高考化学总复习 第二章第3节 氧化剂和还原剂优化课件 鲁科版

第第3节节氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂2 0 1 32 0 1 3 高 考 导 航高 考 导 航考纲要求考纲要求1.了解氧化还原反应的本质是电子的了解氧化还原反应的本质是电子的转移。转移。2.了解常见的氧化还原反应。了解常见的氧化还原反应。命题热点命题热点1.以社会实际问题或典型实例为载以社会实际问题或典型实例为载体，考查学生对氧化还原反应相关概体，考查学生对氧化还原反应相关概念的理解与应用。念的理解与应用。2.将氧化还原反应与对物质性质的分将氧化还原反应与对物质性质的分析、推断结合在一起，考查学科内知析、推断结合在一起，考查学科内知识的综合应用能力。识的综合应用能力。3.根据氧化还原反应原理去书写未学根据氧化还原反应原理去书写未学过的化学反应方程式。过的化学反应方程式。4.氧化还原反应与电化学原理、新型氧化还原反应与电化学原理、新型绿色能源的开发相结合的题目。氧化绿色能源的开发相结合的题目。氧化还原反应涉及面广，今后还可能会推还原反应涉及面广，今后还可能会推出新的设问方式、新的题型，特别是出新的设问方式、新的题型，特别是与工农业生产、科学研究、日常生活与工农业生产、科学研究、日常生活等紧密结合的试题。等紧密结合的试题。教材回扣夯实双基教材回扣夯实双基一、化学反应的分类一、化学反应的分类1根据反应物和生成物的类别和反根据反应物和生成物的类别和反应前后物质种类的多少可分为化合、应前后物质种类的多少可分为化合、_、_、_反应。反应。分解分解置换置换复分解复分解2根据化合价是否发生变化根据化合价是否发生变化(是否发是否发生电子转移生电子转移)可分为可分为_反应、反应、_反应。反应。3根据根据_变化，可分为放变化，可分为放热反应和吸热反应。热反应和吸热反应。4根据根据_，可分为，可分为不可逆反应和可逆反应。不可逆反应和可逆反应。氧化还原氧化还原非氧化还原非氧化还原能量能量反应是否可逆反应是否可逆5根据是否有离子参与，可分为非根据是否有离子参与，可分为非离子反应和离子反应。离子反应和离子反应。思考感悟思考感悟氧化还原反应与四大基本反应类型的氧化还原反应与四大基本反应类型的关系？关系？【提示】【提示】二、氧化还原反应中的基本概念二、氧化还原反应中的基本概念失失升升失失升高升高得得降低降低得得降降2表示方法表示方法3常见的氧化剂及对应的还原产物常见的氧化剂及对应的还原产物和还原剂及对应氧化产物和还原剂及对应氧化产物(1)常见的氧化剂常见的氧化剂类别类别实例实例对应产物或价态对应产物或价态活泼非金活泼非金属单质属单质F2、Cl2、Br2、O2、O3、SF、Cl、Br、H2O、H2O、S2类别类别实例实例对应产物或价对应产物或价态态元素处于元素处于高价态的高价态的氧化物氧化物PbO2、MnO2、NO2Pb2、Mn2、NO元素处于元素处于高价态的高价态的含氧酸含氧酸HNO3、H2SO4(浓浓)、HClONO2或或NO、SO2、Cl类别类别实例实例对应产物或价对应产物或价态态元素处于元素处于高价态的高价态的盐盐KMnO4、KClO3、FeCl3、K2Cr2O7Mn2、Cl、Fe2、Cr3过氧化物过氧化物Na2O2、H2O2O2、H2O(2)常见的还原剂常见的还原剂类别类别实例实例对应产物或价对应产物或价态态活泼金属活泼金属单质单质K、Ca、Na、Mg、AlK、Ca2、Na、Mg2、Al3某些非金某些非金属单质属单质H2、C、SH、CO或或CO2、SO2类别类别实例实例对应产物或价对应产物或价态态元素处于低元素处于低价态的氧化价态的氧化物物CO、SO2、NOCO2、SO3或或H2SO4、NO2元素处于低元素处于低价态的价态的(含含氧氧)酸酸H2S、HI、H2SO3S或或SO2、I2、H2SO4元素处于低元素处于低价态的盐价态的盐FeCl2、SnCl2Fe3、Sn4三、氧化还原反应方程式的配平与计三、氧化还原反应方程式的配平与计算算1配平方法配平方法化合价升降法化合价升降法标标(标出标出_元素的化合价元素的化合价)等等(使化合价升降总数相等使化合价升降总数相等)定定(确定氧化剂和还原剂的化学计量数确定氧化剂和还原剂的化学计量数或氧化产物和还原产物的化学计量或氧化产物和还原产物的化学计量数数)变价变价用观察法配平用观察法配平查查(检查是否符合检查是否符合质量守恒、电荷守恒、质量守恒、电荷守恒、_守恒守恒)。2计算方法计算方法得失电子守恒法得失电子守恒法一般步骤为：一般步骤为：(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。原产物和氧化产物。电子转移电子转移(2)找准一个原子或离子得失电子数。找准一个原子或离子得失电子数。(注意化学式中粒子的个数注意化学式中粒子的个数)(3)根据题中物质的根据题中物质的_和和_守恒列出等式。守恒列出等式。n(氧化剂氧化剂)变价原子个数变价原子个数化合价变化合价变化值化值(高价低价高价低价)n(还原剂还原剂)变价变价原子个数原子个数化合价变化值化合价变化值(高价低价高价低价)。物质的量物质的量得失电子得失电子考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析氧化还原反应中的基本氧化还原反应中的基本规律及应用规律及应用1三个守恒定律三个守恒定律(1)质量守恒；质量守恒；(2)电荷守恒；电荷守恒；(3)电子电子转移守恒。转移守恒。(应用于氧化还原反应方程应用于氧化还原反应方程式的配平及产物判断、相关计算等式的配平及产物判断、相关计算等)2转化规律转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态之氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不同价态间的转化最容易；同种元素不同价态之间发生反应，元素的化合价升降只之间发生反应，元素的化合价升降只靠近而不交叉。靠近而不交叉。(应用于产物判断应用于产物判断)3难易规律难易规律在浓度相差不大的溶液中，同时含有在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中还原性最强的还原剂作首先与溶液中还原性最强的还原剂作用。同理，同时含有几种氧化剂时，用。同理，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的氧化剂作用。化性最强的氧化剂作用。(应用于判应用于判断物质的稳定性及反应顺序断物质的稳定性及反应顺序)4氧化氧化(还原还原)性强弱的比较规律性强弱的比较规律(1)若还原剂若还原剂A氧化剂氧化剂B=氧化产物氧化产物a还原产物还原产物b，则氧化性，则氧化性Ba，还原，还原性性Ab。(2)金属阳离子的氧化性随其单质的还金属阳离子的氧化性随其单质的还原性增强而减弱；非金属阴离子的还原性增强而减弱；非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱。原性随其单质的氧化性增强而减弱。(3)不同的还原剂不同的还原剂(或氧化剂或氧化剂)与同一氧与同一氧化剂化剂(或还原剂或还原剂)反应时，条件要求越反应时，条件要求越低低(温度越低，浓度越小温度越低，浓度越小)或者氧化剂或者氧化剂(或还原剂或还原剂)被还原被还原(或被氧化或被氧化)的程度的程度越越大，则还原剂大，则还原剂(或氧化剂或氧化剂)的还原性的还原性(或氧化性或氧化性)越强。越强。(4)根据原电池或电解池的电极反应根据原电池或电解池的电极反应判断判断两种不同的金属与稀盐酸构成原电两种不同的金属与稀盐酸构成原电池的两极，负极是电子流出的极，正池的两极，负极是电子流出的极，正极是电子流入的极。一般情况下，其极是电子流入的极。一般情况下，其还原性：负极金属还原性：负极金属正极金属。正极金属。用惰性电极电解混合溶液时，在阴用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。阳极先放电的阴离子的还原性较强。(5)根据微粒得失电子放出根据微粒得失电子放出(或吸收或吸收)的的能量判断能量判断当几种原子获得相同数目的电子形当几种原子获得相同数目的电子形成具有稳定结构的阴离子时，放出的成具有稳定结构的阴离子时，放出的能量越多，形成的离子稳定性越强，能量越多，形成的离子稳定性越强，则该原子的氧化性越强，反之越弱。则该原子的氧化性越强，反之越弱。元素的原子失去相同数目的电子形元素的原子失去相同数目的电子形成阳离子时，吸收的能量越少，说明成阳离子时，吸收的能量越少，说明失电子越容易，其还原性越强。失电子越容易，其还原性越强。特别提醒特别提醒易得者，易得者， 不易失；易失者，不易得不易失；易失者，不易得(Cl2比比Br2易得电子，易得电子，Cl比比Br难失电难失电子；子；Na比比Mg易失电子，易失电子，Na比比Mg2难得电子，即电解时难得电子，即电解时Na比比Mg2更难更难放电放电)。即时应用即时应用1(2010高考上海卷改编题高考上海卷改编题)已知将已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色色气体，而溶液的紫红色退去。现有一气体，而溶液的紫红色退去。现有一个氧化还原反应的体系中共有个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：七种物质：(1)该反应中，化合价升高的反应物该反应中，化合价升高的反应物是是_，化合价没有发生变化的，化合价没有发生变化的反应物是反应物是_。(2)写出一个包含上述七种物质的氧写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式化还原反应方程式(需配平需配平)_。(3)如果在反应后的溶液中加入如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变紫红色。说出，溶液又变紫红色。说出NaBiO3的一个性质：的一个性质：_。解析：解析：(1)反应原理为：在酸性条件反应原理为：在酸性条件下，下，KMnO4将将Cl氧化为氧化为Cl2，自身，自身被还原。被还原。答案：答案：(1)KClH2SO4(2)2KMnO410KCl8H2SO4=6K2SO42MnSO45Cl28H2O(3)NaBiO3具有强氧化性具有强氧化性(比比KMnO4氧化性强氧化性强)氧化还原反应方程式的氧化还原反应方程式的配平、计算配平、计算1配平技巧配平技巧(1)逆向配平法：如果氧化还原反应中逆向配平法：如果氧化还原反应中氧化剂和还原剂是同一种物质氧化剂和还原剂是同一种物质(也称自也称自身氧化还原反应身氧化还原反应)，可以从生成物的一，可以从生成物的一侧配平，即先确定生成物的系数，再侧配平，即先确定生成物的系数，再确定反应物的系数。确定反应物的系数。(2)残缺方程式的配平法：所谓残缺残缺方程式的配平法：所谓残缺方程式，即某些反应物或生成物的化方程式，即某些反应物或生成物的化学式未写出，它们一般为化合价不变学式未写出，它们一般为化合价不变的的水、酸、碱等。这类方程式的配平，水、酸、碱等。这类方程式的配平，不仅要配平计量数，还要写出未知物不仅要配平计量数，还要写出未知物质的化学式，其方法是先配平含变价质的化学式，其方法是先配平含变价元素物质的计量数，元素物质的计量数，再通过比较反应物和生成物，观察增减再通过比较反应物和生成物，观察增减的原子或离子数确定未知物并配平。的原子或离子数确定未知物并配平。(3)合并配平法：某物质中的元素化合合并配平法：某物质中的元素化合价同时升高或降低，可以将这种物质当价同时升高或降低，可以将这种物质当作一个整体计算化合价变化总数。作一个整体计算化合价变化总数。(4)有机配平法：在有机反应中氢元有机配平法：在有机反应中氢元素化合价为素化合价为1价，氧元素化合价为价，氧元素化合价为2价，然后再求有机物中碳元素的化合价，然后再求有机物中碳元素的化合价价(根据化合价代数和为零根据化合价代数和为零)。2计算计算(1)氧化还原反应比较典型的计算有：氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂物质的量之比或质求氧化剂与还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原量比，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剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。态变化等。(2)计算思路：计算思路：“设设列列解解查查”(设设出未知数出未知数列出方程式列出方程式解方程求未解方程求未知数知数检查是否符合题意检查是否符合题意)。即时应用即时应用命题视角把脉高考命题视角把脉高考教材高频考点教材高频考点 (2011高考上海卷高考上海卷)氧化还原氧化还原反应中，水的作用可以是氧化剂、还反应中，水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。氧化剂又非还原剂等。【解析】【解析】反应反应Br2SO22H2O=H2SO42HBr中，水既做非氧化中，水既做非氧化剂又做非还原剂。剂又做非还原剂。A中，水既做非氧中，水既做非氧化剂又做非还原剂；化剂又做非还原剂；B中水既非氧化中水既非氧化剂又非还原剂；剂又非还原剂；C中水做还原剂；中水做还原剂；D中水做氧化剂。中水做氧化剂。【答案】【答案】CD追踪命题热点追踪命题热点 (1)(2011高考安徽卷改编题高考安徽卷改编题)已知已知12.69 g 粗粗MnO2(含有较多的含有较多的MnO和和MnCO3)经过量稀硫酸处理经过量稀硫酸处理后得到标准状况下的后得到标准状况下的0.224 L CO2、8.7 g纯纯MnO2和含有和含有Mn2的滤液；的滤液；向上述滤液中加入向上述滤液中加入NaClO3溶液，将溶液，将Mn2全部转化为全部转化为MnO2，同时有，同时有Cl2放出，至放出，至少还需要少还需要_ mol NaClO3。(2)(2011高考天津卷改编题高考天津卷改编题)向含有向含有4 mol HNO3的稀硝酸中，逐渐加入铁粉至的稀硝酸中，逐渐加入铁粉至过过量，假设生成的气体只有一种，请在坐量，假设生成的气体只有一种，请在坐标系中。画出标系中。画出n(Fe2)随随n(Fe)变化的示变化的示意意图，并标出图，并标出n(Fe2)的最大值。的最大值。经过程经过程处理，要求盐水处理，要求盐水c中剩余中剩余Na2SO3的含量小于的含量小于5 mg/L。若盐水。若盐水b中中NaClO的含量是的含量是7.45 mg/L，则处理，则处理10 m3盐水盐水b，至多添加，至多添加10% Na2SO3溶液溶液_ kg(溶液体积变化忽略不计溶液体积变化忽略不计)。因为因为n(HNO3)4 mol，可见加入，可见加入1 mol Fe粉之前粉之前n(Fe2)0；当再加；当再加入入0.5 mol Fe粉时，粉时，Fe3完全反应，完全反应，此时此时n(Fe2)1.5 mol。(3)由精制流程可知，向盐水由精制流程可知，向盐水b中加入中加入Na2SO3分两部分，一部分用来还原分两部分，一部分用来还原NaClO，另一部分留在盐水中。，另一部分留在盐水中。由由Na2SO3NaClO=Na2SO4NaCl可计算出所需可计算出所需Na2SO3为为126 g；留在盐水中的留在盐水中的Na2SO3至多为至多为101035103 g50 g，所以，所以在过程在过程中加入中加入Na2SO3最大质量为最大质量为176 g，换算成，换算成10%的的Na2SO3溶液质量溶液质量为为1.76 kg。【答案】【答案】(1)0.02(2)(3)1.76【名师指津】【名师指津】金属与硝酸反应的一金属与硝酸反应的一般规律般规律(1)金属与硝酸反应一般不生成金属与硝酸反应一般不生成H2，浓硝酸一般被还原为浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一，稀硝酸一般被还原为般被还原为NO，极稀硝酸可被还原，极稀硝酸可被还原成成NH3，生成，生成NH4NO3。(2)足量金属与一定量浓硝酸反应时，足量金属与一定量浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的降低，产物也发生改随着硝酸浓度的降低，产物也发生改变。变。(3)反应中硝酸部分做氧化剂被还原，反应中硝酸部分做氧化剂被还原，部分起酸的作用生成硝酸盐。部分起酸的作用生成硝酸盐。易错易误剖析易错易误剖析 (2012北京四中期中考试北京四中期中考试)金金属钛属钛(Ti)性能优越，被称为继铁、铝性能优越，被称为继铁、铝之后的之后的“第三金属第三金属”。工业上以金红石。工业上以金红石为原料制取为原料制取Ti的反应为的反应为C每生成每生成0.4 mol Ti，反应，反应中中共转移共转移3.2 mol eD反应反应都是置换反应都是置换反应【常见错误】【常见错误】A【错因分析】【错因分析】(1)常见错误分析常见错误分析氧化还原反应相关概念很多，相互之氧化还原反应相关概念很多，相互之间联系极为紧密，间联系极为紧密，不理解相关概念的内涵和外延极易错不理解相关概念的内涵和外延极易错解。如本题中，不能根据化合价与得解。如本题中，不能根据化合价与得失电子关系，正确判断氧化剂对应的失电子关系，正确判断氧化剂对应的产物、还原剂对应的产物而错解。产物、还原剂对应的产物而错解。(2)其他错误分析其他错误分析不能理解置换反应与氧化还原反应的不能理解置换反应与氧化还原反应的关系而无法选出关系而无法选出D项；未能正确掌握项；未能正确掌握计算方法而错选计算方法而错选C项。项。【答案】【答案】D氧化还原反应知识的综合应用氧化还原反应知识的综合应用【探究背景】【探究背景】在综合考试的背景下，把在综合考试的背景下，把氧化还原反应的知识、元素化合物的知氧化还原反应的知识、元素化合物的知识及相关实验知识综合在一起考查学生识及相关实验知识综合在一起考查学生的综合应用能力是必然的发展方向。的综合应用能力是必然的发展方向。实验探究专项突破实验探究专项突破氧化还原反应的知识在实验中的应用氧化还原反应的知识在实验中的应用主要有如下三个方面。主要有如下三个方面。1利用某些实验手段证明物质具有利用某些实验手段证明物质具有氧化性或还原性。氧化性或还原性。2利用某些实验手段比较物质氧化利用某些实验手段比较物质氧化性与还原性的强弱。性与还原性的强弱。3物质的氧化性和还原性对化学实物质的氧化性和还原性对化学实验的影响。验的影响。典例探究典例探究空气中的氧气具有一定的氧化性，易空气中的氧气具有一定的氧化性，易被氧化的物质在空气中进行实验时，被氧化的物质在空气中进行实验时，要防止被氧气氧化。如要防止被氧气氧化。如NO的收集、的收集、Fe(OH)2的制备、有关的制备、有关Na2SO3的实验的实验等。等。化学实验的微型化可有效地减少污化学实验的微型化可有效地减少污染，实现化学实验绿色化的要求。某染，实现化学实验绿色化的要求。某学生按下列操作做一个实验：在一块学生按下列操作做一个实验：在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴下衬白纸的玻璃片的不同位置分别滴加浓度为加浓度为0.1 molL1的的KBr、KI(含淀含淀粉溶液粉溶液)、NaOH(含酚酞含酚酞)、FeCl2(含含KSCN)溶液各溶液各1滴，滴，每种液滴彼此分开，每种液滴彼此分开，围成半径小于表围成半径小于表面皿的圆形面皿的圆形(如图所示如图所示)，在圆心处放，在圆心处放置置2粒芝麻粒大小的粒芝麻粒大小的KMnO4晶体，向晶体，向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸，再立晶体滴加一滴浓盐酸，再立即将表面皿盖好。即将表面皿盖好。已知已知2KMnO416HCl(浓浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(1)e处反应的离子方程式为处反应的离子方程式为_。该反应中发生反。该反应中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为为_。(2)b处的实验现象：处的实验现象：_。d处的实验现象：处的实验现象：_。(3)c处反应的化学方程式为处反应的化学方程式为_。标准状况下，当有标准状况下，当有0.224 L Cl2被被NaOH溶液吸收后，转移电子的物质溶液吸收后，转移电子的物质的量为的量为_mol。(4)通过该实验能否比较通过该实验能否比较Cl2、FeCl3、KMnO4三种物质氧化性的强弱？三种物质氧化性的强弱？_(填填“能能”或或“不能不能”)，若若能，其氧化性由强到弱的顺序是能，其氧化性由强到弱的顺序是_。【解析】【解析】(1)根据根据e处发生反应的化处发生反应的化学方程式判断反应中的氧化剂为学方程式判断反应中的氧化剂为KMnO4，还原剂为，还原剂为HCl，其中氧化剂，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为和还原剂的物质的量之比为21015，而不是，而不是18。(2)b处发生的反应为处发生的反应为2KICl2=2KClI2，I2遇淀粉显蓝色；遇淀粉显蓝色；d处发处发生的反应为生的反应为2FeCl2Cl2=2FeCl3，Fe3和和SCN反应使溶液变红色。反应使溶液变红色。(3)Cl2与与NaOH溶液反应的化学方程溶液反应的化学方程式：式：当有当有0.01 mol Cl2被吸收时，转移被吸收时，转移0.01 mol电子。电子。(4)e处实验说明氧化性处实验说明氧化性KMnO4Cl2。d处实验说明氧化性处实验说明氧化性Cl2FeCl3。因。因此，三种物质氧化性强弱顺序为此，三种物质氧化性强弱顺序为KMnO4Cl2FeCl3。