2020-2021化學(xué)人教第一冊學(xué)案：第1章 第3節(jié) 課時2氧化劑和還原劑含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年化學(xué)新教材人教必修第一冊學(xué)案：第1章第3節(jié)課時2氧化劑和還原劑含解析課時2氧化劑和還原劑發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.通過具體的實例識別常見的氧化劑和還原劑,理解物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱與價態(tài)及電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系.培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析"的核心素養(yǎng)。2．結(jié)合應(yīng)用實例了解氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律，掌握物質(zhì)氧化性和還原性強(qiáng)弱的判斷方法。培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與證據(jù)推理”的核心素養(yǎng).一、氧化劑和還原劑1．含義及關(guān)系2．氧化性和還原性(1）氧化性：表示物質(zhì)得電子能力強(qiáng)弱的性質(zhì)，氧化劑具有氧化性,反應(yīng)時本身被還原.(2)還原性：表示物質(zhì)失電子能力強(qiáng)弱的性質(zhì)，還原劑具有還原性，反應(yīng)時本身被氧化。3．常見氧化劑和還原劑物質(zhì)種類常見物質(zhì)氧化劑部分非金屬單質(zhì)O2、Cl2等含有高價態(tài)元素的化合物濃硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等還原劑活潑的金屬單質(zhì)Al、Zn、Fe等某些非金屬單質(zhì)C、H2等某些非金屬氧化物CO、SO2等微點撥：理解氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念，要抓住兩條線:(1)還原劑：化合價升高→失去電子→發(fā)生氧化反應(yīng)（被氧化)→生成氧化產(chǎn)物。（2）氧化劑：化合價降低→得到電子→發(fā)生還原反應(yīng)(被還原)→生成還原產(chǎn)物。二、氧化還原反應(yīng)對生產(chǎn)、生活的影響1．正面影響：金屬的冶煉、電鍍、燃料的燃燒、綠色植物的光合作用等.2．負(fù)面影響：易燃物的自燃、食物的腐敗、鋼鐵的銹蝕等。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)（1）氧化劑得電子被氧化為還原產(chǎn)物。 （）(2）發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，還原劑失電子,氧化劑得電子。 (）（3)金屬單質(zhì)在反應(yīng)時一定作還原劑。 （）(4)食品中的抗氧化劑在保護(hù)食品時表現(xiàn)氧化性. （)［答案］（1）×（2)√（3）√（4)×2．下列對氧化還原反應(yīng)的分析中不合理的是（）A．Mg變成MgO時化合價升高，失去電子,因此Mg在該反應(yīng)中作氧化劑B．KMnO4受熱分解時,Mn元素被還原，KMnO4既是氧化劑又是還原劑C．反應(yīng)CuSO4＋2NaOH=Cu（OH)2↓＋Na2SO4不屬于氧化還原反應(yīng)D．在反應(yīng)2H2Oeq\o(=,\s\up10（電解））2H2↑＋O2↑中，H2O既是還原劑,又是氧化劑A[A項中Mg失電子作還原劑，不正確.]3．分析下列反應(yīng)并按要求填空.(1)2Fe＋3Cl2eq\o（=，\s\up10（△))2FeCl3氧化劑是________,還原劑是________；發(fā)生氧化反應(yīng)的是________,發(fā)生還原反應(yīng)的是________。(2)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O氧化劑是________，還原劑是________；氧化產(chǎn)物是________,還原產(chǎn)物是________。［答案](1)Cl2FeFeCl2（2）SO2H2SSS物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱比較1．已知：①MnO2＋4HCl（濃)eq\o（=,\s\up10(△）)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O②Cl2＋2HBr=Br2＋2HCl③Br2＋2HI=I2＋2HBr（1）MnO2、Cl2、Br2、I2的氧化性由弱到強(qiáng)的順序為________。(2）HCl、HBr、HI、MnCl2的還原性由弱到強(qiáng)的順序為________________。[答案](1)I2＜Br2＜Cl2＜MnO2（2）MnCl2＜HCl＜HBr＜HI2．Na、Mg、Al單質(zhì)與H2O反應(yīng)情況如下，Na與冷水劇烈反應(yīng)，Mg加熱才反應(yīng)，Al加熱條件下也難反應(yīng)。故Na、Mg、Al的還原性強(qiáng)弱順序為____________________.［答案］Na＞Mg＞Al1．根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式比較氧化性：氧化劑〉氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑〉還原產(chǎn)物。2．根據(jù)金屬的活動性順序判斷3．根據(jù)氧化還原反應(yīng)的程度比較不同氧化劑與相同還原劑作用時，還原劑化合價升高的數(shù)值越大，氧化劑的氧化性越強(qiáng)。4．根據(jù)反應(yīng)的條件及反應(yīng)的劇烈程度比較反應(yīng)條件要求越低，反應(yīng)越劇烈,對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)，如是否加熱、反應(yīng)溫度高低、有無催化劑和反應(yīng)物濃度大小等。例如，MnO2＋4HCl(濃)eq\o（=,\s\up10(△)）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，2KMnO4＋16HCl（濃）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O.氧化性：KMnO4〉MnO2。【典例1】已知下列三個反應(yīng)在同溫、同濃度的情況下進(jìn)行。下列結(jié)論正確的是()①2W－＋X2=2X－＋W2②2Y－＋W2=2W－＋Y2③2X－＋Z2=2Z－＋X2A．還原性：X－>Y－B．在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的還原性為最強(qiáng)C．氧化性：Z2〉W2D．反應(yīng)2Z－＋Y2=2Y－＋Z2能發(fā)生C[在氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑〉還原產(chǎn)物,由此得出三個反應(yīng)中有關(guān)粒子的氧化性、還原性強(qiáng)弱：①中氧化性X2>W2,還原性W－>X－;②中氧化性W2>Y2,還原性Y－〉W－；③中氧化性Z2〉X2,還原性X－〉Z－,所以Y－的還原性最強(qiáng)；D中反應(yīng)不能發(fā)生。][借題發(fā)揮](1)向含有Z－和X－的溶液中通入Y2，能否發(fā)生反應(yīng)?［答案]根據(jù)氧化性強(qiáng)弱:Z2>X2>W2〉Y2可知，Y2與Z－和X－不能反應(yīng)。（2)向含有W－和X－的溶液中通入少量Z2,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。[答案]還原性W－〉X－,通入少量Z2，只有W－發(fā)生反應(yīng),離子方程式為2W－＋Z2=2Z－＋W2。氧化性與還原性的比較1．鉈（Tl)鹽與氰化鉀（KCN)被列為A級危險品。已知下列反應(yīng)在一定條件下能夠發(fā)生：①Tl3＋＋2Ag=Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋,③Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋,下列離子氧化性比較順序正確的是（）A．Tl3＋〉Fe3＋〉A(chǔ)g＋ B．Fe3＋〉A(chǔ)g＋〉Tl3＋C．Tl＋〉A(chǔ)g＋>Fe2＋ D．Tl3＋>Ag＋〉Fe3＋D[在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性。]2．常溫下，下列三個化學(xué)反應(yīng)均能發(fā)生：X2＋2W2＋=2X－＋2W3＋;Z2＋2X－=2Z－＋X2；2W3＋＋2Y－=2W2＋＋Y2。則在相同條件下，下列三個反應(yīng)①Y2＋2X－=2Y－＋X2②Z2＋2Y－=2Z－＋Y2③2W3＋＋2Z－=2W2＋＋Z2也能發(fā)生的是(）A.只有①B.只有②C.①和②D。②和③B[解題的關(guān)鍵是對題干中的原理“強(qiáng)氧化劑＋強(qiáng)還原劑→弱還原劑＋弱氧化劑”的理解與掌握。由題干所給反應(yīng)可知氧化性順序：Z2＞X2＞W(wǎng)3＋＞Y2，符合該順序的反應(yīng)可以發(fā)生，不符合該順序的反應(yīng)不能發(fā)生。］氧化還原反應(yīng)的三大規(guī)律及應(yīng)用1．對于①Fe2＋、②S2－、③Cl2、④Al3＋、⑤H2O2中只有氧化性的為________,只有還原性的為________，既有氧化性又有還原性的有________（填序號）。［答案］④②①③⑤2．反應(yīng)KClO3＋6HCl=KCl＋3Cl2↑＋3H2O中,氧化產(chǎn)物是________，還原產(chǎn)物是________。[答案］Cl2Cl23．已知氧化性Fe3＋＞Cu2＋，向含有FeCl3和CuCl2的混合液中加入少量Zn，先發(fā)生反應(yīng)的離子是________。[答案]Fe3＋4．在Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O反應(yīng)中被氧化的Cl2與被還原的Cl2的分子個數(shù)之比為________。[答案]1∶11．價態(tài)規(guī)律（1）升降規(guī)律:在氧化還原反應(yīng)中，化合價有升必有降，升降總值相等。(2）氧化性、還原性和元素化合價之間的關(guān)系（3)價態(tài)歸中規(guī)律含不同價態(tài)的同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價＋低價→中間價”，而不會出現(xiàn)交叉現(xiàn)象。簡記為“兩相靠，不相交”。例如,不同價態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是注：⑤中不會出現(xiàn)H2S轉(zhuǎn)化為SO2而H2SO4轉(zhuǎn)化為S的情況.（4）歧化反應(yīng)規(guī)律“中間價→高價＋低價”。具有多種價態(tài)的元素（如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如:Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。2．先后規(guī)律(1）同時含有幾種還原劑時eq\o（→，\s\up10（加入氧化劑））將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2時，因為還原性Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先與Cl2反應(yīng).(2)同時含有幾種氧化劑時eq\o（→,\s\up10（加入還原劑)）將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng).如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入鐵粉，因為氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞H＋,所以鐵粉先與Fe3＋反應(yīng)，然后依次為Cu2＋、H＋。3．電子守恒規(guī)律——應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)的計算氧化還原反應(yīng)中,氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。【典例2】Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的個數(shù)之比為1∶16,則x的值為()A．2B．3C．4D．5D［本題考查在氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)的計算。得關(guān)系式1×eq\b\lc\[\rc\］（\a\vs4\al\co1(6－\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(－\f(2，x）））)）·x＝16×2x＝5。］氧化還原反應(yīng)中電子守恒計算的一般流程(1)找物質(zhì):分析反應(yīng)前后元素化合價的變化,確定氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物。（2)定得失：確定一個原子(或離子)得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中原子的個數(shù)）.(3)列等式：根據(jù)已知化學(xué)計量數(shù)及電子得失守恒列出等式,N(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝N(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值（高價－低價)。3．下列粒子中，只有氧化性的是(）①S2－②Fe2＋③Fe3＋④S⑤H＋⑥Na＋⑦M(jìn)gA．①⑦B．②④C．③⑤⑥D(zhuǎn)．②④⑤⑥C［元素在最高價時只有氧化性。S2－為最低價，F(xiàn)e2＋是中間價態(tài)，F(xiàn)e3＋是最高價，S為中間價態(tài),H＋為最高價，Na＋是最高價,Mg為最低價。]4．G、Q、X、Y、Z均為含氯的化合物,它們在一定條件下具有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（未配平）：①G→Q＋NaCl；②Q＋H2O→X＋H2；③Y＋NaOH→G＋Q＋H2O；④Z＋NaOH→Q＋X＋H2O。這五種化合物中氯元素的化合價由低到高的順序為(）A．G<Q<Z〈Y<X B．G<Y<Q〈Z<XC．G〈Y〈Z〈Q<X D．Z〈X<G<Y〈QB［分析可知氯元素的化合價關(guān)系：①Q(mào)＞G＞－1,②H元素化合價降低,Cl元素化合價升高，X＞Q,③結(jié)合①可知G<Y<Q,④結(jié)合②可知Q〈Z<X，則綜合以上關(guān)系得X〉Z>Q>Y>G。］5．已知三個氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)2②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3③2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中Cl－、Fe2＋和I－共存,要想除去I－而又不影響Fe2＋和Cl－，可加入的試劑是（）A．Cl2B．KMnO4C．FeCl3D．HClC[反應(yīng)①中氧化性Fe3＋>I2,還原性I－>Fe2＋；反應(yīng)②中氧化性Cl2〉Fe3＋，還原性Fe2＋>Cl－；反應(yīng)③中氧化性MnOeq\o\al（－,4)〉Cl2,還原性Cl－〉Mn2＋.所以氧化性由強(qiáng)到弱的順序為MnOeq\o\al(－,4)>Cl2>Fe3＋>I2;還原性由強(qiáng)到弱的順序為I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。KMnO4氧化性很強(qiáng)，可將I－、Fe2＋、Cl－氧化，Cl2可將I－、Fe2＋氧化，而Fe3＋只能氧化I－，HCl不與I－反應(yīng)，故選C。］6．一定條件下，氨氣與一氧化氮發(fā)生反應(yīng)：NH3＋NO→N2＋H2O（未配平）.在該反應(yīng)中,被氧化與被還原的氮原子數(shù)之比為(）A．2∶3B．3∶2C．4∶5D．5∶6A[根據(jù)電子守恒可得：N(被氧化）×3＝N(被還原)×2，則N（被氧化）∶N（被還原)＝2∶3。]7．已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):2R（OH）3＋3eq\o（Cl，\s\up10（＋1))O－＋4OH－=2ROeq\o\al（n－,4)＋3Cl－＋5H2O。則ROeq\o\al(n－，4）中R的化合價是()A．＋3B．＋4C．＋5D．＋6D［設(shè)R的化合價是x，則根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中電子守恒知：2×（x－3)＝3×(1＋1)，x＝＋6.]單線橋法表示電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目1．基本步驟eq\x（標(biāo)價態(tài)）—eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(正確標(biāo)出反應(yīng)前后各元素的化合價，明確變價元素的化合價升降關(guān)系))↓eq\x（連單線)—一條線eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(始于被氧化物質(zhì)中化合價升高的元素，止于被還原物質(zhì)中化合價降低的元素)）↓eq\x(注數(shù)目)—標(biāo)出轉(zhuǎn)移電子的總數(shù)2．注意事項（1）不需要標(biāo)明“得到”或“失去"，只標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。(2)要用箭頭標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向。（3)箭頭由反應(yīng)物中失電子元素原子指向得電子元素原子。8．用單線橋法表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。(1）2KMnO4eq\o(=，\s\up10（△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑（2)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=，\s\up10（△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O（3）4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10（Pt），\s\do10(△））4NO＋6H2O[答案]素材1碘缺乏病是機(jī)體因缺碘導(dǎo)致的疾病,即地方性甲狀腺腫大和地方性克汀病,主要病因是環(huán)境缺碘，人體攝取碘不足所致。我國政府對碘缺乏病相當(dāng)重視,為了消除碘缺乏病，規(guī)定在食鹽中必須加入適量的碘酸鉀.檢驗食鹽中是否加碘，可用如下反應(yīng):KIO3＋5KI＋3H2SO4=3K2SO4＋3I2＋3H2O問題探究:(1）上述反應(yīng)中，氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物分別是什么物質(zhì)？(2）上述反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是多少？(3）請分別用雙線橋法和單線橋法標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。[答案］(1）氧化劑是KIO3，還原劑是KI，氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物均是I2。（2)5∶1。(3)雙線橋：素材2亞氯酸鈉(NaClO2）是一種強(qiáng)氧化性漂白劑,廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計生產(chǎn)NaClO2的主要流程如圖所示（部分產(chǎn)品未標(biāo)出）。問題探究：（1)Ⅰ、Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的氧化劑分別是______、________.(2）Ⅰ中反應(yīng)的還原產(chǎn)物是________.（3）流程中氣體a是________.(4）ClO2是一種高效水處理劑，可用NaClO2和稀鹽酸為原料制備：5NaClO2＋4HCl=5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。①該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的粒子數(shù)之比是________。②研究表明:在上述過程中會發(fā)生副反應(yīng)NaClO2＋4HCl=NaCl＋2Cl2↑＋2H2O，若反應(yīng)開始時鹽酸濃度越大，則氣體產(chǎn)物中Cl2的含量越大。請推測其原因。[解析］（3)Ⅱ中ClO2被還原，則H2O2被氧化，故氣體a應(yīng)為O2，反應(yīng)的離子方程式是2ClO2＋H2O2＋2OH－=2ClOeq\o\al(－,2)＋O2＋2H2O.(4）NaClO2既作氧化劑又作還原劑，其中1個NaClO2作氧化劑，轉(zhuǎn)化為1個NaCl，4個NaClO2作還原劑，轉(zhuǎn)化為4個ClO2，故氧化劑與還原劑的粒子數(shù)之比為1∶4。②反應(yīng)NaClO2＋4HCl=NaCl＋2Cl2↑＋2H2O中，NaClO2作氧化劑，HCl部分作還原劑，反應(yīng)開始時，鹽酸濃度越大，氣體產(chǎn)物中Cl2的含量越大，可能的原因是溶液酸性增強(qiáng)，導(dǎo)致ClOeq\o\al(－,2)的氧化性增強(qiáng)，Cl－的還原性增強(qiáng).[答案]（1)NaClO3ClO2（2)ClO2(3)O2(4)①1∶4②鹽酸濃度越大，酸性越強(qiáng)，Cl－還原性和ClOeq\o\al(－,2)的氧化性均增強(qiáng)，生成Cl2.通過素材1中碘缺乏病和含碘食鹽的認(rèn)識、素材2中一種漂白劑的制備原理與流程,培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng).1．吸入人體內(nèi)的氧有2％轉(zhuǎn)化為氧化性極強(qiáng)的“活性氧”,它能加速人體衰老,被稱為“生命殺手”，服用含硒元素(Se)的化合物亞硒酸鈉（Na2SeO3)，能消除人體內(nèi)的活性氧，由此推斷Na2SeO3的作用是（）A．作還原劑B．作氧化劑C．既作氧化劑又作還原劑D．既不作氧化劑又不作還原劑A［“活性氧"具有極強(qiáng)的氧化性（氧化劑）,而Na2SeO3能將其還原，使其失去強(qiáng)氧化性，故Na2SeO3作還原劑。]2．需加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┎拍軐崿F(xiàn)的反應(yīng)是(）A．PCl3→PCl5 B．MnOeq\o\al（－，4）→Mn2＋C．SO2→SOeq\o\al(2－，3) D．Fe3O4→FeA[A中，PCl3→PCl5，P的化合價升高，被氧化，需加氧化劑才能實現(xiàn)；B中Mn元素和D中的Fe元素化合價均降低，被還原，需加還原劑才能實現(xiàn);C中元素化合價未發(fā)生變化。]3．(素養(yǎng)題）大蒜是一種調(diào)味蔬菜。其貯藏加工部分為其老熟的鱗莖，又稱大蒜頭。大蒜的儲存會用到無水氫化鈣或消石灰。氫化鈣可作為生氫劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaH2＋2H2O=Ca（OH）2＋2H2↑。下列說法錯誤的是(）A．CaH2既是氧化劑,又是還原劑B．H2既是氧化產(chǎn)物，又是