2.3 氧化还原反应 课件- 课件-2025-2026学年高一上学期化学鲁科版必修第一册

《必修一》第2章 第3节 氧化还原反应 1.定义：在反应过程中有元素化合价变化的化学反应。 一、氧化还原反应 3.特征：元素化合价的变化。 其它的反应为非氧化还原反应。 2.氧化反应：反应物所含某种（或某些）元素化合价升高的反应， 还原反应：反应物所含某种（或某些）元素化合价降低的反应。 发生氧化反应的物质（或元素）被氧化 发生还原反应的物质（或元素）被还原 4.实质：电子转移 5.氧化还原反应中化合价升降与电子转移的表示： 化合价的升降是什么原因引起的？ 2Na＋Cl2 ＝＝ 2Na Cl ０ ０ ＋１ －１ 失电子，化合价升高， 发生氧化反应 得电子，化合价降低， 发生还原反应 NaCl 的形成过程 Na Cl 失去e- Na+ [ Cl ]- Cl - Na+ 点燃 双线桥法 步骤： 1.标出变价元素的化合价 2.画双箭号，箭头从反应物指向生成物的同一种元素。 3.写出“失去”、“得到”及相应的电子数 注意：失电子总数＝得电子总数 2Na+ Cl2 ＝ 2NaCl 0 0 +1 -1 失去2×e-,化合价升高,被氧化 得到2 × e-,化合价降低,被还原 2Na+ Cl2 ＝ 2NaCl 0 0 +1 -1 2Na+ Cl2 ＝ 2NaCl 0 0 +1 -1 价态变化原子个数 × 每个原子得失电子数 标价态 连双线 注得失 单线桥法 注意： ①单线桥必须画在反应物中，且箭号从还原剂中某一元素 指向氧化剂中另一元素。 ②箭号表示电子转移的方向，线桥不必注明得失。 ③数字表示某原子失去电子(也是另一元素得到电子)的总数。 例如 ：Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 2e- 标价态 连单线 标转移 0 +2 +2 0 6.四大基本反应类型与氧化还原反应的关系 二、氧化剂和还原剂 1.氧化剂：所含某种（或某些）元素化合价降低的反应物； 还原剂：所含某种（或某些）元素化合价升高的反应物。 氧化剂具有氧化性； 还原剂具有还原性。 物质的氧化性或还原性的强弱由物质得失电子的能力决定。 2.氧化产物：所含某种元素的化合价升高的产物； 还原产物：所含某种元素的化合价降低的产物。 氧化性：氧化剂>氧化产物 还原性：还原剂>还原产物 3.常见氧化剂、还原剂及对应的还原产物、氧化产物 总结： 氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物 剂性一致，其他相反 1.配平原则 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 电荷守恒 反应前后，阴阳离子所带电荷总数相等 质量守恒 反应前后原子的种类和个数不变 三、氧化还原方程式的配平 KMnO4 ＋ H2C2O4 ＋ H2SO4 — K2SO4 ＋ MnSO4 ＋ CO2 ↑ ＋ H2O （1）标价态 （2）列变化 （3）求总数 （4）配化学计量数 2.配平步骤 （5）查守恒 4.根据价类图及反应的环境书写氧化还原方程式 （1）根据反应物判断出反应后的价态。 （3）配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物。 （2）根据反应环境判断一定价态的元素存在形式（产物）。 （4）观察是否有其他物质参加或生成，并配平。 C＋HNO3(浓) SO2通入稀硝酸溶液中： 对于氧化还原型离子反应，若氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物均已配平，只剩H、O、电荷不平，酸性溶液可以用H2O、H＋配平方程，碱性溶液可以用H2O、OH－配平方程。 四、氧化还原反应的重要规律 1.守恒律：化合价升高的总数等于降低的总数 (氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数) 2.先后规律：多种还原剂反应时，还原性强的先被氧化； 多种氧化剂反应时，氧化性强的先被还原。 还原性：Cl－<Br－<Fe2＋<I－，Cl2通入FeI2溶液中，Cl2先氧化________，再氧化____________。 Fe2＋ I－ 3．价态规律(高价氧化低价还，中间价态两边转） (1)归中规律同一反应中，同一元素的不同价态的物质有时可以发生氧化还原反应，遵循价态“ ___________________ ”的原则。。(2)歧化规律某些元素中间价态在适宜条件下，可同时生成较高价态和较低价态。 (3)同种元素相邻价态不反应，如SO2和浓硫酸不反应，浓硫酸干燥SO2气体。 靠近、可相等、不交叉 H2S ＋ H2SO4(浓) — S ＋ SO2 ＋ 2H2O KClO3 ＋ 6HCl — KCl ＋ 3Cl2 ↑ ＋ 3H2O 五、氧化还原反应相关计算 1.计算依据：得失电子守恒 得电子总数=失电子总数 化合价升高总数=化合价降低总数 2.计算方法： ①找出氧化剂、还原剂及相应还原产物、氧化产物。 ②找一个原子或离子的是电子个数 ③由题中物质，根据电子守恒列等式： n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值 ‖ n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值 (1)依据氧化还原反应的方向判断 六、氧化性、还原性强弱的比较方法 氧化剂+还原剂 === 还原产物+氧化产物 强 + 强 === 弱 + 弱 氧化性：氧化剂＞氧化产物 还原性：还原剂＞还原产物 剂＞产 得 电子，化合价降低，被还原 失 电子，化合价升高，被氧化 (2)根据金属活动性顺序判断 K Ca Na Mg AI Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag 单质还原性逐渐减弱 K+ Ca2+ Na + Mg 2+ AI3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ (H+) Cu2+ Hg2+ Ag+ 阳离子氧化性逐渐增强 (3)根据非金属活动性顺序判断 F2 CI2 O2 Br2 Fe3+ I2 S P 单质氧化性逐渐减弱 F- CI- Br- Fe2+ I- S2- 阴离子还原性逐渐增强 (3)根据反应结果（产物的价态）判断 同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，氧化剂的氧化性越强。 Fe + Cl2 Fe + S (4)根据反应的条件及反应的剧烈程度判断 不同物质与同一物质发生反应，反应条件（如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等）要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强。 F2 + H2 Cl2 + H2 (5)根据浓度大小判断 氧化性：浓硫酸>稀硫酸，浓硝酸>稀硝酸 八、氧化还原反应的应用 1.研究物质的氧化性或还原性 最高价态的元素只具有氧化性； 最低价态的元素只具有还原性； 中间价态的元素既有氧化性又有还原性。 铁元素（Fe）： 硫元素（S）： 0 +2 +3 -2 0 +4 +6 ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ P70 活动探究：探究H2O2的氧化性或还原性 2.根据物质的氧化性或还原性强弱判断反应能否发生 已知氧化性：Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋ Fe＋ Cu2＋ == Cu＋Fe2＋ 2Fe3＋＋ Cu == Cu2＋＋2Fe2＋ 3.实现物质转化与能量获得 （1）金属化合物的还原获得金属单质 （2）非金属化合物的氧化或还原获得非金属单质 MnO2+4HCl(浓)==MnCl2+Cl2↑+2H2O Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 高温 Fe＋ Cu2＋ == Cu＋Fe2＋ 2NaCl====2Na+Cl2↑ 高温 通电 （3）氧化还原反应制成化学电源 Zn＋ Cu2＋ == Cu＋Zn2＋ 金属冶炼 (1)金属在自然界中的存在 正 (2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从 态还原为 态的过程。即 (写反应通式，用M表示金属)。 Mn＋＋ne－===M 化合 游离 电解 2Na 电解 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 电解法：适用于一些非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们从其化合物中还原出来。 24 热还原法：大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应完成的。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 热还原法 高温 高温 铝热反应： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 物理提取法 （3）热分解法：对一些不活泼金属，可以直接用加热 分解的方法将它们从其化合物中还原出来。 18世纪70年代，瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。 1810年，英国化学家戴维才确认这种气体是一种新元素组成的单质——氯气。 实验室中氯气的制备 一、氯气的实验室制法 软锰矿MnO2 浓盐酸 + MnO2 ＋ 4HCl(浓) ＝ MnCl2 ＋ Cl2↑ ＋ 2H2O △ 加热 原理： 浓盐酸的作用： 还原性、酸性 药品： 离子方程式 气体 制取原理（方程式） 反应物状态 反应条件 发生装置图 O2 O2 CO2 2KClO3 2KCl + 3O2↑ 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 2H2O2 2H2O + O2↑ CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑+H2O 固+固 加热 固+液 不加热 固+液 不加热 (1)气体发生装置 【思考与讨论】 实验室制备氯气的发生装置： 分液漏斗 圆底烧瓶 酒精灯 MnO2 浓盐酸 固+液加热装置 (2)气体收集装置 ① 排空气法： ② 排水法： 向上排空气法 向下排空气法 饱和食盐水可以在很大程度上减少Cl2在水中的溶解 31 (3) 尾气处理装置 ① 吸收式： 吸收溶解度较大气体 (如NH3、HCl等)，要加装 安全瓶 或 防倒吸 装置，如： ② 燃烧式/收集式： CO、H2、CH4等易燃性气体，必须先验纯再点燃 Cl2、SO2、H2S等用碱液（NaOH溶液）吸收 HCl、NH3等极易溶于水的气体用H2O吸收 湿润KI淀粉试纸——变蓝 湿润蓝色石蕊试纸——先变红后褪色变蓝 验满方法 实验室制备氯气的装置 NaOH溶液吸收Cl2，防止污染环境 尾气处理 将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。 33 图中装置能否收集到纯净、干燥的氯气？ 【思考与讨论】 如果不能，杂质是什么？如何除去杂质？ 干燥Cl2，除去水蒸气 除去Cl2中的HCl气体 【改进装置】 HCl在水中的溶解度很大（大约是1:500） 净化装置 (4) 净化装置 除杂/干燥装置 常见干燥剂： 浓硫酸、碱石灰、NaOH(S）、CaO、无水CaCl2 等 液态试剂 固态试剂 酸性气体 不能干燥的气体 【思考与讨论】 结合Cl2 、 O2、CO2等气体的实验室制取方法，讨论： 1、实验室制取气体装置的连接顺序？ 2、设计实验室制取气体的装置时，应考虑哪些方面？ 1) 发生装置 2) 净化装置 4) 尾气处理 3) 收集装置 反应物状态 反应条件 气体的密度 气体的溶解性 气体的性质 先除杂、后干燥 【注意事项】 ①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应； ②缓缓加热，加热温度不宜过高，减少HCl挥发； ③实验结束后，先使反应停止并吸收残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。 ④不用Ca(OH)2溶液：石灰水浓度太小，吸收不完全 练习：实验室制氯气时有如下操作，操作顺序________________________ ①连接好装置，检查气密性 ②缓缓加热 ③在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸 ④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸 ⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收 ⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气 反应原理： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 氯碱工业：以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品的工业。 工业制氯气 判断正误： 有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应。 在氧化还原反应中，若有一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原。 所含元素价态越高，化合物的氧化性一定越强。 阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性。 得电子越多的物质，氧化性越强。 11.3听写 1.离子方程式：Cu+稀HNO3 2.双线桥法标出过氧化钠与水反应的电子转移与化合价变化情况 3.向硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至恰好完全沉淀 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 $$