高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三节 氧化还原反应背景图课件ppt
展开知识点一 氧化剂和还原剂
知识点二 氧化性和还原性
基础落实•必备知识全过关
1.氧化剂和还原剂(1)根据前面学过的知识填写下表。
(2)定义。氧化剂: 电子(或电子对 )、化合价 的物质。 电子转移方向 从元素化合价变化角度判断还原剂: 电子(或电子对 )、化合价 的物质。
2.常见的氧化剂和还原剂
3.生产、生活中的氧化还原反应(1)正面影响,如金属的 、 、 、绿色植物的光合作用。 (2)负面影响,如易燃物的 、食物的 、钢铁的 等。
名师点拨氧化还原反应中的易错点(1)在氧化还原反应中,作氧化剂(或还原剂)的物质未必只表现氧化性(或还原性)。如反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,HCl表现还原性和酸性。(2)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂和还原剂。氧化剂和还原剂可以是不同种物质,也可以是同一种物质。
概念辨析氧化产物与还原产物
深度思考非金属单质在氧化还原反应中作为反应物时一定是氧化剂吗?为什么?
提示 不一定。非金属单质在氧化还原反应中,可能作为氧化剂,也可能作为还原剂,如C与O2的反应中,C与O2分别作还原剂、氧化剂。
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探究角度1 氧化剂与还原剂的判断例1 (教材改编题)大蒜是一种调味蔬菜,储存时会用到无水氢化钙(化学式为CaH2,H为-1价)。氢化钙遇水即产生氢气,反应的化学方程式为CaH2+2H2O ══ Ca(OH)2+2H2↑。
下列说法错误的是( )A.CaH2既是氧化剂又是还原剂B.H2既是氧化产物又是还原产物C.CaH2是还原剂,H2O是氧化剂D.氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1
由反应前后元素的化合价变化可知,CaH2是还原剂,H2O是氧化剂;H2既是氧化产物又是还原产物,且来源于CaH2和H2O中氢原子的个数相等,即氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。
图解要点 基于氧化还原反应中化合价的变化判断氧化剂和还原剂
[对点训练1]2023年9月17日12时13分,长征二号丁遥八十三运载火箭在西昌卫星发射中心,成功将遥感三十九号卫星送入预定轨道。某运载火箭以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是还原剂,被还原C.N2O4是还原剂,发生氧化反应D.N2既是氧化产物又是还原产物
解析 该反应的反应物中无单质,不属于置换反应;该反应实际上是不同价态的氮元素之间发生的反应,N2H4是还原剂,被氧化,发生氧化反应,N2O4是氧化剂,被还原,发生还原反应,N2既是氧化产物又是还原产物。
思维模型 氧化还原反应知识结构模型
记忆口诀:氧→得→降→还→还→还;还→失→升→氧→氧→氧
探究角度2 氧化剂和还原剂的选择例2 (2024·河北邯郸高一检测)湿润的土壤中,氮元素的转化过程如图所示:
【变式设问】过程Ⅰ中Fe2+作 剂,过程Ⅱ中Fe3+作 剂,整个过程中Fe2+的作用为 。
[对点训练2]下列变化需要加入还原剂才能实现的是( )A. →Mn2+B.Cl-→Cl2C.H2S→SO2D.Fe→Fe2+
解析 “需要加入还原剂才能实现”,说明所给物质是氧化剂(对应某元素化合价降低)。A项,Mn元素化合价降低(+7价→+2价);B项,Cl元素化合价升高(-1价→0价);C项,S元素化合价升高(-2价→+4价);D项,Fe元素化合价升高(0价→+2价)。
[对点训练3]吸进人体内的氧有2%转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”。中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内活性氧,Na2SeO3的作用是( )A.还原剂B.氧化剂C.既是氧化剂又是还原剂D.既不是氧化剂又不是还原剂
解析 已知活性氧具有强氧化性,在反应中化合价降低,Na2SeO3可以清除人体内的活性氧,故Na2SeO3在反应中起还原作用,在反应中化合价升高,作还原剂。
1.氧化性和还原性 即得到电子的能力(1)氧化性:氧化剂具有 性,反应时本身被 。 (2)还原性:还原剂具有 性,反应时本身被 。 即失去电子的能力
2.物质氧化性和还原性的强弱比较(1)根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂 氧化产物;还原性:还原剂 还原产物。
(2)根据元素的活动性顺序比较
单质与对应离子的性质(氧化性或还原性及强弱顺序)完全相反
(3)根据反应条件比较如Na、Mg与H2O反应时,Na与冷水剧烈反应,Mg加热条件下才反应,故还原性:Na Mg。 (4)根据氧化产物的价态高低比较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。
名师点拨元素化合价与氧化性、还原性的关系:
深度思考“钠原子能失去1个电子,铝原子能失去3个电子,所以铝的还原性比钠强。”这种说法正确吗?
提示 错误。还原性钠比铝强,还原性强弱与失电子能力强弱有关,而与失电子数目多少无关。
正误判断(1)金属阳离子只具有氧化性,不具有还原性。( )(2)金属元素的原子失去电子的数目越多,该金属的还原性越强。( )
提示 金属阳离子处于中间价态如Fe2+,既有氧化性又有还原性。
提示 金属的还原性强弱与失电子难易程度有关,与数目无关,如K失去1个电子变为K+而Mg失去2个电子变为Mg2+,Mg比K失电子多,但还原性K>Mg。
(3)元素处于最高价时,该物质一定具有强氧化性。( )(4)金属单质只有还原性,非金属单质只有氧化性。( )
提示 钾元素的+1价为最高价,但K+氧化性很弱。
提示 金属只有0价和正价,故金属单质只有还原性;非金属通常有正价也有负价,故非金属单质既可以有氧化性,又可以有还原性。
探究角度1 氧化性和还原性的强弱比较例1 已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是( )①2W-+X2 ══ 2X-+W2②2Y-+W2 ══ 2W-+Y2③2X-+Z2 ══ 2Z-+X2A.还原性:X->Y-B.在Y-、X-、W-、Z-中Z-的还原性最强C.氧化性:Z2>W2D.反应2Z-+Y2 ══ 2Y-+Z2能发生
解析 在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,由此得出三个反应中有关微粒的氧化性、还原性强弱:①中氧化性X2>W2,还原性W->X-;②中氧化性W2>Y2,还原性Y->W-;③中氧化性Z2>X2,还原性X->Z-。所以氧化性大小:Z2>X2>W2>Y2,还原性大小:Y->W->X->Z-,D中反应不能发生。
【变式设问】(1)向含有Z-和X-的溶液中通入Y2,能否发生反应?(2)向含有W-和X-的溶液中通入少量Z2,发生的反应是 。
提示 根据氧化性强弱:Z2>X2>W2>Y2可知,Y2与Z-和X-不能反应。
提示 还原性W->X-,通入少量Z2,只有W-发生反应,离子方程式为2W-+Z2 ══ 2Z-+W2。
[对点训练1](2024·江苏盐城高一检测)一定条件下,KClO3与I2发生下列反应:2KClO3+I2 ══ 2KIO3+Cl2↑,下列推断正确的是( )A.该反应属于复分解反应B.氧化性:I2>KClO3C.还原性:KClO3>I2D.还原剂为I2,氧化剂为KClO3
解析 该反应属于置换反应,A错误;
探究角度2 判断氧化还原反应能否发生例2 PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、Cu2+的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )
图解要点 基于氧化还原反应中氧化性、还原性的强弱规律分析
排在前面的氧化剂可与后面的还原产物反应。
[对点训练2](2024·湖北武汉高一检测)已知有如下反应:
根据上述反应,判断下列结论错误的是( )A.Cl2在反应②中既是氧化产物又是还原产物B.Cl2在①③反应中均作氧化剂
思维模型 假设法判断氧化还原反应能否发生(1)已知氧化性或还原性强弱关系。(2)假设反应发生。(3)依据方法判断出假设反应中的氧化性或还原性关系。(4)结合已知判断结论是否符合事实,若符合,能发生;反之,不能发生。
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题组1氧化剂、还原剂及其性质1.需要加入还原剂才能实现的反应是( )
解析 S元素化合价降低,被还原,应加入还原剂,故A正确;Cl元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂,故B错误;Fe元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂,故C错误;N元素化合价升高,被氧化,应加入氧化剂,故D错误。
2.对于反应2H2S+SO2 ══ 3S+2H2O,下列说法错误的是( )A.H2S是还原剂B.SO2发生了氧化反应C.S既是氧化产物又是还原产物D.H2S在反应中失去电子
解析 反应中H2S中S元素的化合价变化为-2→0,发生氧化反应生成氧化产物S,H2S作还原剂;SO2中S元素的化合价变化为+4→0,发生还原反应生成还原产物S,SO2作氧化剂,S既是氧化产物又是还原产物,故B错误。
3.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.Al3+、K、Fe2+B.Cl-、Al、H2C.NO2、Na+、Br2D.O2、SO2、Fe
解析 Al3+处于最高价态,只有氧化性;K的化合价只能升高,只有还原性;Fe2+的化合价既能升高又能降低,既有氧化性又有还原性,A正确。Cl-的化合价只能升高,只有还原性,B错误。NO2中氮元素化合价既能升高又能降低,既有氧化性又有还原性,Na+的化合价只能降低,只有氧化性,C错误。SO2既有氧化性又有还原性,Fe的化合价只能升高,只有还原性,D错误。
题组2氧化性、还原性的比较4.(2024·安徽六安高一检测)铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生:①Tl3++2Ag ══ Tl++2Ag+ ②Ag++Fe2+ ══ Ag+Fe3+ ③Fe+2Fe3+ ══ 3Fe2+。下列离子氧化性比较顺序正确的是( )A.Tl3+>Fe3+>Ag+B.Ag+>Fe2+>Tl3+C.Tl3+>Ag+>Fe2+D.Tl3+
5.已知氧化性:Br2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Br-,则下列反应不能发生的是( )A.Br2+2I- ══ 2Br-+I2B.Br2+2Fe2+ ══ 2Br-+2Fe3+C.2Fe3++2I- ══ 2Fe2++I2D.2Fe3++2Br- ══ 2Fe2++Br2
解析 氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,D项反应不能发生。
6.现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。金属材料在生产生活的应用中会涉及很多化学反应。(1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质;铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中, 的还原性最强;在Cu2+、Fe2+、Ag+中, 的氧化性最强。 (2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中, 具有氧化性, 的氧化性最强。
(3)已知钠与冷水剧烈反应,化学方程式为2Na+2H2O ══ 2NaOH+H2↑,铁与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。事实证明,钠的还原性比铁的还原性 (填“强”或“弱”)。
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