高中化學(xué) 第5講 氧化還原反應(yīng)課件 新人教版必修1-新人教版高一必修1化學(xué)課件

1、第5講氧化還原反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)的概念及應(yīng)用一、氧化還原反應(yīng)的概念及應(yīng)用1.氧化還原反應(yīng)(1)概念:有元素化合價(jià)化合價(jià)升降的化學(xué)反應(yīng)。(2)特征:反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生了改變。(3)實(shí)質(zhì):反應(yīng)過(guò)程中有電子電子轉(zhuǎn)移(包括電子得失和電子對(duì)偏移)。教材研讀教材研讀例如:反應(yīng)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O中氧化劑是MnO2,還原劑是HCl,氧化產(chǎn)物是Cl2,生成1molCl2時(shí)轉(zhuǎn)移電子2.有關(guān)概念及相互關(guān)系有關(guān)概念及相互關(guān)系數(shù)目為1.2041024。3.氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型之間的關(guān)系4.氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法(1)雙線橋法注意事項(xiàng):a.箭頭必須由反應(yīng)物指向

2、生成物,且兩端對(duì)準(zhǔn)同種元素。b.箭頭方向不代表電子轉(zhuǎn)移的方向,僅表示電子轉(zhuǎn)移前后的變化電子轉(zhuǎn)移前后的變化。c.在“橋”上標(biāo)明電子的“得”與“失”,且得、失電子總數(shù)應(yīng)相等。(2)單線橋法注意事項(xiàng):a.箭頭必須由還原劑中失電子的元素指向氧化劑中得電子的元素。b.箭頭方向表示電子轉(zhuǎn)移的方向電子轉(zhuǎn)移的方向。c.在“橋”上標(biāo)明轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)電子總數(shù)。氧化劑還原劑(1)活潑的非金屬單質(zhì),如Cl2、O2、Br2、F2等(2)高價(jià)金屬陽(yáng)離子,如Fe3+、Sn4+、Cu2+等(3)高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物,如KMnO4、MnO2、PbO2、KClO3等(4)過(guò)氧化物,如H2O2、Na2O2等(1)活潑的金屬單質(zhì),

3、如K、Na、Mg等(2)某些非金屬單質(zhì),如H2、C、Si等(3)低價(jià)金屬陽(yáng)離子,如Fe2+、Cu+等(4)元素處于低價(jià)態(tài)時(shí)的氧化物,如CO、NO、SO2等(5)非金屬陰離子及低價(jià)化合物,如S2-、I-、H2S等(6)非金屬氫化物及其水溶液,如HBr、HI、H2S等5.常見的氧化劑和還原劑常見的氧化劑和還原劑自測(cè)自測(cè)1判斷正誤,正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“”。(1)有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)( )(2)金屬陽(yáng)離子一定只具有氧化性()(3)氧化還原反應(yīng)中有一種元素被氧化時(shí),一定有另一種元素被還原( )(4)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物,不是氧化劑就是還原劑( )(5)某元素從游離態(tài)變

4、為化合態(tài),該元素可能被氧化也可能被還原()自測(cè)自測(cè)2下列判斷錯(cuò)誤的是()A.向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振蕩、靜置,溶液上層呈橙紅色,所以Br-還原性強(qiáng)于Cl-B.向含I-的無(wú)色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,加入淀粉后溶液變成藍(lán)色,則氧化性:Cl2I2C.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,加入H2O2后溶液變成紅色,則Fe2+既有氧化性又有還原性D.在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C,在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性C答案答案C加入H2O2后溶液變成紅色,說(shuō)明Fe2+被氧化為Fe3+,只能證明Fe2+有還原性,無(wú)法證明它有氧化性。二、氧化還原反

5、應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計(jì)算二、氧化還原反應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計(jì)算1.氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)方程式的配平(1)配平原則(2)常用方法化合價(jià)升降法(2)常用方法化合價(jià)升降法基本步驟3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+H2O根據(jù)原子守恒確定其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后將短線改為等號(hào)。3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O2.應(yīng)用得失電子守恒解題的一般步驟應(yīng)用得失電子守恒解題的一般步驟(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得到或失去的電子數(shù)(注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù))。(3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系

6、式。n(氧化劑)變價(jià)元素原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)-低價(jià))=n(還原劑)變價(jià)元素原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)-低價(jià))。中硫元素的化合價(jià)均為-1。(2)配平化學(xué)方程式時(shí),如無(wú)特別說(shuō)明化學(xué)計(jì)量數(shù)“1”也必須填寫在空上。特別提示特別提示(1)注意特殊物質(zhì)中元素的化合價(jià),如Na2O2中氧元素、FeS2自測(cè)自測(cè)3根據(jù)FeS2+O2Fe2O3+SO2回答下列問(wèn)題:(1)氧化劑是,還原劑是,氧化產(chǎn)物是,還原產(chǎn)物是。(2)化合價(jià)升高的元素為,化合價(jià)降低的元素為。(3)1“分子”還原劑化合價(jià)升高總數(shù)為,1“分子”氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)為。(4)配平后各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為。答案答案(1)O2FeS2Fe2O3、S

7、O2Fe2O3、SO2(2)Fe、SO(3)114(4)41128自測(cè)自測(cè)4配平下列方程式:(1)KI+KIO3+H2SO4I2+K2SO4+H2O(2)Mn+H+Cl-Mn2+Cl2+H2O(3)S+KOHK2S+K2SO3+H2O(4)P4+KOH+H2OK3PO4+PH3(5)ClO-+Fe(OH)3+Cl-+Fe+H2O(6)Mn+H2O2+Mn2+O2+H2O4O24O4O答案答案(1)513333(2)21610258(3)36213(4)29335(5)324OH-325(6)256H+258考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破考點(diǎn)一物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷考點(diǎn)一物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷考點(diǎn)

8、三未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫考點(diǎn)三未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用1.依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式判斷依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式判斷氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物還原性:還原劑還原產(chǎn)物口訣:比什么“性”找什么“劑”,“產(chǎn)物”之“性”弱于“劑”。2.依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷反應(yīng)條件要求越低,反應(yīng)越劇烈,對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)。例如:考點(diǎn)一考點(diǎn)一 物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷2.依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷反應(yīng)條件要求越低,反應(yīng)越劇烈,對(duì)應(yīng)物質(zhì)的氧化

9、性或還原性越強(qiáng)。例如:3.依據(jù)相同或相似條件下被氧化依據(jù)相同或相似條件下被氧化(或被還原或被還原)的程度判斷的程度判斷(1)不同氧化劑作用于同一種還原劑,所得氧化產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越高,相應(yīng)的氧化劑的氧化性越強(qiáng)。例如:(2)不同還原劑作用于同一種氧化劑,所得還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)越低,相應(yīng)的還原劑的還原性越強(qiáng)。例如:4.依據(jù)依據(jù)“兩池兩池”判斷判斷(1)原電池:一般情況下,兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極,其還原性:負(fù)極金屬正極金屬。(2)電解池:用惰性電極電解混合溶液時(shí),在陰極先放電的陽(yáng)離子的氧化性較強(qiáng),在陽(yáng)極先放電的陰離子的還原性較強(qiáng)。5.依據(jù)元素周期表及相關(guān)物質(zhì)的活動(dòng)性順序判斷依據(jù)元素周期表及相關(guān)物質(zhì)的活

10、動(dòng)性順序判斷(1)根據(jù)元素周期表判斷(2)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷5.依據(jù)元素周期表及相關(guān)物質(zhì)的活動(dòng)性順序判斷依據(jù)元素周期表及相關(guān)物質(zhì)的活動(dòng)性順序判斷(1)根據(jù)元素周期表判斷(6.依據(jù)依據(jù)“三度三度”判斷判斷(“三度三度”即即:濃度、溫度、酸堿度濃度、溫度、酸堿度)(1)濃度:同一種物質(zhì)濃度越大,氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如氧化性:濃H2SO4稀H2SO4,濃HNO3稀HNO3;還原性:濃鹽酸稀鹽酸。(2)溫度:同一種物質(zhì),溫度越高,其氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。(3)酸堿度:同一種物質(zhì),所處環(huán)境酸(堿)性越強(qiáng)其氧化性(或還原性)越強(qiáng)。如KMnO4溶液的氧化

11、性隨溶液酸性的增強(qiáng)而增強(qiáng)。(3)根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序判斷失電子的數(shù)目無(wú)關(guān)。(2)依據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)弱時(shí),要注意Fe對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子是Fe2+,而不是Fe3+。特別提示特別提示(1)氧化性、還原性強(qiáng)弱取決于得失電子的難易程度,與得典例典例1(2017北京西城期末,10)廢水脫氮工藝中有一種方法是在廢水中加入過(guò)量NaClO使N完全轉(zhuǎn)化為N2,該反應(yīng)可表示為2N+3ClO-N2+3Cl-+2H+3H2O。下列說(shuō)法中,不正確的是()A.反應(yīng)中氮元素被氧化,氯元素被還原B.還原性:NCl-C.反應(yīng)中每生成1molN2,轉(zhuǎn)移6mol電子D.經(jīng)此法處理過(guò)的廢水可以直接排放4H4H4HD答案答

12、案DA項(xiàng),反應(yīng)中氮元素化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià),被氧化;氯元素化合價(jià)由+1價(jià)降低到-1價(jià),被還原。B項(xiàng),根據(jù)上述分析,N是還原劑,Cl-是還原產(chǎn)物,還原性:NCl-;C項(xiàng),反應(yīng)中每生成1molN2,轉(zhuǎn)移電子6mol;D項(xiàng),經(jīng)此法處理過(guò)的廢水中含有鹽酸,屬于酸性廢水,不能直接排放。4H4H1-1有下列三個(gè)反應(yīng):3Cl2+2FeI22FeCl3+2I22Fe2+Br22Fe3+2Br-Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2+3H2O下列說(shuō)法正確的是()A.中的氧化產(chǎn)物分別是I2、Fe3+、CoCl2B.根據(jù)以上化學(xué)方程式可以得到氧化性強(qiáng)弱順序:Cl2Fe3+Co2O3C.可以推理得到Cl2+Fe

13、Br2FeCl2+Br2D.在反應(yīng)中當(dāng)1molCo2O3參加反應(yīng)時(shí),2molHCl被氧化D答案答案DA項(xiàng),反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物分別為Fe3+與I2、Fe3+、Cl2;B項(xiàng),由可知氧化性:Cl2Fe3+,由可知氧化性:Co2O3Cl2,故氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镃o2O3Cl2Fe3+;C項(xiàng),由于還原性:Fe2+Br-,通入Cl2后,Cl2優(yōu)先氧化Fe2+;D項(xiàng),反應(yīng)中當(dāng)1molCo2O3參加反應(yīng)時(shí),6molHCl中只有2mol被氧化為Cl2。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)氧化劑的氧化性越強(qiáng),則其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物的還原性就越弱;還原劑的還原性越強(qiáng),則其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物的氧化性就越弱。應(yīng)用:(1)在適宜條件下,用氧化性強(qiáng)的物質(zhì)

14、制備還原性弱的物質(zhì),用還原性強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性弱的物質(zhì);(2)比較物質(zhì)間氧化性(或還原性)的強(qiáng)弱或判斷氧化劑和還原劑在一定條件下能否發(fā)生反應(yīng)。1-2鉍(Bi)位于元素周期表中第A族,其價(jià)態(tài)為+3價(jià)時(shí)較穩(wěn)定,鉍酸鈉(NaBiO3)溶液呈無(wú)色?，F(xiàn)取一定量的硫酸錳(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示:加入溶液適量鉍酸鈉溶液過(guò)量的雙氧水適量KI-淀粉溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液呈紫紅色溶液紫紅色消失,產(chǎn)生氣泡溶液變成藍(lán)色則NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C.Na

15、BiO3、KMnO4、H2O2、I2D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2C答案答案CNaBiO3能將MnSO4中的Mn2+氧化成Mn,說(shuō)明NaBiO3的氧化性強(qiáng)于KMnO4;Mn能將H2O2氧化成O2,說(shuō)明KMnO4的氧化性強(qiáng)于H2O2;H2O2能將KI氧化成I2,說(shuō)明H2O2的氧化性強(qiáng)于I2。4O4O1.守恒規(guī)律守恒規(guī)律氧化還原反應(yīng)中有物質(zhì)失電子必有物質(zhì)得電子,且得電子總數(shù)等于失電子總數(shù)。或者說(shuō)氧化還原反應(yīng)中,有元素化合價(jià)升高必有元素化合價(jià)降低,且化合價(jià)降低總值必等于升高總值。應(yīng)用:配平氧化還原反應(yīng)方程式及進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2.強(qiáng)弱規(guī)律強(qiáng)弱規(guī)律氧化性較強(qiáng)的氧化劑跟還原性較強(qiáng)的還原劑反應(yīng),

16、生成還原性較弱的還原產(chǎn)物和氧化性較弱的氧化產(chǎn)物?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二 氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用應(yīng)用:在適宜條件下,用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì),或用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),也可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱。3.價(jià)態(tài)規(guī)律價(jià)態(tài)規(guī)律元素處于最高價(jià)態(tài),只有氧化性;元素處于最低價(jià)態(tài),只有還原性;元素處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性又有還原性,但主要表現(xiàn)一種性質(zhì)。物質(zhì)中若含有多種元素,其性質(zhì)是這些元素性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。應(yīng)用:判斷元素或物質(zhì)有無(wú)氧化性或還原性。4.轉(zhuǎn)化規(guī)律轉(zhuǎn)化規(guī)律氧化還原反應(yīng)中,元素相鄰價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化最容易;同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生反應(yīng),元素的化合價(jià)只靠近

17、而不交叉;同種元素相鄰價(jià)態(tài)之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。例如:應(yīng)用:判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生及表明電子轉(zhuǎn)移情況。5.難易規(guī)律難易規(guī)律越易失去電子的物質(zhì),失去后就越難得到電子;越易得到電子的物質(zhì),得到后就越難失去電子。一種氧化劑同時(shí)和幾種還原劑相遇時(shí),與還原性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng);同理,一種還原劑同時(shí)與多種氧化劑相遇時(shí),與氧化性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng),如FeBr2溶液中通入Cl2時(shí),發(fā)生離子反應(yīng)的先后順序?yàn)?Fe2+Cl22Fe3+2Cl-,2Br-+Cl2Br2+2Cl-。應(yīng)用:判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序。典例典例2(2016北京理綜,10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O2Cr(黃色

18、)+2H+。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法不正確的是()A.中溶液橙色加深,中溶液變黃B.中Cr2被C2H5OH還原C.對(duì)比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)27O24O27OD.若向中加入70%H2SO4溶液至過(guò)量,溶液變?yōu)槌壬獶答案答案D中存在C2H5OH,溶液變?yōu)樗嵝院?K2Cr2O7的氧化性增強(qiáng),會(huì)將C2H5OH氧化,溶液變成綠色。2-1根據(jù)表中信息,判斷下列敘述中正確的是()A.表中組反應(yīng)可能有一種或兩種元素被氧化B.氧化性強(qiáng)弱的比較:KClO3Fe3+Cl2Br2C.表中組反應(yīng)的離子方程式為2Mn+3H2O2+6H+2Mn2+4O2+6H2OD.表中組反應(yīng)的

19、還原產(chǎn)物是KCl,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是6e-序號(hào)氧化劑還原劑其他反應(yīng)物氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物Cl2FeBr2Cl-KMnO4H2O2H2SO4O2Mn2+KClO3濃鹽酸Cl24OA答案答案AA項(xiàng),Cl2與FeBr2反應(yīng),Cl2少量時(shí)只氧化Fe2+,Cl2足量時(shí)氧化Fe2+和Br-;B項(xiàng),氧化性KClO3Cl2Br2Fe3+;C項(xiàng),不符合得失電子守恒;D項(xiàng),組中的反應(yīng)為KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2+3H2O,1molKClO3參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移5mol電子。2-2已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物,在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平):GQ+NaClQ+H2OX+H2Y+NaOHG+Q+H

20、2OZ+NaOHQ+X+H2O這五種化合物中Cl元素化合價(jià)由低到高的順序是()A.G、Y、Q、Z、XB.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、GD.G、Q、Y、Z、XA答案答案A由得氯元素價(jià)態(tài):QYG,由得氯元素價(jià)態(tài):XZQ,綜上可知,氯元素價(jià)態(tài):XZQYG。書寫未知氧化還原反應(yīng)方程式的步驟(3步法)第1步:根據(jù)氧化還原反應(yīng)的難易規(guī)律確定氧化性最強(qiáng)的為氧化劑,還原性最強(qiáng)的為還原劑;根據(jù)題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物;根據(jù)氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。第2步:根據(jù)溶液的酸堿性,通過(guò)在反應(yīng)方程式中添加H+或OH-使方程式兩端電荷

21、守恒。第3步:根據(jù)原子守恒,通過(guò)在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端原子守恒?？键c(diǎn)三未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫考點(diǎn)三未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫典例典例3高錳酸鉀分別在酸性、中性、堿性條件下發(fā)生的反應(yīng)如下:Mn+5e-+8H+Mn2+4H2OMn+3e-+2H2OMnO2+4OH-Mn+e-Mn(溶液呈綠色)(1)從上述三個(gè)半反應(yīng)中可以看出高錳酸根離子被還原的產(chǎn)物受溶液的影響。(2)將SO2通入高錳酸鉀溶液中,發(fā)生還原反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為。(3)將PbO2投入酸性MnSO4溶液中攪拌,溶液變?yōu)樽霞t色。下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))。4O4O4O24Oa.氧化性:PbO2KMn

22、O4b.還原性:PbO2KMnO4c.MnSO4溶液可以用鹽酸酸化答案答案(1)酸堿性(2)Mn+5e-+8H+Mn2+4H2O(3)a解析解析(1)Mn在酸性條件下被還原成Mn2+,在中性條件下被還原成MnO2,在堿性條件下被還原成Mn,因此高錳酸根離子被還原的產(chǎn)物受溶液的酸堿性影響;(2)SO2溶于水生成H2SO3,溶液呈酸性,高錳酸根離子被還原為Mn2+;(3)酸性條件下,PbO2將Mn2+氧化成紫紅色的Mn,根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,可知氧化性:PbO2KMnO4。4O4O24O4O(1)全變從左邊配:氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的,一般從左邊反應(yīng)物著手配平。(2)自變從右邊配: