氧化还原反应ppt课件

第3节氧化还原反应 1 一 氧化还原反应的基本概念 1 氧化还原反应的概念 1 实质 有电子的转移 得失或偏移 2 特征 有元素化合价升降 这是概念判断的根本依据 在反应中有元素化合价变化的化学反应 2 例1 下列反应中不属于氧化还原反应的是 A Cl2 H2O HCl HClOB 3CO Fe2O3 2Fe 3CO2C CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 D 3CuS 8HNO3 3Cu NO3 2 2NO 3S 4H2O C 3 练习1 判断下列那些为氧化还原反应 并说出理由 IBr H2O HBr HIO KOH Cl2 KCl KClO H2O NaH H2O NaOH H2 CaO2 2H2O Ca OH 2 H2O2 5C2H5OH 2KMnO4 3H2SO4 5CH3CHO K2SO4 2MnSO4 8H2O 4 2 相关概念 优化探究 p22 升 失 还 降 得 氧 5 6 例2 在CaH2 2H2O Ca OH 2 2H2 的反应中 下列叙述正确的是 1 H2是氧化产物 2 H2是还原产物 3 H2O是氧化剂 4 CaH2中氢元素 既被氧化又被还原 5 氧化产物和还原产物质量比为1 1A B C D C 6 7 例3 在11P 15CuSO4 24H2O 5Cu3P 6H3PO4 15H2SO4的反应中 P元素发生的变化是 A 被氧化 B 被还原C 既被氧化又被还原D 既未被氧化又未被还原 C 7 06广东 下列反应中 氧化剂与还原剂物质的量的关系为1 2的是A O3 2KI H2O 2KOH I2 O2B 2CH3COOH Ca ClO 2 2HClO Ca CH3COO 2C I2 2NaClO3 2NaIO3 Cl2D 4HCl MnO2 MnCl2 Cl2 H2O AD 例4 8 双线桥法 谁变谁 注意 1 箭头必须由反应物指向生成物 且两端对准同种元素 2 箭头方向不代表电子转移方向 仅表示电子转移前后的变化 3 在 桥 上标明电子的 得 与 失 且得失电子总数相等 3 氧化还原反应中电子转移的表示方法 9 注意 1 箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素 2 箭头方向表示电子转移的方向 3 在 桥 上表示转移的电子总数 氧化还原反应的表示方法 单线桥法 谁给谁 10 11 例5 分别用双线桥法 单线桥法表示下列反应的电子转移方向和数目 并指出氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物 参考答案 失去3 2e 得到2 3e 6e 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 11 12 化合价升高 失去6 2e 还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物 化合价降低 得到2 6e 0 5 2 1 MnO2 2 氯酸钾与二氧化锰混合加热 12 13 3S 6KOH 2K2S K2SO3 3H2O 化合价降低 得到2 2e 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物 化合价升高 失去4e 4 0 2 3 硫与KOH溶液反应 13 化学反应的分类 1 根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少 可把化学反应分为 无机化学方面 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 有机化学方面 取代反应 加成反应 消去反应 聚合反应 14 2 是否得失电子氧化还原反应和非氧化还原反应 3 是否有离子参加或生成离子反应和非离子反应4 是否可逆5 是否放热 15 16 氧化还原反应 置换反应 化合反应 分解反应 复分解反应 4 氧化还原反应与四种基本类型反应的关系 16 有关氧化还原反应的下列叙述正确的是 A 氧化剂发生还原反应 还原剂发生氧化反应B 有单质参加同时有单质生成的反应为氧化还原反应C 一个氧化还原反应中 氧化剂和还原剂一定是两种不同的物质D H2与Cl2发生化学反应时 氢元素失去电子 化合价升高被氧化 例6 A 17 18 练习写出有水参与反应的四种基本反应 18 氧化还原反应规律 19 氧化还原反应的基本规律 1 守恒律 原子守恒 电子守恒 电荷守恒 应用于产物判断 方程式配平和计算 20 2 强弱律 氧化还原反应的基本规律 对氧化还原反应 则有 氧化性 氧化剂 氧化产物 还原剂 还原性 还原剂 还原产物 氧化剂 21 强弱律 比较性质 判断反应发生 例3 常温下 在溶液中可发生如下反应 16H 10Z 2XO4 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 反应中均被还原C 氧化性由强到弱的顺序为XO4 Z2 B2 A3 D 氧化性由强到弱的顺序为XO4 A3 B2 Z2 BD 22 3 价态律 氧化还原反应的基本规律 1 价态表现规律 当元素处于最高价时 只具有氧化性 当元素处于最低价时 只具有还原性 当元素处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性 高价氧化 低价还 中间价态两俱全 23 例4 下列物质中 按只有氧化性 只有还原性 既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是A F2 K HClB Cl2 Al H2C NO2 Na Br2D O2 SO2 H2O A 24 3 价态律 氧化还原反应的基本规律 2 同一元素价态变化规律 同种元素的同种价态间发生氧化还原反应时 变成该元素价态相邻的两端的价态 即中间变两头 歧化反应 如Cl2 H2O 例5 已知在热的碱性溶液中 NaClO发生如下反应 3NaClO 2NaCl NaClO3 在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应 其最终产物是A NaCl NaClOB NaCl NaClO3C NaClO NaClO3D NaClO3 NaClO4 B 25 同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时 高价态和低价态相互反应变成它们相邻的中间价态 即两头变中间 只靠拢不交叉的归中规律 如 3 价态律 2 同一元素价态变化规律 26 27 同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应 3 价态律 2 同一元素价态变化规律 下列气体不能用浓硫酸干燥的有 A H2B SO2C H2SD Cl2 例6 C 28 29 当多种还原剂与多种氧化剂在一起时 强的还原剂与强的氧化剂先反应 4 先后律 氧化还原反应的基本规律 如 将氯水逐滴加入到FeBr2溶液中 则氯水先将Fe2 氧化 然后再将Br 氧化 29 30 例7 在含有Cu NO3 2 Mg NO3 2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉 首先置换出的是 A MgB CuC AgD H2 C 30 例8 2005 全国高考江苏卷 7 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2 Co2O3 C12 FeCl3 I2的氧化性依次减弱 下列反应在水溶液中不可能发生的是 A 3C12 6FeI2 2FeCl3 4FeI3B C12 FeI2 FeCl2 I2C Co2O3 6HCl 2CoCl2 C12 3H2OD 2Fe3 2I一 2Fe2 I2 A 31 第三讲氧化剂和还原剂 32 33 1 活泼非金属单质 如Cl2 Br2 O2等 2 某些高价氧化物 如SO3 MnO2等 3 氧化性含氧酸 如浓H2SO4 HNO3 HClO等 4 元素 如Mn Cl Fe等 处于高化合价时的盐 如KMnO4 K2Cr2O7 KClO3 FeCl3等 5 过氧化物 如Na2O2 H2O2等 6 某些金属阳离子 如Ag Fe3 等 一 中学常见的氧化剂和还原剂 1 中学里重要的氧化剂 33 34 1 活泼金属单质 如Na A1 Zn Fe等 2 低价态的金属阳离子 如Fe2 等 3 某些非金属单质 如H2 C等 4 元素 如C S等 处于低价时的氧化物 如CO NO SO2等 5 元素 如Cl S等 处于低化合价时的氢化物 如H2S HCl HI NH3等 6 元素 如S Fe等 处于低化合价时的盐或酸 如Na2SO3 H2SO3 H2C2O4 FeSO4等 一 中学常见的氧化剂和还原剂 2 中学里重要的还原剂 34 Cl2 KBr KCl Br2 Zn CuCl2 Cu ZnCl2 氧化性 Cl2 Br2 还原性 Br Cl 氧化性 Cu2 Zn2 还原性 Zn Cu 二 氧化性和还原性强弱的判断 1 根据氧化还原反应方程式判断 35 例1 根据下列三个反应的化学方程式 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 2KI Cl2 2KCl I2 Na2S I2 2NaI S判断有关物质氧化性从强到弱顺序正确的是 A Cl2 I2 KMnO4 SB KMnO4 Cl2 I2 SC I2 Cl2 KMnO4 SD KMnO4 Cl2 S I2 B 36 2 根据金属 非金属 活动性顺序判断 二 氧化性和还原性强弱的判断 1 金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 单质还原性逐渐减弱 对应阳离子的氧化性 增强 2 非金属活动性顺序 F2Cl2O2Br2I2S 单质氧化性逐渐减弱 对应阴离子的还原性 增强 37 3 根据元素周期表判断 二 氧化性和还原性强弱的判断 同周期元素从左 右 单质还原性逐渐减弱 氧化性逐渐增强 同主族元素从上 下 单质还原性逐渐增强 氧化性逐渐减弱 单质的还原性越强 其阳离子的氧化性越弱 单质的氧化性越强 其阴离子的还原性越弱 38 4 根据与同一物质反应的难易 条件 判断 二 氧化性和还原性强弱的判断 1 实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制取 反应方程式为 2 氯酸钾是常用的氧化剂 在酸性条件下 室温时即可与浓盐酸反应制取 反应方程式为 3 历史上 曾用 地康法 制取 这一方法是用CuCl2作催化剂 在450 时用空气中的氧气跟HCl反应得到 地康法 制氯气的化学方程式为 从元素化合价的变化看 以上三程方法的共同点是 从上述反应推知 氧化性由强到弱的顺 39 40 5 根据被氧化或被还原的程度不同进行判断 二 氧化性和还原性强弱的判断 例4 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3 稀 Cu NO3 2 2NO 4H2O氧化性 浓硝酸 稀硝酸 浓硝酸反应比较剧烈 例3 Cu Cl2 CuCl22Cu S Cu2S氧化性 Cl2 S 注 判断物质的氧化性或还原性强弱是依据电子转移的难易 而不是电子转移多少 40 把甲 乙两种金属用导线相连后浸入稀硫酸中 若甲极先溶解 乙极表面有大量气泡 则可说明还原性 甲 乙 两种活泼性不同的金属构成原电池的两极 一般来说 活动性强的是 活动性弱的是 6 根据原电池 电解池的电极反应判断氧化性 还原性的强弱 根据这个规律也可判断原电池 电解池电极 用惰性电极电解混合溶液时 在阴极先放电的阳离子氧化性较强 在阳极先放电的阴离子还原性较强 二 氧化性和还原性强弱的判断 41 7 根据反应中能量变化判断 二 氧化性和还原性强弱的判断 如 H2 X2 2HX H1H2 Y2 2HY H2若 H1 H2 则X2的氧化性比Y2的氧化性强 X 的还原性比Y 还原性的弱 42 注意 某些物质的氧化性 还原性与溶液的浓度 温度 酸碱度也有关 如 温度 一般温度高氧化剂的氧化性强 浓H2SO4与Cu常温不反应 加热则反应 浓度 一般氧化剂的浓度大时氧化性强 还原剂的还原性强 如MnO2与浓盐酸反应而不能与稀盐酸反应 酸碱性 一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强 如KMnO4在酸性条件下氧化能力更强 KClO3能氧化浓盐酸中的Cl Cl2 而不能氧化NaCl中的Cl 又如在中性溶液中Fe2 与NO3 可共存但在H 存在的条件下Fe2 与NO3 不共存等 43 09广东 17 常温下 往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液 可发生如下两个反应 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O2Fe3 H2O2 2Fe2 O2 2H 下列说法正确的是A H2O2的氧化性比Fe3 强 其还原性比Fe2 弱B 在H2O2分解过程中 溶液的pH逐渐下降C 在H2O2分解过程中 Fe2 和Fe3 的总量保持不变D H2O2生产过程要严格避免混入Fe2 CD 例5 44 45 注意 判断氧化性和还原性强弱的误区 1 认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少 只取决于电子得失的难易程度 而与电子得失的多少无关 2 认为只要元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应 事实上 同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律 相邻价态之间不发生氧化还原反应 如 和浓 不反应 相间价态 在一定条件下能发生反应 如 45 46 不同价态的物质间发生氧化还原反应时 该元素价态的变化一定遵循 高价 低价中间价 不会出现交错现象 只靠拢 不交叉 即 价态归中 3 认为同种元素不同价态的化合物的氧化性 还原性 强弱只与元素化合价的高低有关 实际上 除此之外还与化合物的稳定性有关 如HClO中氯的价态比HClO4中氯的价态低 但HClO不稳定 氧化性却比HClO4强 HClO HClO2 HClO3 HClO4 46 第4讲氧化还原反应方程式的配平 47 48 一 氧化还原反应方程式配平的原则和步骤 1 配平的原则 电子转移守恒 离子电荷守恒 原子个数守恒 48 2 配平的步骤 一 氧化还原反应方程式配平的原则和步骤 一划 二标 三定 四配 五查 即划好价 标变化 定总数 配系数 再检查 确定氧化剂 氧化产物 还原剂 还原产物的化合价 用观察法找出元素化合价的变化值 用化合价升降总数相等的原则确定化合价变化的物质的计量数 调整计量数 用观察法确定化合价未变化的物质的计量数 同时将单线改成等号 检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等 对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等 49 例1 配平下列方程式 S十HNO3 H2SO4 NO2 H2O H2C2O4 KMnO4 H2SO4 CO2 K2SO4 MnSO4 H2O 50 51 KMnO4 K2S H2SO4 MnSO4 K2SO4 H2OK2S HNO3 KNO3 S NO H2O 练习1 配平下列方程式 51 1 逆向配平法 二 配平的方法和技巧 1 适用对象 部分氧化还原反应 自身氧化还原反应 歧化反应 2 方法 从右边生成物着手配平 即 选择氧化产物 还原产物为基准物质进行配平 52 1 逆向配平法 二 配平的方法和技巧 例2 配平下列氧化还原反应方程式 S KOH K2S K2SO3 H2O 0 2 4 6 2 4 2 1 2 3 3 K2Cr2O7 HCl KCl CrCl3 H2O Cl2 6 1 3 0 3 1 2 2 3 2 3 7 2 6 8 14 1 53 练习2 配平下列方程式 1 Cl2 KOH KCl KClO3 H2O 2 P4 NaOH H2O PH3 NaH2PO4 3 KMnO4 HCl MnCl2 KCl H2O Cl2 54 2 零价法 二 配平的方法和技巧 适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应 例3 Fe3P HNO3 Fe NO3 3 NO H3PO4 H2O 练习3 配平下列方程式 FeS2 O2 Fe2O3 SO2 55 3 缺项配平 二 配平的方法和技巧 缺项方程式 某些反应物或生成物的分子式未写出 缺项 它们一般为水 酸 碱 配平方法 先配氧化剂 还原剂及还原产物与氧化产物 再根据质量守恒 电荷守恒确定所缺的物质的化学式 分子或离子 最后观察配平其他物质系数 56 Pt HNO3 HCl H2PtCl6 NO H2O 8 0 5 4 2 4 3 3 4 3 4 3 4 18 比较两边H O原子个数不等 可见生成物中含有H O元素 再比较反应物比生成物多8个O 16个H 故知生成物为H2O 水的系数为8 例4 配平下列方程式 57 Fe2 ClO Fe OH 3 Fe3 Cl 1 2 2 2 3 1 1 3 4 2 3 3 6 H2O 3 3 3 考虑电子得失守恒 根据Fe元素守恒 Fe2 所带正电荷为 4 Fe3 所带正电荷为 3 最小公倍数为12 故Fe2 的系数再乘以3 Fe OH 3的系数为2 O守恒 ClO 的系数为3 考虑电荷守恒 ClO 所带电荷与Cl 所带电荷一致 例5 配平下列方程式 58 Cr OH 4 ClO CrO42 Cl H2O 3 1 6 1 3 2 3 2 2 2 3 3 OH 2 5 练习4 配平下列方程式 59 60 练习5 09广东高考19 化学镀镍的溶液中含有Ni2 和H2PO2 在酸性等条件下发生下述反应 a Ni2 H2PO2 Ni H2PO3 2 1 1H2O 2 1 2H 60 61 1 Mn2 S2O82 H2O SO42 MnO4 2 Zn H NO3 Zn2 NH4 3 H2O2 Cr2 SO4 3 K2SO4 K2CrO4 H2O 1 2 5 8 10 2 16H 2 4 10 1 4 1 3H2O 3 3 1 10KOH 3 2 8 配平练习 61 某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质 S H2S HNO3 NO H2O 已知水是反应产物之一 1 该反应中的还原剂是 该反应中的还原产物是 2 写出该反应的化学方程式并标出电子转移方向和数目 3 若反应过程中转移了0 3mol电子 则生成水的质量是 练合练习1 62 63 1 Mn2 S2O82 H2O SO42 MnO4 2 Zn H NO3 Zn2 NH4 3 H2O2 Cr2 SO4 3 K2SO4 K2CrO4 H2O 1 2 5 8 10 2 16H 2 4 10 1 4 1 3H2O 3 3 1 10KOH 3 2 8 配平练习 63