内容正文:
必修1 第2章 元素与物质世界 教师寄语:认真就是水平,落实就是能力!
第3节 氧化还原反应(第3课时) No.15
班级 姓名 学号
【学习目标】
1.会利用得失电子数守恒进行简单计算、配平简单的氧化还原反应
2.会利用氧化还原反应的基本规律应对选择题
3. 了解氧化还原反应的基本规律及相关应用。
【重点难点】
氧化还原反应方程式的配平
【学习探究】
知识点一、守恒律:
(1)化合价升降相等规律:氧化剂得到的电子就是还原剂失去的电子,因此氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数,表现在化合价上,化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒定律:任何化学反应前后,各元素原子种类和个数必定守恒。
(3)离子电荷守恒(对离子方程式而言):离子反应前后,阴阳离子所带电荷总数相等。
应用:可进行氧化还原反应的有关计算和方程式配平。
1.氧化还原反应的简单计算:
【例1】 0.05 mol/L 24 mL的Na2SO3恰好与20 mL 0.02 mol/L的K2R2O7溶液完全反应,反应过程中,Na2SO3转化为Na2SO4,则R元素在产物中的化合价为( )
A.0 B.+2 C.+3 D.+6
2.氧化还原方程式配平——化合价升降法(或电子得失法):
配平的一般步骤:
“一标、二找、三定、四配、五查”,即标好价,找变化,定总数,配系数、再检查。”
(1)找出反应前后化合价发生变化的元素;
(2)分析各变价元素的化合价升、降的价数;[来源:学,科,网Z,X,X,K]
(3)以化学式为单位,求出化合价升、降价数的最小公倍数,使有关元素的化合价升、降总价数相等。(乘的数作为化学式的系数)
(4)用观察法配平其它元素的化学计量数。
(5)检查电荷、原子个数、条件、状态是否正确。
(其中前3步是为了保证电子得失数相等,第4步是保证反应符合质量守恒定律)
在具体解题时,还必须根据氧化还原反应方程式的特点来选择一些配平技巧。
(1)正向配:适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应,配平时从反应物着手。
【例2】 Cu + H+ + NO3- — Cu2+ + NO ↑ + H2O
【练习1】 Cu + HNO3(浓) — Cu(NO3)2 + NO2↑ + H2O
【例3】 H2S + SO2 — S↓ + H2O (归中反应,正向配平)
【练习2】 Fe(OH)2 + H2O + O2 — Fe(OH)3
(2)逆向配:适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
【例4】 NO2 + H2O— HNO3 + NO (歧化反应,逆向配平)
【练习3】 S+ KOH(浓) K2S+ K2SO3+ H2O。
【练习4】 KClO3 — KCl+ O2↑
二、强弱律:
一个正确的氧化还原反应总是由较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。即:氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物
应用:①比较同一氧化还原反应的各物质之间的氧化性、还原性强弱。
②判断一个氧化还原反应能否发生
【例5】(双选)已知I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2都有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-<Fe2+<H2O2<I-<SO2。则下列反应不能发生的是 ( )
A. H2O2 + H2SO4 = SO2 + O2 + 2H2O
B. 2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+
C. I2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
D. 2Fe2+ + I2 = 2Fe3+ + 2I-
三、优先律:
同一氧化剂和不同还原剂混合反应时,强还原剂优先反应;同理,同一还原剂和不同氧化剂混合反应时,强氧化剂优先反应(强者先行)。
【例7】(04上海)在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是
四、转化律:
1. 从元素价态高低上分析物质的氧化性、还原性:高价氧化低价还;中间价态两性全
2. 元素在发生氧化还原反应时:
⑴最容易向相邻价态对应的物质转化(邻位转化);同种元素的相邻价态的粒子不发生氧化还原反应,如Fe与Fe2+、Fe2+与Fe3+均不能发生反应;
⑵含同一元素的高价化合物和低价化合物反应时,该元素的价态只靠近不交叉,生成中间价态的物质,即高价态+低价态→中间价态(同种元素)。
判断下列哪种电子转移表示法正确:
【例6】在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数之比为 ( )
A.6∶1 B.1∶6 C.5∶1 D.1∶5
【练习5】P单质在下列反应中4P+3KOH+3H2O=3KH2PO2+PH3的变化是( )
A. 被氧化 B. 被还原 C. 既被氧化又被还原 D. 既未被氧化又未被还原
知识点五、氧化还原反应的应用
1. 研究物质的性质
【思考】
①从氧化还原反应的角度,分析、归纳过氧化氢的性质。
②证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么?
③初中阶段我们就知道过氧化氢在催化剂的作用下可以分解产生氧气,这个反应属于氧化还原反应吗?如果属于氧化还原反应,请分析其中的电子转移情况。
2.实现物质转化与获得能量
(1)利用氧化还原反应实现物质的转化
① 金属的冶炼:将化合态的金属还原成单质 (实质)各举一例
热还原法 :
电解法 :
置换法:
② 非金属单质制备 (氯气的制备)
实验室制备氯气原理:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
试剂
浓盐酸、二氧化锰固体
装置
发生装置:固—液混合加热制气装置
圆底烧瓶+分液漏斗+酒精灯
收集装置:向上排空气法收集
尾气处理:用氢氧化钠溶液
【思考】①用浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应吗?如果属于氧化还原反应,请指出其中的氧化剂和还原剂;如果不属于氧化还原反应,请说明理由。
②在实验室制取氯气时,常使用NaOH溶液吸收尾气。写出相关反应的化学方程式,分析氯气在该反应中表现出什么性质。若想获得纯净的氯气,对该装置还要进行哪些改进?
③在实验室里也可以利用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取氯气,请你预测反应产物,写出该反应的化学方程式。
(2)利用氧化还原反应获得能量
① 利用氧化还原反应获得热能
② 利用氧化还原反应获得电能
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