2018年高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑學(xué)案 魯科版必修1.doc
《2018年高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑學(xué)案 魯科版必修1.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018年高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑學(xué)案 魯科版必修1.doc(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第2章 第3節(jié) 氧化劑和還原劑 【本講教育信息】 一. 教學(xué)內(nèi)容: 第2章 第3節(jié) 氧化劑和還原劑 二. 教學(xué)目的 1. 認(rèn)識并掌握氧化還原反應(yīng)的概念,理解氧化還原反應(yīng)的特征和本質(zhì) 2. 認(rèn)識并掌握氧化劑、還原劑的概念,并能根據(jù)元素的化合價推斷物質(zhì)的性質(zhì) 3. 認(rèn)識鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 三. 教學(xué)重點、難點 氧化還原反應(yīng)中各個基本概念間的關(guān)系 四. 知識分析 復(fù)習(xí)舊知: 1、初中學(xué)習(xí)的四種基本反應(yīng)類型有哪些? 2、在反應(yīng) CuO+H2Cu+H2O中,氧化銅發(fā)生了還原反應(yīng),氫氣發(fā)生了氧化反應(yīng),銅和氫元素的化合價怎樣變化? 3、反應(yīng)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2屬于什么反應(yīng)類型?元素的化合價有什么變化? 解答: 1、化合反應(yīng) 分解反應(yīng) 置換反應(yīng) 復(fù)分解反應(yīng)。 2、銅元素的化合價降低,氫元素的化合價升高。 3、不屬于四個基本反應(yīng);鐵元素的化合價降低,碳元素的化合價升高。) 感受新知: (一)氧化還原反應(yīng) 1、元素化合價在化學(xué)反應(yīng)中的變化 讓我們從元素化合價是否變化的角度分析化學(xué)反應(yīng),教材有5例,請你再舉出幾例,哪些化合價變化?哪些不變化? 解答:①CaCO3CaO+CO2 ② C+O2CO2 ③ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑④Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑ ⑤ BaCl2+H2SO4=BaSO4?+2HCl; 其中①⑤化合價不變,其余化合價變化。) 由此看來,從反應(yīng)過程元素的化合價有無變化的角度,可以將化學(xué)反應(yīng)分為兩類:一類是有元素化合價變化的,另一類是無元素化合價變化的。 2、氧化還原反應(yīng)的概念 (1)氧化還原反應(yīng)的定義 曾經(jīng)我們把物質(zhì)得氧的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng),物質(zhì)失氧的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。這是很局限的,不科學(xué)的。人們從實踐中歸納總結(jié),從新的角度——元素化合價是否變化定義了氧化還原反應(yīng): 有元素化合價變化的反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng),無元素化合價變化的反應(yīng)稱為非氧化還原反應(yīng)。我們判斷一個反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),重要特征和標(biāo)志就是看是否有元素化合價的變化。分析上述化學(xué)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。 (2)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的定義 元素化合價的變化分為兩種情況:化合價升高和化合價降低。 氧化反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價升高的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。 還原反應(yīng):反應(yīng)物所含元素化合價降低的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。 (3)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)三者之間的關(guān)系 思考:①上述三者之間的關(guān)系是什么?請舉例說明之。 ②氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型之間是什么關(guān)系?填表舉例說明: 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) 分解反應(yīng) 置換反應(yīng) 復(fù)分解反應(yīng) 解答:① 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)統(tǒng)一于一個氧化還原反應(yīng)之中,例如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ,這是一個氧化還原反應(yīng),F(xiàn)e2O3發(fā)生還原反應(yīng),CO發(fā)生氧化反應(yīng);② 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) C+O2CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2 分解反應(yīng) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3CaO+CO2 置換反應(yīng) Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑ 無 復(fù)分解反應(yīng) 無 BaCl2+H2SO4=BaSO4?+2HCl 3、氧化還原反應(yīng)的實質(zhì) (1)通過原子結(jié)構(gòu)知識探究氧化還原反應(yīng)的實質(zhì) ①元素化合價變化的實質(zhì) 鈉在氯氣中燃燒,生成氯化鈉,鈉的化合價升高,氯的化合價降低。反應(yīng)過程中,鈉原子失去電子變成鈉離子,氯原子得到電子變成氯離子。雙方最外層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此,鈉、氯元素化合價的升降是由對應(yīng)原子得失電子決定的。 氫氣在氯氣中燃燒,生成氯化氫,氫的化合價升高,氯的化合價降低。反應(yīng)過程中,氫、氯原子都無法失電子,也無法得電子,最后形成了一個共用電子對,該電子對偏向于氯原子,因此氯元素顯-1價,氫元素顯+1價。因此,鈉、氯元素的化合價的升降是由共用電子對的形成和偏移決定的。 綜上所述,元素化合價的變化是由電子轉(zhuǎn)移決定的,即元素化合價的變化的實質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。 ②氧化還原反應(yīng)的實質(zhì) 氧化還原反應(yīng)的特征是元素化合價的升降,而這個特征實質(zhì)是由電子轉(zhuǎn)移決定的,這也是氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)。 (2)通過科學(xué)實驗探究氧化還原反應(yīng)的實質(zhì) 設(shè)計實驗:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,探究是否有電子轉(zhuǎn)移?除了這個反應(yīng)以外,你還能依據(jù)什么樣的反應(yīng)設(shè)計實驗,來探究氧化還原反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移?請畫出示意圖,寫出化學(xué)方程式: 4、氧化還原反應(yīng)的表示方法 人們常用下面的式子表示氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移情況和化合價升降情況: 練習(xí):標(biāo)出下列反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況和化合價升降情況 (1) Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑ (2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (3) 2Na+O2 Na2O2 (4)Cl2+H2O=HCl+HClO 參考答案略 (二)氧化劑和還原劑 1、氧化劑和還原劑的概念 思考:分析反應(yīng)CuO+COCu+CO2中,哪種元素的化合價升高了?哪種元素的化合價降低了?按得氧失氧角度判斷,哪種物質(zhì)被氧化了?哪種物質(zhì)被還原了? 答案:C元素化合價升高了,Cu元素化合價降低了;CO被氧化了,CuO被還原了 重要說明: 上述反應(yīng)中,氧化銅被還原了,是被一氧化碳還原了,一氧化碳是還原劑;一氧化碳被氧化了,被氧化銅所氧化,氧化銅是氧化劑。 氧化劑:在氧化還原反應(yīng)中,所含元素的化合價降低的反應(yīng)物稱為氧化劑; 還原劑:在氧化還原反應(yīng)中,所含元素的化合價升高的反應(yīng)物稱為還原劑。 練習(xí):指出下列反應(yīng)中的氧化劑和還原劑 (1)C+O2CO2 (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ (3)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (4)Cl2+SO2+H2O=2HCl+H2SO4 (5)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 (6)3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 答案:(1)氧化劑O2 還原劑C (2)氧化劑H2SO4 還原劑Zn (3)氧化劑H2O 還原劑Na (4)氧化劑 Cl2 還原劑 SO2 (5) 氧化劑 FeCl3 還原劑KI (6) 氧化劑 HNO3還原劑 FeCl2 特別提醒: ①氧化劑反應(yīng)時,所含元素化合價降低,得電子,被還原,本身具有氧化性;還原劑反應(yīng)時,所含元素化合價升高,失電子,被氧化,本身具有還原性。 ②物質(zhì)的氧化性,就是物質(zhì)所含元素的原子或離子得電子的性質(zhì),得電子能力越強,物質(zhì)的氧化性越強;物質(zhì)所含元素的原子或離子失電子能力越強,物質(zhì)的還原性越強。 2、常見的氧化劑和還原劑 常見的氧化劑: (1)非金屬單質(zhì)如O2 Cl2 S。 (2)高價金屬離子如Fe3+ Cu2+。 (3)高價或較高價氧化物、含氧酸、含氧酸鹽,例如MnO2 HClO 濃H2SO4 HNO3 KMnO4 K2CrO4等。 常見還原劑: (1)活潑金屬 如K Ca Na Mg Al。 (2)低價金屬陽離子如Fe2+。 (3)非金屬的陰離子如 S2- Cl-。 (4)含低價元素的氧化物、氫化物含氧酸、含氧酸鹽等,例如:CO SO2 NH3 H2SO3 Na2SO3。 有益補充:在含有變價元素的物質(zhì)中,具有中間價態(tài)元素的物質(zhì)既可以做氧化劑,又可以做還原劑。例如Cl2 Fe2+ SO2 H2SO3 H2O2 等。 練習(xí):(1)下列轉(zhuǎn)化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( ) A. MnO2→MnSO4 B. AlCl3 → Al(OH)3 C. KI → KIO3 D. HNO3 →NO (2)下列說法正確的是 ( ) A. 金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只做還原劑 B. 非金屬在反應(yīng)中只做氧化劑 C. 金屬原子在反應(yīng)中失電子越多還原性越強 D. Fe比Cu還原性強,Cu2+比 Fe2+氧化性強 (3)在Fe2+、 Fe3+、、Mg2+ 、 S 、I- 、 H+中,只有氧化性的是_______________,只有還原性的是____________________,既有氧化性又有還原性的是___________________。 答案:(1)C (2)AD (3)Fe3+、、Mg2+ 、H+; I-;Fe2+、S 。 3、氧化還原反應(yīng)中的守恒關(guān)系 在氧化還原反應(yīng)中,除了有質(zhì)量守恒外,還有電子得失數(shù)守恒、化合價升降數(shù)守恒等關(guān)系存在。 (三)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(含鐵在90%以上) 化合態(tài):在地殼中含量豐富,居第四位。其化合價主要以+2、+3形式存在。 2、鐵及其化合物的分類 (1)按單質(zhì)、氧化物、堿、鹽等分類 單質(zhì):Fe 氧化物:FeO Fe2O3 Fe3O4堿:Fe(OH)2 Fe(OH)3 鹽:FeCl2 Fe2(SO4)3 。 (2)按化合價分類 0價:Fe ;+2價:FeO Fe(OH)2 FeCl2 ; +3價:Fe2O3 Fe2(SO4)3 。 3、氧化物、氫氧化物 (1)氧化物:請?zhí)顚懴卤? FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 鐵紅 磁性氧化鐵 顏色、狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 水溶性 難溶 難溶 難溶 鐵的化合價 +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 (2)氫氧化物 氫氧化亞鐵: 制備:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl 物理性質(zhì):白色難溶的弱堿 化學(xué)性質(zhì):與強酸反應(yīng) 還原性 易被氧化劑所氧化 如:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 請你思考:實驗室在制備Fe(OH)2時,為防止被氧化,可以采取哪些措施? 氫氧化鐵: 制備:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 物理性質(zhì):紅褐色難溶固體 化學(xué)性質(zhì):與強酸反應(yīng) Fe(OH)3+ 3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O 1、鐵及其鹽的氧化性和還原性 (1)Fe的還原性:與Cl2 O2 H+、Cu2+、 Fe3+ 等反應(yīng),表現(xiàn)了鐵較活潑的化學(xué)性質(zhì)。 練一練 請寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: 答案:①2Fe+3Cl22FeCl3 ② 3Fe+2O2Fe3O4 ③ Fe+2H+=Fe2++H2 ↑④ Fe+Cu2+=Fe2++Cu ⑤ Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2)Fe3+的氧化性 實驗探究Fe3+的檢驗:取2支試管各加入5ml FeCl2溶液和5ml FeCl3溶液,各滴入KSCN溶液,觀察現(xiàn)象:FeCl2溶液與KSCN溶液混和無明顯現(xiàn)象, FeCl3溶液與KSCN溶液混和后,溶液變?yōu)榧t色。 必要說明:Fe3+具有較強的氧化性,可以將Fe Cu Zn等氧化,而本身被還原為Fe2+,寫出這三個反應(yīng)的離子方程式: Fe+2Fe3+=3Fe2+ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+ (3)Fe2+的氧化性和還原性 探究思考:從化合價角度分析,為什么說Fe2+既有氧化性又有還原性? 答案:Fe元素的化合價有0、+2 、+3,F(xiàn)e2+顯+2價,居于中間價態(tài),故有氧化性和還原性 試寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式: FeCl2溶液與Zn反應(yīng):FeCl2 +Zn=ZnCl2+Fe FeCl2溶液與氯水反應(yīng):2FeCl2+Cl2=2FeCl3 想一想:FeCl2溶液呈淺綠色,實驗室在保存FeCl2溶液時,常常向溶液中加入一些鐵粉,想一想這是為什么? 答案:防止FeCl2被空氣氧化變質(zhì) 練一練:(1)在FeCl3溶液、CuCl2溶液和鹽酸的混合溶液中加入鐵粉,反應(yīng)結(jié)束后,所剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引,則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽離子是( ) A. Cu2+ B. Fe3+ C. Fe2+ D. H+ (2)將下列四種鐵的化合物溶于稀鹽酸,滴加KSCN溶液沒有顏色變化,再加入氯水即呈紅色的是( ) A. FeO B. Fe2O3 C. FeCl3 D. Fe2(SO4)3 (3)稀硝酸和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式如下: Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 在此反應(yīng)中,作氧化劑的硝酸占參加反應(yīng)的硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________ 答案:(1)C (2)A (3)25% 【典型例題】 例1. ClO2 是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應(yīng)得ClO2 2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O 下列說法正確的是( ) A. KClO3在反應(yīng)中得電子 B. ClO2是氧化產(chǎn)物 C. H2C2O4在反應(yīng)中被氧化 D. 1mol KClO3參加反應(yīng)有2mol 電子轉(zhuǎn)移 答案:AC 解析:由方程式可以看出,KClO3 中Cl從+5價到ClO2 中Cl +4價,1mol的電子被還原,A正確,D 錯誤, H2C2O4 是還原劑,被氧化,C正確, ClO2 是還原產(chǎn) 物,B 錯誤。 點評:分析氧化還原反應(yīng)時,應(yīng)從化合價入手:化合價升高-失電子-被氧化-得氧化產(chǎn)物;相反,則化合價降低-得電子-被還原-得還原產(chǎn)物。應(yīng)該牢記這一關(guān)系。 例2. 已知常溫下在溶液中可發(fā)生如下兩個離子反應(yīng)( ) Ce4+ +Fe2+ = Fe3+ + Ce3+ Sn2+ + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Sn4+ 由此可以確定Fe3+、Ce3+、Sn2+ 三種離子的還原性由強到弱的順序是( ) A. Sn2+ 、Fe2+ 、Ce3+ B. Sn2+、Ce3+、Fe2+ C. Ce3+ 、Fe2+、Sn2+ D. Fe2+、Sn2+、Ce3+ 答案:A 解析:由第一個離子方程式知還原性:Fe2+>Ce3+ 。由第二個離子方程式知還原性: Sn2+>Fe2+ 故答案選A 點評:“氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物;還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物”,這是一個重要規(guī)律;“氧化劑是得電子的物質(zhì),而還原劑是失電子的物質(zhì)”,所有這些,都是分析問題的思維起點,應(yīng)熟練掌握。 例3. 下列反應(yīng)中硫酸既表現(xiàn)了氧化性,又表現(xiàn)了酸性的是( ) A. 2H2SO4 (濃)+Cu CuSO4 + 2H2O + SO2 ↑ B. 2H2SO4 (濃)+C CO2 ↑+2H2O + 2SO2 ↑ C. H2SO4 (濃)+NaCl NaHSO4 +HCl↑ D. H2SO4 + Na2SO3 = Na2SO4 +H2O + SO2 ↑ 答案: A 解析: 氧化性就是得電子而使組成酸的元素化合價降低;酸性是提供H+而留下酸根,用此標(biāo)準(zhǔn)考查每個反應(yīng)知答案為A。 點評:物質(zhì)表現(xiàn)氧化性是指所含元素化合價減低,得電子;表現(xiàn)酸性,則是指具備酸的5條“通性”中的部分性質(zhì),在本題中硫酸的酸性主要是指生成了鹽中的酸根離子。 例4. 將鐵粉投入到盛有Cu2+、Ag+、Fe3+ 的溶液中。反應(yīng)完畢時,若燒杯底部有鐵粉剩余,溶液中一定不含的金屬離子是____________;若燒杯中沒有鐵粉剩余,則溶液中一定含有的金屬離子是____________;若溶液中不含有Cu2+時,則一定不含有的金屬離子是_____________。 答案:Ag+、 Fe3+、 Cu2+; Fe2+; Ag+、 Fe3+ 解析: 因為在Ag+、Fe3+、Cu2+中三種離子的氧化性順序為Ag+> Fe3+> Cu2+ ,當(dāng)加入鐵粉時,按Ag+、Fe3+、Cu2+的順序反應(yīng),當(dāng)鐵粉剩余時,Ag+、Fe3+、Cu2+ 將全部反應(yīng),若鐵粉不剩余時,溶液中一定含有的離子只有Fe2+,溶液中不含 Cu2+ 時,因為Fe3+、Ag+的氧化性比Cu2+強,所以一定不再有Ag+和 Fe3+。 點評:多種氧化劑跟一種還原劑發(fā)生反應(yīng),要注意氧化劑氧化性順序。氧化性較強的氧化劑首先跟還原劑發(fā)生反應(yīng),直至這種氧化劑被消耗完;另一種氧化劑再接著跟還原劑發(fā)生反應(yīng),依次類推,直至還原劑消耗完,多種還原劑跟一種氧化劑發(fā)生反應(yīng)的情況相同,首先還原性最強的還原劑跟氧化劑發(fā)生反應(yīng),直至這種還原劑被消耗完,依次類推。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2018年高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑學(xué)案 魯科版必修1 2018 年高 化學(xué) 第二 元素 物質(zhì) 世界 氧化劑 還原劑 魯科版 必修
鏈接地址:http://www.3dchina-expo.com/p-6094728.html