第1章 讲评拓展课2 氧化还原反应的基本规律及配平-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步课件(人教版2019)

第一章　物质及其变化 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本 规律及配平 探究任务 1．理解氧化还原反应的规律及应用。 2．会配平氧化还原反应方程式。  讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 探究要点·典例导航 01 探究任务1 氧化还原反应中的主要规律　 探究任务2 氧化还原反应方程式的配平　 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3 1．守恒规律 氧化还原反应中，原子得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，即有关系式： 还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数。 元素化合价降低的总数＝元素化合价升高的总数。 应用：氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。 氧化还原反应中的主要规律 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 2．价态规律 (1)高低规律 元素处于最高价态时，只有氧化性；元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性；元素处于最低价态时，只有还原性，即“高价氧，低价还，中间价态两边转”。 应用：判断物质的氧化性、还原性。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)归中规律 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”“就近变价”。 如： H2S中S元素为－2价，与生成物中单质S的0价近，所以H2S生成S。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)歧化规律 氧化还原反应中，有原子化合价升高，必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时，中间价态→高价态＋低价态。 (4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应 如Fe3+和Fe2+不反应，H2SO4和SO2不反应等。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3．先后规律 (1)同一氧化剂与多种还原剂混合时，还原性强的先被氧化。例如，已知还原性：I－>Fe2+>Br－，当把氯气通入FeBr2溶液时，因为还原性：Fe2+>Br－，所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+；把氯气通入FeI2溶液时，因为还原性：I－>Fe2+，所以氯气的量不足时首先氧化I－。 (2)同一还原剂与多种氧化剂混合时，氧化性强的先被还原。例如，在含有Fe3+、Cu2+、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3+>Cu2+>H＋，所以铁粉先与Fe3+反应，然后再依次与Cu2+、H＋反应。 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。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 【例1】　(1)在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是和Pb2+，则Cr3+与PbO2反应的化学计量数之比为________。 [解析]　根据化合物中各元素化合价的代数和为0可确定PbO2中铅元素为＋4价中铬元素为＋6价，设Cr3+与PbO2反应的化学计量数之比为x∶y，根据氧化还原反应中得失电子守恒可得：y(4－2)＝x(6－3)，解得x∶y＝2∶3， [答案]　2∶3 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全，Na2SO3被氧化为Na2SO4，已知、Na2SO3的个数比为2∶3，则还原产物中元素X的化合价是________。 [解析]　Na2SO3被氧化为Na2SO4，化合价升高2价；设元素X被还原后的化合价为y，则化合价降低总数为(5－y)价，由化合价升高总数等于降低总数：2×3＝(5－y)×2，解得y＝＋2，所以还原产物中元素X的化合价是＋2价。 [答案]　＋2 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 10 【例2】　G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物，它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平)：①G―→Q＋NaCl；②Q＋H2O―→X＋H2；③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O；④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O。这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为(　　) A．G<Q<Z<Y<X　　　　 B．G<Y<Q<Z<X C．G<Y<Z<Q<X D．Z<X<G<Y<Q B　[分析可知氯元素的化合价关系：①Q＞G＞－1，②氢元素化合价降低，氯元素化合价升高，X＞Q，③结合①可知G<Y<Q，④结合②可知Q<Z<X，则综合以上关系得X>Z>Q>Y>G。] √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 【例3】　向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则滤液中一定存在(　　) A．Fe2+　　　　　　 B．Cu2+、Fe2+ C．Ag＋、Fe2+ D．Ag＋、Cu2+、Fe2+ A　[在金属活动性顺序中，活泼性：Fe>H>Cu>Ag，往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则说明滤渣中含有铁，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，当有铁剩余时，说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应，滤液中无硝酸铜和硝酸银，只有生成的硝酸亚铁。] √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 1．误服白磷(P4)，应立即用2%硫酸铜溶液洗胃，其反应是11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P↓＋24H3PO4＋60H2SO4，下列说法正确的是(　　) A．白磷(P4)只发生了氧化反应 B．H2SO4是还原产物 C．氧化产物和还原产物的个数之比为5∶6 D．100个 CuSO4能氧化5个 P4 √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 D　[P元素的化合价部分由0价降低为－3价，部分由0价升高为＋5价，则白磷(P4)既发生了氧化反应又发生了还原反应，A错误；H2SO4中所含元素化合价未发生变化，不是还原产物，B错误；11P4＋60CuSO4＋96H2O===20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4中部分磷作氧化剂，部分磷作还原剂，硫酸铜是氧化剂，Cu3P为还原产物，H3PO4为氧化产物，则氧化产物和还原产物的物质的量之比为6∶5，氧化产物和还原产物的个数之比为6∶5，C错误；依据得失电子守恒可知，1个CuSO4氧化的P4为＝0.05个，100个 CuSO4能氧化5个 P4，D正确。] 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 2．关于反应K2H3IO6＋9HI===2KI＋4I2＋6H2O，下列说法正确的是(　　) A．K2H3IO6发生氧化反应　 B．KI是还原产物 C．生成4个I2分子时，有8个电子转移 D．还原产物与氧化产物的分子数之比为1∶7 √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 D　[K2H3IO6中I元素化合价由＋7价降低为0价，发生还原反应，A错误；KI中元素化合价没有改变，KI既不是氧化产物又不是还原产物，B错误；K2H3IO6中I元素化合价由＋7价降低为0价，HI中I元素化合价由－1价升高为0价，生成4个I2分子时，有7个电子转移，C错误；K2H3IO6中I元素化合价由＋7价降低为0价，HI中I元素化合价由－1价升高为0价，根据得失电子守恒，还原产物与氧化产物的分子数之比为1∶7，D正确。] 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3．若已知氧化性(得电子能力)Mg2+<H＋<Cu2+<Ag＋，在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　　) A．H2　　B．Ag　　C．Cu　　D．Mg B　[氧化性(得电子能力)Mg2+<H＋<Cu2+<Ag＋，在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中存在Mg2+、Cu2+、Ag＋，加入适量锌粉，锌粉失去电子，Ag＋首先得到电子被置换出来，故答案选B。] √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 1．氧化还原反应方程式配平的基本原则 (1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。 (2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。 (3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。 氧化还原反应方程式的配平 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤 (1)标变价：写出反应物和生成物的化学式，标出反应前后变价元素的化合价。 (2)列变化：标出反应前后元素化合价的变化值。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)求总数：通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (4)配系数：确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，观察法配平其他物质的化学计量数。 C＋4HNO3(浓)——4NO2↑＋CO2↑＋2H2O (5)查守恒：检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒，配平后，把单线改成双线，标注反应条件。 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 【例4】　根据下列各组信息，完成有关问题： (1)根据反应Cu＋4HNO3 (浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，回答下列问题： ①还原产物是________。 ②未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量之比为________。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 [解析]　①在反应Cu＋4HNO3Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O中，N元素化合价由反应前HNO3(浓)中的＋5价变为反应后NO2中的＋4价，化合价降低，得到电子被还原，所以NO2是还原产物。②在参加反应的4个HNO3中，2个作氧化剂表现氧化性，2个起酸的作用，故未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量之比为2∶4＝1∶2。 [答案]　NO2 1∶2 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碳循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示： 反应Ⅰ的化学方程式：_______________________________________。 [解析]　根据图示可知反应Ⅰ是SO2、I2、H2O发生氧化还原反应产生H2SO4、HI，根据原子守恒、得失电子守恒，可得该反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI。 [答案]　SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、、Cl－、H2O。 ①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子程式__________________ ___________________________________________________________。 ②每生成1个转移________个电子，若反应过程中转移了3个电子，则生产________个还原产物。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 配平氧化还原反应方程式的常用技巧 (1)逆向配平法：分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应，一般使用逆向配平法，即先从氧化产物和还原产物开始配平。 (2)缺项配平类[一般缺的为酸(H＋)、碱(OH－)、水] ①先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一般加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一般加水，然后两边电荷数进行配平。 ②当化学方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 4．常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂。其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。实验室制备Cl2有三种常用方法： a．MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑ b．KMnO4＋HCl(浓)===KCl＋MnCl2＋Cl2↑＋H2O c．KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (1)写出反应a对应的离子方程式： ___________________________________ ___________________________________________________________。 [解析]　HCl(浓)可拆分为H＋和Cl－，MnCl2可拆分为Mn2+和Cl－，删去不参加反应的离子，则反应a对应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋2H2O＋Cl2↑。 [答案]　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋2H2O＋Cl2↑ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 28 (2)配平反应b的方程式。 KMnO4＋HCl(浓)===KCl＋MnCl2＋Cl2↑＋H2O。 [解析]　锰元素的价态降低5，氯元素的价态升高1，由电子守恒得 1KMnO4＋5HCl(浓)——1KCl＋1MnCl2＋Cl2↑＋H2O，由氯元素守恒得1KMnO4＋(5＋3)HCl(浓)——1KCl＋1MnCl2＋Cl2↑＋H2O，最后由氢、氧元素守恒得1KMnO4＋(5＋3)HCl(浓)===1KCl＋1MnCl2＋Cl2↑＋4H2O，将其计量数扩大2倍有2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 [答案]　2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O　 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (3)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时，得到Cl2的质量最多的是________反应(填“a”“b”“c”下同)；当得到等质量的Cl2时，消耗HCl的质量最多的是________反应。 [解析]　当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时，根据反应a、反应b、反应c中HCl与Cl2个数关系分别是4HCl～Cl2、16HCl～5Cl2、6HCl～3Cl2，得到Cl2的质量最多的是c反应；当得到等质量的Cl2时，消耗HCl的质量最多的是a反应。 [答案]　c　a 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 知能反馈·随堂评估 02 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 31 1．反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，当有2e－转移时，被氧化的物质与被还原的物质的个数比是(　　) A．1∶1　　　　　　　 B．2∶1 C．1∶2 D．3∶1 B　[在该反应中，NO2既作还原剂又作氧化剂，每3 个NO2发生反应，有2 个 NO2失去电子被氧化为HNO3，有1 个 NO2得到电子被还原成NO，反应过程中转移2 电子，则当有2e－转移时，被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。] 1 2 3 4 √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 3．若锌与稀硝酸反应时，其反应的化学方程式为4Zn＋10HNO3===aZn(NO3)2＋bM＋cH2O，则a、b、c、M可能分别为 (　　) A．4、5、5、NO2↑ B．4、2、4、NO2↑ C．4、1、3、NH4NO3 D．4、3、5、NO↑ 1 2 3 4 √ 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 C　[由反应可知，锌元素的化合价升高，则氮元素的化合价降低。若M为NO2，由得失电子守恒可知，b＝＝8，A、B错误；若M为NH4NO3，由得失电子守恒可知，b＝＝1，结合原子守恒可知，a＝4，c＝3，C正确；若M为NO，由得失电子守恒可知，b＝＝，D错误。] 1 2 3 4 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 4．在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。 (1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg/L。现用氯氧化法处理，发生如下反应(其中N均为－3价、O均为－2价)：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O。该反应中，被氧化的元素是________，氧化产物是________。处理上述废水20.0 L，使KCN完全转化为KOCN，至少需氯气________g。 1 2 3 4 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 [解析]　该反应中，Cl元素化合价由0价变为－1价，C元素化合价由＋2价变为＋4价，被氧化的元素为C，氧化产物为KOCN；废水中KCN的质量为650 mg/L×20 L＝13 000 mg＝13 g，根据方程式可知，每有65 g KCN反应消耗71 g氯气，所以13 g KCN完全反应，消耗14.2 g氯气。 [答案]　C　KOCN　 14.2 1 2 3 4 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 (2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。 请用单线桥法标出电子转移方向和数目： 2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2↑＋N2↑＋6KCl＋2H2O [解析]　Cl元素化合价由0价降低为－1价，N元素的化合价由－3价升高为0价，该反应转移6e－，用单线桥法标出电子转移方向和数目为 1 2 3 4 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 37 1 2 3 4 讲评拓展课2　氧化还原反应的基本规律及配平 探究要点·典例导航 知能反馈·随堂评估 $$