内容正文:
氧化还原反应
核心素养目标
1.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念,熟知常见的氧化剂和还原剂,理清相关概念间的关系,促进“变化观念”化学学科核心素养的发展。
2.认识物质的氧化性、还原性,学会分析预测物质具有的氧化性或还原性,建立判断物质氧化性、还原性强弱的“思维模型”。
一.氧化剂与还原剂
以下氧化还原反应中,化合价升高的元素有哪些,化合价降低的元素有哪些?哪种反应物含有化合价升高的元素,哪种反应物含有化合价降低的元素?
O2 +Cu === CuO
△
H2 +CuO === Cu + H2 O
△
Fe + CuSO4 === Cu +FeSO4
0 0 +2 -2
0 +2 0 +1
0 +2 0 +2
反应物中元素
化合价升高
Cu
H2
Fe
反应物中元素
化合价降低
O2
CuO
CuSO4
氧化剂和还原剂
氧化剂: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
还原剂:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物
O2 +Cu === CuO
△
H2 +CuO === Cu + H2 O
△
Fe + CuSO4 === Cu +FeSO4
反应物中元素
化合价升高
Cu
H2
Fe
反应物中元素
化合价降低
O2
CuO
CuSO4
氧化剂
还原剂
氧化产物:还原剂发生氧化反应后的生成物,即化合价升高的元素的产物。
还原产物:氧化剂发生还原反应后的生成物,即化合价降低的元素的产物。
氧化产物和还原产物
O2 +Cu === CuO
△
H2 +CuO === Cu + H2 O
△
Fe + CuSO4 === Cu +FeSO4
还原产物
氧化产物
CuO
CuO
H2 O
Cu
Cu
FeSO4
分析下列反应化合价变化、电子转移情况,并指出在反应中谁是氧化剂?还原剂?氧化产物?还原产物?
MnO2 + 4HCl ===== MnCl2+Cl2↑+2H2O
△
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
MnO2
HCl
MnCl2
Cl2
+4 -1 +2 0
化合价降低, 得2e-, 被还原
化合价升高, 失2e-, 被氧化
物质类别 举例
活泼非金属单质 F2 O2 Cl2 Br2 I2 S
氧化性酸 HNO3 浓H2SO4
氧化性盐 KMnO4 KClO3 FeCl3
过氧化物 Na2O2 H2O2
常见的氧化剂
常见的还原剂
物质类别 举例
活泼金属单质 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag
某些非金属单质 H2 C
氧化物 CO SO2
还原性盐 KI Na2SO3 FeSO4
还原性酸 H2S H2SO3
二.氧化性与还原性
氧化性:物质得到电子的能力。
氧化剂具有氧化性,得到电子后,化合价降低,被还原,发生还原反应。
还原性:物质失去电子的能力。
还原剂具有还原性,失去电子后,化合价升高,被氧化,发生氧化反应。
氧化性和还原性
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
H2O2+2FeSO4+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
观察下面两个氧化还原反应,对比一下反应中过氧化氢的不同之处。
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
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。
当某物质所含元素处于中间价态时,该物质可能
既具有氧化性
又具有还原性
当某物质所含元素处于最高价时,该物质可能
只具有氧化性
当某物质所含元素处于最低价时,该物质可能
只具有氧化性
氧化性及还原性与核心元素(发生氧化还原反应时化合价变化的元素)化合价的关系
核心元素化合价 实例 性质
最高价 只有_______
中间价 既有 又有_ ______
最低价 只有_______
氧化性
氧化性
还原性
还原性
氧化性与还原性强弱的探究
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:
物质的得电子能力越强,其氧化性越强;
物质的失电子能力越强,其还原性越强。
不同物质氧化性与还原性强弱的判断
(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂 氧化产物
还原性:还原剂 还原产物
>
>
如:①2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O
由反应条件可判断氧化性:KMnO4 MnO2。
(2)根据反应的难易(反应条件)判断
不同的氧化剂(或还原剂)与同种还原剂(或氧化剂)反应,条件要求越高,则其氧化性(或还原性)就越弱。
>
氧化剂
氧化剂
还原剂
还原剂
(3)根据元素活动性顺序判断
氧化性:F2 > Cl2 > O2 > Br2 > I2 > S
还原性:F- < Cl- < O2- < Br- < I- < S2-
②根据非金属活动性顺序比较
①根据金属活动性顺序表
Fe3+的位置在哪?
单质的还原性逐渐减弱
阳离子的氧化性逐渐增强
(4)根据变价元素被氧化或被还原的程度判断
不同的氧化剂将同种还原剂中元素氧化,得到的价态越高,其氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl2====2FeCl3
Fe+ S====FeS
氧化性:Cl2 >S
三.氧化还原反应的规律
守恒规律
反应前后各元素的原子个数相等
原子守恒
离子反应前后,阴阳离子所带电荷总数不变
电荷守恒
失电子数与得电子数相等
电子守恒
强弱规律
同一体系中,当有多个氧化还原反应发生时,强者优先,总是氧化性强(还原性强)的物质优先反应。
同一氧化剂与多种还原剂混合,还原性强的先被氧化
同一还原剂与多种氧化剂混合,氧化性强的先被还原
例:向Fe3+、Cu2+、H+、Ag+的溶液中,加入足量的铁粉,反应的先后顺序为 。
例:向含S2-、I-、Br-的溶液中,通入足量氯气,反应的先后顺序为 。
S2-、I-、Br-
Ag+、Fe3+、Cu2+、H+
价态规律
价态归中规律
含同种元素但价态不同的物质间发生氧化还原反应,化合价“两相靠,不相交”,称为价态归中反应。
低价
中间价
高价
高价+低价 中间价
低价
中间价
中间价
高价
示意:
H2S+H2SO4(浓)===S+SO2↑+H2O
-2
+6
0
+4
得到2e-,化合价降低,被还原
失去2e-,化合价升高,被氧化
Fe+2FeCl3===3FeCl2
失去2e-
得到2e-
低价
中间价
中间价
高价
讨论一下,如下所示规律的氧化还原反应能否发生?
歧化规律
中间价 高价+低价
Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O
0
-1
+1
失去e-,化合价升高,被氧化
得到e-,化合价降低,被还原
示例:
氯、硫和氮等具有多种价态的元素
哪些元素能发生歧化反应呢?
随课练习
①Fe2+ ②SO2 ③H+ ④Cl- ⑤Na+ ⑥Al中,只具有氧化性的是
,只具有还原性的是 ,既具有氧化性又具有还原性的是 。
③⑤
④⑥
①②
随课练习
已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①X2+2W2+===2X-+2W3+
②2W3++2Y-===2W2++Y2
③Z2+2X-===2Z-+X2,由此推断下列说法错误的是
A.反应Y2+2X-===2Y-+X2可以进行
B.X元素在反应③中被氧化,在反应①中被还原
C.氧化性:Z2>X2>W3+>Y2
D.还原性:Y->W2+>X->Z-
下列反应中,水只做氧化剂的是
A.3NO2+H2O===2HNO3+NO
B.Na2O+H2O===2NaOH
C.C+H2O(g) CO+H2
D.2F2+2H2O===4HF+O2
随课练习
已知氧化还原反应:
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
(1)上述反应中H2O2→O2,氧元素的化合价由 价升高到 价,因而H2O2 是 ,O2是 。
(2)上述反应中→ MnSO4,Mn元素的化合价由 价降低到
价,因而KMnO4是 ,MnSO4是 。
-1
0
还原剂
氧化产物
+7
+2
氧化剂
还原产物
随课练习
(3)该反应中H2SO4是氧化剂吗?是还原剂吗?分析其原因。
提示 H2SO4中各元素的化合价在反应前后都不变,因此H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂。
(4)该反应中,H2O是氧化产物吗?是还原产物吗?分析其原因。
提示 生成物H2O中的各元素没有价态变化,所以H2O既不是氧化产物也不是还原产物。
THANK YOU
$$