内容正文:
第2课时 氧化剂和还原剂
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
一、1.降低 得到 偏向 升高 失去 偏离
3.氧化 还原
4.O2 Cl2 H2SO4(浓) HNO3 KMnO4 FeCl3 Al Zn Fe C H2 CO KI
二、冶炼 燃烧 光合作用 腐败 锈蚀 自燃
情境问题思考
问题一:提示:脱氧剂中的铁粉与袋内O2、H2O发生反应,减缓油脂的氧化速率,延长月饼的保质期。
问题二:提示:反应中,铁单质中铁元素的化合价为0价,处于铁元素的最低价态,所以Fe具有还原性,作还原剂,被氧化。反应中,氧元素的化合价由0价降低到-2价,O2得到电子,作氧化剂,O2具有氧化性,被还原。
知识迁移应用
例1 D [解析] S→K2S,S元素的化合价降低,S→K2SO3,S元素的化合价升高,故S既被氧化又被还原,KOH未参与电子转移,A错误;还原剂和氧化剂均为S,还原产物为K2S,氧化产物为K2SO3,根据反应的化学计量数,生成1个K2SO3,需要1个S被氧化,生成 2个K2S,需要有2个S被还原,因此还原剂和氧化剂质量比为1∶2,B错误;由化学计量数可知,氧化产物(K2SO3)与还原产物(K2S)的微粒个数之比为1∶2,C错误;根据方程式可知,3个S中,1个被氧化,转移4个e-,3a个S完全反应,共转移4a个电子,D正确。
例2 D [解析] Cl2在反应中既是还原剂(Cl2→HClO,被氧化)又是氧化剂(Cl2→HCl,被还原),两者的微粒个数比为1∶1,A错误;该反应为复分解反应,无元素化合价变化,不涉及氧化还原过程,B错误;I2被氧化为NaIO3,作还原剂,Cl被还原为Cl2,作氧化剂,2个Cl对应1个I2,氧化剂与还原剂微粒个数比为2∶1,C错误;3个NO2中,1个被还原为NO,作氧化剂,2个被氧化为HNO3,作还原剂,氧化剂与还原剂微粒个数比为1∶2,D正确。
学习任务二
知识迁移应用
例3 B [解析] 转移的电子数目应该是12,A错误;得失电子的数目均是4,Mg原子失去电子,O原子得到电子,B正确;Cu原子得到电子,C原子失去电子,得失电子标反了,C错误;得失电子的数目不相等,D错误。
例4 B [解析] 反应KClO3+6HCl3Cl2↑+KCl+3H2O中,KClO3中Cl元素的化合价从+5→0,得5e-,HCl中部分Cl元素的化合价从-1→0,失5e-,电子转移数目错误,电子转移的方向和数目为,A错误;反应2FeCl2+Cl22FeCl3中,FeCl2中Fe元素的化合价从+2→+3,2个FeCl2共失2e-,Cl2中Cl元素的化合价从0→-1,得2e-,选项中电子转移的方向和数目均正确,B正确;反应2CO +O22CO2中,CO中C元素的化合价从+2→+4,2个CO共失4e-,O2中O元素的化合价从0→-2,得4e-,因此电子转移的方向和数目为,C错误;反应2CO+2NON2+2CO2中,CO中C元素的化合价从+2→+4,2个CO共失4e-,NO中N元素的化合价从+2→0,2个NO共得4e-,题中电子转移的数目错误,电子转移的方向和数目为,D错误。
学习任务三
实验问题探究
问题:提示:反应原理为Fe+CuSO4FeSO4+Cu;该反应中,Fe作还原剂,在反应中失去电子,表现出还原性。Cu为还原产物,则Fe更容易失电子,表现出较强的还原性,故还原性:Fe>Cu。
知识迁移应用
例5 B [解析] 反应②的反应物均为化合物,生成物中有单质Cl2,不符合置换反应的定义,A错误;氧化还原反应中氧化性:氧化剂大于氧化产物,根据反应①可知Cl2的氧化性大于Br2,根据反应②可知KClO3的氧化性大于Cl2,根据反应③可知KBrO3的氧化性大于KClO3,故氧化性顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2,B正确;反应①中Cl2为氧化剂,KBr为还原剂,氧化剂与还原剂的个数之比为1∶2,C错误;反应③中1个KBrO3被还原,还原剂失去电子数目是5个,D错误。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.A [解析] Mg→Mg2+发生氧化反应,需要加入氧化剂,A正确;N2→NH3发生还原反应,需要加入还原剂,B错误;H2O2→O2可发生分解反应,不需另加氧化剂,C错误;SO3→H2SO4过程中S元素的化合价没有发生变化,不需另加氧化剂或还原剂,D错误。
3.C [解析] “双线桥”中未标注电子的得失,A错误;Na失去电子,Cl2得到电子,箭头由Na指向Cl,B错误;H2O2中O元素化合价既有升高又有降低,化合价升高失去电子,变为O2,化合价降低得到电子变为H2O,电子转移的方向和数目均正确,C正确;Cl元素由+5价降低到-1价,O元素由-2价升高到0价,则该反应中Cl原子得到2×6e-,O原子失去6×2e-,D错误。
4.C [解析] 根据氧化性:氧化剂>氧化产物,由①~③分别可得氧化性:B2>A3+、Z2>B2、X>Z2,则氧化性:X>Z2>B2>A3+,A正确;由③可知X元素有+2价、+7价及0价,X2+中X元素处于中间价态,故X2+既有还原性,又有氧化性,B正确;根据还原性:还原剂>还原产物,由①②可得还原性:A2+>B-、B->Z-,则还原性:A2+>B->Z-,C错误;由于Z2的氧化性强于A3+,则Z2可将A2+氧化为A3+,故溶液中可发生反应Z2+2A2+2A3++2Z-,D正确。
5.(1)①Fe+Cu2+Fe2++Cu ②红色铜丝上有银白色金属附着,无色溶液变为蓝色 ③Ag+>Cu2+>Fe2+
(2)CO2 (3)还原性 (4)Fe+2HClFeCl2+H2↑
(5)
[解析] (1)①铁丝与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu。②铜丝和AgNO3溶液反应生成Ag和Cu(NO3)2,实验现象为红色铜丝上有银白色金属附着,无色溶液变为蓝色。③Fe置换出Cu,说明Fe比Cu活泼,而氧化性:Cu2+>Fe2+,Cu置换出Ag,说明Cu比Ag活泼,而氧化性:Ag+>Cu2+,综上所述,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。(2)2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑中C元素化合价升高,被氧化生成CO2,CO2是氧化产物。(3)服用维生素C,可使Fe3+转化成Fe2+,使Fe元素的化合价降低,将Fe3+还原为Fe2+,说明维生素C具有还原性。(4)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑。(5)氢气和氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,反应的化学方程式为CuO+H2Cu+H2O,用双线桥法表示电子转移的方向和数目如下:。
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第2课时 氧化剂和还原剂
◆ 学习任务一 氧化剂和还原剂
【课前自主预习】
一、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂
[注意] 氧化剂与还原剂的关系如图所示:
2.氧化性和还原性
[注意] 氧化性和还原性的强弱与物质得失电子的数目无关,与得失电子的难易程度有关。
3.氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂被 生成的物质。
还原产物:氧化剂被 生成的物质。
4.常见的氧化剂和还原剂
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
、 等
某些含有高价态
元素的化合物
、 、
、 等
还原剂
活泼的金属单质
、 、 等
某些非金属单质
、 等
某些含有低价态
元素的化合物
、 等
二、氧化还原反应对生产、生活的影响
氧化还原反应对生产、生活的影响
【情境问题思考】
阅读月饼盒中小包装袋的文字说明。
问题一:分析月饼盒中为什么要放小包装袋。
问题二:根据脱氧剂发生的反应,分析元素化合价的变化,并指出物质在反应中起到的作用。
【核心知识讲解】
1.氧化剂和还原剂的判断
2.判断氧化产物和还原产物的方法
3.氧化还原反应的概念之间的关系
4.从价态角度研究物质的氧化性和还原性
(1)当物质中所含元素处于较低价态时,元素有升高价态的趋势,该物质可能具有还原性,如Fe、Cu等金属。
(2)当物质所含元素处于较高价态时,元素有降低价态的趋势,该物质可能具有氧化性,如HNO3、Mn、Fe3+等。
(3)当物质所含元素处于中间价态时,元素有降低价态和升高价态的趋势,则该物质可能既具有氧化性又具有还原性,如Fe2+、H2O2、NO2等。
【知识迁移应用】
例1 [2026·广东广州南沙一中月考] 对于反应3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O,下列说法正确的是 ( )
A.S是氧化剂,KOH是还原剂
B.还原剂与氧化剂的质量比是2∶1
C.氧化产物和还原产物的微粒个数之比为3∶2
D.若有3a个S完全反应,则反应中共转移了4a个电子
例2 [2026·北师大附中高一期中] 下列反应中,氧化剂与还原剂微粒个数比值关系为1∶2的是 ( )
A.Cl2+H2OHCl+HClO
B.C+2H+H2O+CO2↑
C.I2+2NaClO32NaIO3+Cl2
D.3NO2+H2ONO+2HNO3
[方法技巧] 解答氧化还原反应的概念及关系的判断题,要基于元素化合价变化,抓住“两条主线”:
①氧化剂→得电子→价降低→被还原还原反应还原产物;
②还原剂→失电子→价升高→被氧化氧化反应氧化产物。
◆ 学习任务二 氧化还原反应中电子转移的表示方法
【课前自主预习】
1.双线桥法
(1)意义
表示反应前后同一种元素的原子间电子转移的情况,反映了化学反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。
(2)基本步骤——“三步骤”
标价态—
↓
连双线—
↓
注得失—标出“失去”或“得到”电子的总数
。
2.单线桥法
(1)意义
表示反应物中同种元素或不同种元素之间的电子转移情况,即表示电子转移的方向和数目。
(2)表示方法
①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
③线桥只出现在反应物中。
如+4H2O。
【知识迁移应用】
例3 [2025·辽宁朝阳高一期中] 下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
例4 [2026·广东珠海部分学校高一期中] 下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
[归纳小结]
(1)“双线桥法”表示电子转移时的注意事项
(2)“单线桥法”表示电子转移时的注意事项
◆ 学习任务三 物质氧化性、还原性强弱的判断
【实验问题探究】
西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》中记载:“曾青得铁则化为铜。”这是古代湿法冶铜,也称为胆铜法。将铁放在胆矾溶液(古人称为胆水)中,使胆矾中的Cu2+被铁置换而产生单质铜。某同学利用实验探究该反应原理,装置如图所示:
问题:为什么会发生上述现象?该反应中Fe起到的作用是什么?说明Fe、Cu的还原性强弱有何关系?
【核心知识讲解】
物质氧化性、还原性强弱的判断方法
1.根据化学方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;氧化剂>还原剂。
还原性:还原剂>还原产物;还原剂>氧化剂。
2.根据金属活动性顺序判断
一般的反应规律是“上左下右可反应,隔之愈远愈易行”。
3.根据产物中元素价态的高低判断
(1)相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的对应氧化剂的氧化性强。例如,
(2)相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的对应还原剂的还原性强。例如,
4.根据氧化还原反应的难易程度判断
一般情况,同种氧化剂与不同还原剂(或同种还原剂与不同氧化剂)反应时,反应条件要求越低、反应越剧烈,对应物质的还原性(或氧化性)越强。
例如,MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,结合反应条件可判断,氧化性:KMnO4>MnO2。
【知识迁移应用】
例5 [2026·河北石家庄辛集中学高一月考] 已知反应:①Cl2+2KBrBr2+2KCl;
②KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O;
③Cl2+2KBrO3Br2+2KClO3。
下列说法正确的是 ( )
A.上述三个反应都是置换反应
B.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
C.反应①中氧化剂与还原剂的个数之比为2∶1
D.反应③中若反应1个KBrO3,则还原剂得电子的数目为5个
[归纳小结]
(1)物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
(2)氧化性或还原性还受下列因素的影响。
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性要强。
②浓度:如浓盐酸的还原性大于稀盐酸。
③酸碱性:如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在氧化还原反应中,金属单质作反应物时一定是还原剂。 ( )
(2)由反应Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+可判断Fe3+的氧化性强于Cu2+。 ( )
(3)某物质所含元素处于最高化合价时,一定具有强氧化性。 ( )
(4)氧化还原反应中一种物质是氧化剂,另一种物质必定是还原剂。 ( )
(5)反应2H2O22H2O+O2↑中,H2O2既是氧化剂又是还原剂。 ( )
2.[2025·辽宁七校协作体高一期中联考] 下列转化过程需要加入氧化剂才能实现的是 ( )
A.Mg→Mg2+ B.N2→NH3 C.H2O2→O2 D.SO3→H2SO4
3.下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
4.常温下,在溶液中可发生如下反应:
①2A2++B22A3++2B-
②2B-+Z2B2+2Z-
③16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O
根据上述反应,判断下列结论不正确的是 ( )
A.氧化性:X>B2>A3+
B.X2+既有还原性,又有氧化性
C.还原性:Z->A2+
D.溶液中可发生反应: Z2+2A2+2A3++2Z-
5.氧化还原反应是一类非常重要的反应。按要求回答下列问题:
(1)按如图所示操作,充分反应后。
①Ⅰ中发生反应的离子方程式为 。
②Ⅱ中观察到的实验现象是 。
③结合Ⅰ、Ⅱ实验现象可知Fe2+、Cu2+、Ag+的氧化性由强到弱的顺序为 。
(2)火药是中国的“四大发明”之一,黑火药在发生爆炸时,发生如下反应:2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,其中氧化产物是 。
(3)人体内的铁元素以Fe2+和Fe3+的形式存在。Fe2+易被人体吸收,服用维生素C,可使Fe3+转化成Fe2+,有利于人体吸收,说明维生素C具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)市场上出售的某种麦片中含有微量还原性铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的化学方程式为 。
(5)写出氢气还原氧化铜的化学方程式,并用双线桥法表示电子转移的方向和数目。
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