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第2课时氧化剂和还原剂,一、氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂及相关概念:,降低,升高,还原,氧化,氧化,还原,还原,氧化,【微点拨】(1)同一反应中的氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同一物质,如电解水生成H2和O2,H2O既是氧化剂又是还原剂。(2)在同一反应中,一种物质中的一种元素能发生既被氧化又被还原的反应(歧化反应),如Cl2+H2O=HCl+HClO,Cl2既被氧化又被还原。,2.常见的氧化剂和还原剂:(1)常见的氧化剂(填名称)。,氧气,氯气,硝酸,浓硫酸,高锰酸钾,氯酸钾,氯化铁,二氧化锰,(2)常见的还原剂(填化学式)。,Al,Fe,Zn,H2,C,CO,SO2,KI,Na2SO3,FeSO4,【微点拨】物质作氧化剂或作还原剂要根据具体反应而定,同一物质在一个反应中作氧化剂,而在另一反应中则可能是还原剂,如N2与H2反应时N2作氧化剂,而与O2反应时则作还原剂。,二、氧化性和还原性1.概念:(1)氧化性:氧化剂所表现出的_的性质。(2)还原性:还原剂所表现出的_的性质。【微点拨】物质氧化性、还原性的强弱与原子得失电子的能力有关,与得失电子的数目无关,如在化学反应中,Na通常失去1个电子,Al通常失去3个电子,但Na比Al的还原性强。,得电子,失电子,2.元素价态与氧化性、还原性之间的关系:,还原,氧化,还原,氧化,根据所学知识填写下表:,Fe3+,O2,Fe,S,H2O,还原,还原,氧化,三、氧化还原反应各概念之间的关系1.氧化剂:在反应中_电子的物质。_电子_反应_性_产物。2.还原剂:在反应中_电子的物质。_电子_反应_性_产物。,还原,氧化,还原,得到,失去,氧化,还原,氧化,得到,失去,【自我小测】1.思考辨析:(1)在一个化学反应中发生氧化反应和发生还原反应的一定不是同种物质。()分析:。在一个化学反应中一种物质既可能被氧化又可能被还原,如HClO的分解过程。,(2)强氧化性的物质在所有反应中均作氧化剂。()分析:。强氧化性的物质在反应中也可以作还原剂,如氯气与水的反应中氯气既作氧化剂又作还原剂。(3)金属单质只能作还原剂。()分析:。金属元素只有正化合价,无负化合价,所以金属单质只能被氧化,只能作还原剂。,(4)元素处于最高价态时均具有强氧化性。()分析:。元素处于最高价态时,不一定具有强氧化性,如Na+、CO2等。(5)氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就一定是还原剂。()分析:。氧化还原反应中有些反应物没有元素化合价的变化,既不是氧化剂也不是还原剂。,(6)氧化剂反应生成的对应物质是氧化产物。()分析:。氧化剂在反应中被还原,生成的对应物质是还原产物。,2.下列叙述中正确的是()A.氧化剂中的每一种元素在反应中都得到电子B.还原剂在同一反应中既可以是反应物,也可以是生成物C.还原剂所含元素化合价升高D.电子从氧化剂转移到还原剂,【解析】选C。氧化剂中至少有一种元素得到电子,并不一定是每一种元素都得到电子,故A项错误;还原剂一定是反应物,在同一反应中,还原剂不可能是生成物,故B项错误;氧化还原反应中电子从还原剂转移到氧化剂,故D项错误。,3.2014年12月26日14时24分,D2703高铁动车从兰州驶来停靠在甘肃张掖西站。当日,我国西北第一条高铁兰新高铁全面正式开通运营,标志着西北跨入高铁新时代。工业上利用铝热反应焊接钢轨间的缝隙,反应方程式如下:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,其中Fe2O3是()A.氧化剂B.还原剂C.既是氧化剂又是还原剂D.既不是氧化剂又不是还原剂,【解析】选A。在上述反应中,铝的化合价从0价变成+3价,发生的是氧化反应,Al作还原剂,Fe2O3中的铁元素从+3价变成0价,作氧化剂。,4.下列粒子中,只有氧化性的是()S2-Fe2+Fe3+SH+Na+MgA.B.C.D.【解析】选C。元素在最高价态时只有氧化性。S2-处于最低价态,Fe2+处于中间价态,Fe3+处于最高价态,S处于中间价态,H+处于最高价态,Na+处于最高价态,Mg处于最低价态,所以选C。,5.根据离子方程式:(1)2Fe3+2I-=2Fe2+I2,(2)Br2+2Fe2+=2Fe3+2Br-,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是()A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-,【解析】选B。在氧化还原反应中,还原剂的还原性还原产物的还原性。由反应方程式(1)知,还原性:IFe2+;由反应方程式(2)知,还原性Fe2+Br-,故还原性I-Fe2+Br-。,6.(LK必修1P58改编)有以下三个反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+2H2S=3S+2H2OSO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,下列有关说法正确的是()A.反应是氧化还原反应B.反应中氧化剂是H2SC.反应中H2SO4是氧化产物D.上述三个反应中SO2的作用相同,【解析】选C。反应中没有化合价的变化,不是氧化还原反应;反应中SO2的S的化合价降低,得电子,是氧化剂;反应中的硫酸是SO2被氧化后的产物,是氧化产物;上述三个反应中,反应中SO2体现酸性氧化物的性质,反应中SO2是氧化剂;反应中SO2是还原剂。,一、氧化性、还原性强弱的判断方法思考探究:已知有以下两个化学反应:反应:Cl2+2KBr=2KCl+Br2反应:Br2+2KI=2KBr+I2,据此思考以下两个问题:(1)通过反应和可以得出氧化性强弱关系是Cl2Br2I2,判断的依据是什么?(2)比较物质的氧化性、还原性强弱的规律有哪些?,【归纳总结】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.根据元素活动性顺序判断:(1)根据金属活动性顺序:,(2)根据非金属活动性顺序:,【拓展深化】从反应所需条件和反应的剧烈程度来比较氧化性、还原性的强弱一般地,一组反应中,反应条件要求越低,反应越剧烈,对应反应物的氧化性或还原性越强。如MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,从反应条件可以看出氧化剂的氧化能力:KMnO4MnO2。,【典题训练】(2015银川高一检测)根据反应:2C-+A2=2A-+C2;2B-+D2=2D-+B2;2A-+B2=2B-+A2。推断A-、B-、C-、D-的还原能力由强到弱的顺序是()A.A-B-C-D-B.D-B-A-C-C.D-A-B-C-D.C-A-B-D-,【解题指南】解答本题时需注意以下两点:(1)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。(2)还原剂的还原性大于还原产物的还原性。【解析】选D。还原剂的还原性大于还原产物的还原性,所以根据反应可知,还原性C-A-;根据反应可知,还原性B-D-;根据反应可知,还原性A-B-。根据以上分析可知还原性的大小关系是C-A-B-D-。,【互动探究】根据上题中所给的反应,分析反应“D2+2A-=2D-+A2”能否发生?为什么?提示:能。根据以上三个反应可以分析,还原性由强到弱的顺序是C-A-B-D-,由于还原性A-D-,反应可以发生。,【对点训练】(2015长春高一检测)已知还原性Cl-Br-Cl-,符合题目给出的条件,可以发生;C中还原性Cl-I-,与题目给出的条件矛盾,不可以发生;D中还原性Fe2+Br-,符合题目给出的条件,可以发生。,【补偿训练】1.已知常温下,在溶液中发生如下反应:16H+10Z-+2=2X2+5Z2+8H2O;2A2+B2=2A3+2B-;2B-+Z2=B2+2Z-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元素在反应中被氧化,在反应中被还原C.还原性由强到弱的顺序是Z-,B-,A2+,X2+D.氧化性由强到弱的顺序是,Z2,B2,A3+,【解析】选C。根据反应可知,氧化性Z2,还原性Z-X2+;根据反应可知,氧化性B2A3+,还原性A2+B-;根据反应可知,氧化性Z2B2,还原性B-Z-,所以氧化性的大小关系是Z2B2A3+;还原性的大小关系是A2+B-Z-X2+。,2.已知反应:Cl2+2KBr=2KCl+Br2,KClO3+6HCl(浓)=3Cl2+KCl+3H2O,2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3。下列说法正确的是(),A.氧化性由强到弱的顺序为KBrO3KClO3Cl2Br2B.中KCl是氧化产物,KBr发生还原反应C.中1mol氧化剂参加反应得到电子的物质的量为2molD.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为16,【解析】选A。分析题给反应,氧化性:中:Cl2Br2、中:KClO3Cl2、中:KBrO3KClO3,A对;中KCl是还原产物,KBr发生氧化反应,B错;中氧化剂是KBrO3,其转化为Br2,故1molKBrO3参加反应得到电子的物质的量为5mol,C错;反应中氧化剂是KClO3,Cl的化合价降低5价,还原剂是HCl,Cl的化合价升高1价,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为15,D错。,二、氧化还原反应的主要规律思考探究:向K2S和KBr的混合溶液中通入足量Cl2,S2-先被氧化,其次是Br-被氧化。根据以上材料思考:(1)为什么向K2S和KBr的混合溶液中通入足量Cl2,S2-先被氧化,其次是Br-被氧化?(2)氧化还原反应过程中还有哪些规律?,【归纳总结】1.守恒规律:氧化还原反应中,得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,反应前后电荷总数相等(离子反应),即有关系式:还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数化合价降低的总数=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.强弱规律:,还原性:还原剂还原产物。氧化性:氧化剂氧化产物。应用:物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。,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。,4.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:判断元素或物质的氧化性、还原性。,(2)归中规律。同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”,如,【典题训练】(2015威海高一检测)今有下列三个氧化还原反应:2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2。若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是()A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.I2,【解题指南】解答本题时需注意以下两点:(1)先判断物质的氧化性强弱。(2)氧化性强的物质先发生反应。,【解析】选C。由知氧化性Fe3+I2,还原性I-Fe2+;由知氧化性Cl2Fe3+,还原性Fe2+Cl-;由知氧化性KMnO4Cl2,还原性Cl-Mn2+,由此推知氧化性强弱顺序为KMnO4Cl2FeCl3I2,还原性强弱顺序为I-Fe2+Cl-Mn2+,所以KMnO4可氧化Cl-、Fe2+及I-,Cl2可氧化Fe2+及I-,FeCl3只氧化I-。,【互动探究】(1)反应中氧化剂和还原剂分别是什么?提示:根据化合价的变化可知,反应中氧化剂是FeCl3,还原剂是KI。(2)反应中被氧化的HCl和显示酸性的HCl的物质的量的比值是多少?提示:反应中总共参加反应的HCl的物质的量若是16mol,则被氧化的HCl是10mol,显示酸性的HCl是6mol,所以二者的比值是53。,【对点训练】(2015三亚高一检测)(1)在一定条件下,NH4NO3受热分解未配平的化学方程式是NH4NO3HNO3+N2+H2O。在该反应中,被氧化与被还原的氮原子数之比是。(2)24mL浓度为0.05molL-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02molL-1的K2R2O7溶液反应,则元素R在还原产物中的化合价是。,【解析】(1)在反应中,被氧化,被还原,前者升高3价,后者降低5价,根据守恒规律,被氧化与被还原的氮原子数之比为53。(2)设R元素在还原产物中的化合价为x,由得失电子守恒可列式为20mL0.02molL-12(6-x)=24mL0.05molL-1(6-4)解得x=+3。答案:(1)53(2)+3,【补偿训练】(2015昆明高一检测)火箭的主要燃料是偏二甲肼(用R表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,两者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为R+2N2O4=3N2+4H2O+2CO2,下列叙述错误的是()A.此反应是氧化还原反应B.反应瞬间产生大量高温气体,推动火箭飞行C.在反应中N2O4作还原剂D.R的分子式为C2H8N2,【解析】选C。氮元素在反应物中以化合态存在,反应生成氮气,氮元素化合价变化,反应是氧化还原反应,故A正确;偏二甲肼和四氧化二氮剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,瞬间产生大量高温气体,推动火箭飞行,故B正确;N2O4中氮元素化合价降低,N2O4是氧化剂,故C错误;根据原子守恒可知,偏二甲肼的分子式为C2H8N2,故D正确。,三、氧化还原方程式的配平思考探究:有下列两个方程式:方程式一:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;方程式二:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O,根据以上两个方程式思考:(1)以上两个方程式都是氧化还原反应吗?(2)氧化还原方程式怎样进行配平?1.配平三原则:,2.配平步骤(以浓HCl与KClO3反应为例):,【典题训练】(2015惠州高一检测)有Fe2+、Fe3+、H+和H2O六种微粒,分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物,下列叙述错误的是()A.还原产物为B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为81C.若有1mol作氧化剂,则转移8mole-D.该反应的离子方程式为8Fe2+10H+=8Fe3+3H2O,【解题指南】解答本题应注意以下3点:(1)在一个氧化还原方程式中化合价有升必有降;(2)在同一个氧化还原反应中化合价升降的数目一定相等;(3)注意常见的氧化剂和还原剂。,【解析】选B。根据氧化还原反应中的强弱规律可知,该反应为8Fe2+10H+=8Fe3+3H2O。为还原产物,若有1mol作氧化剂,则转移8mol电子,A、C、D项正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为18,B项错误。,【对点训练】高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为。,【解析】本题主要考查氧化还原反应方程式的配平,因为在强碱性条件下反应,OH-应参与反应:Fe3+ClO-+OH-+H2O+Cl-根据化合价升降总数相等,可确定Fe3+和ClO-的化学计量数分别为2、3,根据观察元素守恒和电荷守恒可确定其他的化学计量数。答案:2Fe3+3ClO-+10OH-=2+5H2O+3Cl-或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2+5H2O+3Cl-,【补偿训练】(2015沈阳高一检测)已知离子方程式:As2S3+H2O+NO+(未配平)(已知:As2S3中As的化合价为+3),则下列说法错误的是()A.配平后水的化学计量数为4B.反应后溶液呈酸性C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为328D.氧化产物为和,【解析】选C。根据氧化还原反应方程式配平的一般步骤配平后的方程式为3As2S3+4H2O+28=6+9+28NO+8H+。配平后水的化学计量数为4,A正确;由于反应后生成了H+,所以反应后溶液呈酸性,B正确;该反应中氧化剂是,还原剂是As2S3,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是283,C不正确;该反应中的氧化产物是和,D正确。,守恒规律在氧化还原反应计算中的应用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(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等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价-低价,取绝对值)=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价-低价,取绝对值)。,【即时演练】将0.195g锌粉加入20.0mL的0.100molL-1溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是()A.MB.M2+C.M3+D.MO2+,【审题指导】,【解析】选B。根据电子得失相等,锌0.003mol,可失电子0.006mol,若M化合价由+5变为x,则(5-x)0.020.100=0.006,可得x=+2。,【补偿训练】溶液中氧化剂的含量有1.510-2mol,与300mL0.1molL-1亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,则还原产物中元素X的价态是()A.+2B.-2C.+1D.0【解析】选C。n(Na2SO3)=0.3L0.1molL-1=0.03mol,Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高总数为+6-(+4)0.03mol,设X被还原后的价态为y,则化合价降低总数为(+5-y)1.510-2mol,由化合价升高总数等于降低总数得(6-4)0.03=(5-y)1.510-2,则y=+1。,
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