第3节 第2课时 氧化剂和还原剂（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第一章　物质及其变化 第三节　氧化还原反应 第2课时　氧化剂和还原剂 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 降低 得到 偏向 还原 第一章　物质及其变化 升高 失去 偏离 氧化 第一章　物质及其变化 氧化 还原 得电子 失电子 得到 氧化性 失去 还原 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 第一章　物质及其变化 学习目标 核心素养 1．了解常见的氧化剂和还原剂，了解氧化性和还原性。 2．了解氧化还原反应的应用。 1．宏观辨识：能从氧化还原反应的角度对物质进行分类。 2．证据推理：依据氧化还原反应原理分析物质的氧化性、还原性，建立判断物质氧化性、还原性强弱的思维模型。 一、氧化剂 1．概念：在氧化还原反应中，所含元素的化合价____，即____电子(或电子对____)的物质是氧化剂，具有氧化性，反应时本身被____，生成还原产物。 2．常见的氧化剂 (1)非金属单质：O2、Cl2等。 (2)化合物：H2SO4(浓)、HNO3、KMnO4、FeCl3等。 二、还原剂 1．概念：在氧化还原反应中，所含元素的化合价____，即____电子(或电子对____)的物质是还原剂，具有还原性，反应时本身被____，生成氧化产物。 2．常见的还原剂 (1)金属单质：Al、Zn、Fe等。 (2)非金属单质及其化合物：C、H2、CO、KI等。 三、氧化产物和还原产物 1．氧化产物：还原剂被____生成的物质。 2．还原产物：氧化剂被____生成的物质。 四、氧化性和还原性 1．氧化性：氧化剂所表现出______的性质。 2．还原性：还原剂所表现出______的性质。 3．在氧化还原反应中：同一元素的最高价态只能____电子，具有______；最低价态只能____电子，具有____性；中间价态既有氧化性又有还原性。 关于氧化还原反应，下列说法正确的是(　　) A．被氧化的物质是还原剂 B．氧化剂被氧化，还原剂被还原 C．失去电子、化合价降低的物质是还原剂 D．氧化剂失去电子，化合价升高 答案　A 要点一　氧化还原概念间的关系 “84”消毒液的主要成分为次氯酸钠(NaClO)，可以作为医院病房或器具的一种有效杀菌剂。判断司机是否酒后驾车，用的是K2Cr2O7，它是一种橙红色化合物，当它在酸性条件下生成三价铬时，颜色变为绿色。让司机对填充了吸附有酸化的K2Cr2O7的硅胶颗粒的装置吹气，若发现硅胶变色达到一定程度即可证明司机是酒后驾车。 问题探究 “84”消毒液和K2Cr2O7均表现什么性质？酒精应该具有什么性质？ 提示　“84”消毒液和K2Cr2O7，Cl元素和Cr元素的化合价均降低表现氧化性；酒精被氧化表现还原性。 1．氧化还原反应知识结构模型 记忆口诀：氧→得→降→还→还→还 还→失→升→氧→氧→氧 即：氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物； 还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。 2．注意氧化还原反应中的易错点 (1)在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，误认为一定有另一种元素被还原。在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，因为同种元素之间也能发生氧化还原反应，在反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO中，被氧化与被还原的元素均是氯元素。 (2)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂和还原剂。在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂，但氧化剂和还原剂可以是不同种物质，也可以是同一种物质，有的反应物中元素化合价反应前后没有变化，该反应物既不是氧化剂也不是还原剂。 [例1]　(山东省实验中学月考)天然气中含有硫化氢(H2S)，H2S燃烧时会产生有毒气体SO2，某脱硫新工艺原理如下图所示。 (1)过程ⅱ反应的化学方程式可表示为aFeSO4＋O2＋2H2SO4===bFe2(SO4)3＋2H2O。则a＝________，发生还原反应的物质是________，氧化产物是________。 (2)写出过程ⅰ中H2S发生反应的化学方程式并用双线桥表示出电子转移的数目：____________________________，该反应中氧化剂是________。 [解析]　(1)由质量守恒定律知：a＝2b，a＋2＝3b，解得b＝2、a＝4。反应中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价降低，O2发生还原反应，Fe2(SO4)3是氧化产物。(2)据图知，过程ⅰ中明确给出的反应物是Fe2(SO4)3、H2S，生成物有FeSO4、S，然后根据质量守恒定律可知生成物中还有H2SO4。 [答案]　(1)4　O2　Fe2(SO4)3 (2) 　Fe2(SO4)3 1．(海南琼海嘉积中学检测)真空碳热还原—氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，反应为：Al2O3＋3Cl2＋3C eq \o(=====,\s\up15(高温)) 2AlCl3＋3CO。对于该反应，下列说法错误的是(　　) A．Al2O3为氧化剂 B．CO为氧化产物 C．AlCl3为还原产物 D．C为还原剂 解析　Cl元素的化合价降低，被还原，AlCl3为还原产物，Cl2是氧化剂，A错误，C正确；C元素的化合价升高，失去电子被氧化，C为还原剂，CO为氧化产物，B、D正确。 答案　A 要点二　氧化还原反应的基本规律 人体血红蛋白分子中含有Fe2＋，正是这些Fe2＋使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力。如果误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C解毒。 问题探究 1．从化合价的角度分析，为什么Fe2＋能被氧化为Fe3＋？Fe2＋具有氧化性吗？分析总结元素的化合价与氧化性、还原性有什么关系？ 提示　从化合价的角度分析，Fe2＋处于中间价态，可以失去电子被氧化为 Fe3＋，也可以得到电子被还原为Fe。元素处于最高价态时只有氧化性，处于最低价态时，只有还原性；处于中间价态时既有氧化性又有还原性。 2．如果误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C解毒。分析维生素C可以解毒的原因是什么？试着依据材料提供的信息，分析维生素C和Fe2＋的还原性强弱。尝试思考并总结同一种氧化剂和多种不同的还原剂反应时，反应的先后顺序是怎样的？ 提示　维生素C具有还原性，可以将亚硝酸钠还原，减少Fe2＋被氧化的量，从而缓解中毒症状。服用维生素C后亚硝酸钠先氧化维生素C，说明维生素C的还原性比Fe2＋强。同时含有几种还原剂时 eq \o(―――――――→,\s\up15(加入氧化剂)) 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应；同时含有几种氧化剂时 eq \o(―――――――→,\s\up15(加入还原剂)) 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 3．能否将中毒的过程描述成：“中毒是因为Fe2＋首先失去电子被氧化，然后亚硝酸钠得到电子，被还原”？为什么？据此分析氧化还原反应中氧化剂得电子和还原剂失电子的过程有何规律存在？ 提示　不能。因为氧化剂得电子和还原剂失电子同时发生。氧化还原反应中氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 1．守恒规律 还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。 应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。 2．强弱规律 还原性：还原剂>还原产物。 氧化性：氧化剂>氧化产物。 应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断有氧化性和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。 3．先后规律 (1)同一氧化剂与多种还原剂混合，还原性强的先被氧化。 (2)同一还原剂与多种氧化剂混合，氧化性强的先被还原。 应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。 如：把氯气通入FeBr2溶液时，还原性Fe2＋>Br－，若氯气的量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，还原性I－>Fe2＋，若氯气的量不足时首先氧化 I－。 4．价态规律 (1)高低规律 元素最高价态：只有氧化性。 元素中间价态：既有氧化性又有还原性。 元素最低价态：只有还原性。 应用：判断元素或物质的氧化性、还原性 (2)归中规律 ①同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态→中间价态，即“只靠拢，不交叉” ②同种元素相邻价态间不发生化学反应。 判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原的可能性，如：SO2与浓硫酸不反应。 (3)歧化规律 同种元素的中间价态变成高价态和低价态，即中间价态―→高价态＋低价态。 1．元素处于最高价时只有氧化性，但氧化性不一定强，如CO2中C为＋4价，是最高价，但CO2的氧化性很弱。 2．元素处于最低价态时只有还原性，但还原性不一定强，如H2O中O为－2价，是最低价，但H2O的还原性非常弱。 [例2]　已知下列反应：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋，Br2＋2Fe2＋===2Br－＋ 2Fe3＋，I2＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ＋H2O===2I－＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋2H＋，下列反应说法正确的是(　　) A．还原性强弱关系：I－>Br－>Fe2＋>SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) B．向FeI2溶液中滴加少量溴水，I－优先被氧化 C．I2＋2Br－===Br2＋2I－可以顺利发生 D．物质得电子越多，氧化性越强；失去电子越多，还原性越强 [解析]　根据反应2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋可知，还原剂是I－，还原产物是Fe2＋，则还原性：I－>Fe2＋；根据反应Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋可知，还原性：Fe2＋>Br－；从反应I2＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) ＋H2O===2I－＋SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)) ＋2H＋可知，还原性：SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) > I－，故有还原性：SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3)) >I－>Fe2＋>Br－，A错误；FeI2溶液中同时存在Fe2＋和I－，滴加少量溴水，因还原性强弱关系：I－>Fe2＋，故I－优先被氧化，B正确；因还原性：I－>Br－，I2＋2Br－===Br2＋2I－不能发生，C错误；物质越容易得到电子，氧化性越强，越容易失去电子，还原性越强，与得失电子数目无关，D错误。 [答案]　B 2．反应KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为(　　) A．1∶6 B．6∶1 C．1∶5 D．5∶1 解析　KClO3中的氯元素由＋5价被还原为0价，HCl中的氯元素部分由－1价被氧化为0价，由得、失电子守恒可知，被氧化的氯原子(化合价升高的氯原子)和被还原的氯原子(化合价降低的氯原子)的个数之比为5∶1。 答案　D 1．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图，由图可知，在该反应中 A．氧化产物 B．还原剂 C．氧化剂 D．还原产物 解析　反应中A、B为反应物，A失电子，B得电子，氧化还原反应中氧化剂得电子，还原剂失电子，则B为氧化剂。 答案　C 2．(河北唐山第一中学期末)CaH2(H为－1价)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．CaH2既是氧化剂，又是还原剂 B．H2既是氧化产物，又是还原产物 C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂 D．氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1 解析　 　　 化合价升高的氢原子和化合价降低的氢原子的个数相等，即氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。故选A。 答案　A 3．(辽宁师大附中阶段练习)已知在酸性溶液中，下列物质氧化KI生成I2，自身发生如下变化：Fe3＋→Fe2＋；MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) →Mn2＋；Cl2→2Cl－；HNO3→NO。则生成1分子I2需要下列粒子的数目最少的是(　　) A．Fe3＋ B．MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) C．Cl2 D．HNO3 解析　根据得失电子守恒分析： 故用量最少的是MnO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(4)) 。 答案　B 4．化学实验中，如使其步骤中的有害产物作为另一步骤中的反应物，形成一个循环，就可不再向环境中排放该种有害物质。例如图中： (1)在上述有编号的步骤中，铬元素化合价无变化的有________，需用还原剂的是________，需用氧化剂的是________。(填编号) (2)完成步骤①的化学方程式。 Na2Cr2O7＋6KI＋14HCl===2CrCl3＋2NaCl＋6KCl＋3I2＋________。 (3)在NH3、NO2、NaNO2、Cu(NO3)2四种含氮化合物中，其中氮元素只能被氧化的是________，只能被还原的是________，既能被氧化又能被还原的是________。 解析　先分析图中各步元素化合价的变化，然后进行判断。(1)其中铬元素的化合价升高的有④(CrCl3→Na2CrO4)、⑥(NaCrO2→Na2CrO4)，需与氧化剂反应；铬元素的化合价降低的有①(Na2Cr2O7→CrCl3)，需与还原剂反应；铬元素化合价无变化的有②③⑤。(3)根据元素价态规律，元素处于最高价态时，只能得电子而被还原，处于最低价态时，只能失电子而被氧化，处于中间价态既能失电子又能得电子，既能被氧化也能被还原。 答案　(1)②③⑤　①　④⑥　(2)7H2O (3)NH3　Cu(NO3)2　NO2、NaNO2 $$