内容正文:
第2课时 氧化剂和还原剂
第一章 物质及其变化
新人教版 化学 必修第一册
第三节
氧化还原反应
常见的氧化剂和还原剂
基本概念
氧化性和还原性比较
知识导航
目录
01
02
03
学习目标
通过典例分析、归纳小结,从宏观和微观相结合的视角认识和判断氧化剂、还原剂。
熟悉氧化还原反应中各概念间的关系及判断物质的氧化性和还原性。
教学重点
教学难点
氧化还原反应中各概念间的关系。
教学难点
氧化性和还原性的比较
教学重难点
情景导入
日常生活中的下列物质体现了什么性质?
还原性
作还原剂
食品包装中的脱氧剂
红酒中的二氧化硫
“
”
情景导入
日常生活中的下列物质体现了什么性质?
氧化性
作氧化剂
KMnO4
“
”
基本概念
01
“
氧化还原反应概念的发展
”
科学史话
(J.J.Thomson,1856—1940)发现了电子,打破了原子不可再分的传统观念,使人们对原子的结构有了深入的认识。在此基础上,人们把化合价的升降与原子最外层电子的得失或共用联系起来,将原子失去电子(或电子对偏离)的过程叫做氧化反应,把原子得到电子(或电子对偏向)的过程叫做还原反应。
在化学学习的初始阶段,我们学习的一些概念如氧化还原反应等,往往是不完善和不全面的,这些概念常有一定的适用范围。因此,我们应该正确看待这些初始阶段的概念,并注意它们的发展。
人们对氧化还原反应的认识经历了一个漫长的过程。1777 年,法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说(即燃烧是物质与氧气的反应)后,人们把物质与氧结合的反应叫做氧化反应,把氧化物失去氧的反应叫做还原反应。
1852 年, 英国化学家弗兰克兰(E.Frankland,1825—1899)在研究金属有机化合物时提出化合价的概念,并逐步得到完善以后,人们把化合价升高的反应叫做氧化反应,把化合价降低的反应叫做还原反应。
1897 年, 英国物理学家汤姆孙
“
”
思考与讨论
请选择合适的依据将以下三个反应中的反应物分成两类
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
一、基本概念
1.基本概念
一、基本概念
1.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
一、基本概念
1.基本概念
化合价降低,被还原
化合价升高,被氧化
+2 -2
0
+2 -2
0
还原剂:化合价升高,失去电子(或电子对偏离)的物质
氧化剂:化合价降低,得到电子(或电子对偏向)的物质
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
一、基本概念
1.基本概念
化合价降低,被还原
化合价升高,被氧化
+2 -2
0
+2 -2
0
还原性:物质失电子的能力
氧化性:物质得电子的能力
氧化反应:化合价升高,失电子,被氧化的反应
还原反应:化合价降低,得电子,被还原的反应
“
”
思考与讨论
指出下列反应的氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物
+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
一、基本概念
2.基本概念之间的关系
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
氧化剂
氧化性
得电子
价降低
还原剂
还原性
价升高
失电子
被还原
还原产物
还原反应
被氧化
氧化产物
氧化反应
一、基本概念
2.基本概念之间的关系
课堂练习
【例1】在高温时,水蒸气与灼热的炭发生氧化还原反应的化学方程式为:
其中,H2O 是 剂,
C 是 剂。
氧化剂
还原剂
课堂练习
【例2】下列反应中,HCl 作还原剂的是( ),HCl 作氧化剂的是( )。
A.NaOH +HCl =NaCl +H2O
B.Zn +2HCl =ZnCl2 +H2 ↑
C.MnO2 +4HCl(浓) MnCl2 +2H2O +Cl2 ↑
D.CuO +2HCl =CuCl2 +H2O
C
B
常见的氧化剂和还原剂
02
“
”
思考与讨论
利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
0
+4
+6
S
它在各个价态的氧化性和还原性
氧化性
氧化性
还原性
氧化性
还原性
还原性
用化合价分析硫不同价态的性质
硫是多价态的元素
-2
二、常见的氧化剂和还原剂
1.利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
元素处于最高价:只有氧化性
元素处于最低价:只有还原性
元素处于中间价态:既有氧化性,又有还原性
硫元素(S):
-2
0
+4
+6
↑
↑
↑
↓
↓
↓
只有氧化性
只有还原性
既有氧化性,又有还原性
二、常见的氧化剂和还原剂
2.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
课堂练习
【例3】从氧化剂和还原剂的角度,分析下列三个反应中H2O2 的作用。
(1)H2O2 +H2S =2H2O +S ↓
(2)H2O2 +Cl2 =2HCl +O2
(3)2H2O2 2H2O +O2 ↑
氧化剂
还原剂
氧化剂、还原剂
“
”
思考与讨论
预测某种物质在氧化还原反应中能否做氧化剂(即体现氧化性)或者做还原剂(即体现还原性)
+1
0
单质 过氧化物 氧化物 酸 碱
-1
-2
O2
H2O2
化合价
物质类别
H2O
作氧化剂(即体现氧化性)
作还原剂(即体现还原性)
课堂练习
【例4】实现下列物质之间的转化,需要加入还原剂才能实现的是( )。
A.SO3 →H2SO4
B.Cu →Cu(NO3)2
C.CuO →Cu
D.CO →CO2
B
“
”
思考与讨论
怎样减少了汽车尾气NO、CO排放所造成的空气污染?
“
”
思考与讨论
怎样减少了汽车尾气NO、CO排放所造成的空气污染?
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
氧化性和还原性比较
03
“
”
思考与讨论
怎样比较氧化性和还原性的强弱
酸性KMnO4
H2O2
还原剂
还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物
Mn2+
KI
O2
酸性KMnO4
H2O2
O2
都有氧化性
怎样比较氧化性和还原性的强弱
三、氧化性和还原性比较
1.物质得失电子的难易程度
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
30
三、氧化性和还原性比较
2.根据金属活动性顺序表判断
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
三、氧化性和还原性比较
3.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+
课堂练习
【例5】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
三、氧化性和还原性比较
4.根据反应的难易(反应条件)比较
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
2KMnO4 + 16HCl(浓) === 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
O2 + 4HCl(浓) 2Cl2+2H2O
氧化性:_____________________________
△
△
KMnO4>MnO2>O2
三、氧化性和还原性比较
5.根据变价元素被氧化或被还原的程度比较
不同氧化剂将同一还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强
①2Fe+3Cl2 2FeCl3
②Fe+S FeS
可判断氧化性:氯气____硫。
>
三、氧化性和还原性比较
6.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。
课堂小结
课堂练习
(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。
课堂练习
2.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
课堂练习
3.根据下列反应的化学方程式,判断有关物质的还原性强弱顺序是
I2+SO2+2H2O= = = H2SO4+2HI;2FeCl2+Cl2 = = = 2FeCl3;2FeCl3+2HI = = = 2FeCl2+2HCl+I2
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
D
谢谢聆听
$