化学实验活动2 铁及其化合物的性质第2课时学案

第2课时　氧化剂和还原剂

[核心素养发展目标]　1.能从化学反应中元素化合价的变化认识氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念，熟知常见的氧化剂和还原剂，理清相关概念间的关系。促进“变化观念”化学核心素养的发展。2.认识物质的氧化性、还原性，学会分析预测物质具有的氧化性或还原性，建立判断物质氧化性、还原性强弱的“思维模型”。

一、氧化剂、还原剂及相关概念

1．氧化还原反应中的相关概念

(1)用“双线桥”表示下列氧化还原反应中元素化合价升降和电子转移。

Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

答案　

(2)相关概念

①氧化剂与还原剂

氧化剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价降低，即得到电子(或电子对偏向)的物质。

还原剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价升高，即失去电子(或电子对偏离)的物质。

②氧化产物与还原产物

氧化产物：还原剂失去电子被氧化的产物。

还原产物：氧化剂得到电子被还原的产物。

③氧化性与还原性

氧化性：物质得电子的性质，或物质得电子的能力。

还原性：物质失电子的性质，或物质失电子的能力。

2．常见氧化剂、还原剂

(1)常见的氧化剂

①活泼性较强的非金属单质：如Cl2、O2等。

②变价元素的高价态化合物：如KMnO4、FeCl3、HNO3等。

③过氧化物：如Na2O2、H2O2等。

④其他：如HClO、漂白粉[有效成分为Ca(ClO)2]、MnO2等。

(2)常见的还原剂

①活泼性较强的金属单质：如Al、Fe、Zn等。

②某些非金属单质：如H2、S、C等。

③含有较低价态元素的化合物：如CO、SO2等。

④其他：如浓盐酸、NH3等。

(1)氧化剂得电子被氧化为还原产物(　　)

(2)非金属单质在反应中只作氧化剂(　　)

(3)在氧化还原反应中，金属单质作反应物时一定是还原剂(　　)

(4)还原剂失去电子具有氧化性(　　)

(5)元素处于最高化合价时一定具有强氧化性(　　)

(6)碘化氢中碘为最低价，碘化氢只具有还原性(　　)

(7)阳离子只能得电子被还原，阴离子只能失电子被氧化(　　)

(8)在同一反应中，氧化剂和还原剂不可能是同一物质(　　)

(9)某物质在氧化还原反应中是氧化产物，则必然有另一物质是还原产物(　　)

答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×

分析下列反应并按要求填空。

(1)2Fe＋3Cl22FeCl3

氧化剂是________，还原剂是________；发生氧化反应的是________，发生还原反应的是________。

(2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑

氧化剂是______，还原剂是______；被氧化的元素是______，被还原的元素是______。

(3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O

氧化剂是______，还原剂是______；氧化产物是______，还原产物是________。

(4)H2O2＋2H＋＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2H2O

氧化剂是______，还原剂是______；氧化产物是______，还原产物是______。

(5)5H2O2＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O

氧化剂是______，还原剂是______；氧化产物是______，还原产物是______。

提示　(1)Cl2　Fe　Fe　Cl2

(2)KMnO4　KMnO4　O　Mn

(3)SO2　H2S　S　S

(4)H2O2　Fe2＋　Fe3＋　H2O

(5)KMnO4　H2O2　O2　MnSO4

理解氧化还原反应的相关概念，要抓住两条线：

(1)还原剂化合价升高→失去电子→发生氧化反应(被氧化)→生成氧化产物。

(2)氧化剂化合价降低→得到电子→发生还原反应(被还原)→生成还原产物。

巧记：简化为六个字，“升失氧，降得还”。

二、氧化性、还原性强弱比较

1．氧化性、还原性的概念

(1)氧化性：物质得电子的性质(能力)。

(2)还原性：物质失电子的性质(能力)。

2．物质的氧化性及还原性与核心元素化合价的关系

3.氧化性、还原性强弱比较的方法

(1)根据元素的活动性顺序比较

如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

金属还原性：Fe>Cu

在反应中Fe是还原剂，Cu是还原产物。

(2)根据氧化还原反应方程式比较

氧化性：氧化剂>氧化产物

还原性：还原剂>还原产物

1．常温下，发生下列反应：①16H＋＋10Cl－＋2MnO===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，根据上述反应，可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是__________________________________________________。

答案　MnO>Cl2>Br2>Fe3＋

2．(2019·石家庄期中)已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化性由强到弱的顺序为W2>Z2>X2>Y2，下列氧化还原反应能发生的是(　　)

A．2NaW＋Z2===2NaZ＋W2

B．2NaX＋Z2===2NaZ＋X2

C．2NaW＋Y2===2NaY＋W2

D．2NaZ＋X2===2NaX＋Z2

答案　B

解析　A项，氧化性：Z2>W2，不符合题给信息，反应不能发生；B项，氧化性：Z2>X2，符合题给信息，反应能发生；C项，氧化性：Y2>W2，不符合题给信息，反应不能发生；D项，氧化性：X2>Z2，不符合题给信息，反应不能发生。

3．(1)根据反应的难易(反应条件)比较下列物质的氧化性强弱

①2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

可判断氧化性：KMnO4____MnO2。

(2)根据变价元素被氧化或被还原的程度比较下列物质的氧化性强弱

①2Fe＋3Cl22FeCl3

②Fe＋SFeS

可判断氧化性：氯气____硫。

(3)由(1)、(2)可知，根据反应条件、氧化产物的价态高低来比较物质的氧化性、还原性强弱时，应注意什么？结论是什么？

提示　(1)>　(2)>　(3)应与同一物质反应才可以比较。①当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。②当含变价元素的还原剂在相同的条件下与不同的氧化剂发生氧化还原反应时，可由对应氧化产物中元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素的价态升得越高，氧化剂的氧化性越强。

1．下列反应中，属于氧化还原反应，但水既不作氧化剂又不作还原剂的是(　　)

A．SO3＋H2O===H2SO4

B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

C．2F2＋2H2O===4HF＋O2

D．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

答案　B

解析　各元素的化合价均没有发生变化，不属于氧化还原反应，A错误；NO2中N元素的化合价发生变化，属于氧化还原反应，但水中H、O元素的化合价均不变，故水既不作氧化剂又不作还原剂，B正确；水中O元素的化合价升高，水作还原剂，C错误；水中H元素的化合价降低，水作氧化剂，D错误。

2．(2019·西安高一调研)某种飞船以N2H4和N2O4为动力源，发生反应：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，反应温度可高达2 700 ℃，对于该反应，下列说法中正确的是(　　)

A．该反应属于置换反应

B．N2H4是氧化剂

C．N2O4是还原剂

D．N2既是氧化产物又是还原产物

答案　D

解析　该反应的反应物中无单质，不属于置换反应，A错误；N2H4中N元素的化合价为－2价，在反应中失电子变为0价，因此N2H4是还原剂，B错误；N2O4中N元素的化合价为＋4价，在反应中得到电子变为0价，因此N2O4是氧化剂，C错误；－2价的N和＋4价的N均生成0价的N，因此N2既是氧化产物又是还原产物，D正确。

3．氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法错误的是(　　)

A．氢化钙既是氧化剂又是还原剂

B．氢气既是氧化产物又是还原产物

C．氢化钙是还原剂，水是氧化剂

D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1

答案　A

解析　在该反应中，氢化钙为还原剂，其中氢元素的化合价由－1价升高为0价；水为氧化剂，其中氢元素的化合价由＋1价降低为0价；氢气既是氧化产物又是还原产物，且氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。

4.已知常温下，在溶液中可发生如下反应：Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋，Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋。由此推断Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋的还原性由强到弱的顺序是(　　)

A．Sn2＋、Fe2＋、Ce3＋   B．Fe2＋、Ce3＋、Sn2＋

C．Fe2＋、Sn2＋、Ce3＋   D．Ce3＋、Fe2＋、Sn2＋

答案　A

解析　根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，由第一个方程式知，还原性：Fe2＋>Ce3＋，由第二个方程式知，还原性：Sn2＋>Fe2＋。综上所述，还原性：Sn2＋>Fe2＋>Ce3＋。

5．现有下列几个离子反应：

①Cr2O＋14H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O

②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－

③2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋

下列有关性质的比较正确的是(　　)

A．氧化性：Cr2O>Cl2>Fe3＋

B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O

C．还原性：SO2<Fe2＋<Br－

D．还原性：Cl－>Cr3＋>Fe2＋

答案　A

解析　根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知，氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3＋>SO；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋。