高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氧化还原反应说课课件ppt

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1.从不同角度认识氧化还原反应(1)从化合价升降的角度  氧化还原反应是反应过程中有元素化合价①　变化    的化学反应。
(2)从电子转移的角度氧化还原反应是反应过程中有电子转移的化学反应。
2.基本概念(1)氧化反应:反应物所含某种(或某些)元素化合价②　升高    (或者说是物质失 去电子)的反应称为氧化反应。(2)还原反应:反应物所含某种(或某些)元素化合价③　降低    (或者说是物质得 到电子)的反应称为还原反应。(3)氧化还原反应:在反应过程中有④　元素化合价变化    (或电子转移)的化学反 应称为氧化还原反应。
3.氧化还原反应的特征和实质 (1)特征:反应前后元素的⑤　化合价    发生了改变。(2)实质:反应过程中有⑥　电子    的转移。其中“转移”包含两方面内容:电子 的得到、失去和电子的偏离、偏向。(3)判断:有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应,否则为非氧化还原反 应。4.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系(1)四种基本反应类型①化合反应:由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应。表达式:A+B+…   C②分解反应:由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应。表达式:C  A+B+…
③置换反应:由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应。表达式:A+BC  AC+B④复分解反应:两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应。表达式: AB+CD  AD+CB(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系(如图):
 ①置换反应一定是氧化还原反应;②复分解反应一定是非氧化还原反应;③化合 反应、分解反应有的是氧化还原反应,有的是非氧化还原反应。
2 | 氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应的概念间的思维导图  
2.常见的氧化剂和还原剂 (1)常见的氧化剂
(3)既有氧化性又有还原性的物质某物质所含元素处于中间价态时,该物质既具有氧化性,又具有还原性,一般情况 下主要表现其中一种性质。
　     1.强氧化剂不一定能与强还原剂发生氧化还原反应,如浓硫酸不能氧化SO2,因两 者之间无中间价态。2.在反应中元素由化合态变为游离态,可能被氧化也可能被还原。3.难失去(得到)电子的物质不一定易得到(失去)电子,如稀有气体既难失去电子又 难得到电子。
3 | 氧化还原反应的应用
1.物质氧化性或还原性 (1)氧化性是指物质⑦　得电子    的性质(或能力);还原性是指物质⑧　失电子     的性质(或能力)。(2)元素价态与氧化性、还原性的关系最高价态——只有⑨　氧化性    ,如H2SO4、KMnO4等。最低价态——只有⑩　还原性    ,如金属单质、Cl-、S2-等。中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe2+、SO2等。(一般以其中一种性质为主)(3)物质氧化性或还原性强弱的比较氧化性:氧化剂>氧化产物还原性:还原剂>还原产物
方法技巧    研究物质氧化性或还原性的思路1.根据物质中所含元素化合价升高或降低的可能性,预测物质可能具有还原性或 氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势,说明该物质可能具有还原性;若 所含某元素的化合价有降低的趋势,说明该物质可能具有氧化性。2.如果预测某物质具有氧化性,就需要寻找具有还原性的另一物质,通过实验检验 两者能否发生氧化还原反应,以验证预测是否正确。相应地,如果预测某物质具 有还原性,就需要寻找具有氧化性的另一物质,通过实验来验证预测是否正确。
2.实现物质转化与获得能量(1)人们利用氧化还原反应实现物质的转化,例如金属的冶炼。Ⅰ.热分解法:适用于冶炼Hg和Ag。Ⅱ.电解法:适用于冶炼活泼金属,如K、Ca、Na、Mg、Al,一般电解熔融的氯化 物(冶炼Al是电解熔融的氧化铝)。Ⅲ.热还原法:适用于冶炼较不活泼的金属,如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,常用的还原 剂有C、CO、H2等。(2)氧化还原反应不仅是人们获得物质的重要方式,也是人们获得能量的重要途 径。a.人们可以利用可燃物作为还原剂,选择合适的氧化剂与之发生氧化还原反应获 得热能。如利用天然气做还原剂,与氧气反应放出热量。b.人们还可以利用氧化还原反应获得电能。如生活中使用的各种电池。
3.氯气的实验室制法 (1)实验药品:二氧化锰固体和浓盐酸。(2)反应原理: 　MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O    。(3)制备装置实验室制取氯气采用“固体+液体  气体”的气体发生装置,见下图中装置A。 
(4)净化方法用二氧化锰和浓盐酸反应制取的氯气中含有HCl气体和水蒸气,用饱和食盐水除 去HCl(上图中装置B),再用浓硫酸除去水蒸气(上图中装置C)。(5)收集方法氯气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集(上图中装置D),也可以用排饱和 食盐水法收集。(6)尾气处理因为氯气有毒,直接排放到空气中会污染空气,所以要处理后排放。氯气能与氢 氧化钠溶液反应,故可用氢氧化钠溶液除去尾气中的氯气(上图中装置E),以防污 染空气。
链接拓展    氯气验满的方法1.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。2.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的集气瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证 明已集满。
1.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”涉及氧化还原反应     (　　)2.中国科学技术大学研究人员利用催化剂(C4N)将CO2与H2合成甲醇(CH3OH)的 反应:CO2+3H2  CH3OH+H2O,CO2做氧化剂 (　　)3.有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应 (　　)4.室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色,说明 Fe3+的氧化性比I2的强(　　)提示:室温下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,发生反应:2Fe3++2I-  2Fe2++I2,I2遇 淀粉变蓝,说明Fe3+的氧化性比I2的强。5.铁粉做食品袋内的脱氧剂时,起氧化作用 (　　)提示:铁粉做食品袋内的脱氧剂,防止食品被氧化,起还原作用。6.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性 (　　)提示:阴离子不一定只有还原性,如ClO-具有强氧化性;金属阳离子不一定只有氧 化性,如Fe2+既具有氧化性又具有还原性。
火药是我国的“四大发明”之一,永远值得我们骄傲,也永远激励着我们奋发图 强。黑火药在发生爆炸时,发生反应:2KNO3+3C+S  K2S+N2↑+3CO2↑。酒后驾驶,害人不浅,更有甚者,付出了生命的代价。交警用硫酸酸化的三氧化铬 (CrO3)硅胶检查驾驶人呼出的气体,根据硅胶颜色的变化(硅胶中的+6价铬能被酒 精蒸气还原为+3价,颜色发生变化),可以判断驾驶人是不是酒后驾驶。重铬酸钾 也能被乙醇还原而变色:3CH3CH2OH+2K2Cr2O7(橙红色)+8H2SO4  3CH3COOH+2Cr2(SO4)3(暗绿色)+2K2SO4+11H2O。
问题1.如何判断一个反应是否属于氧化还原反应?上述材料中涉及的化学反应属于氧 化还原反应吗?提示:判断一个反应是否属于氧化还原反应,关键是看反应中是否有元素化合价发生变化,有元素化合价发生变化的化学反应就是氧化还原反应。材料中涉及的 化学反应都属于氧化还原反应。2.如何比较氧化剂、氧化产物的氧化性强弱,还原剂、还原产物的还原性强弱?提示: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。3.怎样更好地表示一个氧化还原反应中电子转移的情况?如果材料中的第一个反 应是氧化还原反应,标出电子转移的方向和数目。提示:一般用双线桥或单线桥来表示氧化还原反应中电子转移的情况。
氧化还原反应的规律
氧化性、还原性强弱的判断方法1.依据反应原理判断一般而言,氧化还原反应总是朝着强氧化性物质与强还原性物质反应生成弱氧化 性物质与弱还原性物质的方向进行。 (还原性强) (氧化性强) (氧化性较弱) (还原性较弱)氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
2.根据金属、非金属活动顺序判断(1)依据金属活动顺序 (2)依据非金属活动顺序 3.根据反应条件来判断不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧 化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱。例如:MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)  2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O4HCl+O2  2Cl2+2H2O从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力:KMnO4>MnO2>O2
4.根据反应的程度判断(1)同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,氧化剂的氧化性越 强。Fe+S  FeS　2Fe+3Cl2  2FeCl3则氧化性:Cl2>S(2)同一物质在相同的条件下,被不同还原剂还原得越彻底,还原剂的还原性越 强。Cu(足量)+2Fe3+  Cu2++2Fe2+3Zn(足量)+2Fe3+  3Zn2++2Fe则还原性:Zn>Cu
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度,而不 是取决于得失电子数目的多少。(2)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视 具体反应而定。(3)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如氧化性:Fe3+>Fe2+;价态越低,氧化 性越弱,如氧化性:S 氧化还原反应的表示方法　　(1)用双线桥表示的基本步骤
(2)用单线桥表示的基本步骤
　　下列化学反应中电子转移的方向和数目表示正确的是 (　　)A. 
解析　A项,电子的得失标注错误,反应中Na失去电子,Cl2得到电子;C项,电子的得 失标注错误,反应中Zn失去电子,H2SO4得到电子;D项,电子转移的方向标注错误, Cu失去电子,H2SO4得到电子。
方法技巧    解答标注电子转移的方向和数目类题时要注意:先判断元素化合价的变化情况, 再根据化合价变化标出电子转移的方向和数目。
瑞典化学家舍勒是最早发现氯气的人。他在研究软锰矿矿石(主要成分是MnO2) 时,把软锰矿矿石与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色的气体,这种气体强烈的 刺激性气味使舍勒感到极为难受,但是当他确定自己制得了一种新气体后,他又 感到很高兴。舍勒制备出该气体以后,把它溶解在水里,发现这种气体的水溶液对纸张、蔬菜 和花都有永久性的漂白作用;他还发现该气体能与许多金属发生化学反应。后来 许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究,这期间,它一直被当作一种化合 物,直到1810年,戴维经过大量的实验研究,才确认这种气体是由一种元素组成的 物质。他将这种元素命名为“Chlrine”,这个名称来自希腊文,有“绿色”的意 思,我国早年的译文将其译作“绿气”,后改为氯气。
问题1.实验室制取氯气的原理是什么?提示:MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O。2.用此方法制取氯气一定要加热吗?当反应一段时间后,盐酸浓度降低,还会有氯 气放出吗?提示:必须加热,不加热不反应;稀盐酸与MnO2不反应,不会放出氯气。3.实验室制取的氯气中混有杂质吗?如何进行除杂,除杂的顺序是什么?提示:氯气中混有的杂质为HCl与水蒸气,先将混合气体通过饱和食盐水除去HCl, 再通过浓硫酸除去水蒸气。
氯气的实验室制取(1)仪器:铁架台(带铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗(配双 孔塞)、导气管、集气瓶、烧杯。(2)试剂:氢氧化钠溶液、浓盐酸、二氧化锰、饱和食盐水、浓H2SO4。(3)步骤①把装置连接好,检查装置气密性;②在烧瓶中加入少量二氧化锰,从分液漏斗中慢慢地注入浓盐酸;③缓缓加热,使反应加快,有氯气放出;④用向上排空气法收集;⑤多余氯气用氢氧化钠溶液吸收。
实验室制氯气的注意事项(1)加热时要垫石棉网;(2)滴加浓盐酸不能过快;(3)加热时温度不能太高,否则易使浓盐酸挥发。
　　实验室制取少量干燥、纯净的氯气,反应为4HCl(浓)+MnO2  Cl2↑+MnCl2+2H2O,制取装置如图所示,试回答下列问题:(1)写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　         。
(2)下列关于该反应的叙述中正确的是　　　    (填字母)。A.浓盐酸在反应中表现出酸性和氧化性B.MnO2是氧化剂,MnCl2是氧化产物C.氧化性:MnO2>Cl2,还原性:Cl->Mn2+D.反应中每生成22.4 L Cl2转移电子4 ml(3)集气瓶A中盛装的是饱和食盐水,则集气瓶A、B的作用分别是　　　　    、 　　　　    。(4)实验室中可用    溶液来吸收有毒的氯气。
解析　(1)实验室制取氯气的离子方程式为4H++2Cl-+MnO2  Cl2↑+Mn2++2H2O。(2)在反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中浓盐酸既体现酸性又体现还原性,故A错误;锰元素的化合价降低,MnO2是氧化剂,得到电子被还原,MnCl2 是还原产物,故B错误;未指出气体是否处于标准状况下,无法计算转移电子的数 目,故D错误。(3)饱和食盐水可除去氯气中的HCl,集气瓶B可收集气体。(4)氯气 有毒,实验室中可用NaOH溶液来吸收氯气。
答案    (1)4H++2Cl-+MnO2  Cl2↑+Mn2++2H2O　(2)C　(3)除HCl　收集氯气    (4)NaOH(答案合理即可)
链接拓展    实验室还可以用高锰酸钾和浓盐酸在常温下反应制取氯气,反应的化学方程式为 2KMnO4+16HCl(浓)  2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
  [2020福建福州八县(市)高一上期中联考]二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,熔点为-59 ℃,沸点为11 ℃,浓度过高时易发生分解,甚至爆炸。二氧化氯具有强刺 激性和腐蚀性。某课外兴趣小组通过氯气与NaClO2溶液反应来制取少量ClO2,装 置如图所示:
(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　    　　　　    。(2)Cl-存在时会催化ClO2的生成,若无乙装置,则丙装置内产生ClO2的速率明显加 快。乙装置中试剂瓶内的液体是　　　　　　    。实验过程中常需通入适量的 N2稀释ClO2,其目的是　　　　　　　　　　　　　    。(3)丙装置中发生的反应为Cl2+2NaClO2  2ClO2+2NaCl。下列有关该实验的说法正确的是　　    (填字母)。A.可用微热法检查实验装置的气密性B.如果乙装置中盛有浓硫酸,更有利于实验安全C.若甲中足量MnO2与含14.6 g HCl的浓盐酸反应,则丙中可制得13.5 g ClO2D.实验过程中甲装置要缓缓加热,不宜加强热(4)戊装置烧杯中NaOH溶液的作用是　　　　　　　　　    。
答案　(1)MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O    (2)饱和食盐水　防止ClO2发生分解甚至爆炸(3)AD(4)吸收尾气,防止污染环境
解析    (1)甲装置中二氧化锰与浓盐酸共热,反应生成MnCl2、Cl2与H2O,该反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)  MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)乙装置中试剂用于吸收氯气中的杂质HCl,所以乙装置中试剂瓶内的液体为饱 和食盐水;ClO2的浓度过大会分解,甚至爆炸,实验过程中常需通入适量的N2稀释 ClO2,可以防止ClO2浓度过大。(3)加热装置甲,戊中导管口有气泡生成,冷却后导管中形成一段水柱,说明装置气 密性良好,A正确;乙装置用于吸收氯气中的杂质氯化氢,浓硫酸不能吸收HCl,B错 误;MnO2与浓盐酸反应生成氯气,随着反应的进行盐酸的浓度减小,稀盐酸与二氧 化锰不反应,C错误;加热温度太高,HCl会大量挥发,所以实验过程中甲装置要缓缓 加热,不宜加强热,D正确。(4)实验过程中存在有毒气体,要进行尾气处理,所以戊装置烧杯中NaOH溶液的作 用是吸收尾气,防止污染环境。