列相关说法错误的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.CuSO4是氧化剂 B.Fe体现还原性
C.Cu是氧化产物 D.1 mol Fe参与反应转移2NA个e-
　　双线桥分析模型:?
?
　。?
续　表
主题
学习探究过程
提升素养
一、氧化还原
反应中的强弱
规律与应用
　　完成表格:
操作
离子方程式
氧化性物质
还原性物质
氧化剂
氧化产物
还原剂
还原产物
Cu(NO3)2
溶液中加Zn
AgNO3溶
液中加Cu
　　[问题1-1]若将Zn和Cu的混合粉末加入AgNO3溶液中,哪种金属先被溶解,为什么?
[问题1-2]如果将Zn加入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,最先置换出哪种金属?为什么?
【思考】已知:Cl2+2Br-2Cl-+Br2、Br2+2I-2Br-+I2,比较微粒相关性质,按由强到弱的顺序排列。
(1)Cl2、Br2、I2的氧化性:　。?
(2)Cl-、Br-、I-的还原性:　。?
[问题1-3]已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2、2Fe2++Br22Fe3++2Br-。向FeBr2溶液中通入少量Cl2,哪种离子先被氧化?若改为FeI2呢?
【应用】结合下列实际应用中的反应原理,分析物质性质,用“<”“>”填空。
1.刻蚀铜电路板的反应原理为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
比较氧化性:Fe3+　　　　Cu2+?
2.海带提碘流程中,“氧化”操作发生的离子反应为:Cl2+2I-2Cl-+I2。
①氧化性:Cl2　　　　I2;②还原性:Cl-　　　　I-?
　　(1)强制弱规律
①氧化性:?
　。?
②还原性:?
　。?
(2)先后规律:?
　。?
(3)单质与其简单离子的氧化性、还原性。
①金属:?
?
　。?
②非金属:?
?
　。?
二、氧化还原
反应中的价态
规律与应用
　　【思考1】结合元素化合价,判断物质的氧化性或还原性,完成下列表格:
代表物
H2S(S2-)
S
SO2(S)
H2SO4(浓)
S元素的
化合价
化学性质
　　[问题2-1]H2S(S2-)与SO2(SO32-)能否发生氧化还原反应,试推测反应产物是什么?
【实验验证1】提示:硫黄(S)是淡黄色晶体,难溶于水。
实验
现象
结论或解释
将Na2S与Na2SO3溶液混合,加入几滴盐酸
　　[问题2-2]能用浓硫酸干燥SO2气体吗?为什么?
　　(1)元素化合价与氧化性、还原性的关系:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)归中反应:?
　。?
【模型1】(见左栏)
续　表
主题
学习探究过程
提升素养
二、氧化还原
反应中的价态
规律与应用
　　【应用】为了消除碘(元素)缺乏病,即地方性甲状腺肿大和克汀病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。如何检验食盐中是否加碘?
【设计实验】提示:碘元素的常见价态有-1、0、+1、+3、+5价等。
物质
性质
加入物质的性质
产物
预测现象
KIO3
　　【实验验证2】
实验
现象
结论或解释
取少量食盐溶于水,加入少量硫酸,再滴加KI-淀粉溶液
　　【思考2】漂白粉的制备原理为2Ca(OH)2+2Cl2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,试分析该反应中的氧化剂、还原剂及其产物,观察化合价的变化有什么特点?
反应
2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
物质
氧化剂
还原产物
还原剂
氧化产物
化学式
氯元素的化合价
　　
(3)歧化反应:?
　。?
【模型2】(见左栏)
三、氧化还原
反应中的守恒
规律与应用
　　[问题3-1]生活中常见新闻报道,某居民误将“84”消毒液(有效成分为NaClO)与洁厕灵(主要成分为盐酸)混用,导致Cl2中毒,试分析原因。书写相关反应的化学方程式。
[评测反馈]
完成下列两个化学方程式。
①　Cl2+　KBr　KCl+　Br2;?
②　KClO3+　HCl(浓)　(　　)+　KCl+　H2O?
(1)Cl2、KClO3、Br2的氧化性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　;?
(2)在反应②中,氧化剂与还原剂的“分子”数之比为　　　　　　。?
　　质量守恒。
电子守恒。
氧化还原方程式的配平方法:?
　。?
小结
　　1.结合氧化还原反应中规律的总结与应用,梳理解决氧化还原反应有关问题的方法和技巧。
2.通过对本节课的学习,你对化学学习又有哪些进一步的认识?
核心素养专练
1.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:
Ce4++Fe2+Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+2Fe2++Sn4+
由此可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是(　　)
A.Sn2+>Fe2+>Ce3+
B.Sn2+>Ce3+>Fe2+
C.Ce3+>Fe2+>Sn2+
D.Fe2+>Sn2+>Ce3+
2.已知:Co2O3、Cl2、Fe3+、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
A.3Cl2+6FeI2(少量)2FeCl3+4FeI3
B.Cl2(少量)+FeI2FeCl2+I2
C.Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O
D.Co2O3+2Fe2++6H+2Fe3++2Co2++3H2O
3.已知在热的碱性溶液中,NaClO发生如下反应:3NaClO2NaCl+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
4.
某反应体系中有H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
　　A.该反应中Cl-为氧化产物
B.消耗1个还原剂粒子,转移6个电子
C.反应后溶液的酸性减弱
D.NH4+被ClO-氧化成N2
5.(1)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴、阳离子的个数比为1∶1,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)K2MnO4在酸性溶液中发生歧化反应,生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为　　　　　　。?
(3)温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
参考答案
课堂探究
[自主学习]所含元素化合价降低的物质具有氧化性;所含元素化合价升高的物质具有还原性。
[提升素养]
元素
　　[知识回顾]
1.K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
2.C
[提升素养]
一、氧化还原反应中的强弱规律与应用
操作
离子方程式
氧化性物质
还原性物质
氧化剂
氧化产物
还原剂
还原产物
Cu(NO3)2
溶液中加Zn
Zn+Cu2+
Zn2++Cu
Cu2+
Zn2+
Zn
Cu
AgNO3溶
液中加Cu
Cu+2Ag+
Cu2++2Ag
Ag+
Cu2+
Cu
Ag
　　[问题1-1]Zn先溶解,Zn的活动性强于Cu的,体现Zn的还原性较强。
[问题1-2]先置换出Ag,Ag比Cu活动性弱,体现Ag+的氧化性强于Cu2+。
[思考](1)Cl2>Br2>I2　(2)I->Br->Cl-
[问题1-3]Fe2+先被氧化;改为FeI2时,I-先被氧化
[应用]1.>　2.①>　②<
[提升素养]
(1)①氧化剂>氧化产物　②还原剂>还原产物
(2)氧化性(或还原性)强的优先反应
(3)①
K>……>Fe>……>H2>Cu>Hg>Ag>……
K+<……②
SS2->I->Br->Cl->F-
二、氧化还原反应中的价态规律与应用
[思考1]
代表物
H2S(S2-)
S
SO2(SO32-)
H2SO4(浓)
S元素的
化合价
-2
0
+4
+6
化学性质
还原性
氧化性、
还原性
氧化性、
还原性
氧化性
　　[问题2-1]能反应,生成S
[实验验证1]
实验
现象
结论或解释
将Na2S与Na2SO3溶液混合,加入几滴盐酸
产生淡黄色沉淀
2S2-+SO32-+6H+3S↓+3H2O
　　[问题2-2]能;SO2、H2SO4中的S元素分别为+4、+6价,S元素无+5价,SO2与H2SO4不能发生归中反应。
[设计实验]
物质
性质
加入物质的性质
产物
预测现象
KIO3
氧化性
还原性(I-)
I2
KI-淀粉溶液变蓝
　　[实验验证2]
实验
现象
结论或解释
取少量食盐溶于水,加入少量硫酸,再滴加KI-淀粉溶液
溶液变蓝
5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O
　　[思考2]
反应
2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
物质
氧化剂
还原产物
还原剂
氧化产物
化学式
Cl2
CaCl2
Cl2
Ca(ClO)2
氯元素的化合价
0
-1
0
+1
　　[提升素养]
(1)最高价元素只有氧化性,最低价元素只有还原性,中间价态的元素既有氧化性,又有还原性
(2)高价+低价→中间价(只靠扰,不交叉)
(3)中间价→高价+低价
三、氧化还原反应中的守恒规律与应用
[问题3-1]发生归中反应:NaClO+2HClNaCl+Cl2↑+H2O
[评测反馈]①1Cl2+2KBr2KCl+1Br2;
②1KClO3+6HCl(浓)3(Cl2↑)+1KCl+3H2O
(1)KClO3>Cl2>Br2　(2)1∶5
[提升素养]化合价升降法—标变价→求最小公倍数→定化学计量数→查守恒
核心素养专练
1.A　2.A　3.B　4.D
5.(1)4KClO3KCl+3KClO4　(2)2∶1　(3)3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O