2.3.2 氧化剂和还原剂　氧化还原反应的应用 课件 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版（2019）必修第一册

第2章 元素与物质世界 第3节 氧化还原反应 第2课时 氧化剂和还原剂 氧化还原反应的应用 1 二、氧化剂和还原剂 在氧化还原反应中，所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂，所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂。氧化剂具有氧化性，在氧化还原反应中被还原，发生还原反应；还原剂具有还原性，在氧化还原反应中被氧化，发生氧化反应。 在氢气与氧化铜的反应中，氧化铜中的铜元素化合价降低，氧化铜是氧化剂；氢气中的氢元素化合价升高，氢气是还原剂。 氧化还原反应为我们认识和研究物质增添了新的视角——从氧化性、还原性的角度认识和研究物质的性质。当某物质所含元素处于较高价态时，元素有降低价态的趋势，该物质可能具有氧化性；当某物质所含元素处于较低价态时，元素有升高价态的趋势，该物质可能具有还原性。 例如，高锰酸钾中的锰元素为 +7 价，为锰元素的最高价态，高锰酸钾具有氧化性；碘化钾中的碘元素为 -1 价，为碘元素的最低价态，碘化钾具有还原性。实验表明，酸性 KMnO4溶液与 KI 溶液能够发生氧化还原反应。在反应中元素的化合价降低，高锰酸钾做氧化剂；碘元素的化合价升高，碘化钾做还原剂。 酸性KMnO4溶液与 KI 溶液的反应 在中学化学里，常见的氧化剂有氧气、氯气等活泼的非金属单质，硝酸、浓硫酸等含有较高价态元素的含氧酸，以及高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁等含有较高价态元素的盐；常见的还原剂有活泼的金属单质，碳单质、氢气等非金属单质，以及一些含有较低价态元素的氧化物(如一氧化碳、二氧化硫等)和盐(如碘化钾、亚硫酸钠、硫酸亚铁等)。 三、氧化还原反应的应用 1.研究物质的性质 我们可以利用氧化还原反应，通过分析物质所含元素化合价的升降趋势，研究物质的还原性或氧化性。 氧化性、还原性与价态的关系 元素处于最低价态时，只有 ；元素处于中间价态时既有 又有 ，但一般情况下主要表现某一方面的性质；元素处于最高价态时，只有 。 氧化性 还原性 氧化性 还原性 H2O2的氧化性和还原性探究 ①预测 H2O2中的氧元素的化合价为－1价，是氧元素的中间价态，由此可推测H2O2既有氧化性又有还原性。 ②实验方案 证明H2O2具有还原性，需加入 剂，如 。 证明H2O2具有氧化性，需加入 剂，如 。 氧化 还原 9 实验内容 实验现象 结论 滴入酸性KMnO4溶液，有 产生，酸性 KMnO4溶液紫红色褪去 H2O2被氧化为 ，表现 性 向H2O2中滴加KI溶液，溶液变 色，再滴加淀粉溶液，溶液变 。 H2O2可氧化KI生成 ，H2O2表现 性 ③实验步骤、现象和结论 气泡 蓝 还原 黄 氧化 方法导引 研究物质氧化性或还原性的思路 1.根据物质所含元素化合价升高或降低的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；反之，若所含某元素的化合价有降低的趋势，说明该物质可能具有氧化性。 2.如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测是否正确。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来验证预测是否正确。 物质的氧化性或还原性的强弱是由物质得失电子的能力决定的。借助氧化还原反应可以比较不同物质氧化性或还原性的强弱。环境条件也会影响物质氧化性或还原性的强弱。例如，我们常使用酸性条件下的 KMnO4溶液做氧化剂(实际上是其中的 MnO 参与氧化还原反应)，就是因为大部分含氧酸的酸根离子做氧化剂时，溶液的酸性越强，含氧酸根离子的氧化性就越强。 2.实现物质转化与获得能量 人们可以利用氧化还原反应实现物质的转化。以金属的冶炼为例，热还原法、金属置换法、电解法等都是常见的方法。热还原法是以碳、一氧化碳等物质作为还原剂，在加热条件下将金属氧化物还原为金属单质，如用一氧化碳还原铁的氧化物得到金属铁。金属置换法是利用置换反应，以活泼金属为还原剂，将目标金属从其盐溶液中还原出来，如用铁从CuSO4溶液中置换出铜。电解法则是利用外加电源提供电子，使金属元素的化合价降低从而获得金属单质，如电解氧化铝制备金属铝。 无论是哪种冶炼方法，其本质都是利用氧化还原反应中的电子转移，使