化学必修 第一册第二单元 硫及其化合物的相互转化导学案

这是一份化学必修 第一册第二单元 硫及其化合物的相互转化导学案，共14页。

2．了解常见的氧化剂、还原剂。
3．了解氧化还原反应的应用。
4．掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
图说考点
eq \x(还原剂) eq \(――→,\s\up7(化合价升高，失电子),\s\d5(氧化反应)) eq \x(氧化产物)
eq \x(氧化剂) eq \(――→,\s\up7(化合价降低，得电子),\s\d5(还原反应)) eq \x(还原产物)
氧化还原反应方程式配平
学业基础——自学·思记·尝试
[新知预习]
一、常见的氧化剂和还原剂
1．常见的氧化剂
（1）活泼非金属单质，如1 。
（2）高价或较高价含氧化合物，如2 、3 、高锰酸钾等。
（3）高价金属阳离子，如4 、Cu2＋。
2．常见的还原剂
（1）一些非金属单质，如5 。
（2）活泼或较活泼金属，如6 。
（3）较低价态的化合物，如7 、SO2。
二、氧化性和还原性
1．氧化性和还原性
（1）氧化性：氧化剂所表现出8 的性质。
（2）还原性：还原剂所表现出9 的性质。
2．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
[即时自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
（1）在氢气燃烧生成水的反应中，氢气作还原剂。（ ）
（2）在反应2KClO3 eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△)) 2KCl＋3O2↑中，KClO3既表现氧化性，又表现还原性。（ ）
（3）在反应C＋O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) CO2中，C具有氧化性。（ ）
（4）金属单质作反应物时一定不是氧化剂。（ ）
2．下列物质中的硫元素参加化学反应时只显示还原性的是（ ）
A．H2S B．SO2
C．S D．H2SO4
3．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是（ ）
4．根据下列两个氧化还原反应回答问题：
①2KClO3 eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△)) 2KCl＋3O2↑
②MnO2＋4HCl（浓） eq \(=====,\s\up7(△)) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（1）以双线桥法表示反应①，单线桥法表示反应②中的电子转移情况。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
（2）反应①中每生成1 ml O2，转移电子的物质的量是 。
核心素养——合作·探究·分享
氧化还原反应方程式配平
生成盐→体现酸性
价态降低→体现氧化性
[例1] 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：
NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋4H＋＋3e－―→NO＋2H2O
KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2（SO4）3四种物质中的一种物质能使上述还原过程发生。
（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）反应中硝酸体现了 、 。
（3）反应中若产生0.2 ml气体，则转移电子的物质的量是 ml。
[提升1] 配平下列氧化还原反应方程式：
（1）□C＋□HNO3（浓）===□CO2↑＋□NO2↑＋□H2O
（2）□S＋□HNO3（浓）===□H2SO4＋□NO2↑＋□H2O
（3）□Ag＋□HNO3（浓）===□AgNO3＋□NO↑＋□H2O
eq \a\vs4\al(状元随笔) 根据化合价升降只能确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，其他物质的化学计量数需运用观察法、奇偶法、守恒法等来确定。
关键能力
1.配平原则
（1）原子守恒原则：反应物和生成物各元素及其原子个数不变。
（2）得失电子守恒原则：氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
2．方法步骤
以Cu＋HNO3（浓）―→Cu（NO3）2＋NO2↑＋H2O为例“一标”——标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
eq \(Cu,\s\up6(0)) ＋HN eq \(O,\s\up6(＋5)) 3―→ eq \(Cu,\s\up6(＋2)) （NO3）2＋ eq \(N,\s\up6(＋4)) O2↑＋H2O
“二等”——通过最小公倍数法使化合价升降总数相等。

“三定”——确定氧化剂和还原剂的化学计量数。
Cu＋2HNO3（浓）―→Cu（NO3）2＋2NO2↑＋H2O
“四查”——用观察法配平其他物质的化学计量数，并检查原子个数是否相等，配平后将短线改为等号。
Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
物质的氧化性、还原性强弱的比较
[例2] 有A、B、C、D四种物质，已知它们能发生下列反应：
①A2＋＋B===B2＋＋A ②A2＋＋C===C2＋＋A
③B2＋＋C===C2＋＋B ④C2＋＋D===D2＋＋C
由此可推知，各物质的氧化性、还原性强弱顺序正确的是（ ）
A．氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋
B．氧化性：D2＋>C2＋>B2＋>A2＋
C．还原性：A>B>C>D
D．还原性：D>C>A>B
[提升2] 已知常温下，在溶液中发生如下反应：
①16H＋＋10Z－＋2XO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ===
2X2＋＋5Z2＋8H2O
②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－
③2B－＋Z2===B2＋2Z－
把三个反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物按氧化性或还原性强弱排序，然后对比选项进行判断。
由此推断下列说法错误的是（ ）
A．反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－可以进行
B．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化
C．氧化性由强到弱的顺序是XO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 、Z2、B2、A3＋
D．还原性由强到弱的顺序是Z－、B－、A2＋、X2＋
eq \a\vs4\al(状元随笔) 影响物质氧化性、还原性的因素
①温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸氧化性要强。
②浓度：如硝酸的浓度越大其氧化性越强。
③酸碱性：如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
关键能力
物质氧化性、还原性强弱的比较方法
1．根据氧化还原反应方程式比较
氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
2．根据元素的活动性顺序
3．根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件的难易来进行判断。反应越易进行或越剧烈，则氧化剂的氧化性越强。例如：
4HCl（浓）＋MnO2 eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( )) MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
16HCl（浓）＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
氧化性：KMnO4>MnO2。
判断还原剂还原性的原理类似。
氧化还原反应的规律
[例3] （双选）工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中（ ）
A．硫元素既被氧化又被还原
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．每生成1 ml Na2S2O3，转移4 ml电子
D．相同条件下，每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2
[提升3] 某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr（OH）3、H2O、H2O2。
氧化还原反应计算的关键是依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等（即得失电子守恒）。
已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2―→O2
（1）该反应中的还原剂是 。
（2）该反应中，发生还原反应的过程是 → 。
（3）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目
________________________________________________________________________。
关键能力
氧化还原反应的基本规律及其应用
eq \a\vs4\al(状元随笔) 两点启示：
（1）氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。
（2）元素的化合价处于最高价态时，具有氧化性，但不一定具有强氧化性；处于最低价态时具有还原性，但不一定具有强还原性。
学考评价——夯实·测控·演练
1.（双选）下列有关氧化还原反应的叙述正确的是（ ）
A．金属单质在氧化还原反应中只能作还原剂
B.化合物中某元素处于最高价，该化合物只能被还原
C.失电子越多的还原剂，其还原性越强
D．非金属单质既能作氧化剂又能作还原剂
2．下列反应中必须加入氧化剂才能进行的是（ ）
A．Cl2→Cl－ B．Zn2＋→Zn
C．H2→H2O D．CuO→CuCl2
3．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，我们不了解它们的化学式，但它们在一定条件下有下列转化关系（未配平，且四个反应均为氧化还原反应）：
①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2O eq \(――→,\s\up7(通电)) X＋H2↑ ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O
这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是（ ）
A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y
C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X
4．将SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋＋2Fe2＋，Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋6Fe2＋＋14H＋=== 2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。下列说法正确的是（ ）
A．还原性：Cr3＋>Fe2＋>SO2
B．氧化性：Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) >Fe3＋>SO2
C．Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 不能将SO2氧化
D．两个反应中Fe2（SO4）3均作还原剂
5．氧化还原反应知识的学习，为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。
（1）在氧化还原反应中，氧化剂 电子，发生 反应。
（2）理论上，处于最低价态的元素通常具有 性，在氧化还原反应中常作 剂。
（3）下列物质在氧化还原反应中，常作还原剂的有 ；常作氧化剂的有 （均填序号）。
①KMnO4 ②铝 ③氯水 ④FeCl3 ⑤一氧化碳
（4）已知钠与冷水剧烈反应，反应方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，铁与水蒸气发生反应：3Fe＋4H2O（g） eq \(=====,\s\up7(△)) Fe3O4＋4H2，钠与水反应中，若消耗0.2 ml钠，则转移的电子为 ml。事实证明，钠的还原性比铁的还原性 （填“强”或“弱”）。
6．配平下列氧化还原反应方程式：
（1） NH3＋ O2=== NO＋ H2O
（2） ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋ I－＋ H＋=== I2＋ Cl－＋ H2O
（3） Fe＋ HNO3=== Fe（NO3）3＋ N2O＋ H2O
（4） CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋ S2－＋ H＋=== S↓＋ Cr3＋＋ H2O
（5） SO2＋ MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋ H2O=== SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋ Mn2＋＋ H＋
7．二氧化硒（SeO2）是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境的污染物，通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2以回收Se。
完成下列填空：
（1）Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓硝酸的反应方程式： 。
（2）已知：Se＋2H2SO4（浓）===2SO2↑＋SeO2＋2H2O
2SO2＋SeO2＋2H2O===Se＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋
SeO2、H2SO4（浓）、SO2的氧化性由强到弱的顺序是 。
（3）回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：
①SeO2＋KI＋HNO3―→Se＋I2＋KNO3＋H2O
②I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI
配平方程式①，标出电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________。
反应②中每生成1 ml Na2S4O6，转移电子数为 。
练后感悟
应用电子守恒解题的一般步骤
（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
（2）找准一个原子或离子得失电子数目（注意化学式中粒子的个数）。
（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式：n（氧化剂）×变价原子个数×化合价变化值＝n（还原剂）×变价原子个数×化合价变化值。
第2课时 氧化还原反应方程式的配平
学业基础
新知预习
Cl2、O2 浓硫酸 硝酸 Fe3＋ H2、C Al、Zn、Fe CO 得电子 失电子 eq \(□,\s\up1(10)) 还原 eq \(□,\s\up1(11)) 氧化 eq \(□,\s\up1(12)) 还原 eq \(□,\s\up1(13)) 氧化
即时自测
1．答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√
2．解析：具有最低价态的硫元素只具有还原性。
答案：A
3．解析：A项，SiO2得到4e－；C项，Zn失去2e－；D项电子转移的方向不正确。
答案：B
4．解析：应先根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目，然后分析各物质被氧化、被还原的情况。
从式中看出，每生成1 ml O2转移4 ml电子。
答案：(1)


(2)4 ml
核心素养
例1 【解析】 (1)从所给还原过程的反应式看NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 得电子，即HNO3作氧化剂，要能使该反应发生必须加入还原剂，因此甲只能是Cu2O，化学反应方程式如下：
14HNO3＋3Cu2O===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O。
(2)在该反应中HNO3体现了氧化性和酸性[生成了Cu(NO3)2]。
(3)若产生0.2 ml的气体(NO)，则转移的电子数为(5－2)×0.2 ml＝0.6 ml电子。
【答案】 (1)14HNO3＋3Cu2O===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
(2)酸性 氧化性 (3)0.6
提升1 解析：根据化合价升降的总数相等，确定发生化合价变化的物质系数，再根据反应前后原子个数相等确定其它物质系数。
答案：(1)1 4 1 4 2
(2)1 6 1 6 2 (3)3 4 3 1 2
例2 【解析】 氧化还原反应中，反应物与生成物之间氧化性与还原性强弱比较的一般规律是
eq \x(强氧化剂) ＋ eq \x(强还原剂) ―→ eq \x(弱还原剂) ＋ eq \x(弱氧化剂)
根据上述关系，由①知，氧化性：A2＋>B2＋，还原性：B>A；由②知，氧化性：A2＋>C2＋，还原性：C>A；由③知，氧化性：B2＋>C2＋，还原性：C>B；由④知，氧化性：C2＋>D2＋，还原性D>C。综合①～④可得，氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋，还原性：D>C>B>A。
【答案】 A
提升2 解析：由题中信息知氧化性的强弱顺序为XO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) >Z2>B2>A3＋，所以A、C正确；在反应①中Z元素被氧化，在反应③中Z元素被还原，所以B项正确；还原性为A2＋>B－>Z－>X2＋，D项错。
答案：D
例3 【解析】 根据题意可写出反应的化学方程式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，反应中只有硫元素的化合价发生变化。其中Na2S中的S从－2价升至＋2价，被氧化，SO2中的S从＋4价降至＋2价，被还原，A正确。氧化剂是SO2，还原剂是Na2S，二者的物质的量之比为2∶1，B错误。反应中共转移8个电子，即每生成1 ml Na2S2O3，转移8/3 ml电子，C错误。根据方程式可知，每当4 ml SO2参与氧化还原反应就会放出1 ml CO2，则每10 m3 SO2参与反应就会放出2.5 m3 CO2，故D正确。
【答案】 AD
提升3 解析：(1)由H2 eq \(O,\s\up6(－1)) 2―→ eq \(O,\s\up6(0)) 2，氧元素化合价升高。H2O2作还原剂。(2)所给物质中H2CrO4中铬元素的化合价降低发生还原反应作氧化剂，H2CrO4―→Cr(OH)3。
(3)反应的化学方程式及电子转移情况如下：
答案：(1)H2O2 (2)H2CrO4 Cr(OH)3
(3)
学考评价
1．答案：AD
2．解析：反应中必须加入氧化剂才能进行，说明反应中，该物质作还原剂，故反应中所含元素的化合价升高，A、B项，氯元素、锌元素的化合价降低，错误；C项中氢元素的化合价升高，正确；D项中无元素化合价的升降，不是氧化还原反应。
答案：C
3．解析：解本题的关键是抓住题目所给反应中氯元素的变化规律。由①得出Q中氯元素的化合价高于G中氯元素的化合价；分析②：H2O中的H元素的化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，故X中氯元素的化合价高于Q；分析③：Y中氯元素的化合价在G与Q之间，且Q中氯元素的化合价高于Y，G中氯元素的化合价低于Y；最后分析④：Z中氯元素的化合价在Q与X之间，且Q中氯元素的化合价低于Z，X中氯元素的化合价高于Z。综上所述，A项正确。
答案：A
4．解析：反应SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋＋2Fe2＋中SO2是还原剂、Fe3＋是氧化剂、Fe2＋是还原产物、SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 是氧化产物，反应Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O中Fe2＋是还原剂、Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 是氧化剂、Fe3＋是氧化产物、Cr3＋是还原产物， 根据同一反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性得出，还原性：SO2＞Fe2＋＞Cr3＋，故A错误；根据同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性得出，氧化性：Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＞Fe3＋，在反应SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋＋2Fe2＋中SO2是还原剂、Fe3＋是氧化剂，因此氧化性：Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＞Fe3＋＞SO2，故B正确；根据A项分析和反应Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，结合氧化还原反应中“强制弱”规律，因此Cr2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) 能将SO2氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，故C错误；第一个反应中Fe2(SO4)3作氧化剂，第2个反应中Fe2(SO4)3是氧化产物，故D错误。
答案：B
5．解析：(1)在氧化还原反应中，氧化剂得电子，发生还原反应。(2)处于最低价态的元素通常具有还原性，在氧化还原反应中常作还原剂。(3)KMnO4、氯水、FeCl3是常见的氧化剂，铝、一氧化碳是常见的还原剂。(4)在钠与水的反应中，1 ml钠失去1 ml电子，故0.2 ml钠反应，失去0.2 ml电子；据反应的难易程度可知，钠比铁的还原性更强。
答案：(1)得 还原 (2)还原 还原 (3)②⑤ ①③④
(4)0.2 强
6．答案：(1)4，5，4，6 (2)1，6，6，3，1，3
(3)8，30，8，3，15 (4)2，3，16，3，2，8
(5)5，2，2，5，2，4
7．解析：(1)若还原产物NO、NO2各1 ml，则转移电子4 ml，参加反应的HNO3为2 ml，1 ml Se由0价升高到＋4价，反应方程式为Se＋2HNO3(浓)===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑。
(2)根据氧化剂的氧化性大于氧化产物知，氧化性：H2SO4(浓)>SeO2>SO2。
(3)根据得失电子守恒和原子守恒，可得配平后的方程式。反应②中每生成1 ml Na2S4O6，消耗1 ml I2，转移电子数为2 ml，即2NA。
答案：(1)Se＋2HNO3(浓)===H2SeO3＋NO↑＋NO2↑
(2)H2SO4(浓)>SeO2>SO2
(3) ===Se＋2I2＋4KNO3＋2H2O 2NA
内容
应用
守恒
规律
还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低总数＝还原剂化合价升高总数＝转移电子总数
氧化还原反应方程式的配平和相关计算
强弱
规律
在同一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物
比较物质间氧化性、还原性的强弱
先后
规律
多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化
判断物质的稳定性和反应顺序
价态
规律
价态归中规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态→中间价态，即“只靠拢，不交叉”。如：
判断物质的氧化性、还原性