内容正文:
第一章 物质及其变化
氧化还原反应
第三节
第2课时 氧化剂和还原剂
学习目标
1.理解氧化剂、还原剂的概念。(重点)
2.理解氧化性、还原性及其强弱。(重点)
3.熟悉常见的氧化剂、还原剂。
抗氧化剂能在自然饮食中找到,如维生素C、维生素E、和β-胡萝卜素。自然界中被称为抗氧化之王的虾青素其抗氧化能力是维生素C的6000倍,是维生素E的1000倍,是β-胡萝卜素功效的100倍;他们可以利用自身结构的特性来稳定自由基多余的电子,防止对细胞造成老化。
水果含有大量的Vc,吃水果有助于健康和美容。 Vc还被添加在化妆品和食品中。Vc能够有效的防氧化、抗衰老,体现了它们的什么性质?
课堂引入
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓+ 2HCl
CaCO3 + 2H+= Ca2+ + H2O + CO2 ↑
+1
0
0
+2
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
0
+4
+3
+2
化合价降低,
得到电子,
发生还原反应
化合价升高,
失去电子,
发生氧化反应
还原剂
氧化剂
哪些是氧化还原反应?
高温
氧化产物
还原产物
一、氧化剂与还原剂
化合价降低 得电子 发生还原反应 做氧化剂
氧化剂 + 还原剂
还原产物 + 氧化产物
化合价升高 失电子 发生氧化反应 做还原剂
失电→升价→还原剂,
还原剂→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物
思维模型
5
一、氧化剂与还原剂
氧化剂:元素化合价降低的反应物,具有氧化性(得电子/电子对偏向的能力)
还原剂:元素化合价升高的反应物,具有还原性(失电子/电子对偏离的能力)
还原性:还原剂 > 还原产物
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
化合价降低,得x电子,发生还原反应
化合价升高,失x电子,发生氧化反应
反应本身被还原
反应本身被氧化
失电→升价→还原剂,
被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物
6
氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的难易程度,与得失电子数目无关。
氧化剂:元素化合价降低的反应物,具有氧化性(得电子/电子对偏向的能力)
还原剂:元素化合价升高的反应物,具有还原性(失电子/电子对偏离的能力)
如Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,
Al失去电子的数目较多,但Al的还原性却比Na弱。
一、氧化剂与还原剂
还原剂:在反应中,失去电子(或电子对偏离)化合价升高的反应物
氧化剂:在反应中,得去电子(或电子对偏向)化合价降低的反应物
还原剂和氧化剂作为反应物共同参加氧化还原反应。还原剂具有________,反应时____________;氧化剂具有________,反应时____________。
还原性
本身被氧化
氧化性
本身被还原
8
[互动探究]
酒精、含氯消毒剂(如“84”消毒液)均可有效灭活病毒。“84”消毒液是一种高效消毒液(见下图)
【问题讨论】
问题1 “84”消毒液的主要成分是NaClO,其中氯元素的化合价是多少?用“84”消毒液灭杀病毒,利用的是NaClO的什么性质?
提示 NaClO中氯元素的化合价是+1价,“84”消毒液能灭杀病毒是利用了NaClO的强氧化性。
问题2 “84”消毒液与洁厕灵混用时发生如下反应:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O,用双线桥法标出电子转移的方向和数目,你能指出反应中的氧化剂和还原剂吗?
提示
,反应中的氧化剂是NaClO,
还原剂是HCl。
问题3 通过对上述反应的分析,判断氧化剂与物质的氧化性、还原剂与物质的还原性之间有何关系?
提示 二者是一致的,即氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。
【探究归纳】
氧化剂和还原剂的相互关系
(1)氧化剂和还原剂一定是反应物。在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,但氧化剂和还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质。一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如反应SO2+2H2S===3S+2H2O中,被氧化和被还原的元素都是硫元素;此例还说明,氧化产物和还原产物可以是同一种物质。
(2)相互关系
①在氧化还原反应中,一种物质(还原剂)失去电子(或共用电子对偏离),必然同时有物质(氧化剂)得到电子(或共用电子对偏向)。
②在氧化还原反应中,电子从还原剂转移到氧化剂。
从化合价高低认识氧化性和还原性
H2S S SO2 H2SO3 Na2SO3 H2SO4(浓)
-2 0 +4 +4 +4 +6
氧化性
还原性
H2S
H2SO4(浓)
既具有氧化性又具有还原性
判断下列物质具有氧化性还是还原性?
高价氧化(性)、低价还原(性)、中间价态两性全
口诀
12
(1)常 见 的 氧 化 剂
第一类
第二类
第三类
其它
[如过氧化物]
HClO Na2O2 H2O2 MnO2 等
KMnO4
FeCl3 KClO3
HNO3
H2SO4(浓)
Cl2
O2
二、常见的氧化剂和还原剂
活泼的
非金属单质
较高价态元素的
含氧酸
较高价态元素的
盐
13
(2)常 见 的 还 原 剂
第一类
第二类
第三类
Na、Zn、Fe 等
H2 C 等
CO SO2 Na2SO3
KI Na2S
较低价态元素的氧化物和盐
非金属单质
活泼的
金属单质
FeSO4
如I-、Br-、Cl-、Fe2+
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第二级
第三级
第四级
第五级
氧化还原反应中基本概念之间的关系
记忆方法:失电→升价→还原剂,氧化反应要牢记。
还原剂→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物
15
生产、生活中的氧化还原反应
16
1.下列物质不是常见氧化剂的是( )
A.FeCl3 B.KMnO4 C.Fe D.O2
解析 FeCl3中铁元素为+3价,具有氧化性,是常见的氧化剂;KMnO4中锰元素处于最高价态,具有氧化性,是常见的氧化剂;O2具有氧化性,是常见的氧化剂;Fe是金属单质,其中铁元素的化合价为0,处于最低价态,只具有还原性,不是常见的氧化剂。
C
对点练习
2.下列物质间的转化,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.Fe2O3→Fe B.KClO3→KCl
C.H2SO4→SO2 D.NH3→NO
解析 氧化剂得电子,所含元素化合价降低。需要加入氧化剂才能实现的变化过程应该是被氧化、所含元素化合价升高的过程,NH3→NO的转化过程中,N元素化合价由-3价升高到+2价,被氧化。
D
对点练习
3.制备氰氨基化钙的化学方程式为CaCO3+2HCN===CaCN2+CO↑+H2↑+CO2↑,下列说法正确的是( )
A.氢元素被氧化,碳元素被还原
B.HCN被氧化,CaCO3被还原
C.HCN是氧化剂,CaCO3是还原剂
D.CaCN2是氧化产物,H2为还原产物
D
对点练习
(二)互动探究
材料1 吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧。
材料2 (1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。(2)铁在氯气中燃烧生成棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。
【问题讨论】
问题1 材料1说明,Na2SeO3具有什么性质?你做出判断的理由是什么?
提示 亚硒酸钠具有还原性。活性氧有强氧化性,亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧,因此亚硒酸钠具有还原性,与活性氧反应时,亚硒酸钠作还原剂。
问题2 根据材料2判断,则在Cu、Fe、Ag中还原性最强的是什么物质?你能比较Cu2+、Fe2+、Ag+氧化性的强弱吗?
提示 Fe 氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。铁钉浸入CuSO4溶液中,发生的反应是Fe+Cu2+===Fe2++Cu,则还原性:Fe>Cu;氧化性:Cu2+>Fe2+;铜丝浸入AgNO3溶液中发生的反应是Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,则还原性:Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+,从而可得还原性:Fe>Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。
三、氧化性、还原性强弱的判断
1.同一反应,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。
22
三、氧化性、还原性强弱的判断
2.根据金属、非金属活动性顺序判断
23
3.不同物质与相同物质反应,根据反应的条件比较
三、氧化性、还原性强弱的判断
2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
O2 + 4HCl(浓) 2Cl2+2H2O
氧化性:_____________________________
△
△
KMnO4>MnO2>O2
反应的条件越简单,反应就越容易发生,
说明物质氧化性(或还原性)越强。
三、氧化性、还原性强弱的判断
4.同中元素不同物质根据化合价高低判断
一般来说,价态越高氧化性越强,价态越低还原性越强。
例如:氧化性:Fe3+>Fe2+,
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三、氧化性、还原性强弱的判断
5.比较氧化性、还原性强弱的其他方法
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。
26
三、氧化性、还原性强弱的判断
6.根据所处环境(温度、浓度、pH)
27
还原剂
还原性
氧化反应
氧化产物
氧化剂
氧化性
还原反应
还原产物
具有
失电子
价升高
具有
得电子
价降低
①同时存在
②得失电子数相等
被氧化
被还原
突破口
1.下列微粒中,既具有氧化性又具有还原性的是( )
A.Mg B.Cu2+ C.Cl- D.Fe2+
解析 A项,Mg只能失去电子变为Mg2+,表现还原性;B项,Cu2+只能得到电子变为Cu+或Cu,表现氧化性;C项,Cl元素最低化合价为-1价,只能失去电子变为Cl2或ClO-等,表现还原性;D项,Fe2+既可以失去电子变为Fe3+,也可以得到电子变为Fe单质,因此Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
D
对点练习
D
对点练习
3.已知下列反应:
①Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 ②2KI+Br2===2KBr+I2 ③Na2S+I2===2NaI+S↓
(1)Cl-、Br-、I-、S2-的还原性由强到弱的顺序是_______________________。
(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是______________________。
(3)判断Cl2与Na2S能否反应?________(填“能”或“否”)。
(4)判断I2与NaBr能否共存?________(填“能”或“否”)。
S2->I->Br->Cl-
Cl2>Br2>I2>S
能
能
对点练习
【题后归纳】
物质氧化性和还原性比较的一般思路
一、氧化剂和还原剂
二、物质氧化性和还原性的比较
本节小结
1.概念
还原剂:在反应中,失去电子(或电子对偏离)化合价升高的反应物
氧化剂:在反应中,得去电子(或电子对偏向)化合价降低的反应物
2.相互关系
3.常见的氧化剂和还原剂
4.氧化剂和还原剂的判断方法
同一反应,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。
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(一)氧化剂、还原剂及其性质
1.根据你所学的知识分析物质的转化。下列转化过程必须加入还原剂才能实现的是( )
A.H2O2→O2 B.KI→I2
C.Cl2→NaCl D.FeCl3→FeCl2
D
方法:先看价态变化→在看是否能歧化反应
对点练习
B
对点练习
4.“84消毒液”的有效成分为NaClO,“洁厕灵”的主要成分为HCl。若将二者混用,会发生反应生成有毒的氯气而造成危险,化学方程式为NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O。下列说法错误的是( )
A.NaClO是氧化剂
B.HCl表现氧化性和酸性
C.Cl2既是氧化产物又是还原产物
D.H2O既不是氧化产物又不是还原产物
B
C
D
13.《南村辍耕录》中记载:“杭人削松木为小片,其薄如纸,熔硫磺涂木片顶端分许,名曰发烛。”《资治通鉴》中记载:“陈宣帝太建九年,齐后妃贫苦,至以卖烛为业。”文中的发烛就是原始的火柴。K2Cr2O7在工业中用作制造火柴头的氧化剂。
已知反应:K2Cr2O7+14HCl(浓)===2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O
(1)________(填元素名称)元素被氧化,________(填化学式,下同)是氧化剂。
(2)________是氧化产物,________发生氧化反应。
(3)在参加反应的盐酸中,起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸的作用的HCl的质量比为________。
(4)该反应中每生成3分子Cl2转移电子个数为________。
氯
K2Cr2O7
Cl2
HCl
3∶4
6
2.根据下列反应判断物质的氧化性强弱,其中排序正确的是( )
①2Fe3++2I-===2Fe2++I2
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
③2MnOeq \o\al(-,4)+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
A.Fe3+>Cl2>MnOeq \o\al(-,4)
B.Fe3+>Cl2>I2
C.I2>Cl2>Fe3+
D.MnOeq \o\al(-,4)>Cl2>Fe3+
3.废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使NHeq \o\al(+,4)完全转化为N2,该反应可表示为2NHeq \o\al(+,4)+3ClO-===N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中不正确的是( )
A.反应中ClO-作氧化剂,NHeq \o\al(+,4)作还原剂
B.氧化产物和还原产物的微粒个数比3∶1
C.反应中每生成1个N2分子,转移6个电子
D.经此法处理过的废水仍不能直接排放
(二)氧化性、还原性强弱的比较
5.已知反应①2Fe3++Cu2O+2H+===2Fe2++2Cu2++H2O ②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 ③I2+SO2+2H2O===4H++SOeq \o\al(2-,4)+2I-。下列说法错误的是( )
A.氧化性:Fe3+>Cu2+
B.氧化性:Cu2+>SOeq \o\al(2-,4)
C.还原性:Cu2O<Fe2+
D.还原性:SO2> I-
7.已知常温下,在溶液中发生如下反应:
①16H++10Z-+2XOeq \o\al(-,4)===2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2===2A3++2B-
③2B-+Z2===B2+2Z-
由此推断下列说法错误的是( )
A.反应Z2+2A2+===2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在反应③中被还原,在反应①中被氧化
C.氧化性由强到弱的顺序是XOeq \o\al(-,4)、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是Z-、B-、A2+、X2+
$