人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应第二课时导学案
展开[明确学习目标] 1.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。2.会判断氧化剂和还原剂,会比较物质氧化性或还原性的强弱。3.会用单线桥法表示氧化还原反应得失电子情况。
学生自主学习
基本概念
1.氧化剂和还原剂
(1)氧化剂:在氧化还原反应中,eq \(□,\s\up3(01))得到电子(或电子对偏向)的物质。
(2)还原剂:在氧化还原反应中,eq \(□,\s\up3(02))失去电子(或电子对偏离)的物质。
2.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的得电子的性质。
(2)还原性:还原剂所表现出的失电子的性质。
常见的氧化剂和还原剂
氧化还原反应中电子得失情况的表示方法——
单线桥法
1.单线桥的表示方法
2.氧化还原反应的存在
(1)有利于人类生活和生产的方面,如:金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧等。
(2)不利于人类生活和生产的方面,如:易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。
1.在一个氧化还原反应中氧化剂得电子,还原剂失去电子,则在该反应中电子转移总数是两者的和吗?
提示:电子转移总数=氧化剂得电子总数=还原剂失去电子总数,即氧化剂得到的恰恰是还原剂失去的电子,也就是发生转移的电子。
2.处于最高价态的元素具有强氧化性,处于最低价态的元素具有强还原性。这句话是否正确?
提示:不正确,一般来说,处于最高价态的元素具有氧化性,但不一定具有强氧化性;处于最低价态的元素具有还原性,但不一定具有强还原性。例如,KCl中K呈+1价,是钾的最高价态,但由于K的还原性很强,所以K+的氧化性很弱。
3.双线桥法和单线桥法有何不同?
提示:双线桥法中箭头是由反应物指向生成物中的同种元素,并注明得失电子;单线桥法中箭头是由反应物中失去电子的元素指向得到电子的元素。
课堂互动探究
知识点一 氧化还原反应的基本概念
1.概念间的关系图
2.概念分析的方法
(1)正确标出反应前后变价元素的化合价。
(2)找出化合价变化(升、降)与氧化还原反应中各概念之间的对应关系。
(3)在分析转移电子总数时,不能将得电子数和失电子数加和作为转移电子总数。
1 已知下列四个反应:
①2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
②2F2+2H2O===4HF+O2
③Cl2+H2O===HCl+HClO
④C+H2O(g)eq \(=====,\s\up17(高温))CO+H2
(1)水只作氧化剂的是________。
(2)水只作还原剂的是________。
(3)水既不作氧化剂也不作还原剂的是________。
[批注点拨]
[解析] H2O中H元素为+1价,当生成H2时,H元素化合价降低,此时H2O作氧化剂;H2O中O元素为-2价,当生成O2时,O元素化合价升高,此时水作还原剂。所以①、④中水作氧化剂,②中水作还原剂,③中水既不是氧化剂也不是还原剂。
[答案] (1)①④ (2)② (3)③
[练1] 利用铝热反应原理焊接钢轨的化学方程式为Fe2O3+2Aleq \(=====,\s\up17(高温))2Fe+Al2O3。下列叙述错误的是( )
A.属于置换反应 B.属于氧化还原反应
C.Al作还原剂 D.Fe2O3被氧化
答案 D
解析 该反应中Fe2O3是氧化剂被还原。
[练2] 在反应2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中,
(1)氧化剂是________,氧化产物是________(填化学式)。
(2)若生成71 g Cl2,则被氧化的HCl是________g。
答案 (1)KMnO4 Cl2 (2)73
解析 (1)分析反应中元素化合价变化,eq \(Mn,\s\up6(+7)) ―→eq \(Mn,\s\up6(+2)),化合价降低,得到电子,故KMnO4作氧化剂;eq \(Cl,\s\up6(-1)) ―→eq \(Cl,\s\up6(0)),化合价升高,失去电子,发生氧化反应,故Cl2是氧化产物。
(2)由eq \(2HCl,\s\d4(73))~eq \(Cl2,\s\d4(71))得,被氧化的HCl是73 g。
方法规律 记忆口诀
氧→得→降→还
还→失→升→氧
即:氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物;
还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物。
知识点二 依据物质所含元素的化合价判断物质的氧化性和还原性
1.根据物质中所含元素的化合价,可以推测该物质具有氧化性还是还原性,它们在氧化还原反应中可作氧化剂还是还原剂。
2.判断一种物质在反应中作氧化剂还是作还原剂,除考虑所含元素化合价的高低外,还要考虑物质之间的氧化性、还原性的相对强弱。如H2O2常作氧化剂,但与酸性KMnO4溶液反应时却作还原剂。一般氧化性较强的物质易与还原性较强的物质反应。
2 在氧化还原反应中,下列各组物质均可作氧化剂的是( )
A.Cl2、Fe3+、Al B.Fe3+、MnOeq \\al(-,4)、NOeq \\al(-,3)
C.F-、I-、S2- D.ClOeq \\al(-,4)、Mg
[批注点拨]
[解析] A项中Al,C项中F-、I-、S2-,D项中Mg都是这些元素的最低价态,只有还原性,只能用作还原剂;B项中+3价Fe,+7价Mn、+5价N都分别是这些元素的最高价态,具有氧化性,可用作氧化剂。
[答案] B
[练3] 下列各组物质属于常见氧化剂的一组是( )
A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4
B.O2、KMnO4、C、H2
C.Na、K、FeCl2、H2、CO
D.CuO、CO、Fe2O3、H2
答案 A
解析 常作氧化剂的有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
[练4] 下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2
C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
答案 A
解析 F没有正价,故F2只具有氧化性;K为金属,金属没有负价,故K的化合价只能升高,不能降低,即K只有还原性;HCl中的Cl-处于最低价态,只有还原性,H+只有氧化性,因此HCl既有氧化性又有还原性。
知识点三 单线桥法表示氧化还原反应电子转移的情况
1.单线桥法的基本步骤
2.注意事项
(1)单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
(2)箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。
3 下列用单线桥表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )
[批注点拨]
[解析] 正确的标法如下:
[答案] D
[练5] 下列表示方法正确的是( )
答案 C
解析 A错误,箭头应指向H2O中的H元素;B错误,得到电子为2×3e-;D错误,Fe失电子,箭头应由Fe指向H。
[练6] 分析反应MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up17(△))MnCl2+2H2O+Cl2↑,用双线桥法和单线桥法标出电子转移的方向和数目。
答案
解析 Heq \(Cl,\s\up6(-1))→eq \(Cl,\s\up6(0))2,HCl失去电子;eq \(Mn,\s\up6(+4))O2→eq \(Mn,\s\up6(+2))Cl2,MnO2得到电子。
方法规律 (1)氧化还原反应存在着对立统一的关系:元素化合价有升必有降,电子有失必有得,有氧化必有还原。
(2)表示氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用双线桥法较方便;表示电子转移的方向和数目时,用单线桥法较方便。
eq \a\vs4\al([知识拓展]) 利用氧化还原反应比较物质氧化性、还原性的强弱
(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
(2)应用:比较物质间氧化性或还原性的强弱,判断微粒间的反应,肯定是强的生成弱的。
(3)举例:Cl2+2I-===2Cl-+I2反应中氧化剂Cl2的氧化性大于氧化产物I2的氧化性;还原剂I-的还原性大于还原产物Cl-的还原性。
4 已知某温度时发生如下三个反应:
①C+CO2===2CO ②C+H2O(g)===CO+H2
③CO+H2O(g)===CO2+H2
由此可以判断,在该温度下,C、CO、H2的还原性由强到弱的顺序为( )
A.CO>C>H2 B.CO>H2>C
C.C>H2>CO D.C>CO>H2
[批注点拨]
[解析] 由氧化还原反应判断,还原性:①中,C>CO;②中,C>H2;③中,CO>H2,整体排序为C>CO>H2。
[答案] D
[练7] 已知氧化还原反应:
①Fe2++Zn===Fe+Zn2+
②Cu2++Fe===Fe2++Cu
③2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
下列说法不正确的是( )
A.氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+>Zn2+
B.还原性:Zn>Fe>Cu>Fe2+
C.化学反应2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+能够发生
D.化学反应2Fe3++Fe===3Fe2+不能发生
答案 D
解析 反应①说明氧化性Fe2+>Zn2+,反应②说明氧化性Cu2+>Fe2+,反应③说明氧化性Fe3+>Cu2+,则A正确;反应①说明还原性Zn>Fe,反应②说明还原性Fe>Cu,反应③说明还原性Cu>Fe2+,则B正确;2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+能够发生,Zn、Fe的还原性均比Cu强,则2Fe3++Zn===2Fe2++Zn2+和2Fe3++Fe===3Fe2+都能够发生,C正确、D不正确。
[练8] 常温下,在溶液中可以发生如下反应:
①2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-;②2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;③2Fe3++2I-===2Fe2++I2。由此判断下列说法错误的是( )
A.铁元素在反应①和③中均被氧化
B.反应②中当有1个Cl2分子被还原时,有2个Br-被氧化
C.还原性强弱顺序为:I->Fe2+>Br->Cl-
D.氧化性强弱顺序为:Cl2>Br2>Fe3+>I2
答案 A
解析 ①中Fe2+作还原剂,在反应中被氧化,③中Fe3+作氧化剂,在反应中被还原,A错误;反应②中Cl2作氧化剂,当有1个Cl2被还原时,有2个Br-被氧化,B正确;反应①可知,氧化性:Br2>Fe3+,还原性:Fe2+>Br-;由反应②可知,氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-;由反应③可知,氧化性:Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+,整体再排序,故C、D正确。
本课归纳总结
1.还原剂是失去电子(或电子对偏离)的反应物。在反应时所含元素的化合价升高。还原剂有还原性,反应时本身被氧化,得到氧化产物。氧化剂与之相反。
2.元素处于最高价态时只有氧化性,最低价态时只
有还原性,中间价态时既有氧化性又有还原性。
3.在给定的氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
学习效果检测
1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.化合价升高的物质发生氧化反应,被还原,作还原剂
B.化合价降低的物质发生还原反应,被还原,作氧化剂
C.失电子的物质发生还原反应,被氧化,作还原剂
D.得电子的物质发生还原反应,被氧化,作氧化剂
答案 B
解析 在反应中氧化剂所含某种元素的化合价降低,得电子被还原,发生还原反应,生成还原产物;在反应中还原剂所含某种元素的化合价升高,失电子被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。
2.下列对X+2Y===X2++2Y-的叙述中正确的是( )
A.Y被还原,X2+是还原产物
B.Y被还原,X发生氧化反应
C.X是还原剂,Y被氧化
D.X被氧化,X显氧化性
答案 B
解析 在反应X+2Y===X2++2Y-中,Y元素的化合价降低,Y作氧化剂,发生还原反应,被还原,Y-是还原产物;X元素的化合价升高,作还原剂,发生氧化反应,被氧化,X2+是氧化产物。据此可知A、C、D错误,B正确。
3.下列反应中,属于有水参加的氧化还原反应且水只作氧化剂的是( )
A.SO2+H2O===H2SO3
B.Cl2+H2O===HCl+HClO
C.2H2Oeq \(=====,\s\up17(通电))2H2↑+O2↑
D.3Fe+4H2O(g)eq \(=====,\s\up17(高温))4H2+Fe3O4
答案 D
解析 A项,该反应为非氧化还原反应;B项,水既不是氧化剂,也不是还原剂;C项,水既是氧化剂,又是还原剂;D项,Fe为还原剂,水为氧化剂。
4.对于反应CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,有下列判断,其中正确的是( )
①H2只是氧化产物 ②H2只是还原产物 ③H2O是氧化剂 ④CaH2中的氢元素被还原 ⑤此反应中的氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1
A.①④ B.②③⑤
C.① D.③⑤
答案 D
解析 只有H元素的化合价发生变化,在CaH2中H元素为-1价,被氧化成0价。在水中H元素为+1价,被还原成0价。因此,H2既是氧化产物又是还原产物,H2O是氧化剂。氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1。
5.已知常温下在溶液里可发生如下两个离子反应:
Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+;Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。由此可以确定Fe3+、Ce4+、Sn4+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是( )
A.Sn4+、Fe3+、Ce4+ B.Ce4+、Fe3+、Sn4+
C.Sn4+、Ce4+、Fe3+ D.Fe3+、Sn4+、Ce4+
答案 B
解析 由第一个离子反应分析,氧化剂为Ce4+,氧化产物为Fe3+,则氧化性:Ce4+>Fe3+;由第二个离子反应分析,氧化剂为Fe3+,氧化产物为Sn4+,则氧化性:Fe3+>Sn4+,综合归纳为:Ce4+>Fe3+>Sn4+。
6.在S+2KNO3+3Ceq \(=====,\s\up17(△))K2S+N2↑+3CO2↑的反应中,________元素被氧化,________元素被还原;________是氧化剂,________是还原剂;反应物中________表现氧化性、________表现还原性;________是氧化产物,________是还原产物。
答案 碳 硫、氮 S、KNO3 C S、KNO3 C CO2 K2S、N2
解析 解答有关氧化还原反应的问题,应先从元素化合价的变化入手,找出电子转移情况:
碳元素(eq \(C,\s\up6(0))→eq \(C,\s\up6(+4))),化合价升高,失电子,被氧化,C是还原剂,有还原性,CO2是氧化产物。
硫元素(eq \(S,\s\up6(0))→eq \(S,\s\up6(-2)))、氮元素(eq \(N,\s\up6(+5))→eq \(N,\s\up6(0))),化合价都降低,得电子,被还原,S、KNO3是氧化剂,有氧化性,K2S、N2是还原产物。
7.针对以下A~D四个涉及H2O2的反应(未配平)填空:
A.Na2O2+HCl―→H2O2+NaCl
B.Ag2O+H2O2―→Ag+O2↑+H2O
C.H2O2―→H2O+O2↑
D.3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是________(填序号,下同),H2O2仅体现还原性的反应是________,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是________,H2O2既不作氧化剂又不作还原剂的反应是________。
(2)请用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目:___________________。反应中氧化剂是________,被氧化的元素是________。
答案 (1)D B C A
(2)3H2O2+C6e-r2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O H2O2 Cr
解析 Na2O2和H2O2中氧元素的化合价是-1。A中H2O2不是氧化剂,也不是还原剂;B中H2O2中氧元素的化合价升高,H2O2仅表现还原性;C中H2O2中氧元素的化合价既有升高的,也有降低的,H2O2既表现氧化性,又表现还原性;D中H2O2中氧元素的化合价降低,H2O2只表现氧化性。
高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯综合与测试导学案及答案: 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯综合与测试导学案及答案,共4页。
人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第二课时学案: 这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三节 物质的量第二课时学案,共11页。
化学必修 第一册第三节 物质的量第三课时导学案: 这是一份化学必修 第一册第三节 物质的量第三课时导学案,共21页。