内容正文:
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
人教版2019必修第一册
氧化还原反应中的基本概念
1
知识导航
常见的还原剂和氧化剂
2
3
氧化性和还原性的强弱比较
知识导航
明·教学目标
1.理解氧化剂和还原剂的概念,能判断常见化学反应中的氧化剂和还原剂
2. 了解常见的氧化剂和还原剂,氧化性和还原性的强弱比较。
重点:氧化剂和还原剂、氧化性和还原性的概念及判断
难点:氧化性和还原性的强弱比较
教学模型:实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移
思考:初中学习镁在空气中剧烈燃烧,CO2是可以灭火的,镁在二氧化碳中能燃烧吗?发生了什么反应,各物质所起的作用如何?
引·新课导入
实验对比:镁在空气中燃烧、镁在二氧化碳中燃烧
问题驱动
实验情境导入
镁在干冰中燃烧
01
氧化还原反应中的基本概念
任务1:请同学们分析:镁在空气中燃烧、镁在二氧化碳中燃烧,选择合适的依据将两个反应中的反应物分类。
探·知识奥秘
讨论任务
一、氧化还原反应中的基本概念
2Mg + O2 === 2MgO
点燃
2Mg + CO2 ===C +2MgO
△
0
0
-2
+2
化合价升高,失电子,被氧化
化合价降低,得电子,被还原
0
+4
+2
0
化合价升高,失电子,被氧化
化合价降低,得电子,被还原
2Mg + CO2 ===C +2MgO
△
还原剂
氧化剂
探·知识奥秘
一、氧化还原反应中的基本概念
0
+1
+2
0
H2 + CuO = H2O + Cu
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
化合价升高,失电子,被氧化,氧化反应
化合价降低,得电子,被还原,还原反应
1.还原剂:所含元素化合价升高 ,失去电子(或电子对偏离)的反应物
探·知识奥秘
一、氧化还原反应中的基本概念
氧化剂:所含元素化合价降低,得到电子(或电子对偏向)的反应物
2.氧化产物:还原剂被氧化后得到的产物
还原产物:氧化剂被还原后得到的产物
2Mg + CO2 ===C +2MgO
△
0
+4
+2
0
化合价升高,失电子,被氧化
化合价降低,得电子,被还原
还原剂
氧化剂
还原产物
氧化产物
探·知识奥秘
一、氧化还原反应中的基本概念
0
+1
+2
0
H2 + CuO = H2O + Cu
化合价升高,失电子,被氧化,氧化反应
化合价降低,得电子,被还原,还原反应
3.还原性:还原剂具有还原性,所含物质失电子的能力
氧化性:氧化剂具有氧化性,所含物质得电子的能力
4.氧化反应:还原剂所含元素化合价升高,失电子,被氧化的反应
还原反应:氧化剂所含元素化合价降低,得电子,被还原的反应
析·典型范例
【例1】下列说法正确的是( )
A.在氧化还原反应中,氧化剂经化学变化变成还原剂
B.在氧化还原反应中,氧化剂被氧化,还原剂被还原
C.在化学反应中,能把其他物质氧化的物质是氧化剂
D.在氧化还原反应中,还原剂生成的氧化产物一定只具有氧化性
C
【例2】在下列反应中,水仅作还原剂的是( )
A.Na2O+H2O===2NaOH B.2F2+2H2O===4HF+O2
C.Cl2+H2O===HCl+HClO D.2K+2H2O===2KOH+H2↑
B
5.基本概念之间的关系
探·知识奥秘
一、氧化还原反应中的基本概念
模
型
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
化合价降低,得电子,被还原,发生还原反应
化合价升高,失电子,被氧化,发生氧化反应
升失还(原剂)——被氧化,物质发生氧化反应,得到氧化产物
降得氧(化剂)——被还原,物质发生还原反应,得到还原产物
02
常见的还原剂和氧化剂
探·知识奥秘
任务引入
任务1:请同学们探讨日常生活中的下列物质体现了什么性质?
二、常见的还原剂和氧化剂
食品包装中的脱氧剂
红酒中的二氧化硫
食品中的脱氧剂
还原性 作还原剂
KMnO4
H2O2
氧化性 作氧化剂
探·知识奥秘
二、常见的还原剂和氧化剂
+6
0
-2
+4
H2S + H2SO4(浓) == S↓ + SO2↑ + 2H2O
失去2e-,被氧化
得到2e-,被还原
0
4
-2
6
以S元素的化合价为例
利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
还原性
氧化性
还原性
氧化性
1.利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
探·知识奥秘
二、常见的还原剂和氧化剂
①元素处于最高价:只有氧化性
②元素处于最低价:只有还原性
③元素处于中间价态:既有氧化性,又有还原性
铁元素(Fe):
0
+2
+3
↑
↑
↓
↓
硫元素(S):
-2
0
+4
+6
↑
↑
↑
↓
↓
↓
判断物质能否做氧化剂(具有氧化性)或做还原剂(具有还原性)的方法。
析·典型范例
【例1】下列物质中的氮元素只能体现氧化性的是( )
A.NH3 B.NO
C.NO2 D.HNO3
D
【例2】亚硫酸钠(Na2SO3)在反应中既可作氧化剂,又可作还原
剂。当它作氧化剂时,理论上可能被还原成的是( )
①H2SO4 ②S ③Na2S ④Na2SO4 ⑤H2SO3 ⑥Na2S2O3
A.①④ B.①②③
C.①⑤⑥ D.②③⑥
D
探·知识奥秘
2.常见的还原剂和氧化剂
二、常见的还原剂和氧化剂
氧化还原反应
氧化剂 还原剂
单质
化合物 氧化物
盐
含氧酸
无氧酸
O2、 O3、 Cl2、Br2
Na、Fe、 Al、Zn、 S 、 H2、C
MnO2、CO2 、 NO2 、 H2O2、Na2O2
CO、SO2
FeCl3、KMnO4 、KClO3 、 Na ClO
FeSO4、 Na2SO3 、 KI、Na2S、FeCl2
HClO、HNO3、浓硫酸
H2SO3
HCl
H2S、HCl
存在化合价能降低的元素
存在化合价能升高的元素
——易失电子的物质
——易得电子的物质
探·知识奥秘
任务3:请同学们结合教材P26页“思考与讨论”回答(1)(2)问题。
思考与讨论
目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器(如图 1-17)。
在催化转化器中,汽车尾气中的 CO 和 NO
在催化剂的作用下发生反应,生成 CO2和 N2。
(1)请写出上述反应的化学方程式。
(2)请分析上述反应是否为氧化还原反应。
如果是,请指出反应中的氧化剂和还原剂。
(3)催化转化器中发生的反应对减少汽车尾气污染有什么作用?请查阅资料,了解氧化还原反应在生产和生活中应用的其他具体事例,与同学讨论你对氧化还原反应价值的认识。
任务引入
二、常见的还原剂和氧化剂
探·知识奥秘
任务3:请同学们结合教材P26页“思考与讨论”回答(1)(2)问题。
任务引入
2CO + 2NO=== 2CO2 + N2
高温
催化剂
还原剂
氧化剂
+2 +2 +4 0
化合价升高, 失2×2e-, 被氧化
化合价降低, 得2×2e-电子, 被还原
氧化产物
还原产物
二、常见的还原剂和氧化剂
析·典型范例
【例3】碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病,即地方性甲状腺肿大和地方性克汀病,主要病因是环境缺碘,人体摄取碘不足所致。我国政府对碘缺乏病相当重视,为了消除碘缺乏病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可用如下反应:
KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O。
(1)上述反应,氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是什么物质?
(2)上述反应中,氧化产物与还原产物的质量比是多少?
(3)请分别用双线桥法和单线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。
析·典型范例
【答案】(1)氧化剂是KIO3,还原剂是KI,氧化产物、还原产物均是I2。
(2)5∶1
(3)双线桥:
单线桥:
03
氧化性还原性强弱比较
探·知识奥秘
任务1:请同学们指出下列反应的氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物,并思考为什么铁可以置换出铜?
三、氧化性还原性强弱比较
任务引入
+2
0
化合价降低,被还原,发生还原反应
+2
0
化合价升高,被氧化,发生氧化反应
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
铁比铜活泼
探·知识奥秘
任务2:请同学们探讨如何比较物质氧化性或还原性的强弱关系?
实验引入
三、氧化性还原性强弱比较
氧化性
还原性
氧化性和还原性的强弱比较
物质得失电子的难易程度
得电子能力越强
失电子能力越强
氧化性越强
还原性越强
与得失电子的多少无关
1.根据金属活动性顺序表判断
探·知识奥秘
三、氧化性还原性强弱比较
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
K+
Ca2+
Na+
Mg2+
Al3+
Zn2+
Fe2+
Sn2+
Pb2+
(H+)
Cu2+
Hg2+
Ag+
金属活泼性依次减弱
单质的还原性依次减弱
金属
对应阳离子的氧化性逐渐增强
探·知识奥秘
1.根据金属活动性顺序表判断
三、氧化性还原性强弱比较
活泼金属可以置换出不活泼金属
析·典型范例
【例1】比较氧化性还原性强弱
如:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 氧化性:Cl2>Br2 在反应中Cl2是_____剂,
Br2是_____产物。
如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
还原性:Fe>Cu 在反应中 Fe是_____剂,Cu是_____产物。
还原
还原
氧化
氧化
探·知识奥秘
三、氧化性还原性强弱比较
2.根据氧化还原反应原理判断
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
还原性:还原剂 > 还原产物
Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2
>
氧化性:
Cl2
Br2
还原性:
NaBr
NaCl
>
还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
还原性:Fe>Cu
氧化性:Cu2+>Fe2+
析·典型范例
【例2】根据反应2H2S+O2==2S↓+2H2O,
4NaI+O2+2H2O==2I2+4NaOH, Na2S+I2==2NaI+S↓,
判断氧化性强弱顺序是( )
A.O2>S>I2 B.S>I2>O2
C.I2>S>O2 D.O2>I2>S
D
探·知识奥秘
三、氧化性还原性强弱比较
3.根据反应的难易(反应条件)比较
2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
O2 + 4HCl(浓) 2Cl2+2H2O
氧化性:_____________________________
△
△
KMnO4>MnO2>O2
当不同氧化剂分别与同一还原剂反应时,如果氧化产物价态相同,可根据反应的难易来判断,反应越容易,该氧化剂氧化性就越强
探·知识奥秘
三、氧化性还原性强弱比较
4.根据变价元素被氧化或被还原的程度比较
①2Fe+3Cl2 2FeCl3
②Fe+S FeS
可判断氧化性:氯气____硫。
>
某还原剂被不同氧化剂氧化时,元素化合价升得越高,说明氧化剂的氧化性越强。
探·知识奥秘
三、氧化性还原性强弱比较
5.氧化还原反应与生产生活
氧化还原反应在生产生活中同时具有正、负两方面的影响,掌握规律,趋利避害,为社会发展服务
理·核心要点
氧化剂和还原剂
氧化还原反应中的基本概念
常见的还原剂和氧化剂
氧化性和还原性的强弱比较
氧化剂、还原剂
常见的还原剂
常见的氧化剂
根据金属活动性顺序表判断
根据氧化还原反应原理判断
氧化产物、还原产物
氧化反应、还原反应
根据反应的难易比较
根据变价元素被氧化或被还原的程度比较
练·技能实战
(1)2H2+O2===2H2O
(2)4P+5O2===2P2O5
(3)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
(4)2HgO===2Hg+O2↑
点燃
加热
点燃
氧化剂:O2 还原剂:H2
氧化产物和还原产物都是H2O
氧化剂:O2还原剂:P
氧化产物和还原产物都是P2O5
氧化剂:H2SO4 还原剂:Fe
氧化产物:FeSO4;还原产物:H2
氧化剂、还原剂:HgO
氧化产物:O2 ;还原产物:Hg
1.分析下列氧化还原反应中元素化合价的变化情况,指出氧化剂和还原剂。并指出氧化产物和还原产物。
练·技能实战
2.下列反应中,SO2表现氧化性的是( )
A.2SO2+O2 2SO3
B.SO2+H2O=H2SO3
C.2H2S+SO2=3S↓+2H2O
D.SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl
C
练·技能实战
3.根据反应式:
(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2,
(2)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,
可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
B
练·技能实战
4.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中氢元素为−1价。NaH
用作生氢剂时的化学反应原理为:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列有关该反应的说法中,正确的是( )。
A. 该反应属于置换反应
B. 该反应属于复分解反应
C. NaH是氧化剂
D. H2O中的氢元素被还原
D
感谢
您的聆听
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