第2章第3讲-氧化还原反应.ppt

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氧化还原反应,【,最新考纲,】,1.,了解氧化还原反应的本质是电子的转移。,2.,了解常见的氧化还原反应。,3.,掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算,考点一全面认识和理解氧化还原反应,1,相关概念及其关系,例如：反应,MnO,2,4HCl(,浓,),MnCl,2,Cl,2,2H,2,O,。,(1)MnO,2,在反应中,得到,电子，所含元素的化合价,降低,，被,还原,，发生,还原,反应，作,氧化,剂。,(2)HCl,在反应中,失去,电子，所含元素的化合价,升高,，被,氧化,，发生氧化反应，作,还原,剂。,2,氧化还原反应中电子转移的表示方法,(1),双线桥法。,注意：,箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准同种元素；,箭头方向不代表电子转移方向，仅表示元素电子转移前后的变化。,(2),单线桥法。,请标出,Cu,与浓硝酸反应中电子转移的方向和数目：,注意,：,箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；,箭头方向表示电子转移的方向；,在,“,桥,”,上标明转移的电子总数。,3,常见的氧化剂和还原剂,(1),常见氧化剂。,常见氧化剂是在化学反应过程中表现为易,得,(,填,“,得,”,或,“,失,”,),电子的物质：,(2),常见还原剂。,常见还原剂是在化学反应过程中表现为易,失,(,填,“,得,”,或,“,失,”,),电子的物质：,往,FeBr,2,溶液中通入少量,Cl,2,，哪种离子先被氧化？若改为,FeI,2,呢？,思考提示：,由于还原性：,I,Fe,2,Br,，所以往,FeBr,2,溶液中通入少量,Cl,2,，首先被氧化的是,Fe,2,；向,FeI,2,溶液中通入少量,Cl,2,，首先被氧化的是,I,。,(1),熟记六个字的规律：,“,升、失、氧；降、得、还,”,元素化合价升高,(,降低,),、失,(,得,),电子,，,发生氧化,(,还原,),反应,。,(2),学会分析一些特殊物质中元素的化合价,(,近几年高考中常考,),：,CuFeS,2,：,Cu(,2),Fe(,2),S(,2),K,2,FeO,4,：,Fe(,6),Li,2,NH,：,N(,3),【,典例,1】,(2015,上海卷,改编,),工业上将,Na,2,CO,3,和,Na,2,S,以,1,2,的物质的量之比配成溶液，再通入,SO,2,，可制取,Na,2,S,2,O,3,，同时放出,CO,2,。在该反应中,(,),A,硫元素被氧化，氧元素被还原,B,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,1,2,C,每生成,1 mol Na,2,S,2,O,3,，转移,4 mol,电子,D,相同条件下，每吸收,10 m,3,SO,2,就会放出,2.5 m,3,CO,2,解析：,由题意可得该反应的化学反应方程式为,Na,2,CO,3,2Na,2,S,4SO,2,=3Na,2,S,2,O,3,CO,2,，,反应中硫元素既被氧化又被还原,，,氧元素没有参与氧化还原反应,，,A,错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为,21,，,B,错误；每生成,3 mol Na,2,S,2,O,3,，,转移,8 mol,电子,，,C,错误；相同条件下,，,SO,2,和,CO,2,的物质的量之比为,41,，,D,正确。故选,D,。,答案：,D,【,归纳提升,】,解答氧化还原反应概念型习题的思路,(1),理清概念间的关系,，,把握知识线索,(,详见前面的基础梳理,),。,(2),明确分析问题的方法思路：找变价、判类型、分升降、定其他。其中,“,找变价,”,是非常关键的一步,，,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,，必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价，再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。,题组一氧化还原反应的概念,1,(2015,四川卷,),下列物质在生活中应用时，起还原作用的是,(,),A,明矾作净水剂,B,甘油作护肤保湿剂,C,漂粉精作消毒剂,D,铁粉作食品袋内的脱氧剂,解析：,A.,明矾中的,Al,3,发生水解生成胶体,，,胶体的表面积较大,，,能吸附水中的杂质,，,所以能起到净水的作用,，,与氧化还原无关,，,A,项错误；,B.,甘油为丙三醇,，,属于多羟基化合物,，,具有吸湿性,，,因此可作护肤保湿剂,，,与氧化还原无关,，,B,项错误；,C.,漂粉精能作消毒剂是因为它能生成,HClO,，,HClO,具有强氧化性,，,能杀菌消毒,，,并不是起还原作用,，,C,项错误；,D.,铁粉作食品袋内的脱氧剂,，,防止食品被氧化,，,起还原作用,，,故,D,项正确。,答案：,D,2,(2016,安徽六安模拟,),国外某化学教材有一张关于氧化还原反应的插图：,题组二氧化还原反应中的电子转移问题,3,(2015,浙江杭州二中模拟,),已知氧化还原反应：,2Cu(IO,3,),2,24KI,12H,2,SO,4,=2CuI,13I,2,12K,2,SO,4,12H,2,O,，下列说法正确的是,(,),A,CuI,既是氧化产物又是还原产物,B,Cu(IO,3,),2,作氧化剂，,Cu(IO,3,),2,中的铜和碘元素被还原,C,每生成,1 mol CuI,，有,12 mol KI,发生氧化反应,D,每转移,1.1 mol,电子，有,0.2 mol,被氧化,4,(2015,江西赣州模拟,),氮化铝,(AlN,，,Al,和,N,的相对原子质量分别为,27,和,14),广泛应用于电子、陶瓷等工业领域，在一定条件下，,AlN,可通过反应,Al,2,O,3,N,2,3C 2AlN,3CO,合成。下列叙述正确的是,(,),A,上述反应中，,N,2,是还原剂，,Al,2,O,3,是氧化剂,B,上述反应中，每生成,1 mol AlN,需转移,3 mol,电子,C,AlN,中氮元素的化合价为,3,价,D,AlN,的摩尔质量为,41 g,解析：,反应中氮元素由0价,3价,，,碳元素由0价,2价,，,所以N,2,是氧化剂,，,C是还原剂,，,每生成1 mol AlN转移3 mol电子,，,D项摩尔质量的单位为g/mol。,答案：,B,考点二氧化还原反应三大规律的灵活应用,1,守恒规律,(1),内容：氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且得电子总数等于失电子总数。或者说氧化还原反应中，有物质元素化合价升高必有物质元素化合价降低，且化合价降低总数必等于升高总数。,(2),应用：运用,“,守恒规律,”,可进行氧化还原反应方程式的配平和相关计算。,2,转化规律,(1),内容：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，其反应规律可总结为：,“,高价低价,中间,价,”,，而不会出现交叉现象。,(2),应用。,运用转化规律可判断氧化还原反应能否进行及反应产物。,3,难易规律,(1),优先规律,氧化性,(,还原性,),强者优先反应。,一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应,(,先强后弱,),。一种还原剂与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应,(,先强后弱,),。,(2),应用：判断物质的稳定性及反应的先后顺序。,1 mol Na,2,S,2,O,3,与足量稀,H,2,SO,4,反应时，生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比？,思考提示：,根据反应物与生成物中变价元素的化合价，可配平化学方程式,Na,2,S,2,O,3,H,2,SO,4,=Na,2,SO,4,S,SO,2,H,2,O,，即氧化产物,(SO,2,),与还原产物,(S),的物质的量之比为,1,1,。,【,典例,2】,(,高考组合题,),(1),(2015,新课标,卷,),大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加,MnO,2,和,H,2,SO,4,，即可得到,I,2,，该反应的还原产物为,_,。,(2),(2015,新课标,卷,),在工业上可用,KClO,3,与,Na,2,SO,3,在,H,2,SO,4,存在下制得,ClO,2,，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为,_,。,(3),(2014,新课标,卷,),次磷酸,(H,3,PO,2,),是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。回答下列问题：,H,3,PO,2,及,NaH,2,PO,2,均可将溶液中的,Ag,还原为银，从而可用于化学镀银。利用,H,3,PO,2,进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为,4,1,，则氧化产物为,_(,填化学式,),。,解析：,(1)MnO,2,中,4,价,Mn,还原为,2,价,，,结合溶液环境,，,可知还原产物为,MnSO,4,。,(2),该反应中,Cl,由,5,价降低为,4,价,，,S,由,4,价升高为,6,价,，,则,KClO,3,为氧化剂,，,Na,2,SO,3,为还原剂,，,根据氧化还原反应中电子得失守恒可得,n,(KClO,3,),(5,4),n,(Na,2,SO,3,),(6,4),，,则有,n,(KClO,3,),n,(Na,2,SO,3,),2,1,。,(3),根据,H,3,PO,2,与,Ag,反应中两者物质的量之比为,14,，,4 mol Ag,在反应中得到,4 mol e,，,1 mol H,3,PO,2,则失去,4 mol e,，,所以,P,元素将显,5,价,，,产物为,H,3,PO,4,，,即氧化产物为,H,3,PO,4,。,答案：,(1)MnSO,4,(2)21,(3)H,3,PO,4,解析：,根据离子反应中反应前后电荷守恒,，,可得,3,4,2,n,3,，,解得,n,2,。由于在任何化合物中正负化合价的代数和为,0,，,所以,R,的化合价为,(2,4,2),6,，,选项是,D,。,答案：,D,【,归纳提升,】,应用电子守恒解题的一般思路,(1),“,一找各物质,”,：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。,(2),“,二定得失数,”,：确定一个原子或离子得失电子数,(,注意化学式中的原子个数,),。,(3),“,三列关系式,”,：根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式：,n,(,氧化剂,),变价原子个数,化合价变化值,n,(,还原剂,),变价原子个数,化合价变化值,题组二物质氧化性、还原性强弱的应用,3,现有下列三个氧化还原反应：,2FeCl,3,2KI=2FeCl,2,2KCl,I,2,2FeCl,2,Cl,2,=2FeCl,3,2KMnO,4,16HCl(,浓,)=2KCl,2MnCl,2,5Cl,2,8H,2,O,若某溶液中含有,Fe,2,、,Cl,和,I,，要除去,I,而不氧化,Fe,2,和,Cl,，可以加入的试剂是,(,),A,Cl,2,B,KMnO,4,C,FeCl,3,D,HCl,答案：,C,4,物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质：,Cu,与,HNO,3,溶液,Cu,与,FeCl,3,溶液,Zn,与,H,2,SO,4,溶液,Fe,与,FeCl,3,溶液,Cl,2,和,NaOH,溶液,Fe,和,HNO,3,溶液,Fe,和,H,2,SO,4,溶液,Na,和,O,2,(1),由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是,_(,填序号，下同,),。,(2),由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是,_,。,(3),氧化还原反应不受浓度、温度影响的是,_,。,答案：,(1),(2),(3),5,某校同学为探究,Br,2,、,I,2,和,Fe,3,的氧化性强弱，进行了如下实验。,实验,：取少量,KI,溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入,CCl,4,，振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色；,实验,：取少量,FeSO,4,溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加两滴,KSCN,溶液，振荡，观察到溶液呈红色。,(1),写出实验,中发生的氧化还原反应的离子方程式：,_,。,(2),由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是,_,。,A,Br,2,I,2,B,Fe,3,Br,2,C,Br,2,Fe,3,D,I,Br,(3),已知,Fe,3,的氧化性强于,I,2,，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明：,_(,提示：请写出实验步骤、现象及结论,),。,FeCl,3,溶液,碘水,KI,溶液,稀硫酸,淀粉溶液,答案：,(1)2Fe,2,Br,2,=2Fe,3,2Br,(2)A,、,C,(3),取少量,FeCl,3,溶液于试管中，分别加入,KI,溶液和淀粉溶液，充分振荡，若溶液变蓝，说明有,I,2,生成，进而证明,Fe,3,的氧化性强于,I,2,【,归纳提升,】,物质氧化性、还原性强弱判断的常用方法,(1),依据反应条件来判断。,当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,，,若氧化产物价态相同,，,可依据反应条件的难易程度来判断氧化剂氧化性的相对强弱,，,一般来说反应条件越苛刻,，,说明反应越难发生,(,即氧化剂得电子越困难,),，,则对应氧化剂的氧化性越弱,，例如：,Cu,4HNO,3,(,浓,)=Cu(NO,3,),2,2NO,2,2H,2,O,Cu,2H,2,SO,4,(,浓,),CuSO,4,SO,2,2H,2,O,氧化性：浓硝酸浓硫酸。,(2),根据,“,三表,”,判断。,根据元素周期表判断：,(3),依据,“,两池,”,判断。,两种不同的金属构成原电池的两极时,，,负极是电子流出的一极,，,正极是电子流入的极。则两种金属的还原性：正极负极。,用惰性电极电解混合溶液时,，,在阴极先得电子的阳离子的氧化性较强,，,在阳极先失去电子的阴离子的还原性较强。,(,4),依据,“,三度,”,判断,(,即：浓度、温度、酸碱度,),。,一般情况下,，,浓度越大,，,温度越高,，,氧化剂的氧化性,(,或还原剂的还原性,),越强；酸碱度是影响氧化性强弱的重要因素。例如：,KMnO,4,在酸性条件下具有较强的氧化性,，,常温下即可和浓盐酸反应制取氯气；,HNO,3,(,浓,),的氧化性强于,HNO,3,(,稀,),的氧化性；,HNO,3,(,热,),的氧化性强于,HNO,3,(,冷,),的氧化性。,考点三氧化还原反应方程式的书写与配平,1,配平原则,2,一般氧化还原反应方程式的配平,化合价升降法,(1),注意特殊物质中元素的化合价,，,如,CuFeS,2,中铜、铁元素的化合价都为,2,，,硫元素的化合价为,2,；,FeS,2,中硫元素的化合价为,1,；,K,2,FeO,4,中铁元素的化合价为,6,等。,(2),配平化学方程式时,，,化学计量数,“,1,”,也必须填写在空格里。,(,3),依据电子得失守恒列等式时不要忽略变价原子的个数。,(1),甲的化学式,_,。,(2),甲与,AlCl,3,反应得到,NaAlH,4,的化学方程式,_,。,(3)NaAlH,4,与水发生氧化还原反应的化学方程式,_,。,(4),甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂,(,铁锈的成分表示为,Fe,2,O,3,),脱锈过程发生的化学方程式,_,。,(3),根据题意能发生氧化还原反应,，,推出,NaAlH,4,和水发生反应为氢元素归中反应。,(4),因为可以除去铁锈,，,故推出产物为,Fe,。,答案：,.2,5,16H,2,10,8H,2,O,.(1)NaH,(2)4NaH,AlCl,3,=NaAlH,4,3NaCl,(3)NaAlH,4,2H,2,O=NaAlO,2,4H,2,(4)3NaH,Fe,2,O,3,=2Fe,3NaOH,配平氧化还原反应方程式的基本技能,(1),全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,，,一般从左边反应物着手配平。,(2),自变从右边配：自身氧化还原反应,(,包括分解、歧化,),一般从右边着手配平。,(3),缺项配平法：先使得失电子数配平,，,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,，,一般加,H,，,生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷,，,一般加,OH,，,生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。,(,4),当方程式中有多个缺项时,，,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。,题组一氧化还原反应方程式的配平,1,(,教材改编,),根据,FeS,2,O,2,Fe,2,O,3,SO,2,回答下列问题。,(1)1,分子还原剂化合价升高总数为,_,，,1,分子氧化剂化合价降低总数为,_,。,(2),配平后各物质的系数依次为,_,。,解析：,依据氧化还原基本概念及化合价的变化情况判断、配平即可。,答案：,(1)11,4,(2)4,、,11,、,2,、,8,题组二信息型氧化还原方程式的书写,3,(,高考组合题,),(1),(2014,新课标,卷,),H,3,PO,2,的工业制法是：将白磷,(P,4,),与,Ba(OH),2,溶液反应生成,PH,3,气体和,Ba(H,2,PO,2,),2,，后者再与,H,2,SO,4,反应制得,H,3,PO,2,，写出白磷与,Ba(OH),2,溶液反应的化学方程式：,_,。,(2),(2014,新课标,卷,),PbO,2,与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为,_,。,PbO,2,可由,PbO,与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为,_,。,解析：,(1),由白磷,(P,4,),与,Ba(OH),2,溶液反应生成,PH,3,气体和,Ba(H,2,PO,2,),2,，,可知,P,元素的化合价发生了变化,，由,P,4,中的,0,价变为,PH,3,中的,3,价,，,和,Ba(H,2,PO,2,),2,中的,3,价,，,属于岐化反应。依据岐化反应方程式的的配平方法,，,从生成物配平。,(2),根据反应物的性质,，,可知黄绿色气体应为,Cl,2,，,则元素的化合价由,PbO,2,中的,4,降为,PbCl,2,中的,2,，,HCl,中元素的化合价由,1,升高为,Cl,2,中的,0,价。,PbO,与次氯酸钠溶液反应生成,PbO,2,，,则,Pb,元素的化合价由,2,价升高为,4,价,，,NaClO,中氯元素的化合价降低,，,生成,Cl,。,【,归纳提升,】,(1),氧化还原方程式的配平首先要正确标出变价元素的化合价。,(2),离子型氧化还原方程式的配平要遵循原子守恒、电荷守恒及得失电子守恒。,