1.3.2 氧化剂和还原剂(word教参)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019）

第2课时　氧化剂和还原剂 目标导航 [知识导图] [课程标准] 1.从宏观和微观相结合的角度认识氧化剂、还原剂。 2.理解物质的氧化性、还原性，建立判断物质氧化性、还原性强弱的思维模型。 3.知道常见的氧化剂与还原剂，及氧化还原反应在生产、生活中的应用。 （见学生用书P25） 知识点1　基本概念 1.氧化剂和还原剂 （1）还原剂：在反应中，所含元素化合价升高，即　①失去　电子（或电子对　②偏离　）的物质。 （2）氧化剂：在反应中，所含元素化合价降低，即　③得到　电子（或电子对　④偏向　）的物质。 2.氧化性和还原性 （1）还原性：物质失去电子的能力，在氧化还原反应中，　⑤还原剂　具有还原性，反应时本身被　⑥氧化　。 （2）氧化性：物质得到电子的能力，在氧化还原反应中，　⑦氧化剂　具有氧化性，反应时本身被　⑧还原　。 3.氧化产物和还原产物 （1）氧化产物：还原剂在反应中失去电子（或电子对偏离）后被氧化形成的生成物。 （2）还原产物：氧化剂在反应中得到电子（或电子对偏向）后被还原形成的生成物。 （3）记忆口诀：“剂性一致，其他相反”。 “剂性一致”：即氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性； “其他相反”：即氧化剂被还原，发生还原反应，得还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，得氧化产物。 4.常见的氧化剂和还原剂 常见 的氧 化剂 （1）活泼非金属单质：　⑨O2　、　⑩Cl2　、Br2等 （2）含高价态元素的化合物：HNO3、　⑪浓H2SO4　、　⑫KMnO4　、MnO2、KClO3等 （3）某些金属性较弱的最高价态的金属离子：Fe3＋等 （4）过氧化物：　⑬H2O2　等 （5）HClO、ClO－等 常见 的还 原剂 （6）活泼金属单质：K、　⑭Na　、Mg、Al、Zn、Fe等 （7）某些非金属单质：　⑮H2　、C等 （8）非金属元素的离子及低价态化合物，如　⑯I－　、S2－、CO、SO2、H2SO3、Na2SO3等 （9）低价态的阳离子：Fe2＋、Sn2＋等 知识点2　氧化还原反应的应用 1.有利于人类生产和生活的氧化还原反应有金属的　⑰冶炼　、　⑱电镀　、燃料的燃烧、绿色植物的光合作用等。 2.对人类生产和生活不利的氧化还原反应有易燃物的自燃、　⑲食物的腐败　、　⑳钢铁的锈蚀　等。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）非金属单质只有氧化性。（　×　） （2）金属阳离子只具有氧化性，不具有还原性。（　×　） （3）金属元素的原子失去电子的数目越多，该金属的还原性越强。（　×　） （4）元素的价态越高，物质的氧化性越强。（　×　） （5）元素处于最高价时，该物质一定具有强氧化性。（　×　） （6）得电子越难的元素，失电子越容易。（　×　） 名师提醒 （1）元素的化合价处于最高价态时，具有氧化性，但不一定具有强氧化性，如Na＋。处于最低价态时具有还原性，但不一定具有强还原性，如F－。 （2）在氧化还原反应中大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性，只是以氧化性为主，但F2只有氧化性。 （3）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物质，也可以是同一种物质，被氧化和被还原的元素也可能是同一种元素，如在Cl2＋H2OHCl＋HClO中，氧化剂和还原剂均为Cl2，被氧化和被还原的元素均为氯元素。 （4）物质的氧化性或还原性的强弱取决于得到电子或失去电子的难易，而不是得失电子的数目，如化学反应中Al失电子数多于Na，但还原性Na＞Al。 （5）得电子困难的物质失电子不一定容易，如稀有气体得失电子都很困难。 （6）具有氧化性的物质不一定是氧化剂，具有还原性的物质不一定是还原剂，应视具体反应而定。 （7）物质的氧化性、还原性强弱不是一成不变的。同一物质在不同的条件下其氧化能力或还原能力会有所不同。 （见学生用书P27） 探究点1　氧化还原反应相关概念之间的关系 1.一种物质若具有氧化性，则不具有还原性，反之亦然，这种观点对吗，试说明理由。 答案　不对。物质具有氧化性或还原性，与物质的性质有关，有些物质只具有氧化性，如F2；有些物质只具有还原性，如K、Na等；也有些物质既具有氧化性，又具有还原性，如SO2，在反应2H2S＋SO23S↓＋2H2O中表现氧化性，而在2SO2＋O22SO3中表现还原性。 1.理清概念间的关系 2.联想记忆关键词 记忆口诀：“升失氧还；降得还氧”。 含义：化合价升高→失去电子（电子对偏离）→被氧化→作还原剂→具有还原性（失电子能力）；化合价降低→得到电子（电子对偏向）→被还原→作氧化剂→具有氧化性（得电子能力）。 【例题1】硫代硫酸钠（Na2S2O3）被称为“养鱼宝”，可降低水中的氯对鱼的危害。脱氯反应为S2＋4Cl2＋5H2O2S＋10H＋＋8Cl－，该反应中（　　） A. H2O被氧化 B. Cl2作还原剂 C. S元素化合价降低 D. Cl2表现氧化性 思维导引：理清氧化还原反应各概念之间的关系。 答案　D 解析　由S2→S、Cl2→Cl－可知，S元素的化合价升高，S2被氧化；Cl元素的化合价降低，Cl2作氧化剂，表现氧化性。 【变式1】氢化钙可用作生氢剂，原理如下：CaH2＋2H2OCa（OH）2＋2H2↑，其中水的作用是（　　） A.既不是氧化剂也不是还原剂 B.是氧化剂 C.是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂 答案　B 解析　CaH2中H的化合价为－1价，失去1个电子化合价升为0价，H2O中H的化合价为＋1价，得到1个电子化合价降为0价，CaH2为还原剂，H2O为氧化剂，氧化产物、还原产物均为H2；故选B项。 探究点2　氧化还原反应中电子转移的表示方法 2.请详细说明反应Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2中元素得失电子情况及物质在反应中的氧化还原情况。是否有更简洁清晰的方法进行说明？ 答案　Fe2O3中的铁元素得电子2×3e－，被还原成Fe，CO中的碳元素失电子3×2e－，被氧化成CO2。 1.双线桥法 表示反应前后同一元素原子间电子的转移情况 标价态— 连双线— 注得失— 注意：①箭头必须由反应物指向生成物，且两端对准化合价变化的同种元素的原子； ②在“桥”上标注相关字样，且得失电子总数相等； ③电子转移数用a×be－形式表示，a表示原子个数，b表示每个原子得到（或失去）的电子数，当a＝1或b＝1时，要省略。 如： 2.单线桥法 标明反应中反应物原子间的电子转移情况 注意：①不需要标注“得到”或“失去”，只标明电子转移的总数目； ②要用箭头标明电子转移的方向，箭头只在“”左侧标注； ③箭头由反应物中失去电子的元素原子指向得到电子的元素原子。 如： 【例题2】下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是（　　） 答案　B 解析　C的化合价升高，失去电子，Si的化合价降低，得电子，A项错误；Na原子化合价升高，是失去电子，2个Na失去2个电子，H2O的H得电子，B项正确；I－变成I2，化合价升高，失去电子数应为10×e－，C项错误；Cu单质变成Cu2＋，化合价升高，失电子，H＋生成H2，化合价降低，得电子，所以单线桥的箭头从Cu指向S，D项错误。 【变式2】（1）写出Fe2O3与CO在高温下的反应的化学方程式，并用双线桥法标明电子转移的方向和数目。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）写出Cu和AgNO3溶液反应的离子方程式，并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　（1） （2） 探究点3　物质氧化性、还原性强弱的比较 3.根据Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu，你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗？ 答案　Fe是还原剂，Cu是还原产物，还原性Fe强于Cu。 1.根据氧化还原反应方程式进行判断和比较 对于反应： 氧化性：氧化剂＞氧化产物； 还原性：还原剂＞还原产物。 如Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu，则有： 氧化性：CuSO4＞FeSO4；还原性：Fe＞Cu。 2.根据元素活动性顺序进行判断和比较 （1）根据金属活动性顺序判断金属的还原性和阳离子的氧化性强弱 （2）根据非金属活动性顺序判断非金属单质的氧化性和非金属阴离子的还原性强弱 3.根据产物的价态判断和比较 在相同条件下，不同氧化剂将同一还原剂氧化的价态越高，其氧化性越强。如： 2Fe＋3Cl22FeCl3、Fe＋SFeS 则氧化性：Cl2＞S。 4.根据反应条件判断和比较 与同一种还原剂（氧化剂）发生反应，反应越困难（即要求条件越高），其氧化性（还原性）越弱。如： 2KMnO4＋16HCl（浓）2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 则氧化性：KMnO4＞MnO2。 【例题3】根据反应：①2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，②Br2＋2Fe2＋2Fe3＋＋2Br－，判断以下各物质的氧化性由强到弱的顺序正确的是（　　） A. I2、Fe3＋、Br2 B. Br2、I2、Fe3＋ C. Br2、Fe3＋、I2 D. Fe3＋、I2、Br2 思维导引：根据氧化还原反应方程式判断物质的氧化性和还原性，氧化性：氧化剂＞氧化产物；还原性：还原剂＞还原产物。 答案　C 解析　反应①中Fe元素的化合价由＋3降低为＋2价，则Fe3＋为氧化剂，I元素的化合价从－1价升高为0价，所以I2是氧化产物，由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性Fe3＋＞I2；同理，反应②中Br元素的化合价由0降低为－1价，则Br2为氧化剂，Fe元素的化合价由＋2升高为＋3价，则Fe3＋为氧化产物，则氧化性Br2＞Fe3＋，因此氧化性为Br2＞Fe3＋＞I2；故选C项。 【变式3】 已知在某温度时发生如下三个反应： ①C＋CO22CO ②C＋H2O（g）CO＋H2 ③CO＋H2OCO2＋H2 由此可判断，在该温度下，C、CO、H2的还原性的顺序是（　　） A. CO＞C＞H2 B. CO＞H2＞C C. C＞H2＞CO D. C＞CO＞H2 答案　D 解析　在相同条件（温度）下，由①可知：还原性C＞CO；由②知还原性C＞H2；由③知还原性CO＞H2。故还原性由强到弱的顺序为C＞CO＞H2，D项正确。 探究点4　氧化还原反应的规律 4. Fe2＋具有较强的还原性，Fe3＋具有较强的氧化性，二者之间能反应吗？为什么？ 答案　Fe2＋与Fe3＋为相邻价态，无中间价态，二者不能反应。 1.价态规律 例如，H2→→O2→H2O4（浓），S2－只具有还原性，H2SO4只具有氧化性，SO2和S既具有氧化性又具有还原性。 口诀：“高价氧化低价还，中间价态两样全；两头价态变中间，相邻价态不氧还。” 应用：判断物质的氧化性和还原性。 2.先后规律 在氧化还原反应中，遵循“强者为先”的原则，即谁的氧化性（或还原性）最强，谁就先发生反应。根据反应先后顺序控制反应进程进行计算。 如：把Cl2通入FeBr2溶液时，由于还原性Fe2＋＞Br－，故Cl2首先氧化Fe2＋；把单质Fe加入Fe3＋和H＋的混合溶液时，由于氧化性Fe3＋＞H＋，故Fe首先还原Fe3＋。 3.转化规律 在有些氧化还原反应中，被氧化的元素与被还原的元素是同一种元素，只是化合价一高一低，反应时化合价向中间价态过渡，这样的反应叫归中反应。 归中不交叉规律指的是归中反应中变价元素的化合价向中间过渡时，不会出现化合价交叉的现象，即“只归中不叉”。如： 此反应表达式中，化合价有交叉，错误。 此反应表达式中，化合价没交叉，正确。 【例题4】在KClO3＋6HCl（浓）KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中，被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为（　　） A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1 思维导引：归中反应中元素的化合价只归中，不交叉。 答案　D 解析　同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时， 高价态和低价态相互反应变成它们相邻的中间价态（即两头变中间，只靠拢，不交叉）。KClO3中的氯由＋5价被还原成0价，HCl中的氯部分由－1价被氧化成0价，由电子得失守恒知，被氧化的氯（化合价升高的氯）和被还原的氯（化合价降低的氯）的个数比应为5∶1，D项正确。 【变式4】在含有Cu（NO3）2、Mg（NO3）2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先被置换出来的是（　　） A. Mg B. Cu C. Ag D. H2 答案　C 解析　金属活泼性顺序：Mg＞Zn＞Cu＞Ag，金属越活泼，对应的阳离子的氧化性越弱，则氧化性：Ag＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Mg2＋，故首先置换出来的是Ag，C项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$