第三节
氧化还原反应(第1课时)
核心素养
1.从化合价变化和电子转移的角度认识判断氧化还原反应。能从宏观和微观相结合的角度理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
2.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
重点
从化合价和电子转移角度认识氧化还原反应
难点
氧化还原反应的本质及氧化还原反应中电子转移分析
教学过程
新课引入
【复习】初中我们学过四种基本反应类型,还记得吗?
【学生】化合、置换、分解、复分解。
【投影】请各举一例:
反应类型
实例
化合反应
置换反应
分解反应
复分解反应
【投影】反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2↑属于什么反应类型?
【教师】这个反应不在四大基本反应之列,它是氧化还原反应,氧化还原反应是什么鬼呢?下面我们从多个角度认识一下氧化还原反应。
【板书】氧化还原反应
【投影】1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
在反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2↑中
(1)Fe2O3
→
Fe失去氧,发生还原反应,被还原。
(2)CO
→
CO2得到氧,发生氧化反应,被氧化。
结论:一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
【教师】氧化还原反应包含两个反应,氧化反应、还原反应,但这两个反应是同时发生的。因为根据质量守恒定律,有物质得到氧,就必然有物质失去氧。
【练习】1、汽车尾气中的氮氧化物(NO)、CO都是大气污染物。“三效催化转换器”可将其处理为无污染的气体,下图为该反应的微观示意图。下列说法不正确的是(
)
A.该反应属于氧化还原反应?
B.甲和丙中同种元素化合价不可能相等?
C.丁物质一定是非金属单质
?D.配平后甲、乙、丙的化学计量数均为2?
【过渡】氧化还原反应中的得氧失氧只是表面现象,得失氧的同时他们的化合价也都有变化。因此还可以从化合价角度定义氧化还原反应。
【投影】2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)在反应CuO+H2Cu+H2O中:
①铜元素失去了氧,被还原,发生还原反应,化合价降低。
②氢元素得到了氧,被氧化,发生氧化反应,化合价升高。
【板书】:一、氧化还原反应:凡是有元素化合价升降的反应。(判断依据)
非氧化还原反应:没有元素化合价升变化的反应。
【投影】判断:2FeCl3
+
SnCl2?=
2FeCl2
+
SnCl4是不是氧化还原反应?
①铁元素化合价降低,发生还原反应。
②锡元素化合价升高,发生氧化反应。
【教师】从化合价角度定义氧化还原反应,不仅可以判断有氧参加的反应,还可以判断没有氧参加的反应,氧化还原反应包含的范围就扩大了。
【思考】子曰:学而不思则罔,思考:化合价升降的原因是什么呢?
【教师】回顾原子结构知识。原子中质子带正电、电子带负电,且质子数等于电子数,正好正负电荷抵消,所以原子整体不显电性,原子构成的单质化合价为0。当发生化学反应时,原子的外层电子可以发生得失,那么原子中的正负电荷不再相等,表现为化合价的升或降。因此,化合价升降的本质是电子的得失。
【投影】3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)2Na+Cl22NaCl的反应原理示意图:
③反应过程中相应变化关系图
【过渡】有时候化合价发生变化,并没有得失电子,而是其他情况。例如
【投影】(2)H2+Cl22HCl的反应原理示意图:
③反应过程中相应变化关系图
结论:凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应
【板书】
(1)氧化还原反应的特征
反应前后元素的化合价发生变化(升高和降低)。
(2)氧化还原反应的实质
电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移)。
【练习】2.下列化学反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
B.2NO+O2===2NO2
C.CuO+H2Cu+H2O
D.CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
答案 D
【归纳】(1)判断氧化还原反应的关键:分析反应前后元素的化合价有无变化。
(2)氧化还原反应中一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。
【板书】二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
【投影】1.双线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。
(3)巧记口诀
标出价,看变化;箭线连,起止同,得失数,桥上标。
【投影】2.单线桥法
(1)基本步骤
(2)注意事项
①不需要标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目;
②要用箭头标明电子转移的方向;
③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
【练习】3.下列反应中,电子转移方向和数目正确的是( )
答案 D
【板书】三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【投影】请指出下列各反应的四种基本反应类型:
①2NO+O2===2NO2化合反应
②CO2+CaO===CaCO3化合反应
③NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O分解反应
④2KClO32KCl+3O2↑分解反应
⑤Fe+2HCl===FeCl2+H2↑置换反应
⑥Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu置换反应
⑦HCl+KOH===KCl+H2O复分解反应
⑧BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl复分解反应
(2)上述各反应属于氧化还原反应的是①④⑤⑥(填序号)。
【投影】氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
【练习】4.钛(Ti)被称为铁、铝之后的第三金属,以下是由TiO2制Ti的主要反应:
①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO
②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
下列说法正确的是( )
A.反应①是置换反应
B.反应②是复分解反应
C.反应①中TiO2被氧化
D.反应②中金属镁被氧化
答案 D
【小结】
【随堂巩固】1.磷单质在反应4P+3KOH+3H2O===3KH2PO2+PH3中的变化是( )
A.被氧化
B.被还原
C.既被氧化又被还原
D.既未被氧化又未被还原
2.下列有关氧化还原反应说法正确的是( )
A.氧化还原反应一定有氧元素参加
B.氧化还原反应中不能只有一种元素化合价变化
C.有单质参加的反应一定是氧化还原反应
D.氧化还原反应中一定有元素化合价变化
3.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列现象与氧化还原反应无关的是( )
A.铜器出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
B.铁制菜刀生锈
C.大理石雕像被酸性较强的雨腐蚀毁坏
D.铝锅表面生成致密的薄膜(Al2O3)
4.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应
B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中失去电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
5.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )
A.氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液
B.铁片置于硫酸铜溶液中
C.铁在氧气中燃烧
D.二氧化碳通入澄清石灰水中第三节
氧化还原反应(2课时)
核心素养
1.从宏观和微观相结合的角度认识常见的氧化剂、还原剂,熟悉氧化还原反应概念间的关系。2.理解物质的氧化性、还原性,建立判断物质氧化性、还原性强弱的思维模型。
重点
氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化产物、还原产物概念的理解
难点
氧化性和还原性的强弱比较
教学过程
新课引入
【复习】复习氧化还原反应的特征、本质。
【检测】下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( )
A.
氧化还原反应过程中一定有电子转移
B.
氧化还原反应前后一定有氧的得失
C.
实现Fe3+→Fe2+的变化过程失去电子
D.
失去电子的反应是还原反应
【教师】氧化还原反应不一定有氧元素参加。氧化还原反应的特征是化合价变化,本质是电子的得失或偏移,所以两者都可以作为氧化还原反应的判断标准。化合价变化的原因是电子的转移,如失电子,化合价升高。为了区分氧化还原反应中得电子和失电子的物质,科学家做了一些规定,规定了一些概念。
二、讲授新课
【板书】氧化还原反应中的基本概念
一、氧化剂和还原剂
【投影】(1)氧化剂
①氧化剂是得到电子(或电子对偏向)的物质,所含元素的化合价降低。
②氧化剂具有氧化性,本身被还原。
(2)还原剂
①还原剂是失去电子(或电子对偏离)的物质,所含元素的化合价升高。
②还原剂具有还原性,本身被氧化。
【例题】1.下列反应中,氧化剂和还原剂的粒子个数比为2∶1的是( )
A.
H2O2+2KI+2HCl===I2+2H2O+2KCl
B.
Ca(ClO)2+2HNO3===Ca(NO3)2+2HClO
C.
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
D.
I2+2NaClO3===Cl2+2NaIO3
【过渡】还原剂是失电子的物质,具有还原性;氧化剂得电子的物质,具有氧化性。氧化剂得电子的能力叫做氧化性,还原性就是还原剂失去电子的能力。
【投影】二、氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出失电子的性质。
【例题】2.关于物质氧化性及还原性的强弱,下列说法中正确的是( )
A.
物质越易失电子,还原性越强
B.
原子失电子越多,还原性越强
C.
元素化合价降低越多,氧化性越强
D.
物质越易被氧化,氧化性越强
【过渡】氧化剂还原剂都是反应物,它们反应后对应的生成物叫还原产物和氧化产物。
【投影】三、氧化产物和还原产物
(1)氧化产物:还原剂被氧化生成的物质(含有化合价升高元素)。
(2)还原产物:氧化剂被还原生成的物质(含有化合价降低元素)。
【投影】四、常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼性较强的非金属单质:如Cl2、O2。
②变价元素的高价态化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3。
③过氧化物:如Na2O2、H2O2。
④其他:如HClO、浓硫酸、MnO2。
(2)常见的还原剂
①活泼性较强的金属单质:如Al、Fe、Zn。
②某些非金属单质:如H2、S、C等。
③含有较低价态元素的化合物:如CO、SO2。
④其他:如浓盐酸、NH3。
【过度】前面提到氧化性是氧化剂得到电子的能力,还原性是还原剂失去电子的能力,能力就有强弱,下面我们了解一些比较氧化性还原性强弱的方法。
【投影】五、物质氧化性和还原性强弱比较
1.根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂
>
氧化产物
还原性:还原剂
>
还原产物
2.根据元素的活动性顺序比较
3.根据反应的难易(反应条件)比较
如:①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
由反应条件可判断氧化性:KMnO4
>
MnO2。
4.根据变价元素被氧化或被还原的程度比较
如:①2Fe+3Cl22FeCl3
②Fe+SFeS
铁元素被氯气氧化为+3价,被硫氧化为+2价,则氧化性:氯气
>
硫。
【例题】3.已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I->Fe2+>H2O2>Cl-,则下列反应不可能发生的是( )
A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.2Fe2++I2===2Fe3++2I-
D.H2O2+SO2===H2SO4
【小结】
【随堂巩固】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)氧化剂得电子被氧化为还原产物( )
(2)非金属单质在反应中只作氧化剂( )
(3)在氧化还原反应中,金属单质作反应物时一定是还原剂( )
(4)还原剂失去电子具有氧化性( )
(5)元素处于最高化合价时一定具有强氧化性( )
(6)碘化氢中碘为最低价,碘化氢只具有还原性( )
(7)还原剂在反应中失去的电子数越多,其还原性越强( )
(8)阳离子只能得电子被还原,阴离子只能失电子被氧化( )
(9)由反应Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+可判断Fe3+的氧化性强于Cu2+( )
(10)经反应2H2O2
=
2H2O+O2↑,生成1
mol氧气转移2
mol电子( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)√ (10)√
2.在下列反应中,二氧化碳作氧化剂的是( )
A.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
B.CO2+C
=
2CO
C.2Fe2O3+3C
=
4Fe+3CO2↑
D.C+2H2O(g)
=
2H2+CO2
3.(2018·长春高一检测)在反应2KMnO4
=
K2MnO4+MnO2+O2↑中,还原产物是(C)
A.只有K2MnO4
B.只有MnO2
C.K2MnO4和MnO2
D.O2
4.氢化钙可作为生氢剂,反应的化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。下列说法错误的是(A)
A.氢化钙既是氧化剂又是还原剂
B.氢气既是氧化产物又是还原产物
C.氢化钙是还原剂,水是氧化剂
D.氧化产物与还原产物的质量比为1∶1
5.已知常温下,在溶液中可发生如下反应Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+==2Fe2++Sn4+。由此推断Fe2+、Ce3+、Sn2+的还原性由强到弱的顺序是(A)
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+
B.Fe2+、Ce3+、Sn2+
C.Fe2+、Sn2+、Ce3+
D.Ce3+、Fe2+、Sn2+