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2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 氧化劑和還原劑教案 魯科版必修1

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 氧化劑和還原劑教案 魯科版必修1 1 氧化還原反應(yīng) 1.元素化合價(jià)在化學(xué)反應(yīng)中的變化 (1)化合價(jià):化合價(jià)是認(rèn)識(shí)氧化還原的前提與基礎(chǔ)。 ①規(guī)則: ①在化合物中,正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零;②單質(zhì)中,元素的化合價(jià)為零。 ②本質(zhì): a化合價(jià)的正與負(fù):失去電子或共用電子對(duì)偏離呈正價(jià);得到電子或共用電子對(duì)偏向呈負(fù)價(jià)。 b化合價(jià)的數(shù)值:化合價(jià)的數(shù)值等于得、失電子(或共用電子對(duì))的數(shù)目。 c化合價(jià)的變動(dòng):元素在氧化還原反應(yīng)中,得到電子,化合價(jià)降低;失去電子,化合價(jià)升高。 ③有關(guān)規(guī)律: a金屬元素一般沒有負(fù)化合價(jià),除零價(jià)外,只顯正價(jià),因?yàn)樵诜磻?yīng)中只能失去電子。

2、b非金屬元素(除氧、氟外)在反應(yīng)中既可得到電子,亦可失去電子,故既可呈正價(jià),也能顯負(fù)價(jià)。 c氧、氟的非金屬性很強(qiáng),在反應(yīng)中一般不失去電子,故一般沒有正化合價(jià)。 d顯最高化合價(jià)的元素,在反應(yīng)中只能得電子而不能失電子,故發(fā)生氧化還原反應(yīng)化合價(jià)只能降低。相反,顯最低化合價(jià)的元素,在反應(yīng)中化合價(jià)只能升高。 (2)基本概念 ①氧化反應(yīng)和還原反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價(jià)升高(或者說(shuō)是物質(zhì)失去電子)的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng);反應(yīng)物所含元素化合價(jià)降低(或者說(shuō)是物質(zhì)得到電子)的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。 ②氧化還原反應(yīng):凡是反應(yīng)過(guò)程中有元素化合價(jià)變化(或電子轉(zhuǎn)移)的化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。 說(shuō)明:氧化反應(yīng)和還原反

3、應(yīng)是一對(duì)對(duì)立的反應(yīng),而又統(tǒng)一存在于一個(gè)反應(yīng)中,不能分割,所以人們把這兩種同時(shí)存在的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。 【聯(lián)想·發(fā)散】 四種基本反應(yīng)類型和氧化還原反應(yīng)的關(guān)系 反應(yīng)類型 氧化—還原反應(yīng) 非氧化—還原反應(yīng) 化合反應(yīng) 2Na+Cl2=2NaCl(有單質(zhì)參加) CaO+H2O=Ca(OH)2(沒有單質(zhì)參加) 分解反應(yīng) 2H2O2=2H2O+O2↑(有單質(zhì)生成) H2CO3=H2O+CO2↑(沒有單質(zhì)生成) 置換反應(yīng) Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 復(fù)分解反應(yīng) H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O 2.氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì) (1)研

4、究表明,所有的氧化還原反應(yīng)中都存在著電子的轉(zhuǎn)移,電子的轉(zhuǎn)移是氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 說(shuō)明:“轉(zhuǎn)移”包含兩方面內(nèi)容:電子的得到、失去和電子的偏離、偏向。電子的偏離和偏向又統(tǒng)稱電子的偏移。 (2)認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)概念的三個(gè)階段: ①首先是從得到氧和失去氧的視角認(rèn)識(shí)的。 ②接著是從元素的化合價(jià)升和降的視角去認(rèn)識(shí)的。 ③最后是從元素原子電子的得到和失去的視角去認(rèn)識(shí)的。 注意:第①種情況只適宜在初中階段使用,因?yàn)樗鉀Q問(wèn)題的范圍太狹窄,只局限在有氧參與的反應(yīng)。第②種情況沒有反映出氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的本質(zhì),只是氧化還原反應(yīng)的一種表象,我們用來(lái)作為判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的工具。第③種情況

5、才是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。 2 氧化劑和還原劑 1.基本概念 (3)氧化劑和還原劑:在氧化還原反應(yīng)中,所含元素的化合價(jià)降低(或說(shuō)得到電子)的反應(yīng)物叫做氧化劑;而所含元素化合價(jià)升高(或說(shuō)失去電子)的反應(yīng)物,叫做還原劑。 (2)氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物:還原劑失去電子被氧化所得的產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物;氧化劑得到電子被還原所得的產(chǎn)物叫還原產(chǎn)物。 【領(lǐng)悟·整合】 氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念是互相獨(dú)立,又互相依存的,其關(guān)系如下: 氧化劑(具有氧化性)——得電子——被還原——發(fā)生還原反應(yīng)——還原產(chǎn)物; 還原劑(具有還原性)——失電子——被氧化——發(fā)生氧化反應(yīng)——氧化產(chǎn)物。 2.常見的氧化劑和還原劑 常

6、見的氧化劑: (1)非金屬單質(zhì)X2、O2、S等; (2)高價(jià)金屬陽(yáng)離子Cu2+、Fe3+;高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物H2SO4(濃)、MnO2、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。 常見的還原劑: (1)活潑或較活潑的金屬K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等; (2)低價(jià)金屬陽(yáng)離子Fe2+; (3)非金屬陰離子Cl-、Br-、I-、S2-等; (4)含較低價(jià)元素的化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。 說(shuō)明:在含有變價(jià)元素的化合物中,具有中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)(單質(zhì)或化合物)既可做氧化劑,又可做還原劑。例如:Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、

7、H2SO3等既有氧化性有又還原性。 3.氧化還原反應(yīng)中各個(gè)基本概念間的關(guān)系 【知識(shí)·鏈接】 氧化還原反應(yīng)的表示方法 1.雙線橋法:表示的是同一元素在反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果,反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)及參加反應(yīng)的各物質(zhì)間的氧化還原關(guān)系。 雙線橋法分析氧化還原反應(yīng)的步驟:①標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià);②在反應(yīng)物到生成物之間畫一個(gè)箭頭,箭頭出發(fā)和指向的是有化合價(jià)變化的同一元素;③分析化合價(jià)的變化,找出反應(yīng)中得失電子的總數(shù)(有價(jià)態(tài)變化元素的一個(gè)原子轉(zhuǎn)移電子數(shù)×發(fā)生價(jià)態(tài)變化的原子個(gè)數(shù));④將轉(zhuǎn)移電子數(shù)標(biāo)在線上; 2.單線橋法:表示的是電子轉(zhuǎn)移的情況,反映了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。 單

8、線橋法分析氧化還原反應(yīng)的步驟:①標(biāo)出有化合價(jià)變化的元素的化合價(jià);②用線橋?qū)⒎磻?yīng)物中失電子的元素和得電子的元素連接起來(lái),箭尾是失電子的元素,箭頭是得電子的元素。注意:橋線只在反應(yīng)物中,不跨越“=”與生成物相連。③在橋線上注明電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目,注意:只寫數(shù)目,不標(biāo)得失。 運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 所謂氧化性是指氧化劑具有的一種能得到電子的能力,表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有降低趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力;還原性是指還原劑具有的一種失去電子的能力,表現(xiàn)在反應(yīng)中是化合價(jià)有升高趨勢(shì)的一種表現(xiàn)能力。我們運(yùn)用氧化性、還原性概括物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),下面舉例說(shuō)明: 上一章學(xué)了氯氣和金屬鈉的化學(xué)性質(zhì),氯氣跟金屬單質(zhì)(

9、鈉、鐵、銅等)、非金屬單質(zhì)(氫氣等)的反應(yīng)中都是得電子,化合價(jià)降低被還原,做氧化劑,因此氯氣具有強(qiáng)氧化性;但氯氣也有還原性,如氯氣跟水、堿溶液所發(fā)生歧化反應(yīng)。其中有一部分氯即是表現(xiàn)了還原性。而鈉非金屬單質(zhì)(氯氣、氧氣等)、水的反應(yīng)中都是失電子,化合價(jià)升高被氧化,做還原劑,因此鈉具有強(qiáng)還原性。 鹽酸是既有氧化性又有還原性的。如在鹽酸跟鎂、鋁、鋅等較活潑金屬發(fā)生的置換反應(yīng)中,鹽酸表現(xiàn)了氧化性。在濃鹽酸跟二氧化錳反應(yīng)制取氯氣時(shí),鹽酸表現(xiàn)了還原性。由于鹽酸的氧化性實(shí)質(zhì)上是H+的氧化性,屬于酸的通性,即絕大多數(shù)酸所具有的共同性質(zhì),因此不能把鹽酸稱為氧化性酸。但濃硫酸是強(qiáng)氧化性酸,其氧化性是指H2SO4

10、分子中+6價(jià)的硫元素表現(xiàn)的一種很強(qiáng)的得電子的能力。稀硫酸或硫酸鹽中的SO42-中的硫元素雖然也是+6價(jià),但沒有強(qiáng)氧化性。稀硫酸也有氧化性,是其中的H+所表現(xiàn)的。濃硫酸分子中+6價(jià)的硫元素得電子的能力遠(yuǎn)強(qiáng)于其中的+1價(jià)的氫。 金屬元素只能失電子,所以金屬單質(zhì)只有還原性;非金屬元素既能得電子表現(xiàn)負(fù)價(jià),又能失(偏離)電子表現(xiàn)正價(jià),所以非金屬單質(zhì)多數(shù)既有氧化性又有還原性。 3 探究鐵及其化合物的氧化性和還原性 1、鐵元素的存在形態(tài): 游離態(tài):隕鐵 化合態(tài):鐵元素主要以+2價(jià)和+3價(jià)的化合態(tài)存在。在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.65%,處于第四位,僅次于氧、硅和鋁。 2、按不同標(biāo)準(zhǔn)給鐵及其化合物分類

11、 (1)按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽給上述物質(zhì)分類。 單質(zhì):鐵;氧化物:FeO、Fe2O3、Fe3O4;堿: Fe(OH)2、Fe(OH)3;鹽:FeCl2、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3 (2)按鐵元素的化合價(jià)給上述物質(zhì)分類。 0價(jià):Fe;+2價(jià):FeO、FeCl2、FeSO4、Fe(OH)2;+3價(jià):Fe2O3、FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(OH)3 3、鐵在氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4性質(zhì)的比較 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 鐵紅 磁性氧化鐵 色態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 水溶性 難溶 難溶

12、難溶 化合價(jià) +2 +3 +2、+3 與CO、H2反應(yīng) FeO+CO Fe+CO2 FeO+H2Fe+H2O Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 Fe3O4+4H23Fe+4H2O 與稀硫酸反應(yīng) FeO+H2SO4=FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O 4.鐵的氫氧化物——4Fe(OH)2和4Fe(OH)3性質(zhì)的比較 (1)氫氧化亞鐵: 制備:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓

13、+2NaCl 物理性質(zhì):白色難溶的弱堿 化學(xué)性質(zhì):①與強(qiáng)酸反應(yīng) ②還原性:易被氧化劑所氧化。如:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 思考:實(shí)驗(yàn)室在制備Fe(OH)2時(shí),為防止被氧化,可以采取哪些措施? 提示:實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化亞鐵時(shí),因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,更要注意隔絕空氣。其方法是:①亞鐵鹽需新制(用足量鐵與稀硫酸反應(yīng)或還原氯化鐵溶液);②將所用氫氧化鈉溶液煮沸以趕盡溶于其中的空氣(O2);③使用長(zhǎng)滴管吸入氫氧化鈉溶液后將滴管伸至氯化亞鐵溶液的液面以下,慢慢擠壓乳膠頭使氫氧化鈉與氯化亞鐵接觸。 (2)氫氧化鐵: 制備:FeCl3+3Na

14、OH=Fe(OH)3↓+3NaCl 物理性質(zhì):紅褐色難溶固體 化學(xué)性質(zhì):與強(qiáng)酸反應(yīng)。Fe(OH)3+ 3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O 5、探究鐵及其化合物的氧化性和還原性 預(yù)測(cè):鐵元素顯0價(jià)時(shí),只有還原性;顯+3價(jià)時(shí),只有氧化性;顯+2價(jià)時(shí),既有氧化性,又有還原性。 (1)Fe的還原性:與H+、Cu2+、Fe3+、Cl2等反應(yīng) Fe+2H+ = Fe2++H2↑、Fe+Cu2+ = Fe2++Cu、2Fe3++ Fe =3Fe2+、2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)Fe3+的氧化性:與Fe、Cu、Zn反應(yīng) 2Fe3++ Fe =3Fe2+、2Fe3++Cu

15、 = 2Fe2++Cu2+、3Zn+2Fe3+ = 3Zn2++2Fe (3)Fe2+的氧化性: 與鋅反應(yīng) Zn+Fe2+ = Zn2++Fe (4)Fe2+的還原性:與氯水等反應(yīng) 2Fe2++Cl2 = 2Fe3+=2Cl- (5)鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化示意圖 【聯(lián)想·發(fā)散】 Fe2+與Fe3+的鑒別 (1)直接觀察顏色:Fe2+的溶液呈淺綠色,F(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色。 (2)利用顯色反應(yīng): Fe2+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液,溶液不呈紅色;Fe3+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液,溶液呈血紅色。 有關(guān)離子方程式:Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]

16、2+ (3)利用鐵化合物沉淀的顏色: Fe2+的溶液+NaOH溶液,出現(xiàn)白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色;Fe3+的溶液+NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀。 有關(guān)反應(yīng)式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3; Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ (4)利用Fe3+的氧化性: ①Fe2+的溶液+Cu片,無(wú)明顯現(xiàn)象;Fe3+的溶液+Cu片,銅被腐蝕,溶液變?yōu)樗{(lán)綠色。 有關(guān)離子方程式:2Fe3++Cu=2Fe2+=Cu2+ ②Fe2+的溶液+淀粉KI試紙,試紙不變藍(lán);Fe3+的溶液+淀粉KI試紙,試紙變藍(lán)。 有關(guān)離子方程式:2

17、Fe3++2I-=2Fe2++I(xiàn)2 (5)利用Fe2+的還原性: ①Fe2+的溶液+酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去;Fe3+的溶液+酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色不褪。 ②Fe2+的溶液+氯水,溶液變?yōu)樽攸S色; Fe3+的溶液+氯水,無(wú)明顯現(xiàn)象。 有關(guān)離子反應(yīng)式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 注意:以上方法以KSCN溶液鑒別最常用。 層析法認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)與電子轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系 (1)以反應(yīng)2Na+Cl22NaCl為例分析: 在Na與Cl2反應(yīng)前后,元素化合價(jià)的升降情況為: 化合價(jià)降低2×1 化合價(jià)升高1×2 2 Na + Cl2

18、 = 2 NaCl 0 0 +1 -1 失去2×e- 2 Na + Cl2 = 2 NaCl 0 0 +1 -1 得到2×e- 元素原子之間得失電子情況為 由此可知,在由單質(zhì)Na和Cl2生成離子化合物NaCl的反應(yīng)里,元素化合價(jià)的升降與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移之間有著密切關(guān)系.元素原子失去(或得到)電子,元素的化合價(jià)就升高(或下降),并且元素原子失去(或得到)的電子數(shù)與元素化合價(jià)升高(或降低)的數(shù)相等.電子得失,屬于電子轉(zhuǎn)移. (2)以反應(yīng)H2+Cl22HCl為

19、例分析 化合價(jià)降低2×1 化合價(jià)升高2×1 H2 + Cl2 = 2 HCl 0 0 +1 -1 在H2與Cl2反應(yīng)前后,元素化合價(jià)的升降情況為: 電子偏出2×e- H2 + Cl2 = 2 HCl 0 0 +1 -1 電子偏入2×e- 元素原子之間電子偏移情況為: 由上可知,在像由單質(zhì)H2和Cl2生成共價(jià)化合物HCl的反應(yīng)里,元素化合價(jià)的升降與元素原子之間的共用電子對(duì)的偏移有著密切關(guān)系.共用電子對(duì)偏出(或偏入),元素的化合價(jià)就升高(或降低),并且元

20、素原子偏出(或偏入)的電子數(shù)與元素化合價(jià)升高(或降低)的數(shù)相等.電子偏出偏入,也屬于電子轉(zhuǎn)移。 (3)綜上結(jié)論可知,元素化合價(jià)的升降既與氧化還原反應(yīng)之間有著密切的關(guān)系,又與元素原子之間的電子轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系.物質(zhì)失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng),物質(zhì)得到電子的反應(yīng)是還原反應(yīng),凡是有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)。 學(xué)習(xí)鐵及其化合物性質(zhì)的方法 (1)抓價(jià)態(tài):從鐵元素三種價(jià)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化(鐵三角關(guān)系)去認(rèn)識(shí)鐵及其化合物間的氧化還原反應(yīng)規(guī)律。 ①Fe2+和Fe3+的性質(zhì):a.Fe2+既有氧化性,又有還原性,主要表現(xiàn)還原性;Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性。b.Fe2+和Fe3+都是典型的弱堿陽(yáng)離

21、子,與OH-離子在溶液中可以發(fā)生反應(yīng)。 ②亞鐵鹽的存放方法:加入少量鐵屑以防止Fe2+被氧化。 (2)想屬類:如鐵是一種比較活潑的過(guò)渡金屬,氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物,氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿,氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽,由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì)。 (3)作比較:列表比較鐵的氧化物、鐵的氫氧化物和Fe2+與Fe3+的鑒別方法。 【專題放送】 氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)判斷 1.氧化還原反應(yīng)中基本概念的判斷 氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,特征是反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生了變化。我們判斷某反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)可根據(jù)反應(yīng)前后元素的化合價(jià)是否發(fā)生了變化這一特征。在氧化還原反應(yīng)中

22、,物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高(意味著失電子或電子對(duì)偏離),就是發(fā)生了氧化反應(yīng)(或被氧化),此物質(zhì)是還原劑,具有還原性。物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低(意味著得電子或電子對(duì)偏向),就是發(fā)生了還原反應(yīng)(或被還原),此物質(zhì)是氧化劑,具有氧化性??筛爬椋? 升——失——氧——還;降——得——還——氧 2.氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷 (1)根據(jù)元素的化合價(jià) 物質(zhì)中元素具有最高價(jià)態(tài),該元素只有氧化性;物質(zhì)中元素具有最低價(jià)態(tài),該元素只有還原性;物質(zhì)中元素具有中間價(jià)態(tài),該元素既有氧化性又有還原性。對(duì)于同一種元素,價(jià)態(tài)越高,其氧化性就越強(qiáng);價(jià)態(tài)越低,其還原性就越強(qiáng)。 (2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式 在同一氧化還原反

23、應(yīng)中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。 氧化劑的氧化性越強(qiáng),則其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物的還原性就越弱;還原劑的還原性越強(qiáng),則其對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物的氧化性就越弱。 (3)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表 在金屬活動(dòng)性順序表中,金屬的位置越靠前,其還原性就越強(qiáng);金屬的位置越靠后,其陽(yáng)離子的氧化性就越強(qiáng)。 (4)根據(jù)反應(yīng)的難易程度 氧化還原反應(yīng)越容易進(jìn)行(表現(xiàn)為反應(yīng)所需條件越低),則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強(qiáng)。 (5)其它條件 一般溶液的酸性越強(qiáng)或溫度越高,則氧化劑的氧化性和還原劑的還原性就越強(qiáng),反之則越弱。 注意:① 氧化還原性的強(qiáng)弱只與該原子得失電子的難易程度有關(guān),而與得失電子數(shù)目的多少無(wú)關(guān)。得電子能力越強(qiáng),其氧化性就越強(qiáng);失電子能力越強(qiáng),其還原性就越強(qiáng)。 ② 同一元素相鄰價(jià)態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

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