内容正文:
第三节 氧化还原反应
课时2 氧化剂、还原剂
第一章 物质及其变化
你知道吗?
日常生活中的下列物质体现了什么性质?
课堂思考
食品中的脱氧剂
还原性
作还原剂
氧化性
作氧化剂
消毒剂
课堂思考
请你思考!
请选择合适的依据将以下三个反应中的反应物分成两类
① H2 + CuO Cu + H2O
② 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
③ C + 2CuO 2Cu + CO2↑
△
高温
高温
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
3
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
还原剂高失氧氧
氧化剂低得还还
还原剂化合价升高,失去电子,被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物
氧化剂化合价降低,得到电子,被还原,发生还原反应,得到还原产物
还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物
被氧化
被还原
4
还原剂——被氧化,物质发生氧化反应,得到氧化产物
氧化剂——被还原,物质发生还原反应,得到还原产物
口诀
氧化还原反应中的基本概念
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
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
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
氧化还原反应中的基本概念
2.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
3.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
氧化还原反应中的基本概念
∆
典例精讲
【例】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。(教材P28、第10题)
(1)2H2 + O2 = 2H2O
(2)4P + 5O2 = 2P2O5
(3)Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
(4)2HgO = 2Hg + O2↑
点燃
点燃
氧化剂
还原剂
氧化产物
还原产物
O2
H2
H2O
H2O
O2
P
P2O5
P2O5
H2SO4
Fe
FeSO4
H2
HgO
O2
Hg
HgO
2、氧化剂和还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质。
1、氧化产物和还原产物可以是不同种物质,也可以是同一种物质。
8
4.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
氧化还原反应中的基本概念
典例精讲
【例2】已知实验室里常利用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+2H2O制取氯气。在该反应中,锰元素化合价 , MnO2被 ,MnO2发生 反应,MnO2是 剂,MnO2具有 性。
MnO2 + 4HCl (浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
△
+4 -1 +2 0
得电子,化合价降低, 被还原
失电子,化合价升高, 被氧化
降低
还原
还原
氧化
氧化
(教材P27、第3题)
10
课堂思考
请你思考!
如何判断下列物质的氧化性,还原性?
浓H2SO4、SO2、H2S、S、Fe、FeCl3、FeCl2、KMnO4、Al、HNO3、O2、Cl2、KI、Zn、H2O2、Na2O2
用化合价分析硫不同价态的性质
常见的还原剂和氧化剂
-2
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
利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
硫是多价态的元素
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
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
常见的还原剂和氧化剂
1.利用物质中元素所处的价态,推测它可能具备的性质
常见的还原剂和氧化剂
口诀:高价氧,低价还,中间价态两边转
核心元素化合价 实例 性质
最高价 Fe3+、浓H2SO4、
KMnO4、K2Cr2O7 只有氧化性
中间价 Fe2+、SO2、Na2SO3
既有氧化性又有还原性
最低价 Fe、S、Na、KI 只有还原性
+3
+6
+7
+6
+2
+4
+4
0
0
0
-1
常见的还原剂和氧化剂
①Al3+ ②Cl- ③N2 ④S2- ⑤Cu
⑥H2O2 ⑦Fe2+ ⑧MnO42- ⑨ MnO4-
既有氧化性,又有还原性的是( )
⑧
⑥
⑦
③
常见的还原剂和氧化剂
O2,Cl2 ,Br2 等
CuO,Fe2O3 等
KMnO4,K2Cr2O7 ,浓H2SO4,HNO3,KClO3 等
Fe3+,H+等
1) 活泼的非金属单质:
2) 高价的氧化物:
4) 高价的含氧酸及其盐:
5) 某些阳离子:
具有氧化性,易得电子,化合价降低
1.常见的氧化剂
H2O2,Na2O2 等
3) 过氧氧化物:
物质归类 活泼非金属单质 变价元素高价态化合物 过氧化物 其他
氧化剂 O2 Cl2 Br2 KMnO4 FeCl3 HNO3 浓H2SO4 Na2O2 H2O2 HClO MnO2
对应还原产物 H2O Cl- Br- Mn2+ Fe2+ NO2
NO SO2 NaOH等 H2O Cl- Mn2+
KMnO4与K2Cr2O7在酸性条件下表现出更强的氧化性。
常见的还原剂和氧化剂
2)某些非金属单质:
H2,C等
3)变价元素的低价态物质:
I-,S2-,SO32-等
1)活泼的金属单质:
4)某些阴离子:
K,Na,Mg,Fe,Al等
CO,H2S,Cu2O等
具有还原性,失去电子,化合价升高
2.常见的还原剂
物质归类 金属单质 非金属单质 某些氧化物 某些氢化物 某些盐
还原剂 Na Al H2 C CO SO2 NH3 H2S KI FeCl2 Na2SO3
对应氧化产物 Na+ Al3+ H2O CO、CO2 CO2 SO42- N2 S I2 Fe3+ SO42-
课堂思考
请你思考!
如何比较物质氧化性或还原性的强弱关系?
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
物质氧化性和还原性的强弱与得失电子的多少无关,
与得失电子的难易程度有关。
氧化性和还原性的强弱规律
1.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+
>
>
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
典例精讲
【例】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
2Fe3+ + 2I-= 2Fe2+ + I2
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+
氧化剂
还原剂
还原产物
氧化产物
20
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+
Fe3+
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
F2
Cl2
Br2
I2
S
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
单质的氧化性依次减弱
非金属
对应阴离子的还原性逐渐增强
Cu2+
Fe3+
Ag+
<
<
氧化性:
氧化性:
还原性:
F2
Cl2
Br2
I2
S
>
>
>
>
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
<
<
<
<
<
Fe2+
Hg2+
氧化性和还原性的强弱规律
很容易失去电子,反过来就极难得到电子
很容易得到电子,反过来就极难失去电子
“强者先行” 的原则
氧化性和还原性的强弱规律
Fe 加入Cu2+和Ag+的溶液中,先和谁发生反应?
1、首先Fe是作为氧化剂还是还原剂?
还原剂
2、Cu2+和Ag+的氧化性谁更强?
氧化性:Cu2+ < Ag+
Fe 加入Cu2+和Ag+的溶液中,先和Ag+发生反应
第一种理解方式
22
“强者先行” 的原则
氧化性和还原性的强弱规律
Fe 加入Cu2+和Ag+的溶液中,先和谁发生反应?
1、假设Fe先和Cu2+发生反应,置换出了Cu
下一步呢?
2、Cu会和Ag+的继续反应再把Ag置换出来
Fe 加入Cu2+和Ag+的溶液中,先和Ag+发生反应
第二种理解方式
23
“强者先行” 的原则
氧化性和还原性的强弱规律
Zn 加入Fe3+、Cu2+ 、H+ 、Mg2+的溶液中,先和谁发生反应?
氧化性: Fe3+>Cu2+ > H+ > Fe2+ > Mg2+
Zn 加入Fe3+、Cu2+ 、H+ 、Mg2+的溶液中,先和Fe3+发生反应。
思考,刚开始加入Zn,有可能出现Zn把Fe3+直接还原到Fe吗?
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“强者先行” 的原则
氧化性和还原性的强弱规律
PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+氧化性依次减弱,那个不可能发生?
A.Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe3+
B.10Cl- + 2MnO4- + 16H+ = 2Mn2+ + 5Cl2↑ + 8H2O
C.2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
D.5Pb2+ + 2MnO4- + 2H2O = 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+
D
氧化剂
氧化产物
氧化剂
氧化产物
氧化剂
氧化产物
氧化剂
氧化产物
25
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+
Fe3+
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
F2
Cl2
Br2
I2
S
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
单质的氧化性依次减弱
非金属
对应阴离子的还原性逐渐增强
Cu2+
Fe3+
Ag+
<
<
氧化性:
氧化性:
还原性:
F2
Cl2
Br2
I2
S
>
>
>
>
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
<
<
<
<
<
Fe2+
Hg2+
氧化性和还原性的强弱规律
很容易失去电子,反过来就极难得到电子
很容易得到电子,反过来就极难失去电子
常考记忆(非常重要)
氧化性:
还原性:
F2
Cl2(Na2O2/H2O2/HClO/O3)
Br2
I2
S
>
F-
Cl-
Br-
I-
S2-
KMnO4
>
>
>
Fe3+
>
>
>
SO32-
>
SO2
>
Fe2+
>
>
>
>
留点铁修路
氧化性和还原性的强弱规律
随堂演练
1.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
还原剂
还原产物
还原剂
还原产物
SO2>I-
Fe2+>Cl-
还原剂
还原产物
I->Fe2+
28
3.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 = 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2↑
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
KClO3 + 6HCl(浓) = KCl + 3Cl2 ↑ + H2O
氧化性:_____________________________
KMnO4>KClO3>MnO2
△
氧化性和还原性的强弱规律
4.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(Cl2)____硫。
>
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。
氧化性和还原性的强弱规律
5. 根据所处环境(温度、浓度、pH)来判断
酸碱性:同一物质,所处的环境酸(或碱)性越强,其氧化性(或还原性)越强。
(1)温度:①氧化性:浓硫酸(热)>浓硫酸(冷);
②还原性:浓盐酸(热)>浓盐酸(冷)。
(2)浓度:HNO3(浓) > HNO3(稀)
(3)PH:①中性环境中NO3-不显氧化性,酸性环境中NO3-显强氧化性;
②KMnO4(酸性)>KMnO4(中性)>KMnO4(碱性)
氧化性和还原性的强弱规律
1.下列说法正确的是
A.金属单质在反应中只能作还原剂,非金属单质只能作氧化剂
B.氧化还原反应中一定存在电子的转移
C.某元素从化合态到游离态,该元素一定被还原
D.失电子多的金属还原性强
B
2.ClO2是一种高效消毒剂,可通过以下反应制得:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4 = 2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O,其中还原剂是
A.KClO3 B.H2C2O4 C.ClO2 D.CO2
B
随堂演练
32
氧化还原反应中的基本概念
氧化剂:让别的物质高失氧,自己低得还
还原剂:让别的物质低得还,自己高失氧
33
下课,同学们!
$