高中化学鲁科版必修1第2章 元素与物质世界第3节 氧化剂和还原剂教案设计
展开2.3 氧化剂和还原剂 知识概要
§1、氧化还原反应
我们根据化学反应中元素是否有化合价的变化,将反应分所化还原反应和非氧化还原反应。氧化反应和还原反应是两个相反应的过程,它们统一于一个氧化还原反应中,是一个整体。
化学反应 | 氧化还原反应 | 在反应过程中有元素化合价变化的化学反应 | 氧化反应:反应物所含元素化合价升高 |
还原反应:反应物所含元素化合价降低 | |||
非氧化还原反应 | 在反应过程中无元素化合价变化的化学反应 |
氧化还原反应的实质:电子的转移,如:
H2 + CuO == Cu + H2O Zn + CuSO4 == Cu + ZnSO4
§2 氧化剂还原剂
在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂;所今元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。
失电子 化合价升高 为还原剂(被氧化)
得电子 化合价降低 为氧化剂(被还原)
在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂都是反应物中的物质。其产物一般称作氧化产物和还原产物(在氧化还原反应中,被氧化而生成的物质为氧化产物,被还原而生成的物质为还原产物)如:
Fe + 4HNO3(稀) === Fe(NO3)3 + 2H2O + NO ↑……………………※
★补充说明:氧化性和还原性强弱的比较:一种物质在氧化还原反应中是做氧化剂还是还原剂,要通过具体化学反应具体分析。但是不同的氧化剂或还原剂,因其得失电子的能力不同,其氧化能力或还原能力不同。我们可以借助氧化还原反应的相关性质加以比较。如:
1、在同一个氧化还原反应中;氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
如上述反应 ※ 中,Fe的还原性比NO要强,HNO3的氧化性比Fe(NO3)3要强。
2、对同一种元素来说,一般情况下是逐着化合价的升高,氧化性越强,化合价降低,还原性增强。如:Fe(还原性) Fe2+(既有还原性又有氧化性) Fe3+(氧化性)
3、金属活泼性;金属单质越活泼,其单质还原性越强;反应其离子的氧化性越强。如:
Fe比Cu活泼,Fe的还原性比Cu强;反应Cu2+的氧化性比Fe2+强。
4、氧化还原反应的条件。与同种物质反应生成的氧化产物或还原产物相同时,条件越溶易,其还原性或氧化性就越强。如:
2KMnO4 + 16HCl (浓)== 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2 + 2H2O
因KMnO4与浓盐酸反应比MnO2与浓盐酸反应条件较为溶易,固其氧化性是:KMnO4 >MnO2
§3、铁及其化合物的氧化性和还原性:
单质铁的物理性质:铁,元素符号为Fe,有银白色金属光泽的金属单质、质硬、密硬较大、有良好的导电、导热能力和良好的延展性。
1、Fe2+和Fe3+ 的鉴别:
Fe3+的 鉴别 | 在Fe3+溶液中滴加KSCN溶液,如显血红色,说明存在Fe3+ |
滴入NaOH溶液,出现红褐色的沉淀,说明溶液中存在Fe3+ | |
Fe2+的 鉴别 | 滴入NaOH溶液,先生成白色的Fe(OH)2沉淀,随后变为灰绿色,最后变成红褐色 |
先滴入KSCN溶液,无血红色。再加入HNO3后滴入KSCN溶液,显血红色 |
含Fe3+的溶液一般为黄色,含Fe2+的溶液一般为浅绿色。
Fe、Fe2+、Fe3+的氧化性与还原性
| 化学方程式 | 离子方程式 | |
Fe的还原性 | Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 ↑ | Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 ↑ | |
Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑ | Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 ↑ | ||
Fe + 4HNO3 ==Fe(NO3)3 + 2H2O +NO↑ | Fe + 4 H+ +NO3—== Fe3++2H2O+NO↑ | ||
在以上反应中,Fe元素的化合价升高,在反应中做还原剂,表现为还原性 | |||
Fe2+的还原性 | 6FeSO4+3Cl2==2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 | 6Fe2++3Cl2 == 6Fe3++ 6Cl— | |
2FeCl2 + Cl2 == 2FeCl3 | 2Fe2+ + Cl2 ==2Fe3+ + 2 Cl— | ||
3 FeSO4+4HNO3==Fe2(SO4)3+ Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑ | |||
在以上反应中,Fe元素的化合价由 +2升到 +3,Fe2+表现为还原性 | |||
Fe2+的氧化性 | FeO + H2 == Fe + H2O |
| |
Zn + FeSO4 == ZnSO4 + Fe | Zn + Fe2+ == Zn2+ + Fe | ||
在以上反应中,Fe元素的化合价由+2降到0,Fe2+表现为氧化性 | |||
Fe3+的氧化性 | 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2 | 2 Fe3+ + Cu ==2 Fe2+ + Cu2+ | |
2FeCl3 + Fe == 3FeCl2 | 2 Fe3+ + Fe ==3 Fe2+ | ||
2FeCl3 + 2HI == 2FeCl2 + 2HCl + I2 | 2Fe3+ + 2I— == 2Fe3+ + I2 | ||
在以上反应中,Fe元素的化合价降低,Fe3+表现为氧化性 | |||
根据以上关系绘制铁三角关系图:(不同价态铁元素之间的转换请同学们自己完成)
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