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苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第一单元 氯气及氯的化合物课堂教学课件ppt
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这是一份苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第一单元 氯气及氯的化合物课堂教学课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了内容索引，课前篇素养初探，课堂篇素养提升，素养目标，2反应物，3物质性质等内容，欢迎下载使用。
1.认识氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质。2.了解氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化反应、还原反应等概念。3.通过氧化还原反应的本质分析,培养宏观辨识与微观探析素养。4.学习氧化还原反应中电子转移的表示,了解氧化还原反应计算中的守恒思想。
【知识铺垫】1.四种基本反应类型:化合反应是几种反应物生成一种产物的反应,分解反应是一种反应物反应后生成几种产物的反应;复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应;置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质与化合物的反应。
2.在化学反应中,元素的化合价发生变化的反应属于氧化还原反应。置换反应一定属于氧化还原反应,复分解反应一定不属于氧化还原反应,有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应,均属于氧化还原反应。
【必备知识】1.氧化还原反应的概念(1)反应类型
2.氧化还原反应的实质与表示(1)氧化还原反应的实质是反应中有电子的转移。(2)用双线桥表示二氧化锰与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目: 。反应中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,若1 ml MnO2参与反应,则被氧化的氯化氢的物质的量为2 ml,反应中电子转移数目为2NA个。 3.氧化还原反应中,元素化合价升高与降低总数相等,氧化剂得到电子的数目与还原剂失去电子的数目相等。
【正误判断】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)氧化还原反应是元素化合价发生变化的反应,所以元素化合价发生变化是氧化还原反应的本质。( )(2)元素化合价升高,即发生氧化反应。( )(3)在氧化还原反应中,还原剂被氧化,氧化剂被还原。( )(4)反应中一种物质被氧化,必定有另一种物质被还原。( )(5)氧化反应和还原反应一定同时发生。( )(6)氧化还原反应中物质得到和失去电子的数目一定相等。( )
【问题探究】1.氧化还原反应中,元素化合价发生变化的本质原因是什么?提示 氧化还原反应中,元素化合价发生变化本质原因是电子发生转移。2.什么是氧化剂,什么是还原剂?各有什么性质?提示 在氧化还原反应中,失去电子的物质是还原剂,还原剂具有还原性;得到电子的物质是氧化剂,氧化剂具有氧化性。
3.如何比较物质氧化性、还原性强弱?氧化性或还原性强弱与电子得失数目是否有关系?提示 可以根据氧化还原反应规律来判断,较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。氧化性、还原性强弱与反应中得失电子数目无关。
【深化拓展】1.氧化还原反应中的相关概念
氧化剂得电子,所含元素化合价降低,发生还原反应,得到还原产物;还原剂失电子,所含元素化合价升高,发生氧化反应,得到氧化产物。
2.氧化反应和还原反应一定同时进行,有物质被氧化,同时必然有物质被还原,氧化反应和还原反应必然同时存在于一个反应中。氧化剂、还原剂可能是不同种物质,也可能是同种物质,如反应Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
【素能应用】典例1科学家指出,食用虾类等水生甲壳类动物的同时服用维生素C容易中毒,这是因为对人体无害的+5价砷类物质在维生素C的作用下,能够转化为有毒的+3价砷类化合物。下列说法错误的是( )A.维生素C具有还原性B.+5价砷转化为+3价砷时,得到电子C.上述过程中+5价砷类物质作还原剂D.上述过程中砷元素发生还原反应
答案 C解析 根据题意,+5价砷类物质在维生素C的作用下转化为有毒的+3价砷的化合物,元素化合价降低,+5价砷类物质作氧化剂,所以维生素C作还原剂,具有还原性,A项正确;反应中砷元素化合价降低,得到电子,B项正确;+5价砷化合价降低,含+5价砷的化合物作氧化剂,C项错误;砷元素由+5价变为+3价,化合价降低发生还原反应,D项正确。规律方法 判断物质在反应中表现氧化性或还原性,可依据反应中元素化合价的变化。元素化合价升高,失去电子被氧化,物质作还原剂,表现还原性;元素化合价降低,得到电子被还原,物质作氧化剂,表现氧化性。可简记为:升、失、氧,降、得、还;若说剂,正相反。
A.①③为置换反应B.①②③均为氧化还原反应C.三个反应的反应物中,硅元素的化合价均升高D.②为化合反应
答案 C解析 ①③反应均为:单质+化合物→另一种单质+另一种化合物,均为置换反应,A与题意不符;反应①②③中均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,B与题意不符;反应①③中Si的化合价由+4价降低到0价,反应②中硅元素化合价由0价升高到+4价,C符合题意;反应②为两种反应物生成一种化合物的反应,为化合反应,D与题意不符。
【问题探究】1.反应中氧化剂得到电子,表现氧化性,还原剂失去电子,表现还原性。在氧化还原反应中一种物质被氧化的同时,一定是另一种物质被还原吗?请举例说明。提示 氧化还原反应中,氧化剂、还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质,即不一定是一种物质被氧化同时另一种物质被还原,也可能同一种物质既被氧化又被还原。例如氯气与水的反应中,氯气既是氧化剂又是还原剂,反应中氯气既表现氧化性又表现还原性。
2.物质的氧化性、还原性与其中元素化合价的高低有什么关系?提示 当物质所含元素处于最高价时,该元素的化合价只能降低,反应中只能被还原,只表现氧化性;当元素处于最低价态时,该元素的化合价只能升高,反应中只能被氧化,只表现还原性;当元素处于中间价态时,反应中该元素的化合价可能升高,也可能降低,该元素可能会表现还原性,也可能表现氧化性。3.如何根据已知反应比较物质的氧化性、还原性强弱?提示 对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
【深化拓展】1.判断物质的氧化性、还原性强弱的方法归纳(1)根据金属活动性顺序判断氧化性、还原性强弱。
(2)根据非金属活动性顺序来判断。
(3)根据已知氧化还原反应判断。
(还原性强)(氧化性强) (氧化性较弱)(还原性较弱)反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性;反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
(4)根据氧化还原反应发生的条件来判断。如:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓) === 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,由于高锰酸钾与浓盐酸的反应不需要加热,所以氧化性KMnO4>MnO2。
【素能应用】典例2已知有如下反应:①2KBrO3+Cl2 === Br2+2KClO3 ②KClO3+6HCl === 3Cl2↑+KCl+3H2O ③2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3。根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物B.Cl2在①、③反应中均作氧化剂C.氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3D.溶液中可发生反应:KClO3+6FeCl2+6HCl === 6FeCl3+3H2O+KCl
答案 B解析 根据反应②中元素化合价变化,Cl2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;Cl2在反应①中化合价升高是还原剂,在反应③中化合价降低作氧化剂,B错误;根据反应①②③可知氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3,C正确;根据氧化性强弱,电荷守恒,电子守恒的原理,溶液中可发生反应KClO3+6FeCl2+6HCl === 6FeCl3+3H2O+KCl,D正确。
变式训练 2根据下列反应,判断有关物质的氧化性由强到弱的顺序是( )①Cl2+2KBr === 2KCl+Br2 ②Br2+H2SO3+H2O === 2HBr+H2SO4 ③2KMnO4+16HCl === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OA.Cl2>KMnO4>Br2>H2SO4B.KMnO4>Cl2>H2SO4>Br2C.KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4D.H2SO4>Br2>Cl2>KMnO4
答案 C解析 根据反应①Cl2+2KBr === 2KCl+Br2可知氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2,所以氧化性:Cl2>Br2;根据反应②Br2+H2SO3+H2O === 2HBr+H2SO4可知氧化剂是Br2,氧化产物是H2SO4,所以氧化性:Br2>H2SO4;根据反应③2KMnO4+16HCl === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知氧化剂是KMnO4,氧化产物是Cl2,所以氧化性:KMnO4>Cl2。综合上述分析,物质氧化性由强到弱的顺序是KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4。
【问题探究】1.从氧化还原反应的本质看,氧化还原反应中的守恒思想是什么?提示 氧化还原反应中,还原剂失去的电子数等于氧化剂得到的电子数目,这就是氧化还原反应中的电子得失守恒。2.同一种还原剂与氧化性强弱不同的氧化剂混合时,反应有先后顺序吗?提示 有。优先跟氧化性强的氧化剂反应。
【深化拓展】(1)电子守恒规律:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。此规律常用于有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。运用守恒规律进行氧化还原反应计算的方法是:氧化剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值。(2)歧化反应:同一种物质中相同价态的同一种元素的原子(或离子),一部分失电子被氧化,另一部分得电子被还原的氧化还原反应叫歧化反应。歧化反应是某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低价态转化的反应。
(3)归中反应:同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应,称之为归中反应。(4)不交叉规律:同一种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态元素化合价要降低,低价态元素化合价要升高,它们最多变为同一种中间价态,不可能发生交叉现象。同种元素的相邻价态间不发生氧化还原反应。(5)强弱规律:一般是具有较强氧化性的氧化剂与具有较强还原性的还原剂发生反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。(6)优先规律:当一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;当一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。
【素能应用】典例3已知下列反应均易发生:①2H2O+Cl2+SO2 === H2SO4+2HCl②2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O根据上述两个反应填写以下空格:(1)物质的氧化性强弱顺序为 ,还原性强弱顺序为 。 (2)反应①中氧化产物和还原产物的质量之比为 。 (3)反应②中浓盐酸表现出的性质是 (填字母)。 A.还原性 B.酸性 C.氧化性
答案 (1)KMnO4>Cl2>H2SO4 SO2>HCl>MnCl2(2)98∶73 (3)AB解析 (1)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物可知,反应①中氧化性:Cl2>H2SO4;还原性:SO2>Cl-。反应②中氧化性:KMnO4>Cl2;还原性:Cl->Mn2+。(2)在反应①中氧化产物为H2SO4,还原产物为HCl,其质量之比为98∶73。(3)在反应②中HCl被氧化为Cl2,表现的是还原性;同时还生成盐和水,表现的是酸性。方法归纳对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。一个氧化还原反应若能自发进行,也必须满足这一关系,否则该反应不能自发进行。
变式训练 3-1在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是 和PbSO4,则参加反应的PbO2与Cr3+的物质的量之比为( )A.3∶2 B.3∶1C.1∶1 D.3∶4答案 A解析 PbO2与Cr3+反应,产物是 和PbSO4,由PbO2生成PbSO4,铅元素化合价降低2价,由Cr3+生成 ,铬元素化合价升高3价,则PbO2与Cr3+物质的量之比为3∶2时得失电子数相等,A正确。
变式训练 3-2常温下可用C2O3与盐酸反应制备Cl2,反应前后体系中共存在五种物质:C2O3、H2O、Cl2、HCl和CCl2。下列有关该反应的叙述不正确的是( )A.氧化产物为Cl2B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C.当生成3 ml H2O时,反应中转移2 ml电子D.当生成2.24 L(标准状况下)Cl2时,反应中转移0.1 ml 电子
答案 D解析 元素化合价升高得到的产物为氧化产物,即氧化产物为Cl2,A正确;氧化剂为C2O3,还原剂为HCl,它们物质的量之比为1∶2,B正确;根据化学方程式C2O3+6HCl === 2CCl2+Cl2↑+3H2O,C2O3中钴元素化合价降低1价生成CCl2,1 ml C2O3得到2 ml电子,生成3 ml水,C正确;根据化学方程式,生成1 ml氯气转移2 ml电子,当生成2.24 L(标准状况下)即0.1 ml Cl2时,反应中转移0.2 ml电子,D错误。
1.航母等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料,制备Cu2O的一种方法为Zn+2CuSO4+2NaOH === Cu2O+ZnSO4+Na2SO4+H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )A.Zn失去电子,作氧化剂B.CuSO4被氧化C.NaOH是还原剂,失去电子D.CuSO4是氧化剂答案 D解析 反应中Zn化合价升高,失去电子,作还原剂;硫酸铜中+2价铜化合价降低,得到电子,硫酸铜作氧化剂,被还原;NaOH中的元素化合价未发生变化,不是氧化剂,也不是还原剂。D项正确。
2.下列化学变化需要加入氧化剂才能实现的是( )A.KMnO4→O2B.C→CO2C.CuO→CuD.H2SO4→BaSO4答案 B解析 A项中高锰酸钾自身分解可以生成O2,其本身既是氧化剂又是还原剂,不需另加氧化剂;B项中碳元素的化合价升高,发生氧化反应,需要添加氧化剂才能发生;C项变化中铜元素化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂才能发生;D项变化中各元素的化合价未发生变化,通过复分解反应可以实现。
3.下列各组微粒中,在一定条件下均可以作氧化剂的是( )A.Fe、H2O、CO2B.Fe3+、C.Cl2、HClO、MgD.ClO-、Cl-、Ag+答案 B解析 A项中Fe为0价,是铁的最低化合价,铁单质只有还原性,不能作氧化剂;B项中铁、锰、氮元素化合价都处于高价态,Fe3+、 在一定条件下都可以作氧化剂;C项中镁元素化合价为0,是最低化合价,镁单质不能作氧化剂;D项Cl-中氯元素化合价为-1价,是氯元素的最低化合价,只有还原性不能作氧化剂。
4.下列电子转移方向和数目的表示不正确的是( )
答案 D解析 A项反应中锌由0价变为+2价,化合价升高2价,所以失去2e-,A正确;B项反应中铁元素化合价由+3价变为0价,降低3价,反应中1 ml氧化铁得到6 ml e-,B正确;C项反应中氯元素化合价由+5价降低到-1价,降低6价,2 ml KClO3得到12 ml e-,C正确;D项反应中氧元素化合价由-2价升高到0价,升高2价,高锰酸钾中的锰元素化合价分别降低1价和3价,2 ml KMnO4在反应中得失电子数目为4NA,电子转移方向和数目的正确表示为:
1.认识氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质。2.了解氧化剂、还原剂、氧化性、还原性、氧化反应、还原反应等概念。3.通过氧化还原反应的本质分析,培养宏观辨识与微观探析素养。4.学习氧化还原反应中电子转移的表示,了解氧化还原反应计算中的守恒思想。
【知识铺垫】1.四种基本反应类型:化合反应是几种反应物生成一种产物的反应,分解反应是一种反应物反应后生成几种产物的反应;复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应;置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质与化合物的反应。
2.在化学反应中,元素的化合价发生变化的反应属于氧化还原反应。置换反应一定属于氧化还原反应,复分解反应一定不属于氧化还原反应,有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应,均属于氧化还原反应。
【必备知识】1.氧化还原反应的概念(1)反应类型
2.氧化还原反应的实质与表示(1)氧化还原反应的实质是反应中有电子的转移。(2)用双线桥表示二氧化锰与浓盐酸反应中电子转移的方向和数目: 。反应中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,若1 ml MnO2参与反应,则被氧化的氯化氢的物质的量为2 ml,反应中电子转移数目为2NA个。 3.氧化还原反应中,元素化合价升高与降低总数相等,氧化剂得到电子的数目与还原剂失去电子的数目相等。
【正误判断】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)氧化还原反应是元素化合价发生变化的反应,所以元素化合价发生变化是氧化还原反应的本质。( )(2)元素化合价升高,即发生氧化反应。( )(3)在氧化还原反应中,还原剂被氧化,氧化剂被还原。( )(4)反应中一种物质被氧化,必定有另一种物质被还原。( )(5)氧化反应和还原反应一定同时发生。( )(6)氧化还原反应中物质得到和失去电子的数目一定相等。( )
【问题探究】1.氧化还原反应中,元素化合价发生变化的本质原因是什么?提示 氧化还原反应中,元素化合价发生变化本质原因是电子发生转移。2.什么是氧化剂,什么是还原剂?各有什么性质?提示 在氧化还原反应中,失去电子的物质是还原剂,还原剂具有还原性;得到电子的物质是氧化剂,氧化剂具有氧化性。
3.如何比较物质氧化性、还原性强弱?氧化性或还原性强弱与电子得失数目是否有关系?提示 可以根据氧化还原反应规律来判断,较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。氧化性、还原性强弱与反应中得失电子数目无关。
【深化拓展】1.氧化还原反应中的相关概念
氧化剂得电子,所含元素化合价降低,发生还原反应,得到还原产物;还原剂失电子,所含元素化合价升高,发生氧化反应,得到氧化产物。
2.氧化反应和还原反应一定同时进行,有物质被氧化,同时必然有物质被还原,氧化反应和还原反应必然同时存在于一个反应中。氧化剂、还原剂可能是不同种物质,也可能是同种物质,如反应Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
【素能应用】典例1科学家指出,食用虾类等水生甲壳类动物的同时服用维生素C容易中毒,这是因为对人体无害的+5价砷类物质在维生素C的作用下,能够转化为有毒的+3价砷类化合物。下列说法错误的是( )A.维生素C具有还原性B.+5价砷转化为+3价砷时,得到电子C.上述过程中+5价砷类物质作还原剂D.上述过程中砷元素发生还原反应
答案 C解析 根据题意,+5价砷类物质在维生素C的作用下转化为有毒的+3价砷的化合物,元素化合价降低,+5价砷类物质作氧化剂,所以维生素C作还原剂,具有还原性,A项正确;反应中砷元素化合价降低,得到电子,B项正确;+5价砷化合价降低,含+5价砷的化合物作氧化剂,C项错误;砷元素由+5价变为+3价,化合价降低发生还原反应,D项正确。规律方法 判断物质在反应中表现氧化性或还原性,可依据反应中元素化合价的变化。元素化合价升高,失去电子被氧化,物质作还原剂,表现还原性;元素化合价降低,得到电子被还原,物质作氧化剂,表现氧化性。可简记为:升、失、氧,降、得、还;若说剂,正相反。
A.①③为置换反应B.①②③均为氧化还原反应C.三个反应的反应物中,硅元素的化合价均升高D.②为化合反应
答案 C解析 ①③反应均为:单质+化合物→另一种单质+另一种化合物,均为置换反应,A与题意不符;反应①②③中均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,B与题意不符;反应①③中Si的化合价由+4价降低到0价,反应②中硅元素化合价由0价升高到+4价,C符合题意;反应②为两种反应物生成一种化合物的反应,为化合反应,D与题意不符。
【问题探究】1.反应中氧化剂得到电子,表现氧化性,还原剂失去电子,表现还原性。在氧化还原反应中一种物质被氧化的同时,一定是另一种物质被还原吗?请举例说明。提示 氧化还原反应中,氧化剂、还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质,即不一定是一种物质被氧化同时另一种物质被还原,也可能同一种物质既被氧化又被还原。例如氯气与水的反应中,氯气既是氧化剂又是还原剂,反应中氯气既表现氧化性又表现还原性。
2.物质的氧化性、还原性与其中元素化合价的高低有什么关系?提示 当物质所含元素处于最高价时,该元素的化合价只能降低,反应中只能被还原,只表现氧化性;当元素处于最低价态时,该元素的化合价只能升高,反应中只能被氧化,只表现还原性;当元素处于中间价态时,反应中该元素的化合价可能升高,也可能降低,该元素可能会表现还原性,也可能表现氧化性。3.如何根据已知反应比较物质的氧化性、还原性强弱?提示 对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
【深化拓展】1.判断物质的氧化性、还原性强弱的方法归纳(1)根据金属活动性顺序判断氧化性、还原性强弱。
(2)根据非金属活动性顺序来判断。
(3)根据已知氧化还原反应判断。
(还原性强)(氧化性强) (氧化性较弱)(还原性较弱)反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性;反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
(4)根据氧化还原反应发生的条件来判断。如:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓) === 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,由于高锰酸钾与浓盐酸的反应不需要加热,所以氧化性KMnO4>MnO2。
【素能应用】典例2已知有如下反应:①2KBrO3+Cl2 === Br2+2KClO3 ②KClO3+6HCl === 3Cl2↑+KCl+3H2O ③2FeCl2+Cl2 === 2FeCl3。根据上述反应,判断下列结论中错误的是( )A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物B.Cl2在①、③反应中均作氧化剂C.氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3D.溶液中可发生反应:KClO3+6FeCl2+6HCl === 6FeCl3+3H2O+KCl
答案 B解析 根据反应②中元素化合价变化,Cl2既是氧化产物,又是还原产物,A正确;Cl2在反应①中化合价升高是还原剂,在反应③中化合价降低作氧化剂,B错误;根据反应①②③可知氧化性强弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>FeCl3,C正确;根据氧化性强弱,电荷守恒,电子守恒的原理,溶液中可发生反应KClO3+6FeCl2+6HCl === 6FeCl3+3H2O+KCl,D正确。
变式训练 2根据下列反应,判断有关物质的氧化性由强到弱的顺序是( )①Cl2+2KBr === 2KCl+Br2 ②Br2+H2SO3+H2O === 2HBr+H2SO4 ③2KMnO4+16HCl === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OA.Cl2>KMnO4>Br2>H2SO4B.KMnO4>Cl2>H2SO4>Br2C.KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4D.H2SO4>Br2>Cl2>KMnO4
答案 C解析 根据反应①Cl2+2KBr === 2KCl+Br2可知氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2,所以氧化性:Cl2>Br2;根据反应②Br2+H2SO3+H2O === 2HBr+H2SO4可知氧化剂是Br2,氧化产物是H2SO4,所以氧化性:Br2>H2SO4;根据反应③2KMnO4+16HCl === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O可知氧化剂是KMnO4,氧化产物是Cl2,所以氧化性:KMnO4>Cl2。综合上述分析,物质氧化性由强到弱的顺序是KMnO4>Cl2>Br2>H2SO4。
【问题探究】1.从氧化还原反应的本质看,氧化还原反应中的守恒思想是什么?提示 氧化还原反应中,还原剂失去的电子数等于氧化剂得到的电子数目,这就是氧化还原反应中的电子得失守恒。2.同一种还原剂与氧化性强弱不同的氧化剂混合时,反应有先后顺序吗?提示 有。优先跟氧化性强的氧化剂反应。
【深化拓展】(1)电子守恒规律:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。此规律常用于有关氧化还原反应的计算及配平氧化还原反应方程式。运用守恒规律进行氧化还原反应计算的方法是:氧化剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值=还原剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值。(2)歧化反应:同一种物质中相同价态的同一种元素的原子(或离子),一部分失电子被氧化,另一部分得电子被还原的氧化还原反应叫歧化反应。歧化反应是某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低价态转化的反应。
(3)归中反应:同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应,称之为归中反应。(4)不交叉规律:同一种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态元素化合价要降低,低价态元素化合价要升高,它们最多变为同一种中间价态,不可能发生交叉现象。同种元素的相邻价态间不发生氧化还原反应。(5)强弱规律:一般是具有较强氧化性的氧化剂与具有较强还原性的还原剂发生反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。(6)优先规律:当一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生反应;当一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生反应。
【素能应用】典例3已知下列反应均易发生:①2H2O+Cl2+SO2 === H2SO4+2HCl②2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O根据上述两个反应填写以下空格:(1)物质的氧化性强弱顺序为 ,还原性强弱顺序为 。 (2)反应①中氧化产物和还原产物的质量之比为 。 (3)反应②中浓盐酸表现出的性质是 (填字母)。 A.还原性 B.酸性 C.氧化性
答案 (1)KMnO4>Cl2>H2SO4 SO2>HCl>MnCl2(2)98∶73 (3)AB解析 (1)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物可知,反应①中氧化性:Cl2>H2SO4;还原性:SO2>Cl-。反应②中氧化性:KMnO4>Cl2;还原性:Cl->Mn2+。(2)在反应①中氧化产物为H2SO4,还原产物为HCl,其质量之比为98∶73。(3)在反应②中HCl被氧化为Cl2,表现的是还原性;同时还生成盐和水,表现的是酸性。方法归纳对于自发进行的氧化还原反应,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。一个氧化还原反应若能自发进行,也必须满足这一关系,否则该反应不能自发进行。
变式训练 3-1在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是 和PbSO4,则参加反应的PbO2与Cr3+的物质的量之比为( )A.3∶2 B.3∶1C.1∶1 D.3∶4答案 A解析 PbO2与Cr3+反应,产物是 和PbSO4,由PbO2生成PbSO4,铅元素化合价降低2价,由Cr3+生成 ,铬元素化合价升高3价,则PbO2与Cr3+物质的量之比为3∶2时得失电子数相等,A正确。
变式训练 3-2常温下可用C2O3与盐酸反应制备Cl2,反应前后体系中共存在五种物质:C2O3、H2O、Cl2、HCl和CCl2。下列有关该反应的叙述不正确的是( )A.氧化产物为Cl2B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C.当生成3 ml H2O时,反应中转移2 ml电子D.当生成2.24 L(标准状况下)Cl2时,反应中转移0.1 ml 电子
答案 D解析 元素化合价升高得到的产物为氧化产物,即氧化产物为Cl2,A正确;氧化剂为C2O3,还原剂为HCl,它们物质的量之比为1∶2,B正确;根据化学方程式C2O3+6HCl === 2CCl2+Cl2↑+3H2O,C2O3中钴元素化合价降低1价生成CCl2,1 ml C2O3得到2 ml电子,生成3 ml水,C正确;根据化学方程式,生成1 ml氯气转移2 ml电子,当生成2.24 L(标准状况下)即0.1 ml Cl2时,反应中转移0.2 ml电子,D错误。
1.航母等舰艇的船底都涂有含Cu2O的防污涂料,制备Cu2O的一种方法为Zn+2CuSO4+2NaOH === Cu2O+ZnSO4+Na2SO4+H2O,下列有关该反应的说法正确的是( )A.Zn失去电子,作氧化剂B.CuSO4被氧化C.NaOH是还原剂,失去电子D.CuSO4是氧化剂答案 D解析 反应中Zn化合价升高,失去电子,作还原剂;硫酸铜中+2价铜化合价降低,得到电子,硫酸铜作氧化剂,被还原;NaOH中的元素化合价未发生变化,不是氧化剂,也不是还原剂。D项正确。
2.下列化学变化需要加入氧化剂才能实现的是( )A.KMnO4→O2B.C→CO2C.CuO→CuD.H2SO4→BaSO4答案 B解析 A项中高锰酸钾自身分解可以生成O2,其本身既是氧化剂又是还原剂,不需另加氧化剂;B项中碳元素的化合价升高,发生氧化反应,需要添加氧化剂才能发生;C项变化中铜元素化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂才能发生;D项变化中各元素的化合价未发生变化,通过复分解反应可以实现。
3.下列各组微粒中,在一定条件下均可以作氧化剂的是( )A.Fe、H2O、CO2B.Fe3+、C.Cl2、HClO、MgD.ClO-、Cl-、Ag+答案 B解析 A项中Fe为0价,是铁的最低化合价,铁单质只有还原性,不能作氧化剂;B项中铁、锰、氮元素化合价都处于高价态,Fe3+、 在一定条件下都可以作氧化剂;C项中镁元素化合价为0,是最低化合价,镁单质不能作氧化剂;D项Cl-中氯元素化合价为-1价,是氯元素的最低化合价,只有还原性不能作氧化剂。
4.下列电子转移方向和数目的表示不正确的是( )
答案 D解析 A项反应中锌由0价变为+2价,化合价升高2价,所以失去2e-,A正确;B项反应中铁元素化合价由+3价变为0价,降低3价,反应中1 ml氧化铁得到6 ml e-,B正确;C项反应中氯元素化合价由+5价降低到-1价,降低6价,2 ml KClO3得到12 ml e-,C正确;D项反应中氧元素化合价由-2价升高到0价,升高2价,高锰酸钾中的锰元素化合价分别降低1价和3价,2 ml KMnO4在反应中得失电子数目为4NA,电子转移方向和数目的正确表示为:
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