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氧化剂和还原剂(泰山中学

时间:2020-08-01 21:02:57 还原剂 泰山 氧化剂

 第三节

 氧化剂 还原剂 泰山中学齐晓勤 教学目标:

 1、了解氧化反应、还原反应、氧化还原反应、被氧化、被还原、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等基本概念 2、认识氧化还原反应的基本规律,了解判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法; 3、初步学会氧化还原反应的有关规律解决实际问题,能根据氧化还原反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱 过程与方法

  1、 经历对氧化还原反应探究的过程,理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力. 2、 能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神. 情感

 态度和价值观

 1. 发现学习化学的兴趣,乐于探究氧化还原反应的奥秘,体会科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙和和谐. 2. 树立辩证唯物主义的世界观,培养求真务实,勇于创新,积极实践的科学态度.

  重点难点

 1、氧化还原反应的基本规律 2、判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法 教学过程

  [ [ 新课导入] ] 上一节课我们已经从得氧和失氧的角度与化合价变化的角度分别研究了氧化还原反应,并且知道了氧化还原反应的特征就是----化合价的变化.那么这节课我们从本质上再来深入研究氧化还原反应. [ [ 板书] ]

  氧化还原反应 [ [ 复习] ]

 现在同学们判断一下以下反应是否是氧化还原反应? 请判断下列反应是否是氧化还原反应? (1) Cl 2 +2NaOH==NaCl+NaClO+H 2 O (2) 2KClO==2KCl+3O 2 ↑ (3) 2KMnO 4 ==K2MnO 4 +MnO 2 +O2↑ (4) NaOH+HCl==NaCl+H 2 O (5) BaCl 2 +H 2 SO 4 ==BaSO 4 ↓+2HCl

 [ [ 点评] ]

 (请问学生,并强调从化合价的变化上来判断) [ [ 设疑] ]

 那么在氧化还原反应中,化合价发生升降的本质原因是什么呢?接下来我们从电子的角度上来研究一下. [ [ 板书] ]

 三.、从电子的角度上来分析:

 [ [ 教学推进] ]

 好,大家看看黑板上的两个反应: 2Na+Cl 2 ==2NaCl;H 2 +Cl 2 ==2HCl.它们有没有是氧化还原反应呢?

 [ [ 过渡] ] 是氧化还原反应.那么我们从电子的角度上看看.请同学们写出Na ,Cl和氢的电子示意图.(可以请三位同学上黑板上些出来) 生:写

  Na

 Cl

  H2

 (1) 金属 Na 与 Cl 2 反应

  被破坏

  失去 e 金属 Na

 Na 原子

 Na+

  被破坏

  得到 e

 NaCl 晶体(电子得失) Cl 2

  Cl 原子

  Cl-

  (2) H 2

 和 Cl 2 反应 被破坏

 共用电子对 H 2

  H 原子

  电子对偏移 +

 _

 被破坏

 HCl (电子偏移) Cl 2

 Cl 原子

 (根据以上板书,对氧化还原反应的本质进行探究) [ [ 解释] ]

  Na 和 Cl 2 在反应的过程中, Na 的最外层电子只有一个,极易得到一个电子达到 8电子的稳定结构,Cl 最外层有 7 个电子,在反应的过程中极易得到一个电子达到 8电子的稳定结构.所以在一定的条件下, Na 给出一个电子给 Cl,大家都达到 8 电子的稳定结构.所以反应之后 Na 有 0 价升高到+1 价,而 Cl 就由 0 价降到-1 价.所以在反应的过程中,化合价发生变化的根本原因是由于----电子的得失. H 2 和Cl 2

 反应的过程中,H最外层K层只有一个电子,极易得到一个电子达到2个电子的稳定结构. Cl 同样也极易得到 1 个电子达到 8 电子的稳定结构,它们都极易得到,但得到电子的能力大小差不多,因此在一定的条件下,它们各给出一个电子,形成一对电子对共用.这样它们都达到了各自的稳定结构,形成了 HCl.由于 Cl 吸引电子对的能力比 H的强.所以电子对偏向 Cl 使化合价由 0 价降为-1 价,H 由 0 价升为+1 价,所以电子对的偏移导致了化合价的升降变化. 从中我们可以知道,氧化还原反应的本质是-----电子的转移(电子得失或电子偏移) [ [ 板书] ] 氧化还原反应的本质—

  [ [ 过渡] ] 我们从总体上来看看氧化还原反应中价态和电子转移的关系.

 得 e 化合价降低 发生 还原反应

 还原产物

  :

  CuSO 4

 +Fe==== Cu +FeSO 4 .

  氧化剂 还原剂

 氧化产物

  失 e 化合价升高 发生 氧化反应

 [ [ 解释] ]

 在反应的过程中, Cu 得到 2 个电子由+2 价降到 0 价,化合价降低.发生了还原反应;Fe 失去电子,化合价升高,发生了氧化反应.在反应的过程中,得到电子化合价降低的物质,我们称之为氧化产物.而相对应生成的物质我们称之为还Cl H电子对偏移电子得失电子转移

 原产物;所以 CuSO 4 为这个反应的氧化剂, Cu 为还原产物.相反,失去电子化合价升高的反应物,我们称之为还原剂.相对应的生成物我们称之为氧化产物. Fe 为反应的还原剂. FeSO 4 .为氧化产物. [ 过渡]

 在氧化还原反应中,那么多的新的概念,比较难记.现在我们以一条公式来表示:

  [ [ 板书 ]

 得 e 化合价↓ 发生还原反应

  氧化剂 + 还原剂 ====== 还原产物 + 氧化产物

 失 e 化合价↑ 发生氧化反应

  [ [ 过渡] ]

 那么多新得名词,我们可以根据记忆口诀来记. [ [ 板书] ]

 记忆口诀: : 升失氧化还原剂→氧化产物

 降得还原氧化剂→还原产物

 (

 根据上面公式解释记忆口诀)

  [ [ 板书] ] 四、氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱比较

 1、根据金属活动顺序表

 K

 Ca

 Na

 Mg

 Al

 Zn

 Fe

 Sn

 Pb(H)Cu

 Hg

 Ag

 Pt

 Au

  K +

 Ca 2+

 Na +

 Mg 2+

 Al 3+

 Zn 2+

 Fe 2+

 H +

  Cu 2+

 Ag +

 2、根据化学方程式判断:

 得 e 化合价↓ 发生还原反应

  氧化剂 (氧化性)+ 还原剂(还原性 )====== 还原产物 + 氧化产物

 失 e 化合价↑ 发生氧化反应

 氧化性:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性 还原性:还原剂的还原性>还原产物的还原性

 3、根据氧化还原反应进行的难易(反应条件)的不同 [ [ 师生互动] ]

 下面三种方法均可以制得 Cl 2

 MnO 2 +4HCl(浓)△〓 MnCl 2 +Cl 2 +2H 2 O

 2KMnO 4 +16HCl(浓)=2KCl+2MnCl 2 +5Cl 2 +8H 2 O

 O 2 +4HCl(浓)

 2H 2 O+2Cl 2

  三种氧化剂由强到弱的顺序是

  4、根据被氧化或被还原程度 [ [ 师生互动] ] :根据反应 Fe+2HCl==FeCl 2 +H 2

 2Fe+3Cl 2△〓 2FeCl 3

 , 氧化性

  >

  待学习的深入,我们还得将进一步完善。

 [ [ 阅读与理解] ]

 五、氧化还原反应的运用

 1、制备某些物质 实验室制备氧气、氢气等。

 工业上用还原剂冶炼金属。

 2、用强氧化剂 Cl 2 、ClO 2 等进行小型水厂、游泳池水、医院污水、工业污水的处理,即利用强氧化剂进行消毒、杀菌。

 3、燃料的燃烧,提供热能等。

 4、化学电源的研制、开发及合理利用。

 5、电镀以防止金属的腐蚀。

 另外有些氧化还原反应会对人类带来危害,例如:易燃物的自燃、食品的腐败、钢铁的锈蚀等。我们运用化学知识来防止这类氧化还原反应的发生或减慢其进程。

 [ [ 回顾与总结] ] 六、氧化还原反应的重要规律

  (一)

 “ 两强两弱 ” 规律

  对于自发的氧化还原反应(除高温、电解条件),总是强氧化性物质和强还原性物质反应生成弱氧化性物质和弱还原性物质。即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。

 (二)

 “ 高氧、低还、中兼 ” 规律 对于同种元素不同价态的原子而言,最高价态只具有氧化性,最低价态只具有还原性,中间价态既具有氧化性又具有还原性。

 例如:S 元素 化合价 -2 0 +4 +6 代表物 H2S

  S

 SO2

 H2SO4(浓) S 元素的性质 : 既有氧化性又有还原 ( 三 )

 “ 单强离弱、单弱离强 ” 规律 1、 金属单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱;反之金属单质的还原性越弱,对应阳离子的氧化性就越强。

 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sb Pb (H) Cu Hg Ag

 还原性逐渐减弱 K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Fe3+Ag+

 氧化性逐渐增强 2、 非金属单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱;反之非金属单质的氧化性越弱,对应阴离子的还原性就越弱。

 F2

  (O2)

 Cl2

 Br2

 I2

 S

  F-

 (OH-)

  Cl-

  Br-

 I-

  S2- 氧化性逐渐减弱 还原性逐渐增强 利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱

 [ [ 练习] ]

 写出下列方程式中的氧化剂和还原剂

  (1)

 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2

  (2)Cl2+H2O=HCl+HClO

  (3)2H2S+SO2=3S+2H2O

  (4)6HCl+KClO3=KCl+3Cl2 ↑ +3H2O

 (5) H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O ( 四 )

 “ 价态归中,互不交叉 ” 规律

 “价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应,总是从高价态与低价态反应后生成中间价态的物质 。

 例如:

  2H2S+SO2=3S+2H2O S 元素的化合价从-2 价和+4 价归中到 0 价

  “ 互不交叉 ”是指:若反应后生成多种中间价态的产物,则遵从邻近变价,互不交叉的

 原则。

 例如:

 H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,

 S 元素的化合价应从-2 价变化为 0 价,从+6 价变化为+4 价。而不能认为是从-2→+4 价,+6→0 价。

 因此:1、利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。

 2、 可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。若有中间价态,则可能发生氧化还原反应,若无中间价态,则不能发生氧化还原反应。

 例如 :SO2 与 H2SO4(浓)之间,Fe2+与 Fe3+之间,由于无中间价态而不能发生氧化还原反应。

 。

  ( 五 )

 “ 强易弱难,先强后弱 ” 规律 “ 强易弱难 ”是指:同一氧化剂(或还原剂)同时与不同还原剂(或氧化剂)反应,当还原剂(或氧化剂)的浓度差别不大时,总是先与还原性(或氧化性)强的反应,然后再与弱的反应。

 例如:将 Fe 粉放入盛有 AgCl 和 CuCl2 的混合液中,因为 Cu2+的氧化性要比 Ag+的氧化性小所以铁尤先置换 AgCl 中的 Ag ( 六 )

 “ 质、电守恒 ” 规律 质:

  质量守恒。

 电:

 电子转移的数目守恒。

 即氧化剂得电子的总数目=还原剂失电子的总数目。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。

 [ [ 补充练习] ] 1.金可溶于王水:Au+HNO 3 +4HCl=HAuCl 4 +NO↑+2H 2 O,关于上述反应的有关说法错误的是

 (

  )

 A.盐酸作氧化剂

 B.HNO 3 被还原 C.王水有很强的氧化性

 D.HAuCl 4 中 Au 的化合价为+3 价 2.在氧化还原反应 3S+6KOH △ K 2 SO 3 +2K 2 S+3H 2 O 中,被氧化与被还原的硫原子个数比为

  (

  )

 A.1∶2

  B.2∶1

 C.1∶1

  D.3∶2 3.用下列方法均可制得氧气:

 (1)

 2 2 3322KClOMnOKCl O 

 (2)

 2 2 42 2 2 2Na O H O NaOH O    

 (3)

 2 22HgO Hg O 

 (4)

 24 2 4 2 2KMnO K MnO MnO O  

 若要制得相同质量的氧气,反应中电子转移数目之比为

  (

  )

 A.3∶2∶1∶4

 B.1∶1∶1∶1

 C.2∶1∶2∶2

 D.1∶2∶1∶1 4.下列微粒中,既有氧化性,又有还原性的是

 (

  )

 A.Mg

 B.SO 2

  C.Zn 2+

  D.HCl 5.下列几个反应的化学方程式:

 ①2H 2 S+SO 2 =3S+2H 2 O②2KI+Cl 2 =2KCl+I 2 ③2FeCl 2 +Cl 2 =2FeCl 3 ④2FeCl 3

 +2HI=2FeCl 2+I 2 +2HCl⑤I 2 +SO 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HI 下列物质的氧化性的强弱排列顺序中,正确的是

 (

  )

 A.Cl 2 >Fe 3+ >I2 >SO 2

 B.Cl 2 >I 2 >Fe 3+ >SO2

 C.Cl 2 >Fe 3+ >SO2 >I 2

 D.Fe 3+ >I2 >Cl 2 >SO 2

 6.常温下,在下列溶液中发生如下反应:①16H+ +10Z - +2XO 4 =2X2 + +5Z 2 +8H 2 O②2A 2++ B 2 =2A 3++ 2B-③ 2B-+ Z 2 =B 2 + 2Z-由 此 判 断 下 列 说 法 , 错 误 的 是

 (

  )

 A.反应 Z 2 +2A 2+ =2A 3 + +2Z - 可以进行 B.Z 元素在①③反应中均被还原 C.氧化性由强到弱的顺序是 XO4 、Z 2 、B 2 、A3 +

 D.还原性由强到弱的顺序是 A 2+ 、B - 、Z - 、X 2 +

 7.在反应 3BrF 3 +5H 2 O=HBrO 3 +9HF+Br 2 +O 2 ↑,若有 0.3molH 2 O 被氧化,则被水还原的BrF 3 的物质的量是

  (

  )

 A.0.15mol

  B.0.2mol

 C.0.3mol

  D.0.4mol 8.在 11P + 15CuSO 4

 + 24H 2 O = 5Cu 3 P+6H 3 PO 4 +15H 2 SO 4 反应中,氧化剂为

  ,还原剂为

 。lmol Cu 2+ 能氧化 P 的物质的量为

 mol。

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