2019-2020年高一化學魯科版必修1教學案：第2章 第3節(jié)2課時 氧化劑和還原劑 Word版含解析.doc

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2019-2020年高一化學魯科版必修1教學案：第2章 第3節(jié)2課時 氧化劑和還原劑 Word版含解析 細讀教材記主干 1．常見的氧化劑 (1)活潑的非金屬單質，如Cl2、O2等。 (2)含有較高價態(tài)元素的含氧酸，如HNO3、濃H2SO4等。 (3)含有較高價態(tài)元素的鹽，如KMnO4、FeCl3等。 2．常見的還原劑 (1)活潑的金屬單質，如Na、Mg、Al、Zn、Fe等。 (2)某些非金屬單質，如H2、C等。 (3)含有較低價態(tài)元素的化合物，如CO、SO2、FeSO4等。 3．常見氧化劑對應的還原產物 4.常見還原劑對應的氧化產物 [重點剖析] 1．概念 氧化性：氧化劑得電子的能力。 還原性：還原劑失電子的能力。 2．與元素價態(tài)的關系 元素處于最高價態(tài)時只有氧化性； 元素處于最低價態(tài)時只有還原性； 元素處于中間價態(tài)時既有還原性又有氧化性。 3．氧化性和還原性的強弱比較 (1)根據(jù)氧化還原方程式判斷： 氧化劑＋還原劑===還原產物得到電子，化合價降低，被還原＋氧化產物失去電子，化合價升高，被氧化 上述反應要順利進行必須具備： 氧化性：氧化劑＞氧化產物； 還原性：還原劑＞還原產物。 (2)根據(jù)金屬活動性順序判斷： (3)根據(jù)反應的難易判斷： 不同的氧化劑與同一種還原劑反應，反應越容易，說明氧化劑的氧化性越強；不同的還原劑與同一種氧化劑反應，反應越容易，說明還原劑的還原性越強。例如：H2＋Cl22HCl、H2＋Br22HBr，則氧化性：Cl2>Br2。 (4)根據(jù)產物的價態(tài)判斷。例如：2Fe＋Cl22FeCl3、Fe＋SFeS，則氧化性：Cl2>S。 [特別提醒] (1)氧化性、還原性的強弱取決于物質得失電子的難易程度，而與得失電子數(shù)目的多少無關。 2Na＋Cl2點燃,2NaCl；Cu＋Cl2點燃,CuCl2。 1 mol Na和1 mol Cu分別失1 mol e－和2 mol e－，但還原性Na>Cu。 (2)元素的化合價處于最高價態(tài)時，具有氧化性，但不一定具有強氧化性，如Na＋；處于最低價態(tài)時，具有還原性，但不一定有強還原性，如F－。[典例印證] [例題1]　已知下列三個反應在同溫、同濃度的情況下進行，下列結論正確的是(　　) ①2W－＋X2===2X－＋W2； ②2Y－＋W2===2W－＋Y2； ③2X－＋Z2===2Z－＋X2。 A．還原性X－＞Y－ B．在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的還原性最強 C．氧化性Z2＞W2 D．反應2Z－＋Y2===2Y－＋Z2能發(fā)生 [解析]　在氧化還原反應中氧化性：氧化劑＞氧化產物，還原性：還原劑＞還原產物，由此得出三個反應中有關微粒的氧化性、還原性強弱：①中氧化性X2＞W2，還原性W－＞X－，②中氧化性W2＞Y2，還原性Y－＞W－，③中氧化性Z2＞X2，還原性X－＞Z－，所以Y－的還原性最強，D中反應不能發(fā)生。 [答案]　C 在氧化還原反應中，遵循“強制弱”規(guī)律，氧化性強的物質能制取氧化性弱的物質，還原性強的物質能制取還原性弱的物質。 1．已知氧化性：Br2>Fe3＋>I2，還原性：I－>Fe2＋>Br－，則下列反應不能發(fā)生的是(　　) A．Br2＋2I－===2Br－＋I2 B．Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋ C．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 D．2Fe3＋＋2Br－===2Fe2＋＋Br2 解析：選D　在氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性，D項不符合，不能發(fā)生。 [重點剖析] 1．守恒規(guī)律 (1)質量守恒(元素的原子個數(shù)守恒)：反應前后各元素的原子個數(shù)不變。 (2)得失電子守恒：反應過程中元素的原子失去電子的總數(shù)等于元素的原子得到電子的總數(shù)。 2．同種元素反應規(guī)律 (1)歧化反應：相同價態(tài)的同種元素反應后一部分化合價升高，另一部分化合價降低的氧化還原反應。 (2)歸中反應：不同價態(tài)的同種元素發(fā)生反應時，高價態(tài)降低，低價態(tài)升高的氧化還原反應。 3．難易規(guī)律 越易失電子的物質，失電子后就越難得電子；越易得電子的物質，得電子后就越難失電子。 應用：例如①根據(jù)金屬活動性順序表判斷： 還原性：K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au； 氧化性：Ag＋>Hg2＋>Cu2＋>(H＋)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋。 ②非金屬單質及陰離子： 氧化性：F2>O2>Cl2>Br2>I2>S； 還原性： S2－>I－>Br－>Cl－>F－。 4．反應先后規(guī)律 同一氧化劑與含多種還原劑(物質的量濃度相同)的溶液反應時，首先被氧化的是還原性較強的物質；同一還原劑與含多種氧化劑(物質的量濃度相同)的溶液反應時，首先被還原的是氧化性較強的物質。例如，將Cl2通入物質的量濃度相同的NaBr和NaI的混合溶液中，因為還原性I－>Br－，所以Cl2先與I－反應。 (1)根據(jù)歧化反應和歸中反應的元素價態(tài)變化規(guī)律，可以判斷元素價態(tài)的相對高低。 (2)難失電子的物質不一定易得電子，難得電子的物質不一定易失電子。有些物質既不易失電子也不易得電子。 [典例印證] [例題2]　從礦物學資料查得，一定條件下自然界存在如下反應：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，下列說法正確的是(　　) A．Cu2S既是氧化產物，又是還原產物 B．5 mol FeS2發(fā)生反應，有10 mol電子轉移 C．產物中的SO有一部分是氧化產物 D．FeS2只作還原劑 [解析]　分析元素價態(tài)變化，得 Cu2S僅是還原產物，A項錯誤。5 mol FeS2和14 mol CuSO4正好反應，反應過程中Cu得電子：141 mol＝14 mol，S得電子：71 mol＝7 mol，S失電子：37 mol＝21 mol，反應中電子轉移了21 mol，B項錯誤；產物中部分SO；是由FeS2中硫元素失電子形成的，是氧化產物，C項正確；FeS2既是氧化劑，又是還原劑。 [答案]　C 同種元素間氧化還原反應分析時，一定首先分清氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物。依據(jù)即：元素化合價變化時只靠近不交叉。 2．已知反應(未配平)：KMnO4＋KCl＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋Cl2↑＋H2O。 (1)此反應的氧化劑是________，氧化產物是________，被氧化的元素是________(填化學式或元素符號)。 (2)上述反應中若標準狀況下產生11.2 L氣體物質，則轉移電子的數(shù)目為________。 (3)上述反應中氧化劑與氧化產物的物質的量之比為____________________________。 解析：據(jù)化合價升降(或得失電子守恒)可配平方程式為：2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O。 答案：(1)KMnO4　Cl2　Cl　(2)6.021023　(3)2∶5 題組一　氧化劑和還原劑 1．判斷正誤 (1)具有氧化性的物質在反應中一定是氧化劑。(　　) (2)不可能存在一種反應物既作氧化劑又作還原劑的情況。(　　) (3)氧化性越強的物質得電子能力越強。(　　) (4)元素處于最高價態(tài)的物質一定具有強氧化性。(　　) (5)非金屬元素的單質一定具有氧化性。(　　) (6)當一種物質中某元素處于最低價態(tài)時，該物質只具有還原性。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)　(6) 2．從硫元素的化合價態(tài)上判斷，下列物質中的硫元素不能表現(xiàn)氧化性的是(　　) A．Na2S　　　B．S　　　C．SO2　　　D．H2SO4 解析：選A　硫元素處于最低價態(tài)(－2價)時無氧化性。 3．指出下列反應中的氧化劑和還原劑。 (1)C＋O2CO2____________________。 (2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__________________________________________。 (3)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑___________________________________________。 (4)Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4_______________________________________。 (5)2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2_______________________________________。 (6)3FeCl2＋4HNO3(稀)===2FeCl3＋Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O_____________________。 解析：氧化劑是反應中得電子，所含元素化合價降低的反應物；還原劑是反應中失電子，所含元素化合價升高的反應物。 答案：(1)氧化劑O2；還原劑C (2)氧化劑H2SO4；還原劑Zn (3)氧化劑H2O；還原劑Na (4)氧化劑Cl2；還原劑SO2 (5)氧化劑FeCl3；還原劑KI (6)氧化劑HNO3；還原劑FeCl2 題組二　氧化還原反應的規(guī)律 4．重鉻酸銨[(NH4)2Cr2O7]是一種受熱易分解的鹽，具有很強的氧化性，下列各組對重鉻酸銨受熱分解產物的判斷符合實際的是(　　) A．CrO3＋NO2＋H2O B．Cr2O3＋NH3＋H2O C．CrO3＋N2＋H2O D．Cr2O3＋N2＋H2O 解析：選D　鉻元素化合價要下降，另一種元素則要上升，符合條件的只有D，其他選項都違背了氧化還原反應的規(guī)律：化合價有降就有升。 5．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量的鋅粉，首先被置換出來的是(　　) A．Mg　　　　B．Cu　　　　C．Ag　　　　D．H2 解析：選C　根據(jù)氧化還原反應的先后規(guī)律，一種還原劑與多種氧化劑反應時，氧化性較強的首先被還原。根據(jù)金屬活動性順序表，氧化性強弱順序為：Ag＋>Cu2＋(>H＋)>Zn2＋>Mg2＋，故首先被置換出來的是Ag。 一、選擇題 1．下列粒子中，只具有氧化性的是(　　) ①S2－?、贔e2＋　③S?、蹾＋　⑤Na＋?、轒g A．①⑥　　　　　　　　　B．②③ C．④⑤ D．②③④⑤ 解析：選C　元素處于最高價態(tài)時只具有氧化性。 2．下列物質屬于常見氧化劑的一組是(　　) A．Cl2、O2、FeCl3、KMnO4 B．O2、KMnO4、C、H2 C．Na、K、FeCl2、H2、CO D．CuO、CO、Fe2O3、H2 解析：選A　常作氧化劑的有O2、Cl2、濃硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等，常作還原劑的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。 3．下列變化過程需要加入還原劑的是(　　) A．KClO3→KCl B．KCl→AgCl C．Fe2O3→Fe D．C→CO2 解析：選C　根據(jù)題意，需要加入還原劑才能實現(xiàn)物質間的轉化，則說明各選項中箭頭左邊的物質在變化中應作氧化劑，即表現(xiàn)為有元素化合價降低的情況，判斷各選項知A、C項符合這一點。但對于A項還要注意，實現(xiàn)KClO3→KCl的變化有多種方式，如KClO3受熱分解也能得到KCl，即實現(xiàn)A項轉化不一定需要加入還原劑。 4．在3Cl2＋6KOHKClO3＋5KCl＋3H2O的反應中，下列說法不正確的是(　　) A．Cl2是氧化劑，KOH是還原劑 B．KCl是還原產物，KClO3是氧化產物 C．反應中每消耗3 mol Cl2，轉移電子數(shù)為5NA D．氧化劑物質的量是還原劑物質的量的5倍 解析：選A　反應中電子轉移情況可表示為： 在該反應中，Cl2既是氧化劑又是還原劑，KClO3是氧化產物，KCl是還原產物，當反應中消耗3 mol Cl2 時，轉移電子為5 mol，則電子數(shù)為5NA。被還原的氯氣(氧化劑)與被氧化的氯氣(還原劑)的物質的量之比為5∶1。 5．在下列三個化學反應中： ①N2＋O22NO ②4AgNO32Ag2O＋4NO2↑＋O2↑ ③2NH4Cl＋Ba(OH)2BaCl2＋2NH3↑＋2H2O 按氮元素被氧化、被還原、既不被氧化又不被還原的順序排列，正確的是(　　) A．①②③ B．②①③ C．③②① D．③①② 解析：選A　①中氮元素由0價→＋2價，被氧化；②中AgNO3中氮元素為＋5價，NO2中氮元素為＋4價，化合價降低，被還原；③中氮元素的化合價沒有變化，A項正確。 6．在CaO＋3CCaC2＋CO↑中氧化劑與還原劑的質量比是(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．3∶1 解析：選A　該反應中C既是氧化劑又是還原劑。2→Ca2起氧化劑作用， ―→O起還原劑作用，二者質量之比為2∶1。 7．下列變化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是(　　) A．Na2O2→Na2O B．Fe→FeCl3 C．CuSO4→Cu D．HClO→Cl2 解析：選B　需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的變化屬于氧化反應，即反應前后元素化合價升高。A項，O元素化合價由－1→－2；B項，F(xiàn)e元素化合價由0→＋3；C項，Cu元素化合價由＋2→0；D項，Cl元素化合價由＋1→0。 8．已知在相同條件下，下列幾種微粒的還原性強弱順序為Cl－SO2，與已知相矛盾，故B項反應是不能發(fā)生的。 9．已知KH和H2O反應生成H2和KOH，反應中1 mol KH(　　) A．失去1 mol電子 B．得到1 mol電子 C．失去2 mol電子 D．沒有電子得失 解析：選A　根據(jù)題干信息，KH和H2O反應生成H2和KOH可寫出該反應的方程式：KH＋H2O===H2↑＋KOH(利用觀察法即可配平)。本反應為氧化還原反應，化合價發(fā)生變化的只有H元素，KH中H為－1價，H2O中H為＋1價，反應后變?yōu)镠2中的0價，因此該反應中每有1 mol KH參加反應，氫元素就失去1 mol電子。 10．[雙選]在一定條件下，KClO3與I2發(fā)生下列反應：2KClO3＋I2===2KIO3＋Cl2，下列推斷正確的是(　　) A．該反應屬于置換反應 B．氧化性I2>KClO3 C．還原性KClO3>I2 D．還原劑為I2，氧化劑為KClO3 解析：選A、D　該反應屬于置換反應，A正確。 2KO3＋2===2KO3＋l2 氧化劑 還原劑 氧化產物 還原產物 氧化性：還原性： 11．在反應H2S＋H2SO4===S↓＋SO2↑＋2H2O中，若有32 g硫生成則轉移電子為(　　) A．6 mol B．2 mol C．3 mol D．4 mol 解析：選B　 生成32 g (1 mol)硫轉移電子2 mol。 12．用0.1 molL－1的Na2SO3溶液30 mL，恰好將210－3 mol XO還原，則元素X在還原產物中的化合價是(　　) A．＋4 B．＋3 C．＋2 D．＋1 解析：選A　利用守恒規(guī)律解答。 　―→　 　　～　　失2e－ 1 mol 2 mol 0.003 mol n(e－)＝0.006 mol。 設X在還原產物中的化合價是m，則有 ―→～得(7－m)e－ 1 mol　　　　 (7－m)mol 210－3 mol 0 .006 mol (7－m)210－3＝0.006，m＝4。 二、非選擇題 13．某反應中反應物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。 (1)已知KBrO3在反應中得到電子，則該反應的還原劑是________。 (2)已知0.2 mol KBrO3在反應中得到1 mol 電子生成X，則X的化學式為__________。 (3)根據(jù)上述反應可推知__________。 a．氧化性：KBrO3>H3AsO4 b．氧化性：H3AsO4>KBrO3 c．還原性：AsH3>X d．還原性：X>AsH3 (4)將氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中，并標出電子轉移的方向和數(shù)目： ＋…… 解析：(1)此題的考點為從化合價變化角度來判斷氧化劑和還原劑。已知KBrO3為得電子物質，故其化合價一定降低，作氧化劑，那么還原劑只能是題目所提供的AsH3，AsH3中As的化合價為－3價，反應后變?yōu)楹?價As的H3AsO4，故還原劑為AsH3。(2)、(4)題的考點為氧化還原反應中得失電子守恒。0.2 mol KBrO3在反應中得1 mol 電子，故1 mol KBrO3得5 mol電子，即反應后Br的化合價應從＋5價降為0價，故另一物質為Br2，同時因為氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物已知，可直接進行配平。 As：－3價→＋5價　升8價 Br：＋5價→0價　降5價 根據(jù)化合價升降相等，在AsH3前配系數(shù)5，在KBrO3前配系數(shù)8，在Br2前配系數(shù)4；再根據(jù)K原子守恒，K2SO4應在生成物中，系數(shù)為4；則H2SO4應在反應物中，系數(shù)為4；H2O在生成物中，系數(shù)為4；配平后用單線橋標出電子轉移方向和數(shù)目。 (3)此題的考點為氧化還原反應中的基本規(guī)律：氧化劑的氧化性大于氧化產物，還原劑的還原性大于還原產物，故選a、c。 答案：(1)AsH3　(2)Br2　(3)a、c (4) 14．分析下列氧化還原反應，標出電子轉移方向和數(shù)目，并指出氧化劑還原劑。 (1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe (3)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (4)2KClO32KCl＋3O2↑ 答案：(1) 還原劑：HCl　氧化劑：MnO2 (2) 還原劑：Al　氧化劑：Fe2O3 (3) 還原劑：Cu　氧化劑：HNO3 (4) 還原劑：KClO3　氧化劑：KClO3 15．已知下列兩個反應： ①Fe＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2↑； ②Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 試回答下列問題： (1)反應①中________元素被氧化，還原產物為________；反應②中________作還原劑，________元素被還原(填元素符號)。 (2)當反應①生成2 g H2 時，消耗H2SO4的質量是________g。 (3)反應②中生成32 g SO2氣體時，消耗H2SO4的質量是________g，其中有________g H2SO4被還原，轉移電子________mol。 解析：(1)化合價升高的元素被氧化，對應產物為氧化產物，含該元素的物質為還原劑，化合價降低的元素被還原，對應產物為還原產物，含該元素的物質為氧化劑。(2)據(jù)關系式H2SO4～H2可知生成2 g H2時消耗98 g H2SO4。(3)據(jù)關系式2H2SO4(參加反應)～H2SO4(還原)～SO2～2e－可知生成32 g SO2時，消耗98 g H2SO4，有49 g H2SO4被還原，轉移1 mol電子。 答案：(1)Fe　H2　Cu　S　(2)98　(3)98　49　1 16．閱讀下面科普信息，回答問題： (1)工業(yè)鹽的主要成分是NaNO2，曾多次發(fā)生過因誤食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人體內的Fe2＋轉化為Fe3＋而失去與O2結合的能力，這說明NaNO2具有________性。下列不能實現(xiàn)上述轉化的物質是________。 A．Cl2 B．O2 C．Fe D．KMnO4(H＋) (2)工業(yè)鹽中毒后，可服用維生素C來緩解中毒狀況，這說明維生素C具有________性。 (3)在Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O的反應中，1 mol Fe參加反應時，被還原的HNO3為________mol，轉移電子數(shù)________mol。 解析：(1)Fe2＋―→Fe3＋發(fā)生了氧化反應，故NaNO2具有氧化性，所以實現(xiàn)此轉化也應選擇具有強氧化性的物質，而Fe與Fe2＋不能反應，故Fe不能實現(xiàn)上述轉化。(2)緩解中毒，則應能使Fe3＋―→Fe2＋，所以維生素C具有還原性。(3)Fe和HNO3的反應中，只有一部分HNO3起氧化作用，生成NO, 1 mol Fe參加反應時，被還原的HNO3為1 mol，轉移了3 mol e－。 答案： (1)氧化　C　(2)還原　(3)1　3