高中化学人教版 (新课标)必修1第三节 氧化还原反应教案设计

课时2　氧化剂和还原剂

目标与素养：1.了解氧化剂、还原剂及表现的性质。(宏观辨识与变化观念)2.理解氧化还原反应基本规律，如守恒规律、强弱规律、转化规律等。(科学探究与证据推理)

一、氧化剂和还原剂

1．含义及关系

2．常见的氧化剂和还原剂

3.氧化产物和还原产物

(1)氧化产物：还原剂被氧化生成的物质。

(2)还原产物：氧化剂被还原生成的物质。

4．氧化性和还原性

(1)氧化性和还原性

——

——

(2)基本概念的关系

①氧化剂氧化性化合价降低还原反应还原产物。

②还原剂还原性化合价升高氧化反应氧化产物。

微点拨：

氧化还原反应中各概念间的关系

二、生产、生活中的氧化还原反应

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在反应中，氧化剂得电子被氧化为氧化产物。 (　　)

(2)在反应中，氧化剂与还原剂可以是两种也可以是一种物质。

  (　　)

(3)金属单质只有还原性，非金属单质只有氧化性。 (　　)

(4)金属元素的原子失去电子的数目越多，该金属的还原性越强。

  (　　)

[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×

2．下列反应中，水作还原剂的是(　　)

A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

B．CaO＋H2O===Ca(OH)2

C．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

D．2F2＋2H2O===4HF＋O2

[答案]　D

3．在下列反应中：

K2Cr2O7＋14HCl(浓)===2KCl＋2CrCl3＋3Cl2↑＋7H2O

(1)        元素被氧化，        是氧化剂。

(2)        是氧化产物，        发生氧化反应。

(3)在参加反应的盐酸中，起还原剂(被氧化)作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为        。

[答案]　(1)氯　K2Cr2O7　(2)Cl2　HCl　(3)3∶4

1.根据氧化还原反应方程式比较

2．根据金属的活动性顺序判断

1．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

A　[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

＋―→＋

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。]

2．在常温下发生下列反应：

①16H＋＋10Z－＋2XO===2X2＋＋5Z2＋8H2O

②2A2＋＋B2===2A3＋＋2B－

③2B－＋Z2===B2＋2Z－

根据上述反应，判断下列结论错误的是(　　)

A．溶液中可发生反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－

B．Z2在①③反应中为还原剂

C．氧化性强弱的顺序为XO>Z2>B2>A3＋

D．X2＋是XO的还原产物

B　[A项，根据方程式③可知Z2的氧化性强于B2，根据方程式②可知B2的氧化性强于A3＋，所以溶液中可发生反应Z2＋2A2＋===2A3＋＋2Z－，正确；B项，Z2在①③反应中分别为氧化产物和氧化剂，B错误；C项，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，氧化性强弱的顺序为XO>Z2>B2>A3＋，C正确；D项，①中X元素的化合价由＋7降低到＋2，X2＋是还原产物，D正确。]

氧化性、还原性强弱比较的其他两条依据

(1)根据反应条件来判断

当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时，反应越易进行，则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，反之越弱。

(2)根据氧化产物的价态高低判断

同一物质在相同条件下，被不同氧化剂氧化的程度越大，氧化剂的氧化性越强。

例如：2Fe＋3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS

氧化性：Cl2>S。

判断还原剂的还原性强弱与此类似。

1.守恒规律

还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低的总数＝还原剂化合价升高的总数。

应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。

2．价态规律

(1)高低规律   

元素最高价态：只有氧化性。

元素中间价态：既有氧化性又有还原性。

元素最低价态：只有还原性。

应用：判断物质的氧化性、还原性。

(2)归中规律

①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，遵循“只靠拢，不交叉”的规律。有下列三种情况：

②同种元素相邻价态间不发生化学反应。

应用：判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。

(3)歧化规律

同种元素的中间价态生成高价态和低价态，即中间价态―→高价态＋低价态。

3．先后规律

(1)同一氧化剂与多种还原剂混合，还原性强的先被氧化。

(2)同一还原剂与多种氧化剂混合，氧化性强的先被还原。

应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。

3．用0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－3 mol 的XO还原，则元素X在还原产物中的化合价是 (　　)

A．＋1　　　B．＋2　　　C．＋3　    D．＋4

D　[氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有0.1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－3 mol×(7－x)，解得x＝4。]

4．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)：

①G→Q＋NaCl

②Q＋H2OX＋H2

③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O

④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O

这五种化合物中氯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

A　[由①得出Q中氯元素价态高于G，因为G必需介于Q和－1价的Cl之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的氢元素化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。]

5．向含有硝酸铜、硝酸锌、硝酸铁[Fe(NO3)3]、硝酸银各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，铁溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol银。下列结论错误的是  (　　)

A．氧化性：Zn2＋>Cu2＋>Fe3＋>Ag＋

B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋

C．反应后，溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2

D．1 mol铁可还原2 mol Fe3＋

A　[根据题意，加入0.1 mol Fe，先还原Ag＋和Fe3＋，故Ag＋、Fe3＋的氧化性比Cu2＋、Zn2＋的强。]

用电子守恒法解题的一般步骤

(1)找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。

(2)找准相应原子或离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。

(3)根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式：

n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。

系列微专题2：氧化还原反应的一般配平方法

1．配平原则

2．化合价升降法配平的一般步骤(以C与浓HNO3反应为例)

(1)标注变价元素的化合价

(2)求升降总数

(3)根据升降数目的最小公倍数确定氧化剂、还原剂的化学计量数，进而确定氧化产物、还原产物的化学计量数。

(4)配平其他物质的化学计量数

C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

(5)检查两守恒：原子守恒和电子守恒。

3．三种配平技巧

(1)倒配法：适用于氧化剂与还原剂为同一物质。如：

3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O。

(2)补加法：适用于部分被氧化或被还原的物质反应。如：

3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

(3)电荷守恒法：适用离子方程式。如：

2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。

(1)    NH3＋    O2    NO＋    H2O；

(2)   MnO2＋  HCl(浓)  MnCl2＋   Cl2↑＋    H2O；

(3)    Cl2＋    KOH   KCl＋    KClO3＋    H2O；

(4)   Fe＋   H＋＋   NO===   Fe2＋＋   NO↑＋    H2O。

[答案]　(1)4　5　4　6　(2)1　4　1　1　2

(3)3　6　5　1　3　(4)3　8　2　3　2　4

1．吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”，它能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)，能消除人体内的活性氧，由此推断Na2SeO3的作用是 (　　)

A．作还原剂

B．作氧化剂

C．既作氧化剂又作还原剂

D．既不作氧化剂又不作还原剂

A　[活性氧具有强氧化性，NaSeO3具有还原性，作还原剂。]

2．已知反应：

①Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2；

②KClO3＋6HCl===3Cl2↑＋KCl＋3H2O；

③2KBrO3＋Cl2===Br2＋2KClO3。

下列说法正确的是    (　　)

A．氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2

B．①中KCl是氧化产物，KBr发生还原反应

C．③中1 mol氧化剂参加反应得到电子2 mol

D．反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6

A　[B项，KCl为还原产物，KBr发生氧化反应；C项，1 mol 氧化剂得到(5－0)mol e－；D项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5。]

3．24 mL 0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol·L－1的K2Cr2O7(重铬酸钾)溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则Cr在还原产物中的化合价为(　　)

A．＋2　　　B．＋3　　　C．＋4　   D．＋5

B　[令其化合价为＋x价，根据电子守恒知20×0.02×2×(6－x)＝24×0.05×(6－4)，解之：x＝3。]

4．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：                                                      

                                                     。

(3)发生氧化反应的物质是        ，若反应生成3 mol N2，则Fe2O3能        (填“失去”或“得到”)         mol电子。

[解析]　(1)根据焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈可知反应物为NH4Cl、Fe2O3，则该反应的生成物为FeCl3、N2、Fe和X，根据元素守恒可知X中含有H、O元素，则X为H2O。

(2)由反应物和生成物可知，NH4Cl＋Fe2O3―→Fe＋FeCl3＋N2↑＋H2O，该反应Fe元素的化合价由＋3降低为0，N元素的化合价由－3升高到0，根据得失电子守恒和质量守恒定律可配平该方程式。

(3)由该方程式可知，N元素的化合价升高，所以发生氧化反应的物质是NH4Cl；Fe元素的化合价从＋3降低到0，得到3个电子，若生成3 mol N2，则根据化学方程式可知得到电子的物质的量为3 mol×3×2＝18 mol。

[答案]　(1)H2O

(2)6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O

(3)NH4Cl　得到　18