資源簡介

(共37張PPT)
第2課時 氧化還原反應的應用
第3節 氧化還原反應
第2章 元素與物質世界
(1)氧元素常見的價態有哪些？
(2)H2O2中氧元素的價態是多少？
(3)預測H2O2具有氧化性還是還原性？
(4)用什么試劑驗證你的預測？
思考并討論下列問題
1.在研究物質性質中的應用
問題引導
討論實驗方案、根據所選試劑進行實驗的基本要求：
（1）先確定實驗方案再進行實驗；
（2）明確分工，記錄現象；
（3）注意安全，規范操作；
（4）注意用量（1~2 mL）。
實驗探究
實驗方案 實驗現象 離子方程式
驗證H2O2的氧化性
驗證H2O2 的還原性
加入KI溶液、淀粉溶液、酸
溶液變為藍色
H2O2+2H++2I- ═ I2+2H2O
加入KMnO4溶液
溶液先為無色后變為紅色
2MnO4-+6H++5H2O2 ═ 2Mn2++5O2 ↑ +8H2O
成果展示
方法引導
探究方法
探究物質具有氧化性
探究物質具有還原性
加入還原劑，使其化合價降低；通過實驗證明化合價降低后的產物
加入氧化劑，使其化合價升高；通過實驗證明化合價升高后的產物
（1）金屬礦物的開發利用
①金屬元素的存在：
除了金、鉑等極少數金屬外，絕大多數金屬以化合物的形式存在于自然界中。
2.在物質轉化和能量轉化中的應用
本質是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。
n+
M
得電子
M
（被還原）
②金屬的冶煉：
金屬活動性順序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性逐漸減弱，失電子能力減弱
金屬離子的得電子能力逐漸增強
理論分析
要根據金屬的活動性順序不同，采取不同的冶煉方法
b.熱分解法：適合一些不活潑金屬
2HgO ═ 2Hg + O2 ↑
加熱
2Ag2O ═ 4Ag + O2 ↑
加熱
a.物理提取法：適用于極不活潑的金屬——Pt、Au
③金屬冶煉的方法
由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，一度超越了金銀，直至19世紀上半葉，鋁還是歐洲許多高級珠寶店的高檔貨。
然而自從電解制鋁法發明后，制鋁工藝不斷改進，現在人們已經熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當然還是有很多其他雜質的）中冶煉鋁的技術，使得制鋁成本大大下降，鋁的價格也一落千丈，走入了千家萬戶。
Al
c.電解法（適合一些非常活潑的金屬）
MgCl2 (熔融) ═ Mg + Cl2 ↑
電解
2Al2O3 (熔融) ═ 4Al + 3O2 ↑
電解
冰晶石
2NaCl (熔融) ═ 2Na + Cl2 ↑
電解
降低熔點
d.熱還原法（適用于大部分中等活潑的金屬）
CuO+H2 ═ Cu + H2O
△
Fe2O3+3CO ═ 2Fe + 3CO2
高溫
常見的還原劑：C、CO、H2等
（高爐煉鐵）
（2）氧化還原與能量轉化
火力發電廠
火箭發射
化學電源
(1)根據活動性順序判斷：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au
單質失去電子能力減弱，單質的還原性減弱
離子得到電子能力增強，氧化性逐漸增強
①根據金屬活動性順序判斷：
3.氧化性和還原性相對強弱的判斷
F2 Cl2 Br2 I2 S P C Si H2
②根據非金屬活動性順序判斷：
單質得到電子能力減弱，氧化性逐漸減弱
陰離子失去電子能力增強，還原性逐漸增強
（2）根據氧化還原反應方程式判斷
結論：
氧化性：CuO > H2O 還原性： H2 > Cu
0
+1
+2
0
還原劑
如: H2 + CuO ═ Cu + H2O
氧化產物
還原產物
氧化劑
規律簡化：
比什么“性” 找什么劑， 產物之“性”小于“劑”。
①最高價態，只顯氧化性；
②最低價態，只顯還原性；
③中間價態，既顯氧化性又顯還原性
如：S -2 0 +4 +6
（3）同種元素的不同價態物質氧化性和還原性強弱的判斷
低價到高價，氧化性漸增，還原性漸減
高價到低價，氧化性漸減，還原性漸增
（4）根據被氧化或被還原的程度判斷
2Fe+3Cl2 ═ 2FeCl3
Fe + S ═ FeS
氧化性：Cl2 > S
0
+3
0
+2
氧化還原反應的基本規律及應用
(1)守恒規律
電子得失守恒。化合價升降總數等于電子轉移總數。
(2)轉化規律
元素相鄰價態之間的轉化最容易；
元素的化合價只靠近而不交叉；
同種元素相鄰價態之間不發生氧化還原反應。
(3)難易規律
越易失電子的物質，失后就越難得電子；
越易得電子的物質，得后就越難失去電子。
例如，FeBr2溶液中通入Cl2時，發生離子反應的先后順序為：
2Fe2+＋Cl2 ═ 2Fe3+＋2Cl-，2Br-＋Cl2 ═ Br2＋2Cl-
應用：判斷物質的穩定性及反應順序。
例: 在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
√
在一定條件下KClO3與I2按下式反應：2KClO3＋I2 ═ 2KIO3＋Cl2，下列判斷正確的是（ ）
A.該反應屬于非氧化還原反應
B.氧化性：KClO3 > KIO3
C.還原性：Cl2 > I2
D.還原劑為KIO3，氧化劑為I2
√
典型例題
4.實驗室制取氯氣的原理
MnO2 + 4HCl (濃) ═ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl (濃) ═ 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 2KCl + 8H2O
根據反應物的狀態及加熱與否，一般將裝置分為四種類型：
A.固＋固 加熱型
B.液＋固 不加熱型
C.液＋固 加熱型
D.液＋液 加熱型
儲備1.常見的發生裝置
固 + 液(加熱)型
有關儀器的名稱:鐵架臺(帶鐵圈鐵夾)、酒精燈、石棉網、燒瓶、雙孔塞、分液漏斗、玻璃導管。
發生裝置的確定
組裝過程：
放好鐵架臺,根據酒精燈外焰的高度確定鐵圈和石棉網的位置,最后固定組合裝置
(3)排水（或其他液體）法：適用于在水中(或液體中)溶解度不大且與水(或液體)不反應的氣體。
儲備2.常見的收集裝置
(1)向上排空氣法：適用于密度較空氣大且在空氣中穩定的氣體。
(2)向下排空氣法：適用于密度較空氣小且在空氣中穩定的氣體。
向上排空氣法收集
收集裝置的確定
燃燒式
吸收式
相應溶液
收集式
儲備3.常見的尾氣處理裝置
氣體的溶解（或吸收）:
溶解性不太大
倒立漏斗式
肚容式
尾氣吸收裝置的確定
實驗室制取氯氣的簡易裝置
氯氣的凈化裝置
先用飽和食鹽水吸收氯氣中混有的氯化氫氣體;再用濃硫酸干燥氯氣。
裝配原則:先洗氣后干燥、氣體從長導管進短導管出。
飽和食鹽水
濃硫酸
☆收集裝置
☆凈化裝置
☆發生裝置
☆尾氣處理裝置
反應裝置
實驗室制備完整圖
2.檢查氣密性：
1.連接儀器：
5.加熱制備氣體
用酒精燈微熱，有氣泡生成，冷卻后導管中能形成一段穩定的水柱說明氣密性良好。
3.加藥品
固體藥品 燒瓶
液體藥品 分液漏斗
4.打開開關，讓液體試劑與固體接觸
從下到上，從左到右
實驗過程指導
氯氣的實驗室制法：
（1）實驗原理：MnO2 + 4HCl(濃) ═ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O　
（2）發生裝置：固體＋液體→氣體。
（3）除雜試劑及裝置：裝有飽和食鹽水（有的實驗中直接用水）的洗氣瓶。
（4）干燥試劑及裝置：裝有濃硫酸的洗氣瓶。
（5）收集方法：向上排空氣法或排飽和食鹽水法。
（6）尾氣處理：用氫氧化鈉溶液吸收。
除雜裝置
發生裝置
收集裝置
尾氣處理裝置
實驗回顧
1.下列各種冶煉方法中，可以制得相應金屬的是（ ）
A.加熱氧化鋁
B.加熱碳酸鈣
C.電解熔融氯化鈉
D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱
C
當堂練習
2.根據金屬在金屬活動性順序中的位置及性質，推測制取下列金屬最適宜的方法：
①Na____________
②Zn____________
③Hg____________
④Au____________
電解法
加熱還原法
加熱分解法
物理提取法
當堂練習
3.請根據氯氣的實驗室制備原理選擇合適的裝置（ ）　
A
B
C
A
NaOH溶液
A
B
C
4.實驗室制得的多余氯氣應如何處理？請選擇合適的裝置（ ）
A
5.實驗室制氯氣時有如下操作，操作順序正確的是( )
①連接好裝置，檢查氣密性
②緩緩加熱，加快反應，使氣體均勻逸出
③在燒瓶中加入二氧化錳粉末
④往分液漏斗中加入濃鹽酸，再緩緩滴入燒瓶中
⑤用向上排空氣法收集氯氣，尾氣導入吸收劑中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤ D.①④③②⑤
C

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