氧化還原反應(yīng)的配平和規(guī)律 課件 2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修第一冊(cè)

化學(xué)必修一第二章元素與物質(zhì)世界第3節(jié)氧化還原反應(yīng)第3課時(shí)

氧化還原反應(yīng)的配平和規(guī)律核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：以H2O2為例，學(xué)會(huì)根據(jù)元素化合價(jià)預(yù)測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的氧化性或還原性。通過了解一些氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中造成的危害,培養(yǎng)學(xué)生辯證地分析、理解事物的能力,2.變化觀念與平衡思想：了解氧化還原反應(yīng)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用，能從元素價(jià)態(tài)變化的視角說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑，學(xué)會(huì)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法。3.通過對(duì)氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用的學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí),體會(huì)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)的密切關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)可以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。三、氧化還原反應(yīng)的配平1、配平原則2、配平步驟①標(biāo)化合價(jià)②列變化④配系數(shù)③求總數(shù)(最小公倍數(shù))⑤檢查

C＋

HNO3(濃)

NO2↑＋

CO2↑＋

H2O示例1、碳和濃硫酸加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳、水試寫出反應(yīng)方程式：

C+

H2SO4(濃)

SO2↑+

CO2↑+

H2O

①標(biāo)化合價(jià)②列變化④配系數(shù)③求總數(shù)(最小公倍數(shù))0＋6＋4＋4↓2↑4×2×121212↓1↑4×4×114412示例2、碳和濃硝加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳、水試寫出反應(yīng)方程式：0＋5＋4＋4⑤檢查①標(biāo)化合價(jià)②列變化④配系數(shù)③求總數(shù)(最小公倍數(shù))⑤檢查

KIO3+

KI+

H2SO4＝

K2SO4+

I2+

H2O

＋5－10↓5↑1×5×1153333

Cl2＋

NaOH＝

NaCl＋

NaClO＋

H2O示例3、用碘化鉀檢驗(yàn)碘鹽中的碘酸鉀示例4、金屬銅和濃硝酸的反應(yīng)

Cu＋

HNO3(濃)＝

Cu(NO3)2＋

NO2↑＋

H2O示例5、用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，防止污染空氣0＋5＋2＋4↓1↑2×2×1141220－1＋1↓1↑1×1×112111

氧化還原反應(yīng)中，得失電子總數(shù)相等，元素化合價(jià)升降總數(shù)相等，反應(yīng)前后電荷總數(shù)相等(離子反應(yīng))。三、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律1．守恒規(guī)律應(yīng)用：氧化還原反應(yīng)方程式的配平和相關(guān)計(jì)算。關(guān)系式：還原劑失電子的總數(shù)＝氧化劑得電子的總數(shù)化合價(jià)降低的總數(shù)＝化合價(jià)升高的總數(shù)示例6、對(duì)于反應(yīng)

3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O，以下敘述正確的是(

)A．Cl2是氧化劑，NaOH是還原劑B．被氧化的Cl原子和被還原的Cl原子的個(gè)數(shù)之比為5∶1C．Cl2既是氧化劑又是還原劑D．每生成

1mol氧化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移6mol個(gè)電子B3Cl2＋6NaOH5NaCl＋NaClO3＋3H2O0－1＋5化合價(jià)升高，失5e－×1，發(fā)生氧化反應(yīng)化合價(jià)降低，得e－×5，發(fā)生還原反應(yīng)示例7、在酸性條件下PbO2與Cr3＋反應(yīng)，產(chǎn)物是Cr2O72－

和Pb2＋，則與1.0molCr3＋反應(yīng)所需PbO2的物質(zhì)的量為A.3.0molB.1.5molC.1.0molD.0.75molPbO2＋Cr3＋

＋H2O＝

Cr2O72－

＋

Pb2＋＋H＋＋4＋3＋6＋2↓2↑3×2×332311×123mol2mol1mol1mol3mol2mol1.0mol？方法一：先配平，再計(jì)算。方法二：還原劑失電子的總數(shù)＝氧化劑得電子的總數(shù)。PbO2Pb2＋Cr2O72－

Cr3＋得2e－失3e－×1.5mol×1.0molB2.先后規(guī)律多種氧化劑與一種還原劑相遇，氧化性強(qiáng)的首先得電子被還原；應(yīng)用：判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性和反應(yīng)順序。多種還原劑與一種氧化劑相遇，還原性強(qiáng)的首先失電子被氧化。示例8、在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是()A.Mg B.CuC.AgD.H2C

氧化性：Ag＋>Cu2＋>H＋，故首先置換出Ag；在金屬活動(dòng)性順序中，Zn排在Mg的后面，故不能置換出Mg。示例9、已知三個(gè)氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)2②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3③2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑若某溶液中有Fe2＋、I－、Cl－共存,要將I－氧化除去而不氧化Fe2＋和Cl－，可加入的試劑是(

)A．Cl2B．KMnO4C．FeCl3D．HCl＋3－1＋20＋20＋3－1＋7－1＋20還原性：I－＞Fe2＋＞Cl－氧化性：KMnO4＞Cl2＞FeCl3C

3.價(jià)態(tài)規(guī)律同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，高價(jià)態(tài)＋低價(jià)態(tài)→中間價(jià)態(tài)，即“只靠攏，不交叉”，可總結(jié)為：價(jià)態(tài)相鄰能共存，價(jià)態(tài)相間能歸中，歸中價(jià)態(tài)不交叉，價(jià)升價(jià)降只靠攏。①歸中規(guī)律S2－→S→SO2(SO32－)→SO3(SO42－)

－20＋4＋6S2－→S→SO32－→SO42－

－20＋4＋6×××同種元素的中間價(jià)態(tài)生成高價(jià)和低價(jià)，即中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)。②歧化規(guī)律應(yīng)用：可判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生及反應(yīng)產(chǎn)物。S2－→S→SO2(SO32－)→SO3(SO42－)

－20＋4＋6示例10、已知氯元素有－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7價(jià)等多種常見化合價(jià)，氯氣跟氫氧化鉀溶液在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：(1)Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平)。(2)KX―→KY＋KZ(氯元素發(fā)生歧化反應(yīng)，未配平)，KX、KY、KZ均是含氯元素的鉀鹽，Cl元素在①KX、②KY、③KZ中的價(jià)態(tài)由高到低的順序是________(填序號(hào))。③①②KY、KX、KZKX、Cl2、KYKY、Cl2、KX、KZ－10＋n＋mHNO3NOFeCl2Fe(NO3)3FeCl3H2O

+

—→

+

+

+

。4、某反應(yīng)中存在以下物質(zhì)FeCl3、Fe(NO3)3、FeCl2、HNO3、NO、H2O，寫出反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物：

+

—→

+

+

+

。＋3＋3＋5＋2＋5＋2隨堂訓(xùn)練

＋5＋2＋3＋3＋2↓3↑1×3×1432112FeCl3、Fe(NO3)3、FeCl2、HNO3、NO、H2OHNO3FeCl2Fe(NO3)3FeCl3NOH2O5、(2021湖南懷化高一期中)已知:①Br2＋2Fe2＋＝2Fe3＋＋2Br－，

②

Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.向FeBr2溶液滴入少量新制氯水，Br－先被氧化B.向FeBr2溶液滴入少量新制氯水，F(xiàn)e2＋先被氧化C.2FeCl2＋Cl2

＝2FeCl3反應(yīng)能發(fā)生D.氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋A0＋2＋3－10－10－1＋2－10＋3－1還原性：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－6、將SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后,再加入K2Cr2O7溶液,發(fā)生如下兩個(gè)離子反應(yīng):SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋；Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O下列有關(guān)說法正確的是(

)A.還原性:SO2>Fe2＋>Cr3＋B.氧化性:Cr2O72－>SO42－>Fe3+C.Cr2O72－能將Na2SO3還原成Na2SO4D.兩個(gè)反應(yīng)中Fe2(SO4)3均為還原劑

A＋4＋3＋6＋2＋6＋2＋3＋3還原性：SO2＞Fe2＋＞Cr3＋氧化性：Cr2O72－＞Fe3＋＞SO42－四、氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用1、在研究物質(zhì)性質(zhì)中的應(yīng)用⑴根據(jù)物質(zhì)中所含元素化合價(jià)升或降的可能性，預(yù)測(cè)物質(zhì)可能具有還原性或氧化性。

如果預(yù)測(cè)某物質(zhì)具有氧化性，就需要尋找具有還原性的另一物質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)兩者能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以驗(yàn)證預(yù)測(cè)。相應(yīng)地，如果預(yù)測(cè)某物質(zhì)具有還原性，就需要尋找具有氧化性的另一物質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證預(yù)測(cè)是否正確。⑵研究物質(zhì)氧化性或還原性的思路過氧化氫(H2O2)氧化性及還原性的探究活動(dòng)?探究實(shí)驗(yàn)用品：5%H2O2溶液，酸性KMnO4溶液，KI溶液，淀粉溶液；

試管，膠頭滴管。性質(zhì)預(yù)測(cè)氧元素化合價(jià)為-1價(jià)，可升高到0價(jià)，具有_____氧元素化合價(jià)由-1價(jià)可降低到-2價(jià)，具有________選擇試劑_________________________、________實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論還原性酸性高錳酸鉀溶液KI溶液淀粉溶液氧化性取少量KI溶液于小試管中，滴入幾滴淀粉溶液，再滴加5%的H2O2溶液。取少量酸性KMnO4溶液小試管中，再滴加5%的H2O2溶液。溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色溶液紫色變淺直至消失，有無色氣泡生成H2O2表現(xiàn)還原性，被氧化為氧氣H2O2表現(xiàn)氧化性，被還原為水⑶過氧化氫的性質(zhì)①物理性質(zhì):無色液體,易溶于水。②H2O2的氧化性和還原性。2KI

＋H2O2

＋H2SO4＝2H2O＋I(xiàn)2＋K2SO42KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O與酸性KMnO4溶液反應(yīng),KMnO4溶液褪色,證明H2O2具有還原性;與KI溶液反應(yīng)證明H2O2具有氧化性,加入淀粉溶液,混合溶液變藍(lán)。H2O2在MnO2作用下分解生成O2和H2O。2H2O2

2H2O＋H2SO4

在反應(yīng)中，H2O2中氧元素化合價(jià)既升高，又降低，故H2O2表現(xiàn)氧化性和還原性。1.醫(yī)療上常用3%的H2O2溶液作為消毒殺菌劑，利用H2O2的什么性質(zhì)？利用了H2O2的強(qiáng)氧化性,可殺死細(xì)菌病毒2、為什么說H2O2是“綠色氧化劑”呢?H2O2中氧元素的化合價(jià)為-1價(jià),化合價(jià)可以升高也可以降低,作為氧化劑,其還原產(chǎn)物是水,對(duì)環(huán)境或體系不會(huì)造成污染,所以H2O2是“綠色氧化劑”。思考：

2、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與獲得能量⑴在能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用⑵在物質(zhì)轉(zhuǎn)化的應(yīng)用①冶煉金屬本質(zhì)：金屬陽離子得電子被還原生成金屬單質(zhì)，Mn＋＋ne－＝M。金屬的冶煉方法：決定于單質(zhì)的還原性(陽離子的氧化性)的強(qiáng)弱。金屬活潑性與冶煉方法的關(guān)系如下：②金屬冶煉方法a.電解法原理：利用外加電源提供電子，使金屬元素的化合價(jià)降低，從而獲得金屬單質(zhì)。例如：2Al2O3(熔融)

4Al＋3O2↑。b.熱還原法原理：以C、CO等物質(zhì)為還原劑，在加熱條件下將金屬氧化物還原為金屬單質(zhì)。例如：Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2。c.金屬置換法原理：利用置換反應(yīng)，以活潑金屬為還原劑，將目標(biāo)金屬?gòu)钠潲}溶液中還原出來。例如：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu。d.熱分解法原理：在加熱條件下，物質(zhì)自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將金屬還原出來。例如：2HgO2Hg＋O2↑。e.Au等極不活潑金屬，自然界中主要是單質(zhì)——物理方法①該反應(yīng)中,氧化劑為MnO2,還原劑為HCl,HCl體現(xiàn)了還原性性。②氧化劑還可