内容正文:
鲁科版必修第一册
第二章 元素与物质世界
第4课时 氧化还原反应的重要规律
第3节
氧化还原反应
1
氧化还原反应方程式的配平
2
氧化还原反应的规律
1
学习内容导览
2
1.理解氧化还原反应中得失电子守恒、元素质量守恒等规律,形成利用守恒思想配平氧化还原方程式的思维方法。
2.通过探究氧化还原方程式的配平方法,培养严谨认真、实事求是的科学态度。
重点:氧化还原反应的规律,氧化还原反应的配平。
难点:氧化还原反应的规律,氧化还原反应的配平。
素养锚定·课标定位
生活中的化学
怎样减少了汽车尾气NO、CO排放所造成的空气污染?
汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2,请写出上述反应的化学方程式。
如何写出上述反应的化学方程式呢?
氧化还原反应规律及配平
情境启思·任务缘起
氧化还原反应
的规律
01
5
任务一
思考:用双线桥法表示电子转移的方向和数目你认为哪个同学的正确?
一、氧化还原反应的规律
-1 +1 +1 0
化合价升高, 失1×2e-, 被氧化
化合价降低, 得2×e-, 被还原
-1 +1 +1 0
化合价升高, 失1×e-, 被氧化
化合价降低, 得1×e-, 被还原
甲同学
乙同学
乙同学
分层研学·探理悟新
知识总结
1.“价态归中,互不交叉”规律
一、氧化还原反应的规律
价态不交叉规律:同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时,高价态和低价态变成它们相邻的中间价态。
-1 +1 +1 0
化合价升高, 失1×e-, 被氧化
化合价降低, 得1×e-, 被还原
归中反应
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知识总结
1.“价态归中,互不交叉”规律
一、氧化还原反应的规律
KClO3 + 6HCl = KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O
+5 -1 -1 0
得到5e-
失去5×e-
KClO3 + 6HCl = KCl+3Cl2 ↑ + 3H2O
+5 -1 -1 0
失去6×e-
得到6e-
最低价
最高价
中间价
最低价
最高价
中间价
中间价
√
√
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知识总结
1.“价态归中,互不交叉”规律
一、氧化还原反应的规律
H2S + H2SO4(浓)= S ↓+ SO2↑ + 2H2O
-2 +6 0 +4
失去2e-
得2e-
最低价
最高价
中间价
中间价
最低价
最高价
中间价
中间价
√
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一、氧化还原反应的规律
【例1】在反应 KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化产物与还原产物的质量之比为( )
A.1:6 B.6:1 C.1:5 D.5:1
D
典例剖析·逻辑释疑
知识总结
2.价态歧化规律
一、氧化还原反应的规律
同一反应物中同种元素原子的化合价既升高又降低
Cl2 + 2NaOH= NaCl + NaClO + H2O
0 -1 +1
失去1×e-
得到1×e-
+4 +5 +2
失去2×e-
得到1×2e-
歧化反应
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知识总结
3.强弱规律
一、氧化还原反应的规律
氧化性:氧化剂 > 氧化产物
还原性:还原剂 > 还原产物
还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物 + 还原产物
比较粒子氧化性或还原性强弱;
判断氧化还原反应在一定条件下能否发生;
选择合适的氧化剂或还原剂制备物质。
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一、氧化还原反应的规律
【例2】根据下列反应:
H2SO3 + I2 + H2O == 2HI + H2SO4
2FeCl3 + 2HI == 2FeCl2 + 2HCl + I2
3FeCl2+4HNO3==2FeCl3 + NO↑+ 2H2O +Fe(NO3)3
判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
A.H2SO3> I- >Fe2+>NO B. I- >Fe2+>H2SO3> NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO D. NO>Fe2+>H2SO3> I-
A
典例剖析·逻辑释疑
知识总结
4.反应先后规律
一、氧化还原反应的规律
①当一种氧化剂遇到几种还原剂,若均能反应,先跟还原性强的反应。
例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,氯气首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,氯气首先氧化I-。
②当一种还原剂遇到几种氧化剂,若均能反应,先跟氧化性强的反应。
例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
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一、氧化还原反应的规律
【例3】现有下列三个氧化还原反应:
① 2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2② 2FeCl2+Cl2=2FeCl3③ 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中含有Fe2+、Cl-和I-,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( )
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
C
典例剖析·逻辑释疑
知识总结
5.守恒规律
一、氧化还原反应的规律
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
化合价降低总数=化合价升高总数
应用:①有关氧化还原反应的计算
②配平氧化还原反应方程式
得2×2e-
失去1×4e-
0
+4
+2
0
C + 2CuO
CO2↑ + 2Cu
高温
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【例4】含1.2×1020个Na2SO3的溶液恰好被含4×1019个K2Cr2O7的溶液氧化为Na2SO4,则元素Cr在被还原的产物中的化合价是( )
A.+6 B.+3 C.+2 D.0
B
氧化反应:Na2SO3→Na2SO4 ↑2×1.2×1020
还原反应:K2Cr2O7→2(Cr?) ↓(6-x)×2×4×1019
一、氧化还原反应的规律
典例剖析·逻辑释疑
氧化还原反应
方程式的配平
02
18
任务二
思考:请同学们结合初中学习方程式配平思考配平的原则。
二、氧化还原反应方程式的配平
守恒规律
氧化还原反应的规律
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
化合价降低总数=化合价升高总数
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知识总结
二、氧化还原反应方程式的配平
1.基本原则
①质量守恒原则:反应前后,元素种类和原子个数守恒。
②得失电子守恒原则:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
③电荷守恒原则:反应前后,阴阳离子所带电荷总数守恒。
标价态
列得失
求总数
配系数
查守恒
一般步骤
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任务三
请同学们一起探讨配平下列方程式。
二、氧化还原反应方程式的配平
①标价态——标出变化的元素化合价
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
②列得失——标出化合价的变化值(双线桥法)
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
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21
二、氧化还原反应方程式的配平
任务三
请同学们一起探讨配平下列方程式。
③求总数——求出得失电子的最小公倍数
Zn+ HNO3 Zn(NO3)2+ NO + H2O
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
×3
×2
④配系数——确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的系数,
再根据质量守恒配平其他物质
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二、氧化还原反应方程式的配平
任务三
请同学们一起探讨配平下列方程式。
0 +5 +2 +2
得3e-
失2e-
×3
×2
3 2 3 2 4
⑤查守恒——检查电子、电荷、质量守恒
+5
没有变价的氮原子 2×3
+6
8
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知识总结
2.配平步骤
二、氧化还原反应方程式的配平
标变价——标出变化元素的化合价
列变化——列出化合价升降变化数
求总数——用最小公倍数法使电子转移总数相等(化合价升降总数相等)
配系数——先配平变价物质的系数,再用观察法配平其他物质的系数
查守恒——检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒
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二、氧化还原反应方程式的配平
【例5】配平氧化还原反应的方程式
① I2 + KOH — KI + KIO3 + H2O
② NH3 + NO2 — N2 + H2O
③ C2H6 + O2 — CO2 + H2O
④ KMnO4 + HCl — KCl + MnCl2 + H2O + Cl2↑
答案:
① 1 I2 + 6 KOH — 5 KI +1 KIO3 + 3 H2O
② 8 NH3 + 6 NO2 —7 N2 + 12 H2O
③ 2 C2H6 +7 O2 — 4 CO2 + 6 H2O
④2KMnO4 +16HCl —2KCl + 2MnCl2 +8H2O +5Cl2↑
典例剖析·逻辑释疑
知识总结
3.配平方法
(1)正向配平法
二、氧化还原反应方程式的配平
适用于反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。先确定氧化剂和还原剂的化学计量数,然后再确定还原产物和氧化产物的化学计量数。
MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑ + 2H2O
△
+4 -1 +2 0
失去2 ×e-,
得到1×2 e-,
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知识总结
二、氧化还原反应方程式的配平
(2)逆向配平法
3.配平方法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定氧化产物和还原产物的化学计量数,然后确定还原剂和氧化剂的化学计量数。
0 -1 +1
失去 e-,
得到e-,
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知识总结
二、氧化还原反应方程式的配平
(3)缺项配平法
3.配平方法
缺项的方程一般根据环境配H+、OH-、H2O,且电荷守恒。
___MnO4-+____+___Cl- ==== ___Mn2++___Cl2↑+____
___MnO4-+____+___H2C2O4 ==== ___Mn2++___CO2↑+____
___MnO4-+____+___SO2 ==== ___Mn2++___SO42-+____
2 16H+ 10 2 5 8H2O
2 6H+ 5 2 10 8H2O
2 2H2O 5 2 5 4H+
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二、氧化还原反应方程式的配平
【例6】配平下列氧化还原反应方程式
(1)正向配平类
①__HCl(浓)+__MnO2 __Cl2↑+__MnCl2+__H2O
②__KMnO4+__FeSO4+__H2SO4===__K2SO4+__MnSO4+__Fe2(SO4)3+__H2O
(2)逆向配平类
①__S+__KOH __K2S+__K2SO3+__H2O
②__Cl2+__NaOH __NaCl+__NaClO3+__H2O
(3)缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
①__ +__H2O2+____===__Mn2++__O2↑+__H2O
②__Fe3++__SO2+__H2O===__Fe2++__ +____
4
1
1
1
2
2
10
8
1
2
5
8
3
6
2
1
3
3
6
5
1
3
2
5
6H+
2
5
8
2
1
1
2
2
4H+
典例剖析·逻辑释疑
氧化还原反应的重要规律
氧化还原反应的规律
氧化还原反应方程式的配平
“价态归中,互不交叉”规律
价态歧化规律
配平方法
基本原则
配平步骤
强弱规律
反应先后规律
守恒规律
体系梳整·认知升华
1.已知:①2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
②6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr3
③Cl2+2KBr=Br2+2KCl。根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.溶液中可发生反应:2FeCl2+Cl2=2FeCl3
B.少量KMnO4溶液加入HBr和HCl的混合溶液中:HBr先被氧化
C.氧化性强弱顺序为:KMnO4>Cl2>FeCl3>Br2
D.反应①中,MnCl2是KMnO4的还原产物
C
当堂诊学·成效校验
2.下列反应中,体现氧化还原反应价态归中原理的是( )
A. 2H2O2 2H2O+O 2↑
B. Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
C. 2H2S+SO2=3S↓+2H2O
D. 2KClO3===2KCl+3O2↑
C
Δ
MnO2
当堂诊学·成效校验
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
当堂诊学·成效校验
4.通常将氯气通入消石灰中,在低温条件下反应制备漂白粉,若温度控制不当易产生Ca(ClO3)2,若测得反应后的混合溶液中ClO-与ClO3-的个数比为5∶2,则被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为( )
A.5∶2 B.2∶5
C.7∶15 D.15∶7
D
当堂诊学·成效校验
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35
MnO
SO
$