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2024-2025年人教版(2019)高一化學必修一1.3氧化還原反應課件(4份打包)

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  1. 二一教育資源

2024-2025年人教版(2019)高一化學必修一1.3氧化還原反應課件(4份打包)

資源簡介

(共48張PPT)
高一必修一
第一章第三節
氧化還原反應
1.3.3氧化還原反應規律
1、利用硝酸銨爆炸引入,吸引同學興趣,認知生活中的危險化學品。
2、掌握氧化還原反應的基本規律,學以致用,舉一反三。
課堂目標
目錄
導入——硝酸銨
01
氧化還原反應的規律
02
PART
01
導入——硝酸銨
情境導入——硝酸銨
硝酸銨曾是氮肥的領先品種,而在1947年的一天里,美國一艘裝載有2300噸硝酸銨的貨輪起火爆炸一次貨輪的爆炸事件,讓硝酸銨成功躋身炸藥圈領域。
硝酸銨——貨輪起火爆炸
情境導入——硝酸銨
硝酸銨
發生爆炸的反應
硝酸銨爆炸反應是有單質參與的分解反應
屬于氧化還原反應
5NH4NO3 = 4N2↑ + 2HNO3 + 9H2O
高溫
問題:屬于什么反應
硝酸銨
同學們認為用雙線橋表示電子轉移下面哪位同學是正確的?
5NH4NO3 = 4N2↑ + 2HNO3 + 9H2O
高溫
化合價降低,得4×5e-,被還原
化合價升高,失2×8e-,被氧化
5NH4NO3 = 4N2↑ + 2HNO3 + 9H2O
高溫
+ 5

+ 5
- 3
化合價降低,得3×5e-,被還原
化合價升高,失5×3e-,被氧化
甲同學
乙同學
遵循氧化還原反應的規律
氧化還原反應有什么規律呢?
+ 5

+ 5
- 3
PART
02
氧化還原反應的規律
氧化還原反應的規律
1、價態規律:低還高氧
最低價
中間價
中間價
最高價
還原性
氧化性
既有氧化性
又有還原性
只能失電子
只能得電子
得電子
失電子
同一元素不同化合價
氧化性:
最低價<中間價<最高價
還原性:
最低價>中間價>最高價
如氧化性:Fe<Fe2+<Fe3+
特殊氧化性: HClO>HClO2>HClO3>HClO4
還原性:S2 ->S>SO2>SO42 -
價態規律:
最高價:只有氧化性
最低價:只有還原性
中間價:既有氧化性又有還原性
應用:用于物質的氧化性或還原性。
按只有氧化性、只有還原性、既有還原性又有氧化性的排列順序,下列正確的是( )
A、Fe、I2、Br2
B、Na、Mg、Al
C、Mn7+、Zn、ClO2 -
D、ClO4 -、O2、SO42 -
SO2作為造成酸雨形成的污染物之一,近些年來越來越受到大家的重視,下列正確的是
A、在物質分類中屬于鹽
B、只具有氧化性
C、只具有還原性
D、具有漂白性
C
鞏固練習
D
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
氧化還原反應的規律
2、強弱規律:強制弱(一對一)
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
+2
+2
0
0
氧化劑
還原劑
氧化產物
還原產物
Fe
還原劑
還原性強
金屬
還原性
Cu
還原產物
還原性弱


0
0
-1
-1
氧化劑
還原劑
氧化產物
還原產物
Cl2
氧化劑
氧化性強
非金屬
氧化性
Br2
氧化產物
氧化性弱


強制弱
強制弱
強弱規律(一對一):
氧化性:氧化劑>氧化產物
還原性:還原劑>還原產物
應用:用于物質間氧化性或還原性的強弱。
判斷氧化性與還原性的方法
堿金屬單質還原性:Li<Na<K<Rb<Cs<Fr(自上到下加強)
金屬單質還原性:K>Ca >Na >Mg >Al>Zn >Fe> Sn > Pb > Cu >Hg>Ag>Pt> Au
鹵素單質還原性:F2<Cl2<Br2<I2
常見還原性排序:S2->I ->Fe2+>Br ->Cl ->F - (留點鐵銹還給律芙)
K+>Ca2+ >Na+ >Mg2+ >Al3+>Zn2+ >Fe2+>(H+) > Cu2+ >Hg2+>Ag+
常見還原性與氧化性
判斷氧化性與還原性的方法
非金屬氧化性:
同周期(從左到右)元素單質氧化性增強。(Si<P<S<Cl2)
同主族(從上到下)元素單質氧化性遞減。(F2>Cl2>Br2>I2)
化合物氧化性:
F2>>O3>>KMnO4(H+)>Cl2>K2Cr2O7(H+)>MnO2>HNO3>濃H2SO4>H2O2>O2>Br2>Ag+>Fe3+>I2>Cu2+>H+
常見還原性與氧化性
已知氧化性Cl2>Fe3+>S;則下列說法正確的是( )
A、Fe可以和S在加熱條件下生成Fe2S3
B、Cl2和H2S相遇可發生反應:Cl2 + H2S = 2HCl + S
C、在酸性溶液中,Fe3+ 和S2 - 可以大量共存
D、Cl2可以氧化Fe3+
B
鞏固練習
解析:
A項反應若發生:2Fe+3S=Fe2S3,則有氧化性:S>Fe3+,與題干矛盾,A錯誤
C項氧化性:Fe3+>S,S>S2 -,Fe3+可以氧化S2-;
D項中已是最高價,沒有還原性,不能被氧化。
(1)已知I -、Fe2+、SO2、Cl -和H2O2均具有還原性,它們在酸性溶液中還原性強弱的順序為Cl - < Fe2+ < H2O2< I - < SO2,則下列反應不能發生的是
A、2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+
B、I2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
C、H2O2 + H2SO4 = SO2↑ + O2↑ + 2H2O
D、2Fe2+ + I2 = 2Fe3+ + 2I -
CD
鞏固練習
解析:
A. 還原性 SO2>Fe2+ ,所以A 能發生反應
B.還原性 SO2>HI,所以B能發生反應
C.還原性 H2O2>SO2,與已知條件矛盾,所以C反應不能進行
D .還原性Fe2+>I-,與已知條件矛盾,所以D反應不能進行
氧化還原反應的規律
3、優先規律:強優先(一對多)
還原劑
氧化劑
氧化劑
氧化劑
· 一種還原劑+多種氧化劑
氧化劑
還原劑
還原劑
還原劑
· 一種氧化劑+多種還原劑
優先跟氧化性強的反應
如Mg+Fe2+、Fe3+,Mg先于Fe3+反應,后于Fe2+反應
優先跟氧化性強的反應
如Cl2+FeBr2,Cl2先于Fe2+反應,后于Br -反應
優先規律(一對多):
強優先(看氧化性 / 還原性的大小)
應用:用于工業流程題除雜、電化學。
將足量Cl2緩緩通入含 H2SO3和 HBr的混合溶液中。在此過程中溶液的c(H+)與Cl2用量的關系示意圖是(溶液體積變化忽略不計,且不考慮Cl2與水反應)( )
A
鞏固練習
解析:因H2SO3的還原性強于HBr的還原性,故Cl2先氧化H2SO3,H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl均是強酸,故溶液的pH下降;當H2SO3完全反應后,再通入Cl2,發生反應Cl2+2HBr===Br2+2HCl,溶液的c(H+)不再改變
0
c(H+)
Cl2
0
c(H+)
Cl2
0
c(H+)
Cl2
0
c(H+)
Cl2
氧化還原反應的規律
4、歸中規律:兩歸中,不交叉
5NH4NO3 = 4N2↑ + 2HNO3 + 9H2O
高溫
化合價降低,得4×5e-,被還原
化合價升高,失2×8e-,被氧化
+ 5

+ 5
- 3
甲同學
5NH4NO3 = 4N2↑ + 2HNO3 + 9H2O
高溫
+ 5

+ 5
- 3
化合價降低,得3×5e-,被還原
化合價升高,失5×3e-,被氧化
乙同學
交叉
不交叉,高+低→中間
-3
0
+5
-3
0
+5
歸中規律:
不同價態的同種元素:“兩歸中,不交叉”。
應用:可用于正確判斷同種元素電子轉移的情況(歸中反應)
注意:同種元素相鄰價態之間不發生氧化還原反應,如濃H2SO4與SO2不發生反應,HClO與HClO2不發生反應。
氧化還原反應的規律
4、歸中規律:兩歸中,不交叉
H2S + H2SO4 = S↓ + SO2↑ + 2H2O
化合價降低,得1×6e-,被還原
化合價升高,失1×6e-,被氧化
+6

+4
- 2
H2S + H2SO4 = S↓ + SO2↑ + 2H2O
化合價降低,得1×2e-,被還原
化合價升高,失1×2e-,被氧化
交叉
不交叉,高+低→中間
+6

+4
- 2
-2
0
+4
+6
-2
0
+4
+6
鞏固練習
某人將含氯漂白劑(漂白液Na(ClO)2)與潔廁精(含有鹽酸)混合使用,結果導致氯氣中毒。漂白劑中(漂白粉)的次氯酸鈣與潔廁精中的鹽酸反應方程式:
Na(ClO) + 4HCl(濃)= CaCl + 2Cl ↑ + 2H O,生成氯氣,導致人吸入氯氣中毒。下列說法正確的是( )
A、氯元素化合價變化情況:+3 → -1,-1 → 0
B、還原劑轉移電子數為 4 e-
C、氧化劑和還原劑分別為Ca(ClO) 和HCl
D、漂白粉與可樂反應是氧化還原反應
C
解析:回顧雙線橋的書寫方法:①標價態 ②連雙線 ③寫項目
③寫項目:化合價、得失電子總數,被氧化還原
得失電子總數:化合價變化程度的公倍數
碳酸是非氧化性酸,并且里面各陽離子的化合價態均為最高價,因此碳酸既沒有還原性也沒有氧化性,無法發生氧化還原反應(氧化性酸:濃硫酸,硝酸,濃鹽酸)
+1 -1 -1 0
Na(ClO) + 4HCl(濃)= CaCl + 2Cl ↑ + 2H O
化合價升高,失2×1e-,被氧化
化合價降低,失1×2e-,被還原
次氯酸鈉Na(ClO)2除了可以發生歸中反應以外,還可以受熱分解發生歧化反應
氧化還原反應的規律
5、歧化規律:中間價,兩分散
-1
+1
+5
歧化規律:處于中間價態的元素:“兩分散”。
特點:氧化劑和還原劑為同一物質
應用:可用于正確判斷中間價元素電子轉移的情況(歧化反應)
注意:①最高價和最低價無歧化規律、②發生分解的氧化還原反應不一定是歧化反應
3NaClO = 2NaCl + NaClO3
化合價降低,得2×2e-,被還原
化合價升高,失1×4e-,被氧化
-1
+5
+1
3NaClO = 2NaCl + NaClO3
化合價降低,得2×2e-,被還原
化合價升高,失1×4e-,被氧化
-1
+5
+1
2KClO3 = 2KCl + 3O2
化合價降低,得2×6e-,被還原
化合價升高,失6×2e-,被氧化
-1
0
+5
-2
歧化反應只發生在同一元素中,KClO3受熱分解反應涉及到的是Cl元素和O元素兩者之間的氧化還原反應,不是歧化反應。
X、Y、Z 均為氯的含氧化合物,我們不了解它們的化學式,但知道它們在一定條件下
具有如下轉換關系:
① G→Q + NaCl ② Q + H2O = X + H2↑
③ Y + NaOH →Q + G + H2O ④ Z + NaOH →Q + X + H2O
這五種化合物中氯的化合價由低到高的是 ( )
A、QGZYX B、GYQZX C、GYZQX D、ZXGYQ
B
鞏固練習
電解
解析:
①G→Q + NaCl,化合價:G<Q,②Q + H2O = X + H2↑,化合價:Q<X
③Y + NaOH →Q + G + H2O,化合價:G<Y<Q
④Z + NaOH →Q + X + H2O,化合價:Q<Z<X
電解
氧化還原反應的規律
6、守恒規律
(1) 得失電子守恒:氧化劑得電子總數=還原劑失電子總數
(2) 質量電子守恒:反應前后各元素種類不變,各元素的原子數目不變。
(3) 電荷電子守恒:反應前后離子所帶電荷總數相等
應用:有關氧化還原反應的計算及氧化還原反應方程式的配平。
讓我們一起來探索一下這三大守恒定律!!!
氧化還原反應的規律——重現 “ 得失電子守恒 ”
思考
同學們還記得電子轉移的表示方法(雙線橋)嗎?能利用它來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
化合價升高,失1×8e-,被氧化
-2
+6
0
+7
化合價升高,失1×2e-,被氧化
0
+2
+4
+6
Mn元素化合價
1
書寫步驟
標價態
2
連雙線
3
寫項目
氧化還原反應的規律——重現 “ 得失電子守恒 ”
思考
同學們還記得電子轉移的表示方法(雙線橋)嗎?能利用它來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
-2
2S
0
S
+6
S
失2e-
失8e-
1
1
+7
2Mn

Mn
得?e-

得10e-
失10e-
失2e-
=
失8e-
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
化合價升高,失1×8e-,被氧化
-2
+6
0
+7
化合價升高,失1×2e-,被氧化
得失電子守恒
得失電子總數相等
氧化還原反應的規律——重現 “ 得失電子守恒 ”
思考
同學們還記得電子轉移的表示方法(雙線橋)嗎?能利用它來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
-2
2S
0
S
+6
S
失2e-
失8e-
1
1
+7
2Mn

Mn
得?e-

得10e-
失10e-
失2e-
=
失8e-
0
+2
+4
+6
Mn元素化合價
+2
2
得5e-
氧化還原反應的規律——重現 “ 得失電子守恒 ”
思考
同學們還記得電子轉移的表示方法(雙線橋)嗎?能利用它來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
-2
2S
0
S
+6
S
失2e-
失8e-
1
1
+7
2Mn

Mn
得?e-

得10e-
失10e-
失2e-
=
失8e-
+2
2
得5e-
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
化合價升高,失1×8e-,被氧化
-2
+6
0
+7
化合價升高,失1×2e-,被氧化
2Mn2+
雙線橋可明確氧化還原反應的所參與的粒子
氧化還原反應的規律——重現 “ 得失電子守恒 ”
思考
同學們還記得電子轉移的表示方法(雙線橋)嗎?能利用它來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
化合價升高,失1×8e-,被氧化
-2
+6
0
+7
化合價升高,失1×2e-,被氧化
2Mn2+
雙線橋可明確氧化還原反應的所參與的粒子
還能用什么辦法將物質補充完整
質量守恒定律
什么是質量守恒定律?
氧化還原反應的規律——重現 “ 質量守恒 ”
3Cl2+6NaOH = 5NaCl+NaClO3+3H2O
被氧化Cl元素:被還原Cl元素 =
0
6Cl
-1
Cl
+5
Cl
得1e-
失5e-
5
1
1:5
思考
下列反應為歧化反應,請試著填空,并猜想反應前后各元素個數與種類會如何變化?
生成的Cl元素個數為6
元素個數相等
反應的Cl元素個數為6
問題:該反應的生成物和反應物中各元素是否相等呢?種類又是否一致
反應前后元素個數種類一致(質量守恒)
氧化還原反應的規律——重現 “ 質量守恒 ”
思考
同學們還記得初中所學的質量守恒定律嗎?質量守恒定律應用在哪些方面?
應用:化學方程式的書寫
特點
氧化還原反應的規律——重現 “ 質量守恒 ”
思考
同學們能利用剛剛復習的質量守恒定律來補充下列氧化還原反應的各個物質嗎?
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
-2
+6
0
+7
2Mn2+
質量電子守恒(特點)
反應前后
①各元素種類不變
②各元素的原子數目不變
③原子質量也不變
反應物原子(酸根)個數
氧化劑Mn元素:2
還原劑S元素:2
除氧化劑、還原劑外的SO42 -:2
生成物原子(酸根)個數
氧化產物S元素:2
還原產物Mn元素:2
除氧化劑、還原劑外的SO42 -: ?
2
2MnSO4
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
同學們還記得離子方程式的書寫步驟嗎?請將下列化學方程式書寫為離子方程式
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + + S + 4H2O
2MnSO4
1
書寫步驟

2

3

4

寫出反應的化學方程式
拆易溶易電離,不拆弱酸,弱堿,難溶物和水
刪不參與反應的物質,化簡方程式
查兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
同學們還記得離子方程式的書寫步驟嗎?請將下列化學方程式書寫為離子方程式
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + S + 4H2O
1
書寫步驟

2

2K+ + 2MnO4 - + 2H2S + 4H+ + 2SO42 - = 2K+ + SO42 - + 2Mn2+ + 2SO42 - + S + 4H2O
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
同學們還記得離子方程式的書寫步驟嗎?請將下列化學方程式書寫為離子方程式
2MnO4 - + 2H2S + 4H+ = SO42 - + 2Mn2+ + S + 4H2O
3
書寫步驟

4

2MnO4 - + 2H2S + 4H+ = SO42 - + 2Mn2+ + S + 4H2O
2個正電荷
2個正電荷
已確定好的氧化還原反應的離子方程式除了用離子方程式的書寫步驟來還可以直接根據電荷規律來快速書寫
思考
什么是電荷守恒規律呢?
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ” 的歷史
威廉·吉爾伯特
發現許多物質可以經摩擦起電,正式將電與磁區分開來
本杰明·富蘭克林
用風箏實驗提出了正電和負電的概念,并提出電荷守恒定律
麥可·法拉第
用冰桶實驗證明了本杰明·富蘭克林的電荷守恒定律
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ” 的歷史
帶電
不帶電
不帶電
一開始小球帶電,金屬棒為閉合證明金屬桶外側不帶電(提前導走電)
帶電
帶電
張開
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ” 的歷史
小球下移,金屬棒張開證明金屬桶外側帶電,并且無論小球如何移動金屬棒的張開角度不變
這個過程說明金屬桶帶電是小球引起,并且電量不會隨小球的位置以及時間發生變化
帶電
帶電
張開
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ” 的歷史
此時分別測量金屬桶內外分別電量,發現內外電量極性相反,且電量相等
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ” 的歷史
帶電
不帶電
不帶電
小球離開金屬桶,金屬棒閉合證明金屬桶外側不帶電
說明金屬桶本身不帶電,呈電中性,證明了金屬桶內部存在兩種電量相等的相反電荷,最終使金屬桶整體呈電中性
電荷守恒定律
電荷不會憑空產生,憑空消失,并且總量相等
應用:氧化還原反應的離子方程式的書寫
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
已確定好的氧化還原反應的離子方程式除了用離子方程式的書寫步驟來還可以直接根據電荷規律來快速書寫
已確定氧化還原過程中反應的粒子即雙線橋的物質,若電荷不守恒補水 /H+ / OH -
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + S + 4H2O
化合價升高,失1×8e-,被氧化
-2
+6
0
+7
化合價升高,失1×2e-,被氧化
+2
化合價降低,失2×5e-,被還原
氧化還原反應參與的物質
MnO4 - 、H2S、SO42 -、S
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
已確定好的氧化還原反應的離子方程式除了用離子方程式的書寫步驟來還可以直接根據電荷規律來快速書寫
已確定氧化還原過程中反應的粒子即雙線橋的物質,若電荷不守恒補水 /H+ / OH -
氧化還原反應參與的物質
MnO4 - 、H2S、SO42 -、S
2MnO4 - + 2H2S = SO42 - + 2Mn2+ + S
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + S + 4H2O
電荷不守恒補水 /H+ / OH -
左邊2個負電荷,右邊兩個正電荷
氧化還原反應的規律——重現“ 電荷守恒 ”
思考
已確定好的氧化還原反應的離子方程式除了用離子方程式的書寫步驟來還可以直接根據電荷規律來快速書寫
已確定氧化還原過程中反應的粒子即雙線橋的物質,若電荷不守恒補水 /H+ / OH -
氧化還原反應參與的物質
MnO4 - 、H2S、SO42 -、S
2MnO4 - + 2H2S + 4H+ = SO42 - + 2Mn2+ + S + 4H2O
2KMnO4 + 2H2S + 2H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + S + 4H2O
電荷守恒
左邊2個正電荷,右邊兩個正電荷
氧化還原反應的規律
6、守恒規律
(1) 得失電子守恒:氧化劑得電子總數=還原劑失電子總數
應用:確定氧化還原反應參與的元素
(2) 質量電子守恒:反應前后各元素種類不變,各元素的原子數目不變
應用:補全氧化還原反應參與的物質
(3) 電荷電子守恒:反應前后離子所帶電荷總數相等
應用:書寫氧化還原反應的離子方程式
三大守恒規律應用:有關氧化還原反應的計算及氧化還原反應方程式的配平。
下列有關雙氧水跟酸性高錳酸鉀溶液反應的化學方程式正確的是( )
A、2KMnO4 + H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 3O2 ↑ + 4H2O
B、2KMnO4 + 3H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 4O2 ↑ + 6H2O
C、2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = K2SO4 +2MnSO4 + 5O2↑ + 8H2O
D、8KMnO4 + 2H2O2 + 12H2SO4 = 4K2SO4 + 8MnSO4 + 11O2 ↑ + 14H2O
C
鞏固練習
解析:
該反應中高錳酸鉀作氧化劑,被還原成MnSO4,過氧化氫作還原劑,被氧化成O2,根據得失電子守恒、原子守恒配平,可得正確方程式為2KMnO4+5H2O+3H2SO4 =K2SO4+2MnSO4+5O2 ↑+8H2O
下面三個方法都可以用來制氯氣:
①4HCl(濃) + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
②KClO3 + 6HCl(濃) = 3Cl2 + KCl + 3H2O
③KMnO4 + HCl(濃) → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O(未配平)
根據以上三個反應,回答下列有關問題:
1、反應②的離子方程式為__________
2、請將反應③配平:
______KMnO4+______HCl(濃)=_____KCl+______MnCl2+_____Cl2+____H2O
鞏固練習
解析:
該反應中Mn元素化合價由+7價變為+2價、部分Cl元素化合價由-1價變為0價、部分Cl元素化合價不變,根據最小公倍數確定KMnO4的化學計量數為2,Cl2的化學計量數為5,結合原子守恒配平得到反應③的化學方程式2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O
CIO3- + 6H+ + 5Cl - =3Cl2+3H2O
2
16
2
2
5
8
下面三個方法都可以用來制氯氣:
①4HCl(濃) + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
②KClO3 + 6HCl(濃) = 3Cl2 + KCl + 3H2O
③KMnO4 + HCl(濃) → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O(未配平)
根據以上三個反應,回答下列有關問題:
3、若要制得相同質量的氯氣,①②③反應中電子轉移的數目之比為__________
4、已知反應④:4HCl(g)+O2=2Cl2+2H2O(g),該反應也能制得氯氣,則MnO2、O2、KMnO4三種物質氧化性由強到弱的順序為__________
6:5:6
鞏固練習
解析:
該反應中高錳酸鉀作氧化劑,被還原成MnSO4,過氧化氫作還原劑,被氧化成O2,根據得失電子守恒、原子守恒配平,可得正確方程式為2KMnO4+5H2O+3H2SO4 =K2SO4+2MnSO4+5O2 ↑+8H2O
KMnO4>MnO2>O2
氧化還原反應
一、導入——硝酸銨
二、氧化還原反應的規律
1、價態規律:高氧低還,中間兩者
2、強弱規律(一對一):強制弱
3、優先規律(一對多):強優先
4、歸中反應:兩歸中,不交叉
5、歧化反應:兩分散
6、守恒規律:①得失電子守恒;②質量守恒;③電荷守恒
總結
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第一章第二節
氧化還原反應
1.3.1氧化還原反應
高一必修一
1、通過多角度分析氧化還原反應從而理解氧化還原反應的含義、特征、本質。
2、掌握氧化還原反應與四大基本反應類型的關系。
3、理解掌握雙線橋和單線橋的一般步驟。
課堂目標
目錄
多角度看氧化還原反應
01
氧化還原反應與其他反應類型之間的關系
02
電子轉移的表示方法
03
自新法制定以來,雖獲得宋神宗的支持,但仍遭到了一些官僚士人的堅決抵制和激烈反對,王安石被迫第二次辭去相位,退居到金陵半山堂閑居。在這期間,天公從人心愿,雷電交加烏云翻滾,好雨及時降臨,干枯的莊稼得到蘇生的情景慰籍了王安石的心靈,故創作出《元豐行示德逢》
《元豐行示德逢》節選
雷蟠電掣云滔滔,
夜半載雨輸亭皋。
旱禾秀發埋牛尻,
豆死更蘇肥莢毛。
古詩詞中的化學
以上兩句詩是《元豐行示德逢》的中心句子,所講的是 “ 雷雨發莊稼 ” 的農諺知識。里面所蘊含的化學反應如上
這三中反應屬于什么反應類型呢?
反應類型
舉例
C+O2 = CO2
2CO+O2=CO2
點燃
CaCO3=CaO+CO2↑
活潑金屬與非氧化性酸的反應
金屬跟鹽中較不活潑金屬陽離子
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
酸堿中和反應
沉淀反應
N2+O2 2NO與2NO+O2=2NO2是化合反應
3NO2+H2O=2HNO3+NO是復分解反應?
為什么3NO2+H2O=2HNO3+NO不是復分解反應?
那又是什么反應類型呢?帶著這個問題讓我們進入接下來新課程的學習吧!
PART
01
多角度看氧化還原反應
回顧舊知
課本P22
在初中,我們根據反應中物質得到氧或失去氧,把化學反應分為氧化反應或還原反應。
S+ O2 SO2↑
點燃
C+ O2 CO2↑
點燃
Fe+O2 Fe3O4↑
點燃
只有得氧(或失氧)的反應才是氧化反應(或還原反應)嗎?
得失氧的角度
課本P22
1、從得失氧的角度認識氧化還原反應(初中角度)
(1)2CuO + C 2Cu + CO2↑
高溫
(2)FeCO3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高溫
物質 反應物 發生的反應
得氧物質
失氧物質
C、CO
氧化反應
CuO、Fe2O3
還原反應
課本P22
1、從得失氧的角度認識氧化還原反應(初中角度)
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫
Fe2O3 + 3 CO = 2Fe + 3 CO2
高溫
失氧,被還原(還原反應)
得氧,被氧化(氧化反應)
失氧,被還原(還原反應)
得氧,被氧化(氧化反應)
得氧失氧同時發生
氧化還原同時發生
得失氧的角度
從得失氧的角度認識氧化還原反應
物質在反應
得氧
失氧
被氧化
被還原
氧化反應
還原反應
同時發生
氧化還原反應
在化學反應中,一種物質得到氧發生氧化反應,必然有一種物質失去氧發生還原反應。氧化反應和還原反應是在一個反應中同時發生的,這樣的反應稱為氧化還原反應。
原子個數守恒
得氧失氧同時發生
從化合價的角度認識氧化還原反應
思考
根據上述例子我們發現不能簡單地從得氧失氧來判斷,那同學們還知道能從哪個角度來解釋氧化還原反應嗎?
判斷下列物質是否屬于氧化還原反應
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
NaOH + HCl = NaCl + H2O
2H2O = O2 ↑ + 2H2 ↑
通電

×

從化合價的角度認識氧化還原反應
通常用氧來反推其他元素的化合價態
從化合價的角度認識氧化還原反應
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫
Fe2O3 + 3 CO = 2Fe + 3 CO2
高溫


+4
+2
化合價降低,被還原(還原反應)
+4
+2
+3

化合價升高,被氧化(氧化反應)
化合價降低,被還原(還原反應)
化合價升高,被氧化(氧化反應)
C元素
Cu元素
01
02
C元素
Fe元素
01
02
失氧 +2→0 化合價降低 被氧化
得氧 0→+4 化合價升高 被還原
失氧 +2→0 化合價降低 被氧化
得氧 0→+2 化合價升高 被還原
同時發生
同時發生
化合價的角度
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫
Fe2O3 + 3 CO = 2Fe + 3 CO2
氧化還原反應的發生與化合價的升降有關
從化合價的角度認識氧化還原反應
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫


+4
+2
化合價降低,被還原(還原反應)
化合價升高,被氧化(氧化反應)
Fe + CuSO4 = 2FeSO4 + Cu
+2
+2
0
0
化合價升高,被氧化(氧化反應)
化合價降低,被還原(還原反應)
C元素
Cu元素
01
02
Fe元素
Cu元素
01
02
失氧 +2→0 化合價降低 被氧化
得氧 0→+4 化合價升高 被還原
無 +2→0 化合價降低 被氧化
無 0→+2 化合價升高 被還原
同時發生
同時發生
化合價的角度
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫
Fe + CuSO4 = 2FeSO4 + Cu
并不只有得失氧的反應會發生氧化還原反應
從化合價的角度認識氧化還原反應
Na + Cl2 = NaCl
點燃
-1
+2
0
+1
化合價降低,被還原(還原反應)
化合價升高,被氧化(氧化反應)
NaOH + HCl = NaCl + H2O
元素化合價沒發生變化
Cl元素
Na元素
01
02
HCl
NaOH
01
02
無 +2→0 化合價降低 被氧化
無 0→+4 化合價升高 被還原
無 無 無 無
無 無 無 無
同時發生
只交換離子
無氧化還原
化合價的角度
Na + Cl2 = NaCl
NaOH + HCl = NaCl + H2O
點燃
可見,從化合價升降角度不但可以分析有得氧失氧的化學反應,也可以分析沒有得氧失氧的化學反應,擴大了概念的適用范圍。
是否得失氧 有無化合價升降 是否發生氧化還原反應
化合價的角度
NaOH + HCl = NaCl + H2O
2CuO + C = 2Cu + CO2
高溫
Fe + CuSO4 = 2FeSO4 + Cu
得失氧


化合價升降
化合價升降

氧化還原反應
氧化還原反應

反應前后有元素化合價發生變化,是氧化還原反應的重要特征。
從得失氧的角度認識氧化還原反應
元素化合價
升高
降低
被氧化
被還原
氧化反應
還原反應
同時發生
氧化還原反應
得失電子守恒
化合價升降同時發生
還原反應:化合價降低的反應
氧化反應:化合價升高的反應
化合價升降與反應類型的關系
為什么化合價升降會同時發生
有升必有降,升降相等
我們知道化合價態是元素得失電子后形成離子的表現手法,那么也就意味著氧化還原反應實際上是與電子轉移有關
從電子轉移的角度認識氧化還原反應
①金屬與非金屬的反應:以 Na+Cl2= NaCl 的電子轉移動態視頻為例
點燃
回顧
化合價的升降是什么原因引起的?
Cl
Na
鈉離子帶正電荷
氯離子帶負電荷
化合價升降的原因——電子得失
+11
2 8 1
+17
7 8 2
+11
2 8
+17
8 8 2
-e-
+ e-
Na+
Cl-
Na+
Cl-
離子化合物:強堿、多數鹽、活潑金屬的氧化物等。
鈉離子與氯離子之間以離子鍵的形式結合。
離子鍵是由電子轉移(失去電子者為陽離子,獲得電子者為陰離子)形成的。
電子轉移的角度
②非金屬與非金屬的反應: H2 + Cl2 = 2HCl
點燃
H2
H
氫離子最外層
帶1個電子
Cl
氯離子最外層
帶7個電子
Cl
Cl
Cl2
H
H
H
Cl
HCl
化學反應的發生過程實際上是斷鍵和成鍵的過程,故氫氣和氯氣都先斷開化學鍵形成離子
化學反應的發生:
斷鍵和成鍵
斷鍵后又形成新的化學鍵:
共價鍵
形成2 / 8電子穩定構形
電子轉移的角度
②非金屬與非金屬的反應: H2 + Cl2 = 2HCl
點燃
H
Cl
H Cl
H
+1 -1
Cl
共價鍵
共價鍵
原子間通過共用電子對所形成的相互作用力
共價化合物
只含共價鍵的化合物,如HCl、 AlCl3 等
H2 + Cl2 = 2HCl
電子對偏離,化合價升高,被氧化,發生氧化反應
0
0
+1
-1
點燃
電子對偏向,化合價降低,被還原,發生還原反應
化合價升降原因——共用電子對的偏移
共用電子對偏向氯
O
H
電子轉移的角度
③復分解反應: NaOH + HCl = NaCl + H2O
Na
H
Cl
HCl
OH -
Cl -
H+
Na+
H
O
H
H2O
氯化鈉為強電解質
鈉離子和氯離子在溶液中依然處于完全電離的狀態并不結合。
化合價的升降需要共用電子對的偏移,而酸堿中和反應生成的水分子中的氫離子一開始并無電子,因此氫離子與氫氧根離子結合時雖然形成了共用電子對,但因為電子本就偏向氧,所以沒有發生共用電子對的偏移
只交換離子,并無發生電子轉移或產生共用電子對
電子轉移的角度
是否發生氧化還原反應 是否有化合價的升降 發生 / 沒發生化合價升降的原因 氧化還原反應的本質
①金屬與非金屬的反應: Na+Cl2= NaCl
點燃
氧化還原反應
化合價升降
電子得失
②非金屬與非金屬的反應: H2 + Cl2 = 2HCl
點燃
氧化還原反應
化合價升降
共用電子對的偏移
③復分解反應: NaOH + HCl = NaCl + H2O


無電子得失與
共用電子對偏移
電子得失

共用電子對偏移
結論:有電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)的反應是氧化還原反應。
2NO+O2=2NO2
N2+O2 2NO
3NO2+H2O=2HNO3+NO
思考
同學們還記得課堂開始之前的“ 雷雨發莊稼 ”嗎?這三個化學反應是否為氧化還原反應呢?同學們能否利用剛剛的知識從三個角度來分析呢?
N
O
N
O
O
雷雨發莊稼
N2 + O2 = 2NO
放電

+2
-2
0
得氧,化合價升高,電子對偏離,被氧化(氧化反應)
失氧,化合價降低,電子對偏離,被還原(還原反應)
2NO + O2= 2NO2
0
+4
-2
+2
得氧,化合價升高,電子對偏離,被氧化(氧化反應)
失氧,化合價降低,電子對偏離,被還原(還原反應)
3NO2 + H2O= 2HNO3+ NO
0
+5
+2
+4
得氧,化合價升高,電子對偏離,被氧化(氧化反應)
失氧,化合價降低,電子對偏離,被還原(還原反應)
雷雨發莊稼
得失氧 化合價升降 電子得失與 共用電子對偏移 氧化還原反應
氧化還原反應
化合價升降
共用電子對偏移
2NO+O2=2NO2
氧化還原反應
化合價升降
共用電子對偏移
3NO2+H2O=2HNO3+NO
化合價升降
共用電子對偏移
N2+O2 2NO
氧化還原反應
得失氧
得失氧
得失氧
“雷雨發莊稼”的三個化學反應均為氧化還原反應
雷雨發莊稼
氧化還原反應
1、從得氧失氧角度分析
物質得到氧被氧化,物質失去氧被還原。
(僅局限于得氧失氧的反應)
2、從化合價升降角度分析
有元素化合價升降的化學反應是氧化還原反應。
(元素化合價升降是氧化還原反應的表觀特征,可作為氧化還原反應的判斷依據)
3、從電子轉移角度分析(氧化還原反應的本質是電子轉移)
有電子轉移(得失或偏移)的化學反應是氧化還原反應。
氧化還原反應
概念:
在化學反應中,一種物質得到氧發生氧化反應,必然有一種物質失去氧發生還原反應。氧化反應和還原反應是在一個反應中同時發生的,這樣的反應稱為氧化還原反應
本質:。
電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)
特征:
化合價升降。有升必有降,升降相等
可用來判斷是否發生氧化還原反應
氧化還原反應
口訣:升失氧化,降得還原
概念辨析
1、只有得氧(或失氧)的反應才是氧化反應(或還原反應)嗎?
得氧、失氧與氧化還原反應沒有必然的關系,凡是有化合價升降的化學反應都是氧化還原反應。如Na+Cl2= NaCl
點燃
2、氧化還原反應當一種元素被還原,必有另一種元素被氧化嗎?
氧化還原反應可以只有一種元素被氧化還原,如3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2既被氧化又被還原。(歧化反應 / 歸中反應)
我國“四大發明”在人類發展史上起到了非常重要的作用,其中黑火藥的爆炸反應為
2KNO3+ S +3C K2S + N2↑+ 3CO2↑。該反應中被氧化的元素是(   )
A.C    B.N C.N和S D.N和C
點燃
A
鞏固練習
下列有關氧化還原反應的敘述正確的是(   )
A.元素化合價升高的反應是還原反應
B.物質在反應中失去電子,此物質中的某一元素化合價降低
C.有電子轉移的反應是氧化還原反應
D.有化合價升降的反應不一定是氧化還原反應
C
鞏固練習
下列氧化還原反應發生在同種元素之間的是( )
B
鞏固練習
“銅綠”即是銅銹,它的化學成分是Cu2(OH)2CO3(堿式碳 酸銅)。銅在潮濕的空氣中生銹的化學反應為2Cu+O2 + CO2 + H2O=Cu(OH)2CO3。下列有關該反應的說法 正確的是( )
A.該反應不是氧化還原反應
B.該反應中氧元素和碳元素化合價發生變化,所以是氧化還原反應
C.該反應中銅得電子,O2失電子,所以是氧化還原反應
D.該反應是氧化還原反應,變價的只有兩種元素
D
鞏固練習
解析:在該反應中,Cu元素的化合價由0變成+2,失去電子,被氧化;O元素的化合價由0變成-2,得到電子,被還原,其余元素的化合價都沒有發生變化。
(NH4)2Cr2O7是一種受熱易分解的鹽。下列各組對(NH4)2Cr2O7受熱分解產物的判斷,符合實際的是( )
A.CrO3 + NH3 + H2O
B.Cr2O3 + NH3 + H2O
C.CrO3 + N2 + H2O
D.Cr2O3 + N2+ H2O
D
鞏固練習
解析:氧化還原反應中必須符合元素的化合價有升有降
PART
02
氧化還原反應與其他反應類型之間的關系
反應類型
N2+O2 2NO與2NO+O2=2NO2是化合反應
3NO2+H2O=2HNO3+NO是復分解反應?
思考
“ 雷雨發莊稼 ”所發生的三個化學反應是氧化還原反應,但同時有兩個反應也是屬于其他反應類型,那么氧化還原反應又與其他反應類型有什么關系呢?
化學反應(反應條件未標) 基本類型 是否為氧化還原反應
CaCO3==CaO+CO2↑
2H2O=2H2↑+O2↑
AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3
BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4 ↓
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2
2Na+ Cl2=2NaCl
H2O+ CaO == Ca(OH)2
分解反應
分解反應
復分解反應
復分解反應
置換反應
化合反應
化合反應
X
氧化還原反應與四大基本反應類型之間的關系
×




×
×
×
1、復分解反應不是氧化還原反應?
2、哪種化合反應或者分解反應一定是氧化還原反應?
3、置換反應一定是氧化還原反應?
氧化還原反應與四大基本反應類型之間的關系
1、復分解反應不是氧化還原反應?
2、哪種化合反應或者分解反應一定是氧化還原反應?
3、置換反應一定是氧化還原反應?
復分解反應定義
復分解反應是兩種化合物在反應體系中(大部分情況為水溶液)交換離子,結合成難電離的沉淀、氣體或弱電解質(最常見的為水)
并沒有發生電子的得失或者共用電子對的偏移。
化合反應(A+B→C) 分解反應(A→B+C)
H2CO3=H2O+CO2 、CaCO3=CaO+CO2等都不是氧化還原反應
而當有單質參與的化合反應和分解反應一定是氧化還原反應
如 2HI H2↑+ I2↑、N2+O2 2NO 。它們的元素化合價均發生變化

置換反應定義:
置換反應是一種單質與化合物反應生成另外一種單質和化合物的化學反應
如活潑金屬與非氧化性酸的反應、金屬跟鹽中較不活潑金屬陽離子
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 、2Na+2H2O====2NaOH+H2↑等
反應類型的分類
1、按四大基本反應類型分類
化合反應(A+B→C)
分解反應(A→B+C)
置換反應(A+BC→B+AC)
復分解反應(AB+CD→AD)
2、按是否進行氧化還原分類
氧化還原反應
非氧化還原反應
反應類型的分類
氧化還原反應
置換反應
化合反應
分解反應
復分解反應
總結:
①有單質參與的化合反應和分解反應一定是氧化還原反應
②置換反應一定是氧化還原反應
③復分解反應一定不是氧化還原反應
思考
有單質參與的反應
一定是氧化還原反應?
有單質參加或有單質生成的反應不一定是氧化還原反應,例如同素異形體之間的轉化并沒有發生化合價的改變
如石墨轉化為金剛石就不是氧化還原反應;或者氧氣轉化為臭氧也不是氧化還原反應
鞏固練習
氧化還原反應與四種基本反應類型的關系如圖所示,則下列化學反應屬于陰影3區域的是(  )
ACD
解析:A:置換反應,B:非氧化還原的分解反應,C有單質參加的化合反應
D:氧化還原反應
鞏固練習
C
反應2NO+2CO == N2+2CO2可應用于汽車尾氣的凈化。下列判斷正確的是(  )
A.該反應是置換反應
B.該反應是復分解反應
C.CO被氧化
D.NO發生氧化反應
催化劑
化合物X和Y能發生如下化學反應
① X + H2O → W + H2 ② Y + H2O → N + O2
下列關于反應①②的說法正確的是( )
A.反應①②均屬于氧化還原反應
B.反應①屬于氧化還原反應,反應②屬于非氧化還原反應
C.反應①屬于復分解反應,反應②屬于氧化還原反應
D.反應①屬于氧化還原反應,反應②屬于復分解反應
A
鞏固練習
解析:反應①②均是由化合物與化合物反應生成單質與另一種物質的反應,則反應中一定有元素化合價發生變化,故反應①②均屬于氧化還原反應
PART
03
電子轉移的
表示方法
電子轉移的表示方法
思考
氧化還原反應的特征是化合價升降,本質是電子轉移
我們該如何表示轉移的過程?
1.標出變價元素的化合價
2.用雙箭號表示,箭頭從反應物指向生成物的同一種元素。
3.標出“失去”、“得到”的電子總數
注意:失電子數=得電子數
得失電子守恒
Mg + Cl2 = MgCl2
Mg + Cl2 = MgCl2
0
0
+2
-1
Mg + Cl2 = MgCl2
0
0
+2
-1
失去2e-
得到2 X e-
“雙線橋”法
Mg + Cl2 = MgCl2
0
0
+2
-1
1.標出變價元素的化合價
2.明確有變價元素的化合價升降關系
3.用單箭號表示,箭頭從反應物指向生成物的同一種元素。
Mg + Cl2 = MgCl2
Mg + Cl2 = MgCl2
0
0
+2
-1
Mg → Mg:失去2個e- Cl2 →2Cl - :得到2個e-
0
+2
0
-1×2
2e-
“單線橋”法
Mg + Cl2 = MgCl2
注意
箭號不跨過等號,起點為失電子元素,終點為得電子元素。(起失終得)
只標電子轉移總數,不標得與失
電子轉移的表示方法
(1)雙線橋法:①標變價,②指同素,③標得失
實例:用雙線橋法標出銅和濃硝酸反應電子轉移的方向和數目:
(2)單線橋法:①標變價,②確總數,③指得失
實例:用單線橋法標出銅和稀硝酸反應電子轉移的方向和數目:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O
失去2e-
得到2e-
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO2 +4H2O
6e-
下列電子轉移的表示方法中正確的是 (   )
被氧化
被還原
D
解析:氧化鐵得到2×3e-,化合價降低,被還原;一氧化碳失去3×2e-,化合價升高,被氧化。得失電子不能用“+”“-”表示。
氧化還原反應
一、導入:“ 雷雨發莊稼 ”
二、多角度認識氧化還原
1、得失氧角度
2、化合價升降角度(特征)
3、電子轉移角度(本質)
口訣:升失氧化,降得還原
三、與四大基本反應類型的關系
四、電子轉移的表示方法
總結
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第一章第三節
氧化還原反應
1.3.2氧化劑、還原劑
高一必修一
1、理解氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物概念,以及氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的判斷
2、學會判斷氧化性和還原性的大小的方法
3、學會雙線橋和單線橋的特征和表示方法
課堂目標
目錄
氧化劑、還原劑
01
氧化性和還原性的比較
02
常見的氧化劑和還原劑
04
電子轉移的表示方法
03
血液顯色劑——魯米諾
在一起兇殺案里,警察在被害人家中發現了裝有尸塊的行李箱。警察找到了多名嫌疑人,但是卻沒有任何證據證明兇手的身份。
然而這卻并沒有難倒警察,他們來到嫌疑人家中,仔細地噴灑著一種藥劑,直到在衛生間下水管道口上出現熒光變化,然后又從這些熒光中檢測到了死者的DNA,最終成功破案。
這就是在現代刑偵中用于檢測血跡的魯米諾試劑魯米諾試劑是由魯米諾和過氧化氫混合制成。
魯米諾只有用氧化劑處理過才會發光。因此雙氧水(既過氧化氫)常作為激發劑。原理如下
由于血液中含有大量血紅蛋白,且血紅蛋白中含有鐵元素。鐵可作為過氧化氫分解的催化劑,將其分解為水和氧氣,魯米諾則會被分解出的氧氣氧化,從而顯現出藍色熒光
魯米諾
H2O2
過氧化氫
為什么H2O2常作氧化劑?
氧化劑又代表了什么?
讓我們帶著這個問題進入新課程的學習
PART
01
氧化劑、還原劑概念
氧化劑、還原劑概念
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金屬活動順序由強減弱
在初中所學習的置換反應可根據金屬活動順序表來判斷能否發生,而在之前的學習中我們了解置換反應就是氧化還原反應,那么金屬活動順序表又可以代表什么
2 8 1
+11
+12
2 8 2
+13
2 8 3
Na
Mg
Al
2 8 8 2
+20
2 8 8 1
+19
K
Ca
2 8 18 2
+30
Zn
金屬活動順序表上的金屬單質均易失電子,化合價升高
化合價升高,失電子的元素(或電子對偏離)被稱為還原劑
4K +O2 = 2K2O
2Ca+O2 = 2CaO
4Na+O2 = 2Na2O
2Mg+O2 = 2MgO
4Al +3O2= 2Al2O3
2Zn+ O2 = 2ZnO
點燃
點燃
點燃
2Cu+O2 = 2MgO
2Hg+O2 = 2HgO
4Ag+O2 = 2Ag2O



與氧氣反應的條件越來越苛刻,還原劑失電子能力越難,還原劑失電子能力為還原性,因此金屬活動順序表又是金屬還原性強弱排序
越易失電子,還原性越強
巧妙記憶:升失氧化還原劑
氧化劑、還原劑概念
元素周期表的第ⅠA主族上的元素除氫(H)外的六個金屬元素屬于堿金屬,即鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)。它們是還原劑嗎?觀看堿金屬與水反應,思考還原性的排序又是如何?
2 8 18 8 1
+37
Rb
2 1
+3
Li
2 8 1
+11
Na
2 8 8 1
+19
K
2 8 18 18 8 1
+55
Cs
堿金屬元素最外層電子數均為1,均易失電子,難得電子
堿金屬與水反應
2Li +2H2O = 2LiOH +H2
2Na +2H2O = 2NaOH+H2
2K +2H2O = 2KOH +H2
2Rb +2H2O = 2RbOH+H2
2Cs +2H2O = 2CsOH+H2
2Fr +2H2O = 2FrOH+H2
堿金屬單質與水反應越來越劇烈,證明越易失電子
也就意味著還原性越來越強
類推出堿金屬單質還原性:Li<Na<K<Rb<Cs<Fr
越易失電子還原性越強,那越易得電子又顯什么性質
氧化劑、還原劑概念
元素周期表的第VⅡA主族上的元素被稱為鹵素元素,分別是F、Cl、Br、I、At,觀察它們的電子層示意圖也就鹵素元素之間的置換反應,大家能發現什么
2 8 18 8 7
+43
I
2 7
+9
F
2 8 7
+17
Cl
2 8 8 7
+25
Br
2 8 18 18 8 7
+61
At
最外層電子數均為7,易得到1個電子,難失去電子
在反應時,所含元素的化合價降低,即得到電子
(或電子對偏向)的物質是氧化劑
鹵素元素的置換反應
2KBr+Cl2 = 2KCl +Br2
2KI +Cl2 = 2KCl +I2
2KI +Br2 = 2KBr + I2
鹵素單質之間的相互置換,證明它們彼此得電子的能力我們將粒子得電子的能力稱為氧化性
類推出鹵素單質氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
類推出鹵素單質還原性:F2<Cl2<Br2<I2
得電子的能力越強,氧化性越強
巧妙記憶:降得還原氧化劑
而得電子的能力越強(弱),則證明失電子能力越弱(強)
即氧化性越強(弱)。還原性越弱(強)
氧化劑、還原劑概念
在反應時,所含元素的化合價降低,即得到電子(或電子對偏向)的物質是氧化劑
氧化劑
還原劑
在反應時,所含元素的化合價升高,即失去電子(或電子對偏離)的物質是還原劑
粒子得電子能力,氧化劑具有氧化性,且物質得電子越容易氧化性越強。
氧化性
還原性
粒子失電子能力,還原劑具有還原性,且物質失電子越容易還原性越強。
性質
性質
生成物中還原劑被氧化后生成的物質。
氧化產物
還原產物
生成物中氧化劑被還原后生成的物質。
一個物質越容易失電子,證明它越難得電子,
也就意味著它還原性強,但氧化性弱
一個物質越容易得電子,證明它越難失電子,
也就意味著它氧化性性強,但還原性弱
氧化劑和還原劑指的是一整個物質,
之所以具有氧化性或者還原性
是因為其所含的粒子具有得電子
或者失電子的能力
氧化劑、還原劑概念
0
+2
0
+2
化合價降低,被還原(還原反應)
化合價升高,被氧化(氧化反應)
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
反應物
生成物
金屬單質還原性:K>Ca >Na >Mg >Al>Zn >Fe> Sn > Pb > Cu >Hg>Ag>Pt> Au
還原性:還原產物<還原劑
氧化性:還原產物>還原劑
不同物質的氧化還原反應:置換反應
氧化劑、還原劑概念
-1
0
-1
0
化合價降低,被還原(還原反應)
化合價升高,被氧化(氧化反應)
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
鹵素單質氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
氧化性:氧化劑>氧化產物
還原性:氧化劑<氧化產物
不同物質的氧化還原反應:置換反應
氧化劑、還原劑概念
規律 (模型)
得電子,化合價降低,被還原(還原反應)
失電子,化合價升高,被氧化(氧化反應)
+ = +
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
巧妙記憶:升失氧化還原劑,降得還原氧化劑
氧化性:氧化劑>氧化產物,還原產物>還原劑
還原性:氧化劑<氧化產物,還原產物<還原劑
失電子,化合價升高,被氧化(氧化反應)
氧化劑、還原劑概念
雙氧水分解反應
-2
-1
0
H2O2 = O2 + H2O
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
反應物
生成物
得電子,化合價降低,被還原(還原反應)
氧化劑與還原劑能否為同一物質?氧化產物與還原產物呢?
概念辨析
化學反應 氧化劑 還原劑 氧化 產物 還原
產物
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
Cl2 + H2O = HCl + HClO
FeCl3
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
Fe
FeCl2
FeCl2
SO2
H2S
S
S
NO2
NO2
HNO3
NO
Cl2
Cl2
HClO
HCl
1、氧化劑與還原劑能否為同一物質?氧化產物與還原產物呢?
在同一個氧化還原反應中,氧化劑和還原劑可能為同種物質,氧化產物和還原產物也可能為同種物質。
下列關于氧化還原反應的敘述,正確的是( )
A.失去電子的反應是還原反應
B.作氧化劑的物質不能是還原劑
C.發生氧化反應的物質是氧化劑
D.失去電子的物質是還原劑
D
鞏固練習
A.失去電子的物質是還原劑,發生氧化反應,故A錯誤;
B.作氧化劑的物質也可能是還原劑,例如反應Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O中,氯氣既是氧化劑又是還原劑,故B錯誤;
C.得電子的物質是氧化劑,發生還原反應,故C錯誤;
D.失去電子化合價升高的物質是還原劑,故D正確;答案選D
下列反應中,SO2表現氧化性的是( )
A.2SO2+O2 =2SO3
B.SO2+H2O=H2SO3
C.2H2S+SO2=3S↓+2H2O
D.SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl
C
鞏固練習
A.SO2化合價升高,被氧化,發生氧化反應,是還原劑,具有還原性;
B.化合價無變化;
C.SO2化合價降低,被還原,發生還原反應,是氧化劑,具有氧化性;
D.SO2化合價升高,被氧化,發生氧化反應,是還原劑,具有還原性;故選C。
概念辨析
2、金屬單質只具有還原性,非金屬元素一定只具有氧化性?
金屬元素的化合價基本為正價
非金屬元素的化合價既有正價又有負價
Fe
Fe3+
黃色
Fe2+淺綠
Fe6+
Fe3+溶液遇KSCN溶液顯血紅色
失電子
概念辨析
2、金屬單質只具有還原性,非金屬單質一定只具有氧化性?
金屬元素的化合價(以Fe為例)
0
+2
+3
+6
一般地,金屬元素的化合價除零價以外都為正價,當然有特殊情況
如NaLi中Li元素呈負1價,但絕大多數情況中金屬元素都呈正價
這也就意味著金屬單質在氧化還原反應中必定是從0價上升,而還原性代表失電子能力,升失氧化還原劑,因此金屬單質一般只具有還原性,在氧化還原反應中充當還原劑
非金屬元素的化合價(以Cl為例)
-1
+1
+3
+5
0
Cl2
NaCl
HClO
HClO2
HClO3
非金屬元素的化合價既有正價又有負價
非金屬單質既可以失電子又可以得電子
得電子
失電子
氧化性代表得電子能力,還原性代表失電子能力,升失氧化還原劑,降得還原氧化劑,這也就意味著非金屬單質既具有氧化性又具有還原性,在氧化還原反應中可能既是氧化劑又是還原劑。
概念辨析
化學反應 氧化 產物 還原 產物 氧化性
H2S +H2SO4 = S +2H2O + SO2
Cl2 + H2O = HCl + HClO
S
SO2
HClO
HCl
3、能比較氧化產物和還原產物它們的氧化性或者還原性大小嗎?
S<SO2
HClO>HCl
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
FeSO4
Cu
銅單質無氧化性
不能比較氧化產物和還原產物
它們的氧化性或者還原性大小
同學們我們對于不同元素粒子之間的氧化性或還原性的大小已經有了基本的了解,如堿金屬之間的比較、金屬活動順序表即金屬單質還原性大小、鹵素單質氧化性大小、氧化劑和氧化產物、還原產物和還原劑之間的比較
那我們又該如何比較同一元素不同化合價的粒子之間的氧化性或還原性的大小。讓我們借Fe元素不同化合價之間的相互轉化來幫助我們深入了解
PART
02
氧化性和還原性的比較
判斷氧化性與還原性的方法
已知鐵粉是單質鐵,氯水能氧化含Fe2+的物質,FeCl2溶液顯淺綠色,FeCl3溶液顯黃色,FeCl3溶液遇KSCN溶液顯血紅色。請利用提供的試劑,設計合理、有效的實驗方案,完成以下探究實驗。
鐵粉、稀硫酸、FeCl2溶液、FeCl3溶液、氯水、KSCN溶液、維生素C(具有還原性)、稀鹽酸
試劑:
探究
實驗
問題
依據
驗證
結論
判斷氧化性與還原性的方法
探究
實驗
問題
依據
驗證
結論
問題
同一元素不同化合價的氧化性與還原性
氧化性物質
加入還原劑
特殊現象
依據
還原性物質
加入氧化劑
特殊現象
已知鐵粉是單質鐵,氯水能氧化含Fe2+的物質,FeCl2溶液顯淺綠色
FeCl3溶液顯黃色,FeCl3溶液遇KSCN溶液顯血紅色。
FeCl3與鐵粉反應,加入KSCN溶液,再加入少量氯水
觀察實驗現象
判斷氧化性與還原性的方法
探究
實驗
問題
依據
驗證
結論
驗證
同一元素不同化合價的氧化性與還原性
氧化性與還原性
探究
實驗
問題
依據
驗證
結論
驗證
同一元素不同化合價的氧化性與還原性
實驗操作 FeCl3與鐵粉反應,加入KSCN溶液,再加入少量氯水
現象
主要離子
氧化還原反應
實驗結論
①加入KSCN溶液Fe2+、Cl-、無Fe3+
②加入氯水Fe3+-、Cl-、可能有Fe2+
①FeCl3與鐵粉:溶液由黃色變淺綠色
②加入KSCN溶液:無變化
③加入氯水:溶液由淺綠色變血紅色
FeCl3+Fe = FeCl2 2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3
存在Fe3+和Fe2+,不發生反應,Fe3+氧化性強于Fe2+
驗證
同一元素不同化合價的氧化性與還原性
氧化劑 還原劑 氧化產物 還原產物 鐵元素化合價變化
2FeCl3 + Fe = 3FeCl2
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
FeCl3
+3價
Fe
0價
FeCl2
+2價
FeCl2
+2價
FeCl2
+2價
Cl2
0價
FeCl3
+3價鐵
FeCl3
-1價氯
失電子,升價
得電子,降價
0
+2
+3
失電子,升價
0
+2
+3
氧化性:氧化劑>氧化產物,還原產物>還原劑
還原性:氧化劑<氧化產物,還原產物<還原劑
氧化性:Cl2>Fe3+>Fe2+,Cl ->Fe2+,Fe2+>Fe
即Cl2>Fe3+>Fe2+>Fe
還原性:Cl2<Fe3+<Fe2+,Cl -<Fe2+,Fe2+<Fe
即Cl2<Fe3+<Fe2+<Fe
氧化性與還原性
判斷氧化性與還原性的方法
同一元素的化合價與得失電子、氧化性、還原性的關系
同一元素不同化合價
氧化性:
最低價<中間價<最高價
還原性:
最高價<中間價<最低價
Fe3+
0
+2
+3
Fe2+
Fe
氧化性:Fe<Fe2+<Fe3+
還原性:Fe>Fe2+>Fe3+
最高價
中間價
最低價
氧化性:得電子能力
最低價不能得電子,因此氧化性最弱,可視為無
中間價能得能失,因此氧化性較弱
最高價只能得電子,因此氧化性最強
還原性:失電子能力
最低價只能失電子,因此還原性最強
中間價能得能失,因此還原性較弱
最高價不能失電子,因此還原性最弱,可視為無
判斷氧化性與還原性的方法
同一元素不同化合價的氧化性與還原性
最低價
中間價
中間價
最高價
金屬單質本身處于元素的最低價,而非金屬單質屬于元素的中間價
金屬單質只能失電子,表現出還原性
非金屬單質則既可失電子,表現出還原性,又可得電子,表現出氧化性。
只失去電子,表現出還原性
只得到電子,表現出氧化性。
既得電子又失電子,既有氧化性又有還原性
同一元素不同化合價
氧化性:
最低價<中間價<最高價
還原性:
最高價<中間價<最低價
判斷氧化性與還原性的方法
最低價
中間價
中間價
最高價
最低價
中間價
中間價
最高價
歧化反應
最低價
中間價
中間價
最高價
歸中反應
最低價
中間價
中間價
最高價
特殊反應
歧化反應:在反應中,同一元素的中間值向高值與低值分散開。
如: Cl2+H2O=HCl+HClO
歸中反應:在反應中,同一元素高值與低值同時向中間值靠攏。
如:FeCl3+Fe = FeCl2
在歧化反應,歸中反應的氧化還原反應中
同一元素化合價的升降遵循一個原則:不交叉原則
即:同一元素不同價態的化合物發生反應時,化合價不交叉不越位、至多只能相等
判斷氧化性與還原性的方法
①根據氧化還原反應方程式判斷
氧化性:氧化劑>氧化產物,還原產物>還原劑
還原性:氧化劑<氧化產物,還原產物<還原劑
如 Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
氧化性:Cu2+> Fe2+
還原性:Fe>Cu
判斷氧化性與還原性的方法
②依據反應條件來判斷
當不同的氧化劑作用于同一還原劑時,若氧化產物價態相同,可依據反應條件的難易程度來判斷氧化劑氧化性的相對強弱,一般來說反應條件越苛刻,說明反應越難發生(即氧化劑得電子越困難),則對應氧化劑的氧化性越弱,例如:
Cu + 4HNO3(濃)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu + 2H2SO4 (濃) = CuSO4 + 2H2O + SO2↑
氧化性:濃硝酸>濃硫酸

判斷氧化性與還原性的方法
堿金屬單質還原性:Li<Na<K<Rb<Cs<Fr
金屬單質還原性:K>Ca >Na >Mg >Al>Zn >Fe> Sn > Pb > Cu >Hg>Ag>Pt> Au
鹵素單質還原性:F2<Cl2<Br2<I2
常見還原性排序:S2->I ->Fe2+>Br ->Cl ->F - (留點鐵銹給律芙)
K+>Ca2+ >Na+ >Mg2+ >Al3+>Zn2+ >Fe2+>(H+) > Cu2+ >Hg2+>Ag+
③根據金屬活動性順序表和非金屬活動性判斷
判斷氧化性與還原性的方法
同一元素不同化合價
氧化性:最低價<中間價<最高價
還原性:最高價<中間價<最低價
但特殊的如:氧化性: HClO>HClO2>HClO3>HClO4
④根據同種元素的價態高低判斷
H2SO4
-2
+4
+6
SO2
H2S
0
S
已知:在同一反應中,氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性, 還原劑的還原性強于還原產物的還原性。在一定條件下與發生反應:KClO3 + I2 = KIO3 + Cl2
下列有關說法正確的是( )
A、該反應屬于置換反應
B、還原劑為KClO3,氧化劑為 I2
C、還原性: I2>KIO3
D、氧化性:KClO3>KIO3
AD
鞏固練習
解析:升失氧化還原劑,降得還原氧化劑
氧化性: 氧化劑 > 氧化產物 ,還原性: 還原劑 > 還原產物
已知氧化性Cl2>Fe3+>S;則下列說法正確的是( )
A、Fe可以和S在加熱條件下生成Fe2S3
B、Cl2和H2S相遇可發生反應:Cl2 + H2S = 2HCl + S
C、在酸性溶液中,Fe3+ 和S2 - 可以大量共存
D、Cl2可以氧化Fe3+
B
鞏固練習
解析:
A項反應若發生:2Fe+3S=Fe2S3,則有氧化性:S>Fe3+,與題干矛盾,A錯誤
C項氧化性:Fe3+>S,S>S2 -,Fe3+可以氧化S2-;
D項中已是最高價,沒有還原性,不能被氧化。
某校同學為探究Br2、I2和Fe3+的氧化性強弱,進行了如下實驗。
實驗①:取少量KI溶液于試管中,先加入溴水,振蕩,再加入CCl4,振蕩后靜置,觀察到下層液體呈紫紅色;
實驗②:取少量FeSO4溶液于試管中,先加入溴水,振蕩,再繼續滴加兩滴KSCN溶液,振蕩,觀察到溶液呈紅色。
(1)由上述兩個實驗,對物質的氧化性可以得出的正確結論是________。
A、Br2>I2 B、Fe3+>Br2
C、Br2>Fe3+ D、I->Br-
2FeSO4+Br2=2Fe2(SO4)3+FeBr2
鞏固練習
AC
解析:實驗①下層溶液呈紫色,說明有I2生成,說明Br2的氧化性強于I2;實驗②滴加KSCN溶液,溶液呈紅色,說明有Fe3+生成,也說明Br2的氧化性強于Fe3。
2KI+Br2=2KBr+I2
某校同學為探究Br2、I2和Fe3+的氧化性強弱,進行了如下實驗。
實驗①:取少量KI溶液于試管中,先加入溴水,振蕩,再加入CCl4,振蕩后靜置,觀察到下層液體呈紫紅色;
實驗②:取少量FeSO4溶液于試管中,先加入溴水,振蕩,再繼續滴加兩滴KSCN溶液,振蕩,觀察到溶液呈紅色。
(3)已知Fe3+的氧化性強于I2,請你從所給試劑中選擇所需試劑,設計一個實驗加以證明。(提示:請寫出實驗步驟、現象及結論)___________________。
①FeCl3溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀硫酸 ⑤淀粉溶液
取少量FeCl3溶液于試管中,依次加入KI溶液和淀粉溶液,充分振蕩,若溶液變藍,說明有I2生成,進而證明Fe3+的氧化性強于I2
鞏固練習
PART
03
電子轉移的表示方法
電子轉移的表示方法
“雙線橋”法
得2 e-,化合價降低,被還原
失2 e-,化合價升高,被氧化
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
得6 e-,化合價降低,被還原
失6 e-,化合價升高,被氧化
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
箭頭指向
反應物
生成物
反應物
生成物
同元素
橋上內容
得失電子總數
電子數目
得電子數 = 失電子數
被氧化還原
化合價升降
電子轉移的表示方法
“雙線橋”法
得2 e-,化合價降低,被還原
失2 e-,化合價升高,被氧化
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
得6 e-,化合價降低,被還原
失6 e-,化合價升高,被氧化
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
箭頭指向
反應物
生成物
同元素
氧化劑
還原產物
氧化劑
還原產物
還原劑
氧化產物
還原劑
氧化產物
失電子
得電子
電子轉移的表示方法
雙線橋規律 (模型)
得電子,化合價降低,被還原
失電子,化合價升高,被氧化
+ = +
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
巧妙記憶:升失氧化還原劑,降得還原氧化劑
電子轉移的表示方法
“雙線橋”法
得2 e-,化合價降低,被還原
失2 e-,化合價升高,被氧化
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
得6 e-,化合價降低,被還原
失6 e-,化合價升高,被氧化
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
1
書寫步驟
標價態
2
連雙線
氧化劑
還原產物
還原劑
氧化產物
3
寫項目
同元素
確定參與的元素
得失電子總數、化合價、被氧化還原
電子轉移的表示方法
“雙線橋”法
得2 e-,化合價降低,被還原
失2 e-,化合價升高,被氧化
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
得6 × e-,化合價降低,被還原
失6 e-,化合價升高,被氧化
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
3
寫項目
①元素得或失電子各自數目
如 KBr → Br2 時 Br元素由 -1變 0
升價失電子,差距為 1 個電子,Br元素的個數為 2 ,因此實際上Br元素失去的電子數為 2 。
類推得Cl元素得到電子數為 2 。
②得失電子總數
= 得和失電子總數的公倍數
如 Br元素失去的電子總數為 2
Cl元素得到電子總數為 2
兩者公倍數為 2
失電子總數或得電子總數(相等)
①橋上內容:化合價升降、得失電子總數、被氧化還原等 。
②箭頭由反應物→生成物(同元素)。
③電子數目:失電子總數或得電子總數(相等)。
①標價態:確定氧化還原參與的元素
②連雙線:氧化劑→還原產物(同元素)、還原劑→氧化產物(同元素)
③寫項目:得失電子總數(必寫)、化合價、被氧化還原(按要求)
雙線橋
特點
表示方法
電子轉移的表示方法
“單線橋”法
2 e-
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
6 e-
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
箭頭指向
反應物
反應物
反應物
不同元素
氧化劑
還原劑
還原劑
氧化劑
橋上內容
電子總數
電子數目
得電子數 = 失電子數
電子轉移的表示方法
單線橋規律 (模型)
電子數
+ = +
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
巧妙記憶:升失氧化還原劑,降得還原氧化劑
電子轉移的表示方法
“單線橋”法
2 e-
2KBr + Cl2 = 2Br2 + KCl
H2S +H2SO4 =2H2O+ S + SO2
-1
0
0
-1
-2
+6
0
+4
觀察箭頭指向方向,橋上內容,電子數目,思考書寫步驟
1
書寫步驟
標價態
2
連單線
氧化劑
還原劑
3
寫電子
還原劑→氧化劑
確定氧化劑和還原劑
6 e-
①橋上內容:得失電子總數。
②箭頭由反應物→反應物(不跨越等號 “ = ”)。
③電子數目:失電子總數或得電子總數(相等)。
①標價態:確定氧化還原參與的元素
②連單線:還原劑→氧化劑(起點為失電子元素,終點為得電子元素)
③寫電子:不需要寫“失去”、“得到”,只標明電子轉移數目
單線橋
特點
表示方法
概念辨析
雙線橋法表示電子轉移情況時,箭頭的指向能表示電子轉移的方向嗎?
在氧化還原反應中電子轉移的方向是具有還原性的物質失電子轉移到具有氧化性的物質,即還原劑 → 氧化劑(單線橋的箭頭表示電子轉移方向)
雙線橋不能表示電子轉移方向,只能表明同一元素原子的電子轉移情況。
e-
鞏固練習
反應8NH3 +6NO2 = 7N2 + 12H2O
用雙線橋法標出電子轉移的情況(寫全項目)
標出氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物
+4
-3
0
得24 e-,化合價降低,被還原
失24 e-,化合價升高,被氧化
8NH3 + 6NO2 = 7N2 + 12H2O
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
書寫步驟
1
標價態
2
連雙線
3
寫項目
鞏固練習
反應2KMnO4+16HCl(濃)==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
用單線橋法標出電子轉移的情況
-1
+7
+2
得24 e-
2KMnO4 +16HCl(濃) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
0
氧化劑
還原劑
若3個KMnO4參加反應,則該過程轉移的電子是多少?
若3個KMnO4參加反應,則該過程轉移的電子是72e-
PART
04
常見的氧化劑
和還原劑
常見的氧化劑和還原劑
活潑性較強的非金屬單質:如Cl2、O2;
變價元素的高價態化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3;
過氧化物:如Na2O2、H2O2;
其他:如HClO、漂白粉、MnO2、Na2S2O3等。
②常見的氧化劑:
常見的氧化劑和還原劑
活潑性較強的金屬單質:如Al、Fe、Zn;
某些非金屬單質:如H2、S、C;
含有較低價態元素的化合物:如CO、SO2;
其他:如濃鹽酸、NH3、Na2S2O3等。
③注意:Fe2+、SO32-主要表現還原性,H2O2主要表現氧化性。
②常見的還原劑:
Cl2是紡織工業常用的漂白劑,Na2S2O3可作為漂白布匹后的 “ 脫氯劑 ”。S2O32-和Cl2反應的產物之一為SO42-。Na2S2O3 + 4Cl2 + 10NaOH = 8NaCl + 2Na2SO4 + 5H2O
下列說法中不正確的是( )
A、該反應中還原劑是S2O32-
B、H2O參與該反應,且作氧化劑
C、根據該反應可判斷氧化性:Cl2>SO42-
D、該反應中,每生成1 mol SO42-,可脫去2 mol Cl2
B
鞏固練習
解析:反應中S元素的化合價升高被氧化,則Na2S2O3為還原劑,A正確;
反應中H2O為產物,B錯誤;
根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性可知,氧化性:Cl2>SO42-,C正確;由方程式可知,每生成1 mol SO42-,可脫去2 mol Cl2,D正確。
亞硫酸鈉(Na2SO3)在反應中既可作氧化劑,又可作還原
劑。當它作氧化劑時,理論上可能被還原成的是( )
①H2SO4 ②S ③Na2S ④Na2SO4 ⑤H2SO3 ⑥Na2S2O3
A.①④ B.①②③
C.①⑤⑥ D.②③⑥
D
鞏固練習
解析:Na2SO3中S元素的化合價為+4價,當它作氧化劑時,S元素的化合價將降低,而②③⑥中硫元素的化合價均低于+6。
下列物質中的氮元素只能作為氧化劑的是( )
A.NH3
B.NO
C.NO2
D.HNO3
D
鞏固練習
解析:
氨氣中氮元素處于最低價,該物質只有還原性,不能表現氧化性,故A錯誤;NO中氮元素的化合價處于中間價,既有氧化性又有還原性,故B錯誤;
NO2中氮元素的化合價處于中間價,既有氧化性又有還原性,故C錯誤;
HNO3氮元素處于最高價,該物質中的硫元素只能表現氧化性,故D正確。
吸進人體內的氧有2%轉化為氧化性極強的活性氧,活性氧能加速人體衰老,被稱為“生命殺手”,中國科學家嘗試用Na2SeO3清除人體內的活性氧,則Na2SeO3的作用是( )
A.還原劑 B.氧化劑
C.既是氧化劑又是還原劑 D.以上均不是
A
鞏固練習
解析:
活性氧具有較強的氧化性,亞硒酸鈉(Na2SeO3)能消除人體內的活性氧,因此亞硒酸鈉具有還原性,與活性氧反應時,亞硒酸鈉作還原劑,答案選A
氧化還原反應
一、氧化劑、還原劑
口訣:升失氧化還原劑,降得還原氧化劑
二、氧化性、還原性的比較
1、根據氧化還原反應方程式
2、根據反應條件
3、根據金屬活動性順序表和非金屬活動性
4、根據同種元素的價態高低
總結
氧化還原反應
三、電子轉移的表示方法:
1、雙線橋
①特點
②表示方法 : 標價態,連雙線,寫項目
2、單線橋
①特點
②表示方法 : 標價態,連單線,寫電子
四、常見氧化劑和還原劑
總結
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高一必修一
第一章第三節
氧化還原反應
1.3.4氧化還原反應配平
1、回顧書寫化學反應方程式知識,掌握配平的宏觀表現和微觀本質。
2、舉一反三,學會推測氧化還原反應配平的微觀本質,從而掌握配平的原則并掌握配平的一般步驟
3、掌握氧化還原反應的配平的特殊技巧
課堂目標
目錄
化學計量數與配平
01
氧化還原反應的配平原則
02
氧化還原反應的配平技巧
04
氧化還原反應的配平步驟
03
情景導入
在抗蛇毒血清還未面世前,季德勝蛇藥片曾是全球治療蛇毒最有效的藥物。新中國成立后,季德勝將祖傳6代的絕密配方獻給國家,挽救了許多普通百姓的性命。
季德勝蛇藥
為什么配方這么重要?
配方指的是產品中各物質的含量配比
要想找到最佳的效果,必須找到最佳的比例
而在化學反應的過程中,反應物之間也存在配比,這些配比又被稱為化學計量數,根據化學計量數反應的物質可以生成理想的產物
在初中的時候我們就接觸到了化學計量數,讓我們一起來回顧一下!!!
PART
01
化學計量數與配平
溫故知新
思考
回顧化學方程式,思考化學計量數的存在意義
化學計量數的存在可以幫助我們
明確反應物之間的配比,生產生成物的量
判斷一個反應是否能夠完全反應
在工業生產中具有重要意義
化學計量數
化學方程式的配平是什么?
如何確定各物質的化學計量數?
配平
溫故知新
思考
回顧初中所學的質量守恒定律,思考其與配平的關系
配平的宏觀表現
化學反應
微觀本質
配平的
微觀本質
=
溫故知新
思考
回顧初中所學的質量守恒定律,思考其與配平的關系
配平的宏觀表現
化學反應
微觀本質
質量守恒
配平的
微觀本質
對于復雜的氧化還原反應是否可以直接用質量守恒來確定呢?
PART
02
氧化還原反應的配平原則
氧化還原反應的配平本質
思考
下列反應是否可以直接用質量守恒定律配平?
① 過量NaHCO3溶液與Ba(OH)2
以少定多
NaHCO3+ Ba(OH)2 =
BaCO3
+ Na2CO3
+ H2O
1
1
1
1
1
②硝酸與氫硫酸
HNO3+ H2S = S↓+ NO + H2O
離子反應(非氧化還原反應)可以直接根據質量守恒定律配平
氧化還原反應只根據質量守恒定律難以配平
還能根據什么規律來幫助氧化還原反應的配平?
氧化還原反應的配平本質
思考
回顧氧化還原反應的基本規律,哪一個規律是配平的原則?
1、價態規律:高氧低還,中間兩者
2、強弱規律(一對一):強制弱
3、優先規律(一對多):強優先
4、歸中反應:兩歸中,不交叉
5、歧化反應:兩分散
6、守恒規律:①得失電子守恒;②質量守恒;③電荷守恒
氧化還原反應的規律
為什么三大守恒是配平的原則?
配平的本質
微觀本質:。
電子轉移(電子得失或共用電子對偏移)
電荷的性質
電荷不會憑空產生,憑空消失,并且總量相等
電荷守恒
化學反應
微觀本質
質量守恒
氧化還原反應
得失電子守恒
氧化還原反應配平的
微觀本質
反映為
反映為
反映為
反映為
反映為
反映為
反映為
配平原則及適用范圍
質量守恒
1、
適用于所有化學反應方程式
得失電子守恒
2、
適用于氧化還原反應方程式
電荷守恒
3、
適用于離子反應方程式
PART
03
氧化還原反應
配平的步驟
氧化還原反應的配平一般步驟
練習
請根據配平原則及雙線橋步驟總結配平的一般步驟
HNO3+ H2S = S↓+ NO + H2O
+5
配平化學方程式:
標變價
列得失
等升降
1、
HNO3+ H2S = S↓+ NO + H2O
+5 -2 0 +2
2、
↑2e-
S:
0
-2
↓3e-
N:
+2
3、
2和3的最小公倍數是6
×3
×2
配系數
4、
HNO3+ H2S = S↓+ NO + H2O
2
3
3
2
4
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。
查守恒
最后利用O原子守恒來進行驗證。
5、
步驟
配平的一般步驟
HNO3+ H2S = S↓+ NO + H2O
標變價
列得失
等升降
配系數
查守恒
正向配平的一般步驟
配平的一般步驟
標明反應前后化合價發生變化的元素的化合價
列出氧化劑→還原產物,還原劑→氧化產物,
以及電子得失情況
通過求最小公倍數使化合價升降總數相等
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素
檢查原子、電荷、得失電子是否守恒
鞏固練習
+5
配平化學方程式:
標變價
列得失
等升降
1、
HNO3+ C = CO2+ NO2 + H2O
+5 0 +4 +4
2、
↑4e-
C:
+4
0
↓1e-
N:
+4
3、
2和3的最小公倍數是6
×1
×4
配系數
4、
HNO3+ C = CO2+ NO2 + H2O
4
1
1
4
2
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。
查守恒
最后利用O原子守恒來進行驗證。
5、
步驟
HNO3+ C = CO2+ NO2 + H2O
PART
04
氧化還原反應
配平技巧
配平的特殊技巧
思考
對下列的氧化還原反應進行分類
① _C+_H2SO4(濃)=_CO2↑+_H2O+_SO2↑
② FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2
③ KClO3 = KCl + O2↑
④ Cl + NaOH= NaCl+ NaClO3+ H O
⑤ S + NaOH= Na S + Na SO3 + H O
⑥ SO + H S= H O + S↓
⑦ H2S + H SO4= S↓ + SO2↑ + H2O
⑧ Cu + HNO3(稀)= Cu(NO3)2 + NO↑ + H O
⑨ MnO + HCl(濃)= MnCl + H O + Cl ↑
(有板正的四大金剛)
一般氧化還原反應
(氧化劑和還原劑為同物質)
歸中反應
部分氧還反應




(氧化產物和還原產物為同物質)
自身氧化還原
所有的氧化還原反應方程式是否都可以用正向配平的方法直接配平?
高溫
配平的特殊技巧
①正向配平
__H2C2O4 +__KMnO4+__H2SO4=__CO2+__K2SO4+__MnSO4+__H2O
+3 +7 +4 +2
+7
↑2e-
2C:
+4
+3
↓5e-
Mn:
+4
2和5的最小公倍數是10
×5
×2
__H2C2O4 +__KMnO4+__H2SO4=__CO2+__K2SO4+__MnSO4+__H2O
5
2
2
10
1
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。
3
8
最后利用O原子守恒來進行驗證。
大部分一般的氧化還原反應(板正的四大金剛)
適用范圍
鞏固練習
(有板正的四大金剛)
一般氧化還原反應
___Mg+___CO2 === ____C+___MgO
點燃
__Na2SO3+__KIO3+__H2SO4==__Na2SO4+__K2SO4+__I2+__H2O
2  1 1 2  
5 2  1 5 1 1 1  
配平的特殊技巧
②整體總價法
____FeS2+____O2 = ____Fe2O3+____SO2
+2 -1 0 +3 -2 +4-2
高溫
難以直接用一般步驟配平
整體
FeS2
Fe2O3
2SO2
0
+3
+4
↑3e-
↑8e-
↑11e-
0
4e-↓
:O2
-2
×4
11×
____FeS2+____O2 = ____Fe2O3+____SO2
高溫
4
11
2
4
兩個變價元素處于同一物質中
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
技巧
把該物質當成一個“整體”來考慮。
鞏固練習
一個物質中兩個以上的元素發生氧化還原反應
FeS + HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO↑+ H2O
Cu2S+ HNO3== Cu(NO3)2+ CuSO4+ NO2+ NO+ H2O
2 14 2 2 5 5 7
1  6    1 1 3 2  
配平的特殊技巧
Cl + NaOH= NaCl+ NaClO3+ H O
0 -1 +5
變價元素只有Cl元素
Cl + NaOH= NaCl+ NaClO3+ H O
5
1
3
6
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
0
↑5e-
Cl:
+5
0
↓1e-
Cl:
-1
×1
×5
3
先用正向配平方法配平
同學們能想到更簡便的配平方法嗎?
③歧化歸中法
配平的特殊技巧
Cl + NaOH= NaCl+ NaClO3+ H O
0 -1 +5
變價元素只有Cl元素
Cl + NaOH= NaCl+ NaClO3+ H O
5
1
3
6
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
3
Cl2的系數為(5+1)/2=3 KCl的系數為5 KClO3的系數為1
同種元素之間的歧化反應或歸一反應
適用范圍
技巧
中間價態元素的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。
③歧化歸中法
配平的特殊技巧
___NH3 + ___NO = ___N2 + ___H2O
-3 +2 0
變價元素只有N元素
___NH3 + ___NO = ___N2 + ___H2O
6
5
4
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
6
N2的系數為(3+2)/2=2.5 NH3的系數為2 NO的系數為3
N2的系數為(6+4)/2=5 NH3的系數為4 NO的系數為6
技巧
中間價態元素的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。
③歧化歸中法
鞏固練習
歧化 / 歸中反應
同種元素氧化還原反應
H2S + H SO4== S↓ + SO2↑ + H2O
___P4+__KOH+___H2O==____K3PO4+____PH3↑
2 9  3 3 5
1 1 1 1 2  
配平的特殊技巧
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
⑧ 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
⑨ MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
8個HNO3中只有___個作氧化劑
4個HCl中只有____個作還原劑
2
2
部分氧化還原反應
對于部分氧化還原反應,氧化劑(還原劑)中被還原(氧化)與未被還原(氧化)的比例,要依據化學方程式或得失電子數來確定,只有被還原(氧化)的那部分才作氧化劑(還原劑)。
思考
觀察下列方程式,變價元素的化合價,是否全部發生了變化?
配平的特殊技巧
④從右向左法
Cu + HNO3(稀)= Cu(NO3)2 + NO↑ + H O
0 +5 +2 +2
Cu + HNO3(稀)= Cu(NO3)2 + NO↑ + H O
2
3
3
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
2
技巧
中間價態元素的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。
+5
↑2e-
Cu:
+2
0
↓3e-
N:
+2
×3
×2
8
部分氧化還原反應使用正向配平容易出現配平與原子守恒不符的情況,我們可以用從右向左法來避免這個問題。
配平的特殊技巧
Cu + HNO3(稀)= Cu(NO3)2 + NO↑ + H O
0 +5 +2 +2
Cu + HNO3(稀)= Cu(NO3)2 + NO↑ + H O
8
3
3
在氧化還原反應中,一種反應物中有兩種或兩種以上的元素化合價發生變化或幾種不同物質中的元素化合價經變化后同存在于一種產物中。
適用范圍
2
技巧
中間價態元素的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。
+2
↑2e-
Cu:
0
+2
↓3e-
N:
+5
×3
×2
從右向左法是指將反應物與生成物的身份調轉,此時生成物是反應物,反應物為生成物,但不意味著它們可以反方向反應。
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。
4
④從右向左法
配平的特殊技巧
P + CuSO4 + H2O = Cu3P + H3PO4 + H2SO4
0 +2 +1 +3 +5
從右向左法是指將反應物與生成物的身份調轉,此時生成物是反應物,反應物為生成物,但不意味著它們可以反方向反應。
④從右向左法
2 8 5
+15
P
最多失去5個電子
對于Cu3P:
Cu為+2價
P為+6價
不符合實際
對于Cu3P:
Cu為+1價
P為+3價
此時反應物(氧化劑或還原劑 )中的一種元素(如P)同時出現幾種變價的氧化—還原的價態變化時,如從反應物開始配平則有一定的難度,若從生成物開始配平,則問題迎刃而解.
配平的特殊技巧
P + CuSO4 + H2O = Cu3P + H3PO4 + H2SO4
0 +2 +1 -3 +5
從右向左法是指將反應物與生成物的身份調轉,此時生成物是反應物,反應物為生成物,但不意味著它們可以反方向反應。
④從右向左法
↑3e-
3Cu:
P
×5
↓5e-
×6
↑3e-
+2
+1
+5
0
-3
0
=↑6e-
5
6
15
11
15
24
先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。
某些物質(如硝酸、濃硫酸的反應)部分參加氧化還原反應的類型
反應物(氧化劑或 還原劑 )中的一種元素出現幾種變價的氧化—還原
適用范圍
技巧
將反應物與生成物的位置調換
硝酸、濃硫酸、濃鹽酸等既具有酸性又有氧化性的物質容易發生部分氧化還原反應
鞏固練習
部分氧化還原反應
____KClO3+____HCl(濃)==____KCl+____Cl2↑+____H2O
MnO + HCl(濃)== MnCl + H O + Cl ↑
1 6  1 3 3
1 4  1 2 1
配平的特殊技巧
⑤缺項配平法
ClO-+ Fe(OH)3+______= Cl-+ FeO42-+ H2O
+1 +3 -1 +6
+3
↓2e-
Cl:
-1
+1
↑3e-
Fe:
+6
×3
×2
ClO-+ Fe(OH)3+______= Cl-+ FeO42-+ H2O
3
2
3
2

電荷守恒
3、
適用于離子反應方程式
左邊3個負電荷
右邊7個負電荷
缺項物質一般為H+、OH-、H2O
4OH-
在一個氧化還原反應中缺少反應物或生成物
適用范圍
技巧
利用電荷守恒確定缺項物質是H2O、H+、OH-等
→在酸性條件下,缺正電荷或多負電荷補H+;
→在堿性條件下,缺負電荷或多正電荷補OH-。
配平的特殊技巧
⑤缺項配平法
KMnO4 + KNO2 + = MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O
+7 +3 +2 +5
+3
↓5e-
Mn:
+2
+7
↑2e-
N:
+5
×2
×5
KMnO4 + KNO2 + = MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O
2
5
2
5
3H2SO4
①若增加的元素是除H、O以外的非金屬,未知物一般是相應的酸;
②若增加的元素是金屬,未知物一般是相應的堿;
③若反應前后經部分配平后發現兩邊氫、氧原子不平衡,則未知物是水。
生成物中增加了S元素,則未知物是H2SO4
1
3
在一個氧化還原反應中缺少反應物或生成物
適用范圍
觀察反應物和生成物增加或減少了哪種元素
①若增加的元素是除H、O以外的非金屬,未知物一般是相應的酸;
②若增加的元素是金屬,未知物一般是相應的堿;
③若反應前后經部分配平后發現兩邊氫、氧原子不平衡,則未知物是水。
技巧
鞏固練習
缺項氧化還原反應
__C2O42-+___MnO4-+______==___CO2↑+___Mn2++___H2O
5 2  16H+ 10 2 8
BiO3-+ Mn2+ + = Bi3+ + + .
將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi3+無色)。配平該反應的例子方程式
5 2  14H+ 5 2MnO4- 7H2O
氧化還原反應配平
一、配平三原則:①得失電子守恒;②質量守恒;③電荷守恒
二、配平的一般步驟
1、標變價 2、列得失
3、等升降 4、配系數
5、查守恒
三、配平的特殊技巧
1、正向配平法 2、整體總價法
3、從右向左法 4、歧化歸中法
5、缺項配平法
總結
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