鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应第1课时学案
展开1. 理解氧化还原反应基本概念。
2.能从得失电子的角度解释氧化还原反应的本质。
【学习重难点】氧化还原反应相关的概念及实质
【自 学 自 测】
【练习感知】
1.标出下列物质中各加点元素的化合价:
CuO、 FeSO4、 HClO、 Cl2、 KClO3、 CuCl2、 KMnO4、 MnO2
2.初中学过的四大反应类型 、 、 、
一、氧化还原反应
1、概念:从 的角度,将化学反应分为 和 两大类。
在反应过程中有 的化学反应叫做氧化还原反应。
在氧化还原反应中,反应物所含某种或某些元素化合价升高的反应称为
反应物所含某种或某些元素化合价降低的反应称为
2、氧化还原反应的特征:反应中物质所含 。
练习:请举出两个熟悉的氧化还原反应的例子(标出化合价变化)
思考 下列化学反应:
①HCl+NH3===NH4Cl ②2NO+O2===2NO2
③NH4HCO3===NH3↑+CO2↑+H2O ④2KClO3eq \(=====,\s\up12(MnO2),\s\d4(△))2KCl+3O2↑
⑤H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O ⑥Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑦S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑ ⑧Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
⑨CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O ⑩Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2
(1)上述反应中属于化合反应的是 ,属于分解反应的是 ,属于复分解反应的是 ,属于置换反应的是 ,属于氧化还原反应的是 。
【归纳】氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)有 的化合反应是氧化还原反应。
(2)有 的分解反应是氧化还原反应。
(3)所有的置换反应 氧化还原反应。
(4)所有的复分解反应 氧化还原反应。
思考:臭氧分解生成氧气是氧化还原反应吗?
【自测】1.判断正误
(1)氧化还原反应中,所有元素的化合价均发生了变化( )
(2)凡有单质参加的化学反应或有单质生成的化学反应都是氧化还原反应( )
(3)某元素从化合态变成游离态,一定发生了还原反应( )
(4)Na和H2O的反应是氧化还原反应( )
(5)氧化还原反应中,有一种元素发生氧化反应必定有另一种元素发生还原反应( )
(6)只要是氧化还原反应,一定存在电子的转移( )
2.下列反应不属于基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
A.Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag B.BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
C.MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O D.2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑
二、氧化剂、还原剂及相关概念
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 ,即 (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 ,即 (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 电子被 的产物。
还原产物:氧化剂 电子被 的产物。
3.氧化性与还原性
氧化性:物质 的性质或能力。
还原性:物质 的性质或能力。
【练习】分析下列反应并按要求填空。 氧化剂与还原剂的关系如上图所示
(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 。
4.常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂(具有氧化性的物质)有:
常见的还原剂(具有还原性的物质)有:
【点拨】1.氧化剂→具有 →被 →发生 反应
还原剂→具有 →被 →发生 反应
氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物
2.(1)同一反应中的氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一物质,如电解水生成H2和O2,H2O既是氧化剂又是还原剂。
(2)在同一反应中,一种物质中的一种元素能发生既被氧化又被还原的反应(歧化反应),如Cl2+H2O===HCl+HClO,Cl元素既被氧化又被还原。
(3)物质作氧化剂或作还原剂要根据具体反应而定,同一物质在一个反应中作氧化剂,而在另一反应中则可能作还原剂,如N2与H2反应(N2+3H22NH3)时N2作氧化剂,而与O2反应(N2+O22NO)时作还原剂。
3、(1)所含元素处于 时,元素有 的趋势,该物质可能具有氧化性;
(2)所含元素处于 时,元素有 的趋势,该物质可能具有还原性。
(3)具有中间价态元素的物质(单质或化合物)既可作氧化剂,又可作还原剂。例如Cl2、H2O2、FeCl2、SO2等既有氧化性又有还原性。
【思考】含最高价元素的化合物一定具有强氧化性吗? 请举例说明
三、氧化还原反应的实质
氧化还原反应的实质 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
= 1 \* GB3 ①该反应的离子方程式_____________________ 推测反应发生的实质;
= 2 \* GB3 ②由氯化钠生成分析氧化还原反应的实质:
结论: 是氧化还原反应的实质。 是氧化还原反应的外观表现
思考:氧化反应和还原反应是否可以单独存在?为什么?___________________________________
【自 研 自 悟】
【探究1】氧化还原反应的特征和实质
1.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。黑火药爆炸反应为S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。在该反应中,被还原的元素是( )
A.N B.C C.N和S D.N和C
2.(双选)下列变化过程发生还原反应的是( )
A.SO2→H2SO3 B. Cl2→HCl
C.N2→NH3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
【总结】氧化还原反应特征与本质的理解,见右图。
【探究2】氧化剂和还原剂
1.反应NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O的说法错误的是( )
A.NaNO2中N的化合价为+3 B.NO是还原剂
C.氧化反应的产物是NaNO2 D.生成2 ml NaNO2时转移2 ml电子
【借题发挥】从氧化还原反应角度分析NO在反应中表现了什么性质?NO只能表现这种性质吗?
2.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
【自 练 自 提】
1.古诗词是古人为我们留下的宝贵精神财富,下列古诗词中没有涉及氧化还原反应的是( )
A.野火烧不尽,春风吹又生 B.粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间
C.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干 D.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
2.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在反应中失去电子,此物质中的某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应
3.下列变化中,属于氧化反应的是( )
A.Cl2→Cl- B.FeCl2→FeCl3 C.CO→C D.NO2→N2O4
4.下列反应中,划线的物质发生氧化反应的是( )
A.Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2 B.CO2+Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO
C.Fe2O3+2Aleq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3+2Fe D.CO2+NaOH===NaHCO3
5.下列反应进行分类时,既属于氧化还原反应又属于化合反应的是( )
A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ B.2KClO3eq \(=====,\s\up12(MnO2),\s\d4(△))2KCl+3O2↑
C.S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2 D.CH4+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2+2H2O
6.下列反应中电子转移发生在同种元素之间的是( )
A.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ B.2H2S+SO2===3S↓+2H2O
C.H2+CuO===Cu+H2O D.2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑+O2↑
7.下列关于氧化剂与还原剂的判断正确的是( )
A.反应CH4+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2+2H2O中,O2是氧化剂,CH4是还原剂
B.反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O中,HCl是氧化剂,MnO2是还原剂
D.反应H2O2+2ClO2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2中,H2O2是绿色氧化剂
8.下列反应中必须加入还原剂才能进行的是( )
A.Mn2+→MnOeq \\al(-,4) B.H2→H2O C.NOeq \\al(-,3)→NO D.Zn→Zn2+
9.在2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )
A.1∶8 B.8∶1 C.1∶5 D.5∶1
10.对于反应CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,下列判断不正确的是( )
A.H2O为氧化剂 B.氧化产物和还原产物的分子数之比为1∶1
C.CaH2为还原剂,失电子被氧化 D.每生成1 ml H2,转移的电子数为2NA
11~15题有一个或两个选项符合题目要求。
11.在下列反应中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是( )
①N2+O2eq \(=====,\s\up7(放电))2NO; ②4AgNO3===2Ag2O+4NO2↑+O2↑;
③2NH4Cl+Ba(OH)2===BaCl2+2NH3↑+2H2O。
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
12.某同学查阅资料得知:Cu与稀硫酸不反应,但Cu可与浓硫酸在加热条件下反应,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2R,下列说法不正确的是( )
A.该反应中涉及了3种类型的化合物 B.R为相对分子质量最小的氧化物
C.反应前后,H2SO4中硫元素的化合价全部发生了改变
D.该反应不属于四种基本反应类型中的任何一种
13.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的水处理剂,制取高铁酸钾的一种方法为2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.K2FeO4中铁元素化合价为+6价 B.生成1 ml K2FeO4时转移6 ml电子
C.Cl2是氧化剂 D.Fe(OH)3发生还原反应
14.在焊接铜器时常用NH4Cl溶液除去铜器表面的氧化铜,其反应为
CuO+NH4Cl→Cu+CuCl2+N2↑+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.该反应中NH4Cl被还原
B.该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
C.该反应中产生0.1 ml N2时,转移0.6 ml电子
D.该反应中被还原的CuO占参与反应的CuO的eq \f(1,2)
15.把碎片b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是 ( )
A.纸条排列的顺序可能是c、d、a、b、e B.通过该反应可知还原性: ClO3->SO32-
C.氧化剂与还原剂的物质的量比为2∶1 D.每生成1个ClO2,反应转移的电子数为2个
16.已知反应2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+8H2O+2KCl+5Cl2↑。回答下列问题:
(1)请将上述反应改写为离子方程式:_____________________________________________
(2)浓盐酸在反应中显示出来的性质是______(填序号)。
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3)被氧化的HCl占HCl总量的__________,被还原的元素是____________________(填元素符号)。
(4)当有0.5 ml氯气生成时,该反应转移的电子数为__________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
17.氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的价值。
(1)化合价是学习氧化还原反应的基础。在括号中写出以下几种物质中加点元素的化合价。
Na2eq \(O,\s\d4(·))2( ); eq \(N,\s\d4(·))H4NO3( ); H2eq \(C,\s\d4(·))2O4( ); Ceq \(u,\s\d4(·))Cl( )。
(2)氢化钠(NaH)为白色晶体,常用氢化钠在高温下将TiCl4还原为Ti,而H-被氧化为+1价,写出该反应的化学方程式,:___________________________________________;
NaH能与水剧烈反应:NaH+H2O===NaOH+H2↑,NaH与液氨也有类似的反应,写出反应的化学方程式:__________________________________________,该反应中NaH发生___________反应。
自练自提答案
1-5BCBCC 6-10 BACCD 11-15A C B C AC
16、
(2)② (3)5/8 Mn
(4)NA
17、(1)
(2)
氧化
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