高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应课文内容课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第三节 氧化还原反应课文内容课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，ZnFe，关键能力·合作学习，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
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
KMnO4、FeCl3
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:
【自主探索】(1)非金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是氧化剂吗?为什么?提示:不一定。非金属单质在氧化还原反应中,可能作氧化剂,如Cl2、O2,也可能作还原剂,如C、H2。(2)金属单质在氧化还原反应中作反应物时一定是还原剂吗?为什么?提示:是。金属无负价,在氧化还原反应中作反应物时一定是失电子,化合价升高,作还原剂。
(3)(情境思考)王安石《元丰行示德逢》雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻,豆死更苏肥荚毛。这几句诗实际上说的是“雷雨发庄稼”。
电闪雷鸣时会发生如下反应:①N2+O2 2NO　②2NO+O2====2NO2 ③3NO2+H2O====2HNO3+NO分析三个反应是否为氧化还原反应,并说明原因。是氧化还原反应的,指出反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。提示:三个反应都是氧化还原反应。反应①:氧化剂O2,还原剂N2,NO既是氧化产物又是还原产物;反应②:氧化剂O2,还原剂NO,NO2既是氧化产物又是还原产物;反应③:NO2既是氧化剂又是还原剂,HNO3是氧化产物,NO是还原产物。
二、生产、生活中的氧化还原反应
【自主探索】工业盐的主要成分是NaNO2,曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件。①亚硝酸钠中毒的原因是NaNO2把人体内的Fe2+转化为Fe3+而失去与O2结合的能力,在这个过程中, NaNO2表现出了什么性质?
提示:Fe2+→Fe3+发生了氧化反应,故NaNO2具有氧化性。
②工业盐中毒后,可服用维生素C来缓解中毒状况,这说明维生素C具有什么性质?提示:缓解中毒,则应能使Fe3+→Fe2+,所以维生素C具有还原性。
知识点一　物质氧化性、还原性强弱的比较 (1)根据氧化还原反应的方向判断氧化性: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比较
(3)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。如:①MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O氧化性:KMnO4>MnO2。②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
(4)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+3Cl2 2FeCl3　Fe+S FeS氧化性:Cl2>S。判断还原剂还原性的原理类似。
【合作探究】(1)“钠原子能失去1个电子,铝原子能失去3个电子,所以铝的还原性比钠强。”这种说法正确吗?为什么?提示:不正确。还原性钠比铝强,还原性强弱与失电子能力强弱有关,而与失电子数多少无关。(2)根据Fe+Cu2+====Fe2++Cu,你能判断Fe和Cu的还原性谁强吗?提示:Fe是还原剂,Cu是还原产物,还原性Fe强于Cu。
(3)(情境思考)(科学探究与创新意识)2019年10月1日,我国在天安门广场举行了盛大的阅兵仪式,阅兵仪式上我国向世界展示了我们的新武器,其中歼-31战斗机使用了高深度、耐高温的钛合金材料。金属钛具有许多优异的性能,是航空、军工、电力等领域的必需材料。金红石[主要成分为二氧化钛(TiO2)] 是地壳中钛矿石中的一种。目前,大规模生产钛的方法是第一步:让金红石、碳单质在高温下与氯气反应,制得四氯化钛(TiCl4);
第二步:在氩气氛围中加热,使金属镁与四氯化钛反应制得金属钛。
①写出制备金属钛的两步反应方程式:________________________________________________________________、 _______________________________________________________________。 第一步化学反应中的氧化剂是________。 ②Cl2、TiCl4和Ti三种物质的氧化性从大到小的顺序为________。 提示:①TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2COTiCl4+2Mg Ti+2MgCl2　Cl2　②Cl2>TiCl4>Ti
【典例示范】【典例】(2020·银川高一检测)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 ml KBrO3在反应中得到1 ml 电子生成X,则X的化学式为__________。 (3)根据上述反应可推知________。 a.氧化性:KBrO3>H3AsO4b.氧化性:H3AsO4>KBrO3c.还原性:AsH3>Xd.还原性:X>AsH3(4)将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目:
【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物;还原剂的还原性大于还原产物;(2)利用得失电子数目相等或者化合价升降相等对氧化还原反应进行配平。
【解析】(1)已知KBrO3为得电子物质,故其化合价一定降低,作氧化剂,那么还原剂只能是题目所提供的AsH3,AsH3中As的化合价为-3价,反应后变为含+5价As的H3AsO4,故还原剂为AsH3。(2)0.2 ml KBrO3在反应中得1 ml 电子,故1 ml KBrO3得5 ml电子,即反应后Br的化合价应从+5价降为0价,故另一物质为Br2。(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律:氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物,故选a、c。(4)因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知,可直接进行配平。
As:-3价→+5价　升8价Br:+5价→0价　降5价根据化合价升降相等,在AsH3前配系数5,在KBrO3前配系数8,在Br2前配系数4;再根据K原子守恒,K2SO4应在生成物中,系数为4;则H2SO4应在反应物中,系数为4;H2O在生成物中,系数为4;配平后用单线桥标出电子转移方向和数目。
答案:(1)AsH3　(2)Br2　(3)a、c(4)
【规律方法】假设法判断氧化还原反应能否发生(1)已知氧化性或还原性强弱关系。(2)假设反应发生。(3)依据方法判断出假设反应中的氧化性或还原性关系。(4)结合已知判断结论是否符合事实,若符合,能发生;反之,不能发生。
【素养训练】(1)铁钉浸入CuSO4溶液后,表面会附有红色物质:铜丝浸入AgNO3溶液后,表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中,________的还原性最强;在Cu2+、Fe2+、Ag+中,________的氧化性最强。 
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3),而在盐酸中生成浅绿色溶液(FeCl2)。在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中,________具有氧化性,________的氧化性最强。 
【解析】(1)发生反应的两个化学方程式为①Fe+CuSO4====FeSO4+Cu, ②Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag据①知还原性:Fe>Cu,氧化性:Cu2+>Fe2+;据②知还原性:Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+,故还原性:Fe>Cu>Ag,氧化性:Ag+>Cu2+>Fe2+。(2)发生的两个化学方程式为①2Fe+3Cl2====2FeCl3,②Fe+2HCl====FeCl2+H2↑Cl2将Fe氧化为Fe3+,而H+将Fe氧化为Fe2+,所以Cl2、H+有氧化性,且Cl2氧化性最强。Cl-只有还原性。答案:(1)Fe　Ag+　(2)Cl2、H+　Cl2
知识点二　氧化还原反应的基本规律及其应用 
【易错提醒】氧化还原反应中化合价变化的规律:价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢,高价氧化低价还,中间价态两边转。用图形可以表述为
如: ( ) ( )
【合作探究】1.把少量铁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,结果只有银白色物质析出,你能解释其中的道理吗? 提示:氧化性Ag+>Cu2+,根据先后规律,少量的铁先与氧化性强的Ag+发生反应,结果只有银白色物质析出。
2.已知SO2具有较强的还原性,浓硫酸具有吸水性和强氧化性,那么能否使用浓硫酸干燥SO2?提示:能。硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,SO2和浓硫酸中硫元素的化合价分别为+4、+6,中间没有价态,不能发生氧化还原反应,故可以干燥。
3.(情境应用)氰化钠是一种重要的基本化工原料, 用于化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。氰化钠有剧毒,皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可中毒死亡。
(1)NaCN(N为-3价)属于剧毒物质,可用H2O2进行无害化处理:NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O。X的化学式是什么?(2)TiO2作催化剂,用NaClO将CN-氧化成CNO-,CNO-在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。写出CNO-在酸性条件下被NaClO氧化的离子方程式________________________________________________________。 
【解析】(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒可以推出X为NaHCO3。(2)CNO-在酸性条件下与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2,根据元素守恒可知还有H2O生成,结合原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒可写出该离子方程式。答案:(1)NaHCO3(2)2CNO-+6ClO-+8H+====N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O
【典例示范】【典例】一定条件下,氨气与一氧化氮发生反应:NH3+NO→N2+H2O(未配平)。在该反应中,被氧化与被还原的氮原子数之比为(　　)A.2∶3　　B.3∶2　　C.4∶5　　D.5∶6【解析】选A。在氧化还原反应中,得失电子数目相等。NH3中N的化合价为-3,反应后变为0,作还原剂被氧化;NO中N的化合价为+2,反应后为0,作氧化剂被还原。为保持得失电子数目相等,则应为2个NH3和3个NO反应,所以被氧化与被还原的氮原子的原子个数比为2∶3。
【母题追问】(1)氧化产物与还原产物的分子个数之比是多少?提示:2∶3。氮气既是氧化产物也是还原产物,即被氧化与被还原氮原子数之比。(2)氧化剂与还原剂的分子个数之比是多少?提示:3∶2。氧化剂、还原剂分别是NO、NH3,根据电子守恒知:N(NO)×2=N(NH3)×3,则N(NO)∶N(NH3)=3∶2。
(3)结合氮元素的价态,分析NH3和N2分别具有氧化性还是还原性?提示:NH3中氮元素的价态为-3价,是最低价,所以NH3具有还原性,N2在化学反应中,价态可以降低(-3价)也可以升高(+2等价态),所以N2既具有氧化性也具有还原性。
【素养训练】2020年,全球暴发新型冠状病毒肺炎疫情，全球200多个国家都发现了确诊病例，根据国家卫健委高级别专家组成员李兰娟院士在记者会上透露酒精、含氯的消毒剂(如“84”消毒液)均可有效灭活病毒。“84”消毒液是一种高效消毒剂,主要成分为次氯酸钠(NaClO,Cl为+1价)是无色或淡黄色液体,且具有刺激性气味。
(1)洁厕灵的主要成分为HCl,“84”消毒液和洁厕灵不能混用,混用会发生反应生成氯气和NaCl,造成中毒现象。请写出该反应的化学方程式。并分别用单线桥法和双线桥法表示电子转移。提示:
(2)利用氧化还原反应的知识结合氯元素的价态分析“84”消毒液和洁厕灵的主要成分具有哪些性质?提示:NaClO中Cl为+1价,处于氯的中间价态,既有氧化性又有还原性;HCl中Cl为-1价,处于氯的最低价态,只有还原性。