必修1專題2-氧化還原反應

教育學科教師輔導講義課題氧化復原反響教學目的1、了解氧化復原反響的本質是電子的轉移。2、了解常見的氧化復原反響，能判斷反響中的氧化劑、復原性、氧化產(chǎn)物、復原產(chǎn)物。3、能判斷氧化復原反響中電子轉移的方向和數(shù)目。4、掌握物質氧化性、復原性強弱的比擬方法。5、能運用質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒，進行氧化復原反響的有關計算。6、根據(jù)實驗事實了解氧化復原反響的本質是電子轉移，進一步理解科學探究的意義。7、通過對氧化復原反響的學習與研究，感知事物的現(xiàn)象與本質的關系，對立統(tǒng)一的觀點。教學內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容地位教材把《氧化復原反響》安排在高中化學必修教材第一冊專題2《從海水中獲得的化學物質》中的第一單元第二節(jié)，有其重要的現(xiàn)實意義和實際意義。因為在中學階段的根本概念、根底理論知識中，《氧化復原反響》占有極其重要的地位，貫穿于中學化學教材的始終，是中學化學教學的重點和難點之一。在中學化學中要學習許多重要元素及其化合物的知識，凡涉及元素價態(tài)變化的反響都是氧復原反響。只有讓學生掌握氧化復原反響的根本概念，才能使他們理解這些反響的實質。學生對本節(jié)教材掌握的好壞直接影響著其以后對化學的學習。學情分析初中化學教材對氧化復原反響的知識介紹較簡單，即“物質跟氧發(fā)生的反響屬于氧化反響，生成物是氧化產(chǎn)物。氧氣是一種常見的氧化劑?！焙汀昂趸衔锢锏难醣粖Z去的發(fā)應叫做復原反響。”因此，在教師的引導下學生可以通過從得氧、失氧的角度去分析氧化復原反響，然后從化合價的角度去分析氧化復原反響，最后從本質上理解氧化復原反響?？记榉治鲅趸瘡驮错懸钥疾檠趸瘡驮错懙母拍?、規(guī)律及綜合應用為主。題型有選擇和填空兩種形式，以填空為主。主要考查學生分析問題、解決問題的能力，能力要求是綜合運用能力，試題的難度偏大。試題考查形式主要有兩種，一種是通過氧化復原反響規(guī)律確定產(chǎn)物，另一種是通過氧化復原反響確定某物質含量。課前檢測1.指出以下氧化復原反響中的氧化劑、復原劑，氧化產(chǎn)物、復原產(chǎn)物。2FeC13+Fe=3FeC12Fe+2HC1=FeC12+H2↑4P+5O2=2P2O52.以下反響： 2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2① 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3② I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI③ 判斷以下物質的復原能力由強到弱的順序是()－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl－>Fe2＋>SO2>I－ C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．SO2>I－>Fe2＋>Cl－3.Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被復原為NaCl，假設反響中Na2Sx與NaClO的物質的量之比為1∶16，那么x的值為() A.2B．3C．4D．54.隨著自然災害的頻繁發(fā)生，又創(chuàng)造了很多消毒劑，世界衛(wèi)生組織(WHO)將二氧化氯(ClO2)列為A級高效、平安滅菌消毒劑，它在食品保鮮、飲用水消毒等方面有著廣泛的應用。以下說法正確的選項是()A.ClO2是強氧化劑 B．ClO2是強復原劑C．其復原產(chǎn)物為Cl2 D．ClO2中氯元素為－1價課前檢測參考答案：1.2FeC13+Fe=3FeC12氧化劑FeC13；復原劑Fe；氧化產(chǎn)物復原產(chǎn)物FeC12Fe+2HC1=FeC12+H2↑氧化劑HC1；復原劑Fe；氧化產(chǎn)物FeC12；復原產(chǎn)物H24P+5O2=2P2O5氧化劑O2；復原劑P；氧化產(chǎn)物復原產(chǎn)物P2O52.D【解析】根據(jù)反響方程式可以判斷復原能力強弱：①中I－>Fe2＋，②中Fe2＋>Cl－，③中SO2>I－，綜合分析知：SO2>I－>Fe2＋>Cl－。3.D【解析】此題考查在氧化復原反響中用得失電子守恒進行相關的計算4.【解析】ClO2中各元素的化合價代數(shù)和為0，可判斷氯的化合價為＋4價；這種價態(tài)的氯有極強的氧化性；由于它是一種平安的消毒劑，而Cl2有毒，故其復原產(chǎn)物不會是Cl2。答案：A二、知識梳理〔一〕、氧化復原反響1．氧化復原反響的本質和判斷依據(jù)(1)氧化復原反響的本質：電子轉移(包括電子得失或電子對偏移)。(2)判斷依據(jù)：元素化合價升高和降低。典型例題1.以下類型的反響，一定發(fā)生電子轉移的是() A.化合反響B(tài)．分解反響C．置換反響D．復分解反響【解析】A項，化合反響不一定是氧化復原反響，如NH3＋HCl===NH4Cl，該反響中無電子轉移。B項，分解反響不一定是氧化復原反響，如CaCO3CaO＋CO2↑，該反響中無電子轉移。C項，置換反響一定是氧化復原反響，一定發(fā)生電子轉移。D項，復分解反響都不是氧化復原反響，無電子轉移。答案：C2．以下反響中，屬于氧化復原反響的是()①Na2O2＋2HCl=2NaCl＋H2O2②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑③Cl2＋H2O=HCl＋HClO④ICl＋H2O=HCl＋HIOA.①④B．①③C．②③D．只有②【解析】①、④反響中的元素的化合價無變化，②、③反響中的Na2O2、Cl2在反響中都是既作氧化劑又作復原劑。答案：C2．氧化復原反響的有關概念(1)氧化反響：失去電子(化合價升高)的反響。(2)復原反響：得到電子(化合價降低)的反響。(3)氧化劑(被復原)：得到電子的反響物(所含元素化合價降低的反響物)。(4)復原性(被氧化)：失去電子的反響物(所含元素化合價升高的反響物)。(5)氧化產(chǎn)物：復原劑失電子被氧化后的對應產(chǎn)物(包含化合價升高的元素的產(chǎn)物)。(6)復原產(chǎn)物：氧化劑得電子被復原后的對應產(chǎn)物(包含化合價降低的元素的產(chǎn)物)。典型例題3.以下做法中用到物質氧化性的是()A.明礬凈化水B．純堿除去油污C．臭氧消毒餐具D．食醋清洗水垢【解析】此題考查對物質氧化性和有關電解質溶液知識的辨析。明礬凈水原理是Al3＋水解生成Al(OH)3膠體吸附水中懸浮雜質形成沉淀；純堿去油污原理是COeq\o\al(2－,3)水解使得溶液呈堿性；COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－；臭氧消毒利用了O3的強氧化性；食醋清洗水垢原理是利用醋酸的酸性。答案：C4．鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，TiO2制取Ti的主要反響有：①TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up11(高溫))TiCl4＋2CO②TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up11(高溫))2MgCl2＋Ti以下表達正確的選項是()A.反響①是置換反響 B．反響②是復分解反響C．反響①中TiO2是氧化劑 D．反響②中金屬鎂是復原劑【解析】在反響①中Ti的化合價不變，氧化劑為Cl2。答案：D5．研究發(fā)現(xiàn)CuSO4和FeS2在一定條件下可發(fā)生如下反響：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4以下說法正確的選項是()A.FeS2中的硫元素全部被氧化 B．5molFeS2發(fā)生反響，有10mol電子轉移C．產(chǎn)物中SOeq\o\al(2－,4)有一局部是氧化產(chǎn)物 D．FeS2只用作復原劑【解析】FeS2中的S一局部轉化為Cu2S，一局部轉化為SOeq\o\al(2－,4)；5molFeS2發(fā)生反響時，有3mol的－1價S轉化為SOeq\o\al(2－,4)，故轉移的電子物質的量為21mol。答案：C3.氧化復原反響中電子的轉移表示方法---雙線橋法考前須知：箭頭必須由反響物指向生成物，且兩端對準同種元素。箭頭方向不代表電子轉移的方向，僅表示電子轉移前后的變化。在“橋”上標明電子的“得”與“失”，且得失電子總數(shù)應相等。4．氧化復原反響與四大根本反響類型間的關系(1)置換反響都是是氧化復原反響。(2)復分解反響都不是是氧化復原反響。(3)有單質生成的分解反響是氧化復原反響，無單質生成的通常為非氧化復原反響。(4)有單質參加的化合反響是氧化復原反響，無單質參加的通常為非氧化復原反響。典型例題6．物質氧化性、復原性的強弱，不僅與物質的結構有關，還與物質的濃度和反響溫度等有關，以下各組物質：①Cu與HNO3溶液②Cu與FeCl3溶液③Zn與H2SO4溶液④Fe與HCl溶液由于濃度不同而能發(fā)生不同氧化復原反響的是()A.①③B．③④C．①②D．①③④解析：Cu與HNO3反響時，Cu與濃HNO3反響產(chǎn)生NO2，而與稀HNO3反響產(chǎn)生NO，產(chǎn)物不同；Zn與稀H2SO4溶液反響產(chǎn)生H2，而與濃H2SO4反響產(chǎn)生SO2。Cu與FeCl3溶液反響生成FeCl2和CuCl2；Fe與HCl溶液反響生成FeCl2和H2，均與濃度和反響溫度無關。答案：A〔二〕、常見的氧化劑和復原劑1．常見的氧化劑(1)非金屬單質：如Cl2、O2、Br2等。(2)含有高價態(tài)元素的化合物：濃H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2、KClO3、K2Cr2O7、HClO、NaClO等。(3)某些金屬性較弱的金屬的高價態(tài)離子：Fe3＋、Ag＋、Pb4＋、Cu2＋等。(4)過氧化物：Na2O2、H2O2等。2．常見的復原劑(1)活潑金屬：K、Na、Mg、Al等。(2)非金屬離子及低價態(tài)化合物：S2－、H2S、I－、SO2、H2SO3、Na2SO3等。(3)低價陽離子：Fe2＋、Cu＋等。(4)非金屬單質及其氫化物：H2、C、CO、NH3等?！?〕．強氧化劑與強復原性相遇時，一般都會發(fā)生氧化復原反響。如：H2SO4(濃)與金屬、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、P等。 Cl2與金屬、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、H2、SO2、SO32-、H2SO3等。 HNO3與金屬、H2S、S2－、HI、I－、HBr、Br－、Fe2＋、P、SO2、SO32-、H2SO3等。(2)．元素處于最高價時只有氧化性，在反響中只作氧化劑；元素處于最低價時只有復原性，在反響中只作復原性； 元素處于中間價態(tài)時，在反響中化合價既可升高又可降低，既有氧化性又有復原性，既可作氧化劑又可作復原性。典型例題7.在熱的堿性溶液中，NaClO發(fā)生如下反響：3NaClO=2NaCl＋NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發(fā)生類似的反響，其最終產(chǎn)物是()A.NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3C．NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4解析：Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2可發(fā)生類似題給的反響，即氯元素，局部化合價升高，局部化合價降低，比照各選項中各物質的化合價可確定答案。答案：B〔三〕反響遵循的定律質量守恒定律、電荷守恒定律典型例題8.〔NH4)2SO4在高溫下分解，產(chǎn)物是SO2、H2O、N2和NH3。在該反響的化學方程式中，化學計量數(shù)由小到大的產(chǎn)物分子依次是()A.SO2、H2O、N2、NH3 B．N2、SO2、H2O、NH3C．N2、SO2、NH3、H2O D．H2O、NH3、SO2、N2【解析】由得失電子數(shù)相等得：n(SO2)×(6－4)＝n(N2)×[0－(－3)]×2。那么3mol(NH4)2SO4發(fā)生分解，得到的產(chǎn)物中n(SO2)＝3mol，n(N2)＝1mol。由N、H元素守恒得：n(NH3)＝4mol，n(H2O)＝6mol。所以n(N2)<n(SO2)<n(NH3)<n(H2O)，正確答案為C。答案：C9．向100mLFeBr2溶液中通入Cl23.36L(標準狀況)并全部被復原，測得溶液中c(Br－)＝ c(Cl－)，那么原FeBr2溶液的物質的量濃度是()A.0.75mol/LB．1.5mol/LC．2mol/lD．3mol/L解析：Fe2＋和Br－都是Cl2的復原劑，復原性Fe2＋>Br－。Cl2通入FeBr2溶液后，化學反響為：先：Cl2＋2Fe2＋=2Cl－＋2Fe3＋，F(xiàn)e2＋全部被氧化，后：Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2，Br－局部被氧化。共通入0.15molCl2，得電子0.3mol，生成0.3molCl－。設n(FeBr2)＝a。Fe2＋和Br－共失電子0.3mol，即3a－0.3mol＝0.3mol，a3Cl2＋4Fe2＋＋2Br－=6Cl－＋4Fe3＋＋Br2。答案：C10.(1)Na3AsO4與HI可發(fā)生反響，化學方程式是Na3AsO4＋2HI===Na3AsO3＋H2O＋I2試標出電子轉移的方向和數(shù)目：_____________________________________________?！?〕當pH為5~9時，該反響體系中的氧化反響為由HI→I2；當pH<4時，反響向反方向進行，此時體系中的氧化反響為由________→________。如果兩種情況下反響中轉移電子數(shù)相等，那么兩個反響中氧化劑的物質的量之比是。(3)物質的氧化性和復原性不僅與溶液的酸堿性有關，還與物質的濃度和反響溫度等因素有關，以下各組物質由于濃度不同而發(fā)生不同氧化復原反響的是()A.Cu與HNO3溶液B．Cu與FeCl3溶液C．Fe與HCl溶液D．Fe與H2SO4溶液【解析】這是一道從不同角度、不同方面考查氧化復原反響原理與實質的試題。(1)根據(jù)反響前后元素的化合價變化不難得出該反響，對應的方程式為：Na3AsO4＋2HI===Na3AsO3＋H2O＋I2，轉移的電子數(shù)為2e－。〔2〕題中給出了為59時氧化反響是而pH<4時反響向反方向進行，那么此時氧化反應為Na3AsO3→I2，而pH<4時反響向反方向進行，那么此時氧化反響為Na3AsO3→Na3AsO4，如果兩種情況下反響中轉移的電子數(shù)目相等，那么兩個反響中氧化劑(分別為Na3AsO4和I2)的物質的量之比為1∶1。(3)銅與濃、稀硝酸反響的產(chǎn)物不同，鐵與濃、稀硫酸反響的產(chǎn)物也不相同，故應選①④。三、課堂練習1．以下有關氧化復原反響的表達中正確的選項是() A.在反響中不一定所有元素化合價都發(fā)生變化 B．肯定有一種元素被氧化另一種元素被復原 C．非金屬單質在反響中只能得電子 D．金屬單質在反響中失電子被復原2.在NH4NO3N2O+H2O中發(fā)生氧化反響的氮原子和發(fā)生復原反響的氮原子的質量比是〔〕A.1∶1B.3∶5C.5∶33.以下變化，需要參加復原劑才能實現(xiàn)的是〔〕A.Fe2+Fe3+B.SO32—SO2C.SH2SD.Cl24．以下反響中，鹽酸做氧化劑的是〔〕A．MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2OB．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OC．2HCl+Zn=ZnCl2+H2↑D．2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O5.g銅與足量稀硝酸完全反響時，HNO3得到電子數(shù)為〔A.molB.0.4molC.0.6molD6.：①I2＋SO2＋2H2O＝2HI＋H2SO4；②2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3；③2FeCl3＋2HI＝2FeCl2＋2HCl＋I2根據(jù)上面反響判斷，以下說法正確的選項是〔〕A.氧化性強弱順序是：Fe3+>SO2>I2>SO42—B.復原性強弱順序是：SO2>I—>Fe2+>Cl—C.反響Cl2＋SO2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4不能發(fā)生D.Fe3+與I—在溶液可以大量共存7．以下物質與濃鹽酸混合后微熱，不能發(fā)生氧化復原反響的是()A．MnO2B．Fe(NO3)2C．AgD．Na2S2O38．在反響MnO2+4HCl(濃)===MnCl2+Cl2↑+2H2O中，當有被氧化時，生成Cl2的質量為()A． B． C． D．9.閱讀以下材料：過氧化氫(H2O2)又稱雙氧水，它是一種二元弱酸，比碳酸的酸性還弱。過氧化氫的沸點比水高，且受熱易分解。作為一種經(jīng)典化工產(chǎn)品，工業(yè)上早在100多年前便開始生產(chǎn)過氧化氫。隨著社會需求的增長，尤其是生態(tài)環(huán)境保護的需要，雙氧水近年來更受人們的青睞，并稱其為綠色氧化劑。為了貯存、運輸、使用的方便，工業(yè)上采用“醇析法”將其轉化成固態(tài)的過碳酸鈉晶體(其化學式為2Na2CO3·3H2O2)，該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性質。根據(jù)上述材料，答復以下問題：(1)H2O2的結構特點決定了H2O2具有多重性質。①雙氧水有多種性質：Na2O2＋2HCl=H2O2＋2NaCl，這個反響表達了雙氧水的性，H2O2的電離方程式為。②向含有酚酞的NaOH溶液中滴加H2O2，溶液紅色退去，表達了H2O2的性。③將H2O2參加酸化的KMnO4溶液中，溶液的紫紅色消失，這表達了H2O2的性。(2)H2O2被稱為綠色氧化劑的理由是。(3)以下物質不會使過碳酸鈉失效的是()2B．H2SC．CH3COOHD．NaHCO3(4)H2O2不穩(wěn)定，易分解，在催化劑作用下分解更快。①實驗室用H2O2制O2的化學方程式為：。②以下反響在一定條件下可以發(fā)生：a．H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；b．H2O2＋2Fe3＋=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋；在以上反響中Fe2＋實際上起著作用，總反響式為。③I2也與Fe2＋一樣，可發(fā)生上述類似反響，類比②在下面填入配平的適宜的化學反響方程式：a．H2O2＋I2=2HIO，b.。④從海帶中提取碘的實驗中，選用H2O2氧化海帶中I－的原因。(5)“綠色試劑”雙氧水可作為采礦業(yè)廢液的消毒劑，可消除采礦業(yè)廢液中的氰化物(如：KCN)，化學方程式為KCN＋H2O2＋H2O=A＋NH3↑。生成物A的化學式為，反響中被氧化的元素為。10．KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反響會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。其變化可表示為：___KClO3＋___HCl(濃)___KCl＋___ClO2＋___Cl2＋________〔1〕請完成該化學反響方程式并配平?！?〕濃鹽酸在反響中顯示出來的性質是_____①只有復原性②復原性和酸性③只有氧化性④氧化性和酸性〔3〕產(chǎn)生0.1molCl2，那么轉移的電子的物質的量為__________〔4〕ClO2具有很強的氧化性。因此，常被用作消毒劑，其消毒的效率〔以單位質量得到的電子數(shù)表示〕是Cl2的_____倍。課堂練習參考答案：1．A3.C4．C5.C7．C8．D9.(1)①弱酸H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)②氧化(漂白)③復原(2)H2O2作氧化劑時復原產(chǎn)物是H2O，不產(chǎn)生環(huán)境污染物(3)D(4)①2H2O2eq\o(=,\s\up11(MnO2))2H2O＋O2↑②催化劑2H2O2eq\o(=,\s\up11(Fe2＋))2H2O＋O2↑③2HIO＋H2O2=I2＋2H2O＋O2↑④H2O2氧化I－不生成環(huán)境污染物，且不能氧化I2(5)KHCO3碳(C)10.(1)2,4,2,2,1,2H2O。(2)②(3)0.2mol。(4)(5/67.5)/(2/71)＝2.63。五、課堂小結氧化復原反響的有關概念是互相對立，又互相依存的。從元素原子得失電子的觀點，可將氧化復原反響有關概念的聯(lián)系和區(qū)別用如下框圖表示。六、課后作業(yè)一、選擇題1.以下表達正確的選項是()C.氧化劑在同一反響中既可以是反響物,也可以是生成物2.以下表達中，正確的選項是()A、含金屬元素的離子一定是陽離子B、在氧化復原反響中，非金屬單質一定是復原劑C、某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時，該元素一定被復原D、金屬陽離子被復原不一定得到金屬單質3.以下變化過程屬于復原反響的是()→MgCl2→Na+→CO2D.Fe3+→Fe17.4gMnO2固體粉末與一定體積的濃鹽酸〔含溶質0.4mol〕共熱制取氯氣〔假設HCl揮發(fā)損失不計〕，以下表達中正確的選項是〔〕2氯氣〔標況〕5.以下物質不能做復原劑的是()A.H2SB.Fe2+C.Fe3+D.SO26.以下各反響中,水只做氧化劑的是()A.C+H2O= CO+H2B.2H2O =2H2↑+O2↑C.Na2O+H2O=2NaOHD.CuO+H2 =Cu+H2O7.以下反響中,水作為復原劑的是〔〕A、Cl2+H2O=HCl+HClOB、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2C、2F2+2H2O=4HF+O2D、2Na+4H2O=2NaOH+H28.P單質在以下反響中4P+3KOH+3H2O=3KH2PO2+PH3的變化是()9.在H2SO3+2H2S=3H2O+3S反響中,被氧化與被復原元素的質量比為()A.1:1B.2:1C.1:2D.3:210.以下粒子中,既具有氧化性,又具有復原性的是()A.MgB.Zn2+C.Fe2+11.在反響中，復原產(chǎn)物是〔〕12.