2022高考化學魯科版必修1一輪復習教案氧化劑和還原劑2

第3節(jié)氧化劑和復原劑1氧化復原反響1．元素化合價在化學反響中的變化〔1〕化合價：化合價是認識氧化復原的前提與根底。①規(guī)那么：①在化合物中，正負化合價的代數(shù)和為零；②單質(zhì)中，元素的化合價為零。②本質(zhì)：a化合價的正與負：失去電子或共用電子對偏離呈正價；得到電子或共用電子對偏向呈負價。b化合價的數(shù)值：化合價的數(shù)值等于得、失電子〔或共用電子對〕的數(shù)目。c化合價的變動：元素在氧化復原反響中，得到電子，化合價降低；失去電子，化合價升高。③有關規(guī)律：a金屬元素一般沒有負化合價，除零價外，只顯正價，因為在反響中只能失去電子。b非金屬元素〔除氧、氟外〕在反響中既可得到電子，亦可失去電子，故既可呈正價，也能顯負價。c氧、氟的非金屬性很強，在反響中一般不失去電子，故一般沒有正化合價。d顯最高化合價的元素，在反響中只能得電子而不能失電子，故發(fā)生氧化復原反響化合價只能降低。相反，顯最低化合價的元素，在反響中化合價只能升高?！?〕根本概念①氧化反響和復原反響：反響物所含元素化合價升高〔或者說是物質(zhì)失去電子〕的反響稱為氧化反響；反響物所含元素化合價降低〔或者說是物質(zhì)得到電子〕的反響稱為復原反響。②氧化復原反響：但凡反響過程中有元素化合價變化〔或電子轉(zhuǎn)移〕的化學反響叫做氧化復原反響。說明：氧化反響和復原反響是一對對立的反響，而又統(tǒng)一存在于一個反響中，不能分割，所以人們把這兩種同時存在的一個化學反響叫做氧化復原反響?！韭?lián)想·發(fā)散】四種根本反響類型和氧化復原反響的關系反響類型氧化—復原反響非氧化—復原反響化合反響2Na＋Cl2＝2NaCl〔有單質(zhì)參加〕CaO＋H2O＝Ca(OH)2〔沒有單質(zhì)參加〕分解反響2H2O2＝2H2O＋O2↑〔有單質(zhì)生成〕H2CO3＝H2O＋CO2↑〔沒有單質(zhì)生成〕置換反響Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑復分解反響H2SO4＋Ba(OH)2＝BaSO4↓＋2H2O2．氧化復原反響的實質(zhì)〔1〕研究說明，所有的氧化復原反響中都存在著電子的轉(zhuǎn)移，電子的轉(zhuǎn)移是氧化復原反響的實質(zhì)。說明：“轉(zhuǎn)移〞包含兩方面內(nèi)容：電子的得到、失去和電子的偏離、偏向。電子的偏離和偏向又統(tǒng)稱電子的偏移?！?〕認識氧化復原反響概念的三個階段：①首先是從得到氧和失去氧的視角認識的。②接著是從元素的化合價升和降的視角去認識的。③最后是從元素原子電子的得到和失去的視角去認識的。注意：第①種情況只適宜在初中階段使用，因為它解決問題的范圍太狹窄，只局限在有氧參與的反響。第②種情況沒有反映出氧化復原反響產(chǎn)生的本質(zhì)，只是氧化復原反響的一種表象，我們用來作為判斷一個化學反響是否是氧化復原反響的工具。第③種情況才是氧化復原反響的本質(zhì)。2氧化劑和復原劑1．根本概念〔3〕氧化劑和復原劑：在氧化復原反響中，所含元素的化合價降低〔或說得到電子〕的反響物叫做氧化劑；而所含元素化合價升高〔或說失去電子〕的反響物，叫做復原劑?！?〕氧化產(chǎn)物和復原產(chǎn)物：復原劑失去電子被氧化所得的產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物；氧化劑得到電子被復原所得的產(chǎn)物叫復原產(chǎn)物?！绢I悟·整合】氧化復原反響的有關概念是互相獨立，又互相依存的，其關系如下：氧化劑〔具有氧化性〕——得電子——被復原——發(fā)生復原反響——復原產(chǎn)物；復原劑〔具有復原性〕——失電子——被氧化——發(fā)生氧化反響——氧化產(chǎn)物。2．常見的氧化劑和復原劑常見的氧化劑：〔1〕非金屬單質(zhì)X2、O2、S等；〔2〕高價金屬陽離子Cu2+、Fe3+；高價或較高價含氧化合物H2SO4(濃)、MnO2、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。常見的復原劑：〔1〕活潑或較活潑的金屬K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等；〔2〕低價金屬陽離子Fe2+；〔3〕非金屬陰離子Cl－、Br－、I－、S2－等；〔4〕含較低價元素的化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。說明：在含有變價元素的化合物中，具有中間價態(tài)元素的物質(zhì)〔單質(zhì)或化合物〕既可做氧化劑，又可做復原劑。例如：Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等既有氧化性有又復原性。3．氧化復原反響中各個根本概念間的關系【知識·鏈接】氧化復原反響的表示方法1．雙線橋法：表示的是同一元素在反響物轉(zhuǎn)化為生成物時電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果，反映了化學反響的本質(zhì)及參加反響的各物質(zhì)間的氧化復原關系。雙線橋法分析氧化復原反響的步驟：①標出有化合價變化的元素的化合價；②在反響物到生成物之間畫一個箭頭，箭頭出發(fā)和指向的是有化合價變化的同一元素；③分析化合價的變化，找出反響中得失電子的總數(shù)(有價態(tài)變化元素的一個原子轉(zhuǎn)移電子數(shù)×發(fā)生價態(tài)變化的原子個數(shù))；④將轉(zhuǎn)移電子數(shù)標在線上；2．單線橋法：表示的是電子轉(zhuǎn)移的情況，反映了化學反響的本質(zhì)。單線橋法分析氧化復原反響的步驟：①標出有化合價變化的元素的化合價；②用線橋?qū)⒎错懳镏惺щ娮拥脑睾偷秒娮拥脑剡B接起來，箭尾是失電子的元素，箭頭是得電子的元素。注意：橋線只在反響物中，不跨越“＝〞與生成物相連。③在橋線上注明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，注意：只寫數(shù)目，不標得失。運用氧化性、復原性概括物質(zhì)的化學性質(zhì)所謂氧化性是指氧化劑具有的一種能得到電子的能力，表現(xiàn)在反響中是化合價有降低趨勢的一種表現(xiàn)能力；復原性是指復原劑具有的一種失去電子的能力，表現(xiàn)在反響中是化合價有升高趨勢的一種表現(xiàn)能力。我們運用氧化性、復原性概括物質(zhì)的化學性質(zhì)，下面舉例說明：上一章學了氯氣和金屬鈉的化學性質(zhì)，氯氣跟金屬單質(zhì)〔鈉、鐵、銅等〕、非金屬單質(zhì)〔氫氣等〕的反響中都是得電子，化合價降低被復原，做氧化劑，因此氯氣具有強氧化性；但氯氣也有復原性，如氯氣跟水、堿溶液所發(fā)生歧化反響。其中有一局部氯即是表現(xiàn)了復原性。而鈉非金屬單質(zhì)〔氯氣、氧氣等〕、水的反響中都是失電子，化合價升高被氧化，做復原劑，因此鈉具有強復原性。鹽酸是既有氧化性又有復原性的。如在鹽酸跟鎂、鋁、鋅等較活潑金屬發(fā)生的置換反響中，鹽酸表現(xiàn)了氧化性。在濃鹽酸跟二氧化錳反響制取氯氣時，鹽酸表現(xiàn)了復原性。由于鹽酸的氧化性實質(zhì)上是H+的氧化性，屬于酸的通性，即絕大多數(shù)酸所具有的共同性質(zhì)，因此不能把鹽酸稱為氧化性酸。但濃硫酸是強氧化性酸，其氧化性是指H2SO4分子中＋6價的硫元素表現(xiàn)的一種很強的得電子的能力。稀硫酸或硫酸鹽中的SO42－中的硫元素雖然也是＋6價，但沒有強氧化性。稀硫酸也有氧化性，是其中的H＋所表現(xiàn)的。濃硫酸分子中＋6價的硫元素得電子的能力遠強于其中的＋1價的氫。金屬元素只能失電子，所以金屬單質(zhì)只有復原性；非金屬元素既能得電子表現(xiàn)負價，又能失〔偏離〕電子表現(xiàn)正價，所以非金屬單質(zhì)多數(shù)既有氧化性又有復原性。3探究鐵及其化合物的氧化性和復原性1、鐵元素的存在形態(tài)：游離態(tài)：隕鐵化合態(tài)：鐵元素主要以＋2價和＋3價的化合態(tài)存在。在地殼中的質(zhì)量分數(shù)為4.65％，處于第四位，僅次于氧、硅和鋁。2、按不同標準給鐵及其化合物分類〔1〕按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽給上述物質(zhì)分類。單質(zhì)：鐵；氧化物：FeO、Fe2O3、Fe3O4；堿：Fe(OH)2、Fe(OH)3；鹽：FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3〔2〕按鐵元素的化合價給上述物質(zhì)分類。0價：Fe；+2價：FeO、FeCl2、FeSO4、Fe(OH)2；+3價：Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(OH)33、鐵在氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4性質(zhì)的比較FeOFe2O3Fe3O4俗名——鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性難溶難溶難溶化合價＋2＋3＋2、＋3與CO、H2反響FeO＋COFe＋CO2FeO＋H2Fe＋H2OFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2Fe2O3＋3H22Fe＋3H2OFe3O4＋4CO3Fe＋4CO2Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O與稀硫酸反響FeO＋H2SO4＝FeSO4＋H2OFe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2OFe3O4＋4H2SO4＝Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4H2O4．鐵的氫氧化物——4Fe(OH)2和4Fe(OH)3性質(zhì)的比較〔1〕氫氧化亞鐵：制備：FeCl2＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋2NaCl物理性質(zhì)：白色難溶的弱堿化學性質(zhì)：①與強酸反響②復原性：易被氧化劑所氧化。如：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3思考：實驗室在制備Fe(OH)2時，為防止被氧化，可以采取哪些措施提示：實驗室制備氫氧化亞鐵時，因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反響生成氫氧化鐵，更要注意隔絕空氣。其方法是：①亞鐵鹽需新制〔用足量鐵與稀硫酸反響或復原氯化鐵溶液〕；②將所用氫氧化鈉溶液煮沸以趕盡溶于其中的空氣〔O2〕；③使用長滴管吸入氫氧化鈉溶液后將滴管伸至氯化亞鐵溶液的液面以下，慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與氯化亞鐵接觸?！?〕氫氧化鐵：制備：FeCl3＋3NaOH＝Fe(OH)3↓＋3NaCl物理性質(zhì)：紅褐色難溶固體化學性質(zhì)：與強酸反響。Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O5、探究鐵及其化合物的氧化性和復原性預測：鐵元素顯0價時，只有復原性；顯+3價時，只有氧化性；顯+2價時，既有氧化性，又有復原性。〔1〕Fe的復原性：與H+、Cu2+、Fe3+、Cl2等反響Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑、Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu、2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2Fe＋3Cl22FeCl3〔2〕Fe3+的氧化性：與Fe、Cu、Zn反響2Fe3+＋Fe＝3Fe2+、2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+、3Zn＋2Fe3+＝3Zn2+＋2Fe〔3〕Fe2+的氧化性：與鋅反響Zn＋Fe2+＝Zn2+＋Fe〔4〕Fe2+的復原性：與氯水等反響2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＝2Cl－〔5〕鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化示意圖【聯(lián)想·發(fā)散】Fe2+與Fe3+的鑒別〔1〕直接觀察顏色：Fe2+的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色?！?〕利用顯色反響：Fe2+的溶液＋KSCN或NH4SCN溶液，溶液不呈紅色；Fe3+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液，溶液呈血紅色。有關離子方程式：Fe3+＋SCN－＝［Fe(SCN)］2+〔3〕利用鐵化合物沉淀的顏色：Fe2+的溶液＋NaOH溶液，出現(xiàn)白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色；Fe3+的溶液＋NaOH溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀。有關反響式：Fe2+＋2OH－＝Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋2H2O＋O2＝4Fe(OH)3；Fe3+＋3OH－＝Fe(OH)3↓〔4〕利用Fe3+的氧化性：①Fe2+的溶液＋Cu片，無明顯現(xiàn)象；Fe3+的溶液＋Cu片，銅被腐蝕，溶液變?yōu)樗{綠色。有關離子方程式：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＝Cu2+②Fe2+的溶液＋淀粉KI試紙，試紙不變藍；Fe3+的溶液＋淀粉KI試紙，試紙變藍。有關離子方程式：2Fe3+＋2I－＝2Fe2+＋I2〔5〕利用Fe2+的復原性：①Fe2+的溶液＋酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色褪去；Fe3+的溶液＋酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫色不褪。②Fe2+的溶液＋氯水，溶液變?yōu)樽攸S色；Fe3+的溶液＋氯水，無明顯現(xiàn)象。有關離子反響式：2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－注意：以上方法以KSCN溶液鑒別最常用。層析法認識氧化復原反響與電子轉(zhuǎn)移之間的關系〔1〕以反響2Na+Cl22NaCl為例分析：在Na與Cl2反響前后，元素化合價的升降情況為：化合價降低2化合價降低2×1化合價升高1×22Na＋Cl2＝2NaCl00+1-1失去2×失去2×e－2Na＋Cl2＝2NaCl00+1-1得到2×e－由此可知，在由單質(zhì)Na和Cl2生成離子化合物NaCl的反響里，元素化合價的升降與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移之間有著密切關系.元素原子失去(或得到)電子，元素的化合價就升高(或下降)，并且元素原子失去(或得到)的電子數(shù)與元素化合價升高(或降低)的數(shù)相等.電子得失，屬于電子轉(zhuǎn)移.〔2〕以反響H2+Cl22HCl為例分析化合價降低2×1化合價升高2×1H2化合價降低2×1化合價升高2×1H2＋Cl2＝2HCl00+1-1電子偏出2×電子偏出2×e－H2＋Cl2＝2HCl00+1-1電子偏入2×e－由上可知，在像由單質(zhì)H2和Cl2生成共價化合物HCl的反響里，元素化合價的升降與元素原子之間的共用電子對的偏移有著密切關系.共用電子對偏出〔或偏入〕，元素的化合價就升高〔或降低〕，并且元素原子偏出〔或偏入〕的電子數(shù)與元素化合價升高(或降低)的數(shù)相等.電子偏出偏入，也屬于電子轉(zhuǎn)移?！?〕綜上結(jié)論可知，元素化合價的升降既與氧化復原反響之間有著密切的關系，又與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移有密切關系.物質(zhì)失去電子的反響是氧化反響，物質(zhì)得到電子的反響是復原反響，但凡有電子轉(zhuǎn)移〔得失或偏移〕的反響都是氧化復原反響。學習鐵及其化合物性質(zhì)的方法〔1〕抓價態(tài)：從鐵元素三種價態(tài)的相互轉(zhuǎn)化〔鐵三角關系〕去認識鐵及其化合物間的氧化復原反響規(guī)律。①Fe2+和Fe3+的性質(zhì)：a．Fe2+既有氧化性，又有復原性，主要表現(xiàn)復原性；Fe3+具有較強的氧化性。b．Fe2+和Fe3+都是典型的弱堿陽離子，與OH－離子在溶液中可以發(fā)生反響。②亞鐵鹽的存放方法：參加少量鐵屑以防止Fe2+被氧化?！?〕想屬類：如鐵是一種比較活潑的過渡金屬，氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物，氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿，氯化鐵為強酸弱堿鹽，由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì)?！?〕作比較：列表比較鐵的氧化物、鐵的氫氧化物和Fe2+與Fe3+的鑒別方法?！緦ｎ}放送】氧化復原反響中的有關判斷1．氧化復原反響中根本概念的判斷氧化復原反響的實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，特征是反響前后元素的化合價發(fā)生了變化。我們判斷某反響是否為氧化復原反響可根據(jù)反響前后元素的化合價是否發(fā)生了變化這一特征。在氧化