一氧化还原反应的概念.ppt

第8课时 氧化还原反应,一、氧化还原反应的概念,1氧化还原反应：有电子转移(得失或偏移)的化学反应。基本特征是反应前后元素的化合价有升降。2各概念之间的关系 氧化剂(具有氧化性)所含元素化合价降低得电子被还原剂还原发生还原反应得还原产物。还原剂(具有还原性)所含元素化合价升高失电子被氧化剂氧化发生氧化反应得氧化产物。氧化剂还原剂=还原得电子，化合价降低，被还原产物氧化失电子，化合价升高，被氧化产物,3常见的重要氧化剂、还原剂,【基础题一】氮化铝(AlN)广泛用于电子工业、陶瓷工业等领域。可通过如下反应制取：Al2O3N23C 2AlN3CO下列叙述正确的是()A该反应中，Al2O3是氧化剂B该反应中，N2是还原剂C该反应中，C是还原剂D该反应中每生成2 mol AlN，N2得到3 mol e,C,二、氧化还原反应中电子转移的表示方法,1双线桥法(1)双箭号从反应物指向生成物，箭号起止所指的均为同一种元素。(2)线上标出得失电子的情况及价的升降、被氧化或被还原等内容。氧化剂为Fe2O3，还原剂为CO，氧化产物为CO2，还原产物为Fe。,2单线桥法(1)箭号由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素；(2)线上只标出转移电子的总数。,【基础题二】指出下列方程式中的氧化剂与还原剂的物质的量比，并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。H2SH2SO4(浓)=SSO22H2On(氧化剂)n(还原剂)11,三、氧化还原反应中的基本规律,1价态规律：若某元素有多种可变价态，处于最高价态时，只有氧化性；处于最低价态时，只有还原性；处于中间价态时，既有氧化性，又有还原性。2先后规律：氧化剂只有一种，还原剂有多种，则还原性强的先被氧化；还原剂只有一种，氧化剂有多种，则氧化性强的先被还原；例如：在CuSO4和AgNO3的混合溶液中加入适量铁粉，Ag先被置换出来，Cu后被置换出来。又如：在FeBr2溶液中通入Cl2由少至多，先看到溶液变黄色，后看到溶液变橙色，则还原性Fe2Br。,3守恒规律：氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数，氧化剂中元素化合价降低总数等于还原剂中元素化合价升高总数。4转化规律：归中反应中，化合价归中不交叉；如：反应KClO36HCl=KCl3Cl23H2O中，化合价的变化规律是：同种元素相邻价态间转化最容易。同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。,【基础题三】在Fe、Fe2、Fe3、Cl2、Cl、Na、ClO、S、S2、SO2、H2S、H2SO4中，只有氧化性的是，只有还原性的是，既有氧化性，又有还原性的是。,Fe3、Na和H2SO4,Fe、Cl和S2,Fe2、Cl2、ClO、S、SO2、H2S,重要考点1 有关氧化还原反应的概念,氧化还原反应的分析要掌握如下原则：1从化合价变化入手，准确判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。2氧化性、还原性的强弱是判断反应能否发生及反应先后顺序的依据。3对于一个氧化还原反应，有化合价升高必然有化合价降低，升高总数等于降低总数。4升降总数相等(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)是氧化还原方程式配平和计算的依据。,【考点释例】(2010安徽)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高，安全性好的固体储氢材料，其储氢原理可表示为Li2NHH2=LiNH2LiH。下列有关说法正确的是()ALi2NH中N的化合价是1B该反应中H2既是氧化剂又是还原剂CLi和H的离子半径相等D此法储氢和钢瓶储氢的原理相同,【解析】A选项中Li2NH中氮的化合价为3；C选项中Li半径小于H；D选项钢瓶储氢是物理过程，而该方法为化学方法。,答案：B,【解题规律】理清知识线，即升(价)失(电子)氧(发生氧化反应)还(是还原剂)或降(价)得(电子)还(发生还原反应)氧(是氧化剂)。明确解题的方法思路：理解概念抓实质，解题应靠特征。即从氧化还原反应的实质电子转移，去分析理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化这一氧化还原反应的特征入手。,概念模糊时的救命稻草：“什么剂有什么性，其他都是相反的”。即氧化剂有氧化性，其余的则往相反“还原方向”考虑。如发生还原反应得还原产物，被还原等。还原剂的分析亦然。注意表述准确。氧化剂、还原剂一般指反应物；还原产物、氧化产物指生成物。被氧化、被还原的一般指元素(注明价态)；氧化反应、还原反应一般指由反应物到生成物的过程。,1.下列四类反应：置换反应，复分解反应，没有单质参加的化合反应，没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是()A只有 B只有C D,【解析】归纳氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。,A,2.从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4，下列说法正确的是()ACu2S既是氧化产物又是还原产物B5 mol FeS2发生反应，有10 mol电子转移C产物中的SO42-有一部分是氧化产物DFeS2只作还原剂,C,重要考点2 氧化性、还原性强弱的比较,物质氧化性、还原性强弱比较方法1根据氧化还原反应方程式 强还原剂(A)强氧化剂(B)=弱氧化产物(a)弱还原产物(b)则氧化性：Ba，还原性：Ab 氧化剂的氧化性越强，则其对应的还原产物的还原性则越弱；还原剂的还原性越强，则其对应的氧化产物的氧化性则越弱。,2根据金属活动性顺序表在金属活动性顺序表中，位置越靠前，其还原性就越强，其阳离子的氧化性就越弱。,3根据元素周期表 同周期元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱；同主族元素，随着核电荷数的递增，氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强。4根据反应的难易程度 氧化还原反应越容易进行(表现为反应所需条件越低)，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。不同的还原剂(或氧化剂)与同一氧化剂(或还原剂)反应时，条件越易或者氧化剂(或还原剂)被还原(或被氧化)的程度越大，则还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)就越强。,5其他条件 一般溶液的酸性越强或温度越高，则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强，反之则越弱。如高锰酸钾在酸性条件下氧化性要强于中性和碱性条件。,注意：(1)物质的氧化性或还原性的强弱只取决于得到或失去电子的难易，与得失电子的多少无关。如：Na、Mg、Al的还原性强弱依次为NaMgAl；浓HNO3、稀HNO3的氧化性强弱依次为：浓HNO3稀HNO3。(2)同一元素相邻价态间不发生氧化还原反应。,【考点释例2】根据下列方程式：(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl；(2)HClOHCl=Cl2H2O；(3)2Fe3Cu=2Fe2Cu2；(4)FeCu2=Fe2Cu，判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是()AFe3HClOCl2Fe2Cu2BHClOCl2Fe3Cu2Fe2CCl2HClOFe3Cu2Fe2DHClOFe3Cl2Cu2Fe2,【解析】由(1)可知，Cl2氧化性强于Fe3，即Cl2Fe3，由(2)可知，HClOCl2，由(3)可知，Fe3Cu2，由(4)可知，Cu2Fe2。由此可进一步推知，正确答案为B。,答案：B,【考点透析】此题所依据的规律就是常说的“强制弱”规律。所谓的“强制弱”规律，指的是氧化性(还原性)强的物质可以把氧化性(还原性)弱的物质制出来。具体到某一个特定反应中，就是指具有强氧化性的氧化剂(强还原性的还原剂)可以把具有弱氧化性的生成物(弱还原性的生成物)制出来。所以，解此类题时，只需依据化合价升降原理找出相对应的氧化剂、氧化产物，还原剂、还原产物，进行比较即可。,氧化性强弱比较：氧化剂的氧化性氧化产物的氧化性，故解题关键是判断方程式左边的氧化剂和右边的氧化产物。氧化剂可找方程式左边降价的物质，氧化产物也可找方程式右边降价的物质(假定反应从右往左进行即可)。这一过程可归纳为“左看看(找降价)，右看看(找降价)，左边物质大于右边物质”。还原性强弱比较也可用此类似方法。,1.已知反应：2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl3I2SO22H2O=H2SO42HI下列粒子的还原能力由强到弱顺序正确的是()AIFe2ClSO2BClFe2SO2ICFe2IClSO2DSO2IFe2Cl,D,【解析】,2.常温下，在溶液中可发生以下反应：2M2R2=2M32R；2RZ2=R22Z；W22Z=2WZ2。由此判断下列说法错误的是()A常温下反应2M2Z2=2M32Z可以自发进行BZ元素在反应中被还原，在中被氧化C氧化性强弱顺序为：W2Z2R2M3D还原性强弱顺序为：WZRM2,C,重要考点2 氧化还原反应的配平与计算,1配平依据原则：在氧化还原反应中，元素得电子的总数元素失去电子的总数 或化合价升高的总数化合价降低的总数,2配平方法：一标二列三求四配五观六查 具体地说，就是标出反应前后元素的化合价、列出化合价的升降情况、求化合价升降的最小公倍数、根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的计量数、用观察法配出所含元素化合价未发生变化的物质的计量数、用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。例：_KMnO4_HCl_KCl_MnCl2_Cl2_H2O化学计量数为：2、16、2、2、5、8,3氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看，有一类题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的质量比，计算并确定产物。题目解答的方法思路是：首先根据氧化剂与还原剂的质量比求出物质的量之比，分析判断可能的情况，然后再由得失电子数守恒列式求出化合价的变化，即可写出产物的分子式。,【考点释例3】(2010上海)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：_ _ _ _ HIO3 _(2)整个过程中的还原剂是_。,(3)把KI换成KBr，则CCl4层变为_色，继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_。(4)加碘盐中含碘量为(20 mg50 mg)/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2_L(标准状况，保留2位小数)。,【解析】此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时，其将KI中的I氧化成碘单质；等CCl4层变紫色后，再滴加氯水时，其将碘单质进一步氧化成碘酸。(1)根据氧化还原反应方程式的配平原则，分析反应中的化合价变化，I元素的化合价从05，升高5价，Cl元素的化合价从01，降低1价，综合得失电子守恒和质量守恒，可配平出：I25Cl26H2O=2HIO310HCl；。,(2)分析整个过程中化合价升高的都是I元素，还原剂为KI和I2；(3)KI换成KBr时，得到的是溴单质，则其在CCl4中呈红棕色；继续滴加氯水时，颜色不变，可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3，故其氧化性强弱顺序为HBrO3Cl2HIO3；(4)综合写出反应方程式：KI3Cl23H2O=KIO36HCl，根据化学方程式计算，按最小值计算时，1000kg加碘食盐中含碘20 g，根据质量守恒可知：换算成碘酸钾的质量为33.70 g，物质的量为0.16 mol，则需要消耗Cl2的体积为(20 g/127 g mol1)322.4 L/mol10.58 L。,答案：(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)红棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.58,【方法归纳】氧化还原计算1依据：得电子总数失电子总数2步骤找到得电子的所有物质，根据还原反应的“半反应”算出得电子总数。如在某氧化还原反应中有，降低了nm价，若 的物质的量为a mol，则得电子总数为a(nm)mol。,找到失电子的所有物质，根据氧化反应的“半反应”算出失电子总数。如在中所列氧化还原反应中有，升高了gf价，若 的物质的量为b mol，则得电子总数为b(gf)mol。得失电子数相等：有a(nm)b(gf)，求解未知数即可。,3若要求算物质与电子转移的关系。则需找出该物质与反应方程式中电子转移的关系：n(物质)n(转移电子数)，再利用关系式法求解即可。,1.某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是。(2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为。,AsH3,Br2,(3)根据上述反应可推知。a氧化性：KBrO3H3AsO4b氧化性：H3AsO4KBrO3c还原性：AsH3Xd还原性：XAsH3,ac,【解析】(1)根据氧化还原反应原则，当KBrO3在反应中得到电子作氧化剂时，必有元素化合价升高失去电子，分析给定物质只能是AsH3。(2)由0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子即1 mol KBrO3在反应中得到5 mol电子，则溴元素价态由50，可推知其还原产物为单质溴。(3)依据氧化还原反应原理是由强氧化剂和强还原剂反应生成弱氧化剂和弱还原剂判定。(4)该反应元素价态变化是Br由50、As由35，配平反应5AsH38KBrO34H2SO4=4K2SO45H3AsO44Br24H2O，转移40 mol电子。,2.焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈。发生的反应体系中共有六种物质：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。(1)根据题意，可判断出X是(写化学式)。(2)写出并配平该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：(3)发生氧化反应的物质是，反应中4 mol的氧化剂能(填“失去”或“得到”)12 mol电子。(4)反应中被氧化产生了11.2 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的质量为。,H2O,NH4Cl,得到,80 g,3.三氟化溴溶于水可发生如下反应：BrF3H2O,HBrO3Br2HFO2(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是。(2)当有5.0 mol水参加反应时，由水还原的BrF3的物质的量为，由BrF3还原的BrF3的物质的量为。(3)当有5.0 mol水作还原剂参加化学反应时，由水还原的BrF3的物质的量为，由BrF3还原的BrF3的物质的量为。(4)当有5.0 mol水未参加氧化还原反应时，由水还原的BrF3的物质的量为，由BrF3还原的BrF3的物质的量为。,BrF3,1.3 mol,0.7 mol,3.3 mol,1.7 mol(或1.8 mol),2.2 mol,1.1 mol,【解析】(1)标出化合价可得答案。(2)配平后的化学方程式为3BrF35H2O=HBrO3Br29HFO2，当有5.0 mol水参加反应时，只有2.0 mol水作还原剂，发生氧化还原反应的水与BrF3的关系为：2H2OO2失电子数：22 mol4 molBrF3Br2得电子数：n(BrF3)3根据得失电子守恒，有4 moln(BrF3)3，得n(BrF3)1.3 mol由反应方程式可知，5.0 mol水参加反应，共有2.0 mol BrF3被还原，则题设条件下被BrF3还原的BrF3的物质的量为：2.0 mol 1.3 mol0.7 mol。,(3)由上分析：2H2OO2失电子数：25 mol10 molBrF3Br2得电子数：n(BrF3)3根据得失电子守恒，有10 moln(BrF3)3，得n(BrF3)3.3 mol被BrF3还原的BrF3的物质的量等于被还原的BrF3的总物质的量减去3.3 mol，即：5.0 mol 3.3 mol1.7 mol。将(2)的结果放大2.5倍，得答案3.3 mol和1.8 mol亦可(4)参加氧化还原反应的水与未参加氧化还原反应的水的物质的量之比为23。据此和(1)可得答案。,