高中化學(xué) 第二章 元素與物質(zhì)世界 第3節(jié) 氧化劑和還原劑學(xué)案（1）魯科版必修1.doc

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第3節(jié) 氧化劑和還原劑 互動(dòng)課堂 疏導(dǎo)引導(dǎo) 一、氧化還原反應(yīng) 1.元素化合價(jià)在化學(xué)反應(yīng)中的變化 元素化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)； 元素化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。 2.氧化還原反應(yīng)特征 元素化合價(jià)有升降。 3.氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 有電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）。 方法點(diǎn)撥　氧化還原反應(yīng)的判斷方法 （1）只要有一種元素化合價(jià)發(fā)生變化，該反應(yīng)就是氧化還原反應(yīng)。所有元素的化合價(jià)都不發(fā)生變化，該反應(yīng)才不是氧化還原反應(yīng)。 （2）置換反應(yīng)全都是氧化還原反應(yīng)，復(fù)分解反應(yīng)全不是氧化還原反應(yīng)，化合反應(yīng)、分解反應(yīng)部分是氧化還原反應(yīng)。 記憶要訣　氧化還原反應(yīng) 概念間關(guān)系概括為：“升失氧還，降得還氧”八個(gè)字，具體含義為：化合價(jià)升高，失電子，被氧化（或發(fā)生氧化反應(yīng)），是還原劑；化合價(jià)降低，得電子，被還原（或發(fā)生還原反應(yīng)），是氧化劑。 案例1下列說(shuō)法正確的是（　?。┆? A.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是元素化合價(jià)發(fā)生變化 B.在化學(xué)反應(yīng)中某元素中由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，該元素被還原 C.物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)是氧化反應(yīng) D.氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的 【剖析】 要區(qū)分氧化還原反應(yīng)的特征和本質(zhì)，理解元素化合價(jià)的升降、得失電子、元素被氧化與被還原的關(guān)系。A項(xiàng)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）而元素化合價(jià)發(fā)生變化是氧化還原反應(yīng)的特征。B項(xiàng)在化學(xué)反應(yīng)中某元素中由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)，化合價(jià)可能升高也可能降低，所以該元素不一定被還原。C項(xiàng)物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)是還原反應(yīng)。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的，故D項(xiàng)正確。 【答案】 D 【借題發(fā)揮】 元素化合價(jià)的升降、得失電子、元素被氧化與被還原的關(guān)系： ①失去電子，化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)；（失升氧） ②得到電子，化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。（得降還） 二、氧化劑和還原劑 1.基本概念 ①氧化劑：得到電子（或電子對(duì)偏向）的反應(yīng)物； ②還原劑：失去電子（或電子對(duì)偏離）的反應(yīng)物； ③氧化產(chǎn)物：被氧化元素對(duì)應(yīng)的生成物； ④還原產(chǎn)物：被還原元素對(duì)應(yīng)的生成物。 2.氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的表示方法 ①雙線橋法：表示同一元素從反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌飼r(shí)電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果。  ②單線橋法：表示還原劑與氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移情況。  三、物質(zhì)的氧化性與還原性 1.氧化性 物質(zhì)具有得電子的性質(zhì)；（氧化劑及氧化產(chǎn)物具有氧化性） 2.還原性 物質(zhì)具有失電子的性質(zhì)；（還原劑及還原產(chǎn)物具有還原性） 3.與元素化合價(jià)高低的關(guān)系 元素最高價(jià)只有氧化性（如Fe3+） 元素中間價(jià)既有氧化性又有還原性（如Fe2+）  元素最低價(jià)只有還原性（如Fe） 方法點(diǎn)撥　比較物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱的規(guī)律方法 由氧化還原反應(yīng)的性質(zhì)傳遞規(guī)律可比較物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱，即氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑>還原產(chǎn)物。 疑難突破　物質(zhì)的氧化性和還原性強(qiáng)弱如何比較？ （1）同一氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，氧化劑>還原劑； 還原性：還原劑>還原產(chǎn)物，還原劑>氧化劑。 （2）根據(jù)金屬活動(dòng)順序：   （3）同種元素價(jià)態(tài)越高，氧化性越強(qiáng)（如Fe3+>Fe2+），但例外地，氧化性：HClO>HClO2>HClO3>HClO4，最高價(jià)態(tài)只有氧化性；價(jià)態(tài)越低，還原性越強(qiáng)（如S2->S>SO2），最低價(jià)態(tài)只有還原性；中間價(jià)態(tài)兼具氧化性和還原性。 （4）反應(yīng)原理相似的不同反應(yīng)中，反應(yīng)條件要求越低，說(shuō)明氧化劑或還原劑越強(qiáng)。 問(wèn)題探究　請(qǐng)?zhí)骄繋追N不同的物質(zhì)被氧化或被還原時(shí)是否有先后順序？ 把Cl2通入含有Br-、I-的溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cl2+ 2Br-====2Cl-+Br2，Cl2+ 2I-====2Cl-+I2，Br2+2I-====2Br-+I2。所以，生成的溴單質(zhì)會(huì)重新被還原為溴離子，有先后順序。 分析有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，從最終得到的物質(zhì)來(lái)分析，一種氧化劑總是優(yōu)先氧化還原性更強(qiáng)的微粒，一種還原劑總是優(yōu)先還原氧化性更強(qiáng)的微粒。 案例2下列反應(yīng)中都有水的參加，其中水既不作氧化劑又不作還原劑的氧化還原反應(yīng)是 （　　） A.2Na2O2＋2H2O====4NaOH＋O2↑ B.CaO＋H2O====Ca（OH）2 C.2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑ D.C＋H2O====CO＋H2  【剖析】 根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)是否有變化可判斷反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。若水中氫元素和氧元素在反應(yīng)前后化合價(jià)不變，則水既不作氧化劑，又不作還原劑。A項(xiàng)中Na2O2發(fā)生自身氧化還原，水既不作氧化劑，又不作還原劑；B項(xiàng)無(wú)元素化合價(jià)的變化，是非氧化還原反應(yīng)。C和D項(xiàng)中均有元素化合價(jià)的變化，水均作氧化劑。故答案為 A。 【答案】 A 【借題發(fā)揮】 1.氧化劑具有氧化性，發(fā)生還原反應(yīng)，被還原成還原產(chǎn)物。 2.還原劑具有還原性，發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化成氧化產(chǎn)物。 3.凡是有電子轉(zhuǎn)移（包括電子得失或電子對(duì)轉(zhuǎn)移），則必出現(xiàn)元素化合價(jià)的改變，有關(guān)聯(lián)系為： 化合價(jià)升→高失去電子→是還原劑→被氧化 化合價(jià)降→低得到電子→是氧化劑→被還原 4.有的反應(yīng)中氧化劑與還原劑是同一種物質(zhì)，如： Cl2＋2NaOH====NaCl＋NaClO＋H2O中的Cl2 有的反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物是同一種物質(zhì)，如：Cu＋Cl2△CuCl2中的CuCl2。 ●案例3　根據(jù)反應(yīng)條件的難易程度，判斷KMnO4與MnO2氧化性的強(qiáng)弱。 MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 2KMnO4+16HCl(濃) ====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 【剖析】 兩種反應(yīng)中的還原劑都是濃鹽酸，但兩反應(yīng)的條件不同，需要加熱的物質(zhì)氧化性要比不需要加熱的物質(zhì)的氧化性強(qiáng)。 【答案】 氧化性：KMnO4＞MnO2 【借題發(fā)揮】 物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱含義及判斷 ①氧化性強(qiáng)：得電子能力強(qiáng)；（與得電子數(shù)目無(wú)關(guān)） ②還原性強(qiáng)：失電子能力強(qiáng)；（與失電子數(shù)目無(wú)關(guān)） ③一般規(guī)律：同一元素，價(jià)態(tài)越高，氧化性越強(qiáng)；Fe3+氧化性大于Fe2+ ④自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)（強(qiáng)弱規(guī)律）： 氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物（氧化劑>還原劑） 還原性：還原劑>還原產(chǎn)物（還原劑>氧化劑） ⑤外因：溫度、濃度、溶液的酸度等。 四、鐵及其化合物的氧化性和還原性 1.鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑 能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可生成+2價(jià)和+3價(jià)鐵的化合物。其中+2價(jià)鐵的化合物既有氧化性又有還原性；+3價(jià)鐵的化合物只有氧化性。 要點(diǎn)剖析　鐵的價(jià)態(tài)及氧化性、還原性 （1）在FeCl3中，F(xiàn)e的化合價(jià)為+3，是鐵元素的最高價(jià)態(tài)，所以FeCl3具有氧化性。 （2）Fe3+的氧化性比Cu2+強(qiáng)。 （3）在金屬鐵中Fe的化合價(jià)為0，是鐵元素的最低價(jià)態(tài)，所以金屬鐵只具有還原性。 （4）H+只能將Fe氧化為Fe2+，不能將Fe氧化為Fe3+。 (5)Fe與FeCl3溶液的反應(yīng)，既體現(xiàn)了Fe的還原性，又體現(xiàn)了FeCl3的氧化性。 (6)FeCl2中，F(xiàn)e的化合價(jià)為+2，是鐵元素的中間價(jià)態(tài)，所以FeCl2既具有氧化性，又具有還原性。 疑難突破　鐵在反應(yīng)中的價(jià)態(tài)變化 熟記反應(yīng)是難點(diǎn)。可利用歸納法，從發(fā)現(xiàn)物質(zhì)性質(zhì)的共性及特性方面切入。 (1)鐵與硫、碘、非氧化性酸(H+)、鹽溶液等弱氧化劑反應(yīng)時(shí)，生成Fe2+。 (2)鐵與Cl2、Br2、硝酸、濃H2SO4等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)時(shí)，生成Fe3+。 (3)鐵與氧氣和H2O(g)反應(yīng)時(shí)生成Fe3O4()，兩反應(yīng)亦應(yīng)熟記。 (4)鐵與濃HNO3、濃H2SO4反應(yīng)時(shí)，要特別標(biāo)明“△”條件，因鐵遇冷、濃HNO3或濃H2SO4發(fā)生鈍化，加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)，如Fe+4HNO3(濃) Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 2.鐵的氧化物 ①氧化亞鐵（FeO）：黑色固體 ②三氧化二鐵（Fe2O3）：紅棕色固體 ③四氧化三鐵（Fe3O4）：黑色晶體有磁性 3.鐵的氫氧化物 ①氫氧化亞鐵〔Fe（OH）2〕：白色固體，不溶于水，容易被氧化。 ②氫氧化鐵：〔Fe（OH）3〕紅褐色固體，不溶于水。 知識(shí)總結(jié)　1.金屬鐵只有還原性；通常認(rèn)為氯化鐵只有氧化性；氯化亞鐵既有氧化性，又有還原性。 2.金屬鐵、氯化鐵、氯化亞鐵之間的相互轉(zhuǎn)化——鐵三角： 活學(xué)巧用 1.有關(guān)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)的說(shuō)法中正確的是（　?。┆? A.是否有元素的電子轉(zhuǎn)移 B.是否有元素的化合價(jià)的變化 C.是否有氧元素的參加 D.是否有原子的重新組合 【思路解析】 氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）。 【答案】 A 2.下列有關(guān)四種基本反應(yīng)類(lèi)型與氧化還原反應(yīng)關(guān)系的說(shuō)法中正確的是（　?。┆? A.化合反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng) B.分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng) C.置換反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng) 【思路解析】 四種基本反應(yīng)類(lèi)型中置換反應(yīng)、有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)中都有元素化合價(jià)的升降，都是氧化還原反應(yīng)；但復(fù)分解反應(yīng)中沒(méi)有元素化合價(jià)的變化，一定不是氧化還原反應(yīng)。 【答案】 C 3.下列化學(xué)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是（　?。┆? A.Na2CO3＋CaCl2====CaCO3↓＋2NaCl B.Fe+CuSO4====Cu+FeSO4  C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O D.CaO＋H2O====Ca（OH）2 【思路解析】 四個(gè)反應(yīng)中只有B項(xiàng)反應(yīng)有元素化合價(jià)的變化。 【答案】 B 4.下列說(shuō)法中，能夠判斷一個(gè)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的是（　?。┆? A.反應(yīng)前后，元素是否有電子轉(zhuǎn)移 B.反應(yīng)前后，元素是否有化合價(jià)變化 C.反應(yīng)前后，是否有氧元素參加 D.反應(yīng)前后，是否有氫元素參加 【思路解析】 氧化還原反應(yīng)的特征是元素化合價(jià)的升降,本質(zhì)是元素間電子的轉(zhuǎn)移。 【答案】 AB 5.下列反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)，伹水既不作氧化劑，又不作還原劑的是（　　） A.SO3+H2O====H2SO4 B.Cl2+H2O====HCl+HClO C.2F2+2H2O====4HF+O2 D.2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 【思路解析】 A項(xiàng)是非氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)氯氣既是氧化劑又是還原劑；C項(xiàng)水作還原劑；D項(xiàng)水作氧化劑。 【答案】 B 6.指出下列氧化還原反應(yīng)中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。 （1）2KClO32KCl+3O2 （2）4P+5O22P2O5 （3）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 【思路解析】 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)的變化判斷。 【答案】 （1）KClO3　KClO3　O2　KCl （2）O2　P　P2O5　P2O5 （3）KMnO4　KMnO4　O2　K2MnO4和MnO2 7.下列物質(zhì)既有氧化性又有還原性的是（　?。┆? A.Fe3O4　　 B.FeCl2　　 C.Fe2O3　　 D.Fe 【思路解析】 A項(xiàng)中有+2價(jià)和+3價(jià)鐵；B項(xiàng)+2價(jià)鐵處于鐵元素的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性又有還原性；C項(xiàng)只有氧化性；D項(xiàng)只有還原性。 【答案】 AB 8.下列粒子中，既具有氧化性，又具有還原性的是（　?。┆? A.Mg B.Zn2+ C.Fe2+ D.Cl- 【思路解析】 C項(xiàng)Fe2+處于該元素的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性。 【答案】 C 9.　關(guān)于氧化還原反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是（　　） A.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，失去電子越多的金屬原子，還原能力越強(qiáng) B.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，越容易失去電子的物質(zhì)，其還原能力越強(qiáng) C.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，失電子難的原子獲得電子的能力一定強(qiáng) D.還原劑是一種能夠得到電子的物質(zhì) 【思路解析】 物質(zhì)氧化性和還原性的強(qiáng)弱與得失電子的能力有關(guān)而與得失電子的多少無(wú)關(guān)。失電子難的原子得電子能力不一定強(qiáng)。還原劑是一種能夠失電子的物質(zhì)。 【答案】 B 10.根據(jù)反應(yīng)： Cu＋2H2SO4(濃) ==== CuSO4＋SO2↑＋2H2O 下列敘述中不正確的是（　?。┆? A.反應(yīng)中濃H2SO4既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)酸性 B.反應(yīng)中濃H2SO4中H原子得電子被還原 C.反應(yīng)中濃H2SO4中+6價(jià)S得2e-被還原成SO2 D.反應(yīng)中Cu失2e-被氧化，CuSO4是還原劑 【思路解析】 反應(yīng)中濃H2SO4有部分+6價(jià)S得2e-被還原成SO2，體現(xiàn)H2SO4的氧化性,另一部分化合價(jià)不變,生成鹽CuSO4,體現(xiàn)H2SO4的酸性。 【答案】 B 11.根據(jù)下列反應(yīng)，判斷 H2、C、CO還原性的強(qiáng)弱。H2、C、CO還原性由強(qiáng)到弱依次是___________。 ①C+CO2====2CO ②C+H2O====CO+H2 ③CO+H2O====CO2+H2 ④FeO+CO====Fe+CO2 ⑤FeO+H2====Fe+H2O 【思路解析】  ① ====  (還原劑)?。ㄑ趸瘎。仁茄趸a(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物） 還原性：C>CO ② ====  (氧化劑）?。ㄟ€原劑）?。ㄟ€原產(chǎn)物）　（氧化產(chǎn)物） 還原性：C>H2 ③ ====  (還原劑)?。ㄑ趸瘎。ㄑ趸a(chǎn)物）　（還原產(chǎn)物） 還原性：CO＞H2 總之，還原性：C＞CO＞H2。 【答案】 C＞CO＞H2 12.下列敘述正確的是（　?。┆? A.元素的單質(zhì)可由氧化或還原含該元素的化合物來(lái)制得 B.得電子越多的氧化劑，其氧化性就越強(qiáng) C.陽(yáng)離子只能得到電子被還原，只能作氧化劑 D.含有最高價(jià)元素的化合物不一定具有強(qiáng)的氧化性 【思路解析】 A項(xiàng)正確，一般金屬用還原其相應(yīng)化合物的方法獲得，非金屬用氧化其相應(yīng)化合物的方法獲得；B項(xiàng)將得電子能力與得電子多少混為一談，實(shí)際上氧化性只與得電子能力有對(duì)應(yīng)關(guān)系；C項(xiàng)絕對(duì)化，也有陽(yáng)離子如Fe2+可以繼續(xù)被氧化，作還原劑；D項(xiàng)正確，如H2O中H元素就是最高價(jià)，但它只有極弱的氧化性。 【答案】 AD 13.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述正確的是（　　） A.金屬單質(zhì)在反應(yīng)中既可作氧化劑又可作還原劑 B.非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只可能作氧化劑 C.金屬原子失電子越多其還原性越強(qiáng) D.氧化還原反應(yīng)，必須有元素化合價(jià)的變化，但不一定所有元素的化合價(jià)都變化 【思路解析】 氧化還原反應(yīng)是指有化合價(jià)變化的反應(yīng)，但不一定所有元素的化合價(jià)都變化。金屬元素只有正價(jià)無(wú)負(fù)價(jià)，所以參加反應(yīng)時(shí)只能作還原劑，而非金屬元素既有負(fù)價(jià)也有正價(jià)，所以，非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中既可能作氧化劑，也可能作還原劑。物質(zhì)的氧化性、還原性只與得失電子的能力有關(guān)，與得失電子數(shù)目無(wú)關(guān)。 【答案】 D 14.將鐵片放入下列各溶液中，反應(yīng)后溶液質(zhì)量增加，但無(wú)氣體產(chǎn)生的是（　?。┆? A. CuCl2溶液 B. AgNO3溶液 C. Fe2(SO4)3溶液 D. 稀H2SO4 【思路解析】 鐵與CuCl2溶液反應(yīng)，每溶解56 g鐵生成64 g銅；鐵與AgNO3溶液反應(yīng)，每溶解56 g鐵生成218 g銀；鐵與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)，鐵溶解生成FeSO4；鐵與稀H2SO4反應(yīng)，每溶解56 g鐵生成2 g氫氣。 【答案】 C 15.下列物質(zhì)能將Fe2+氧化為Fe3+，且能使單質(zhì)Fe由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)的是（　　） A.氫氣 B.氯氣 C.濃鹽酸 D.稀硝酸 【思路解析】 能將Fe2+氧化為Fe3+的物質(zhì)，就能使單質(zhì)Fe由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)；能使單質(zhì)Fe由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)的物質(zhì)，也能將Fe2+氧化為Fe3+。氯氣和稀硝酸符合題意。氫氣不能氧化Fe2+，濃鹽酸只能使單質(zhì)Fe由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，A、C不符合題意。 本題最大的干擾項(xiàng)是“濃”“稀”二字，受其干擾往往會(huì)漏選D，誤選C。事實(shí)上，鹽酸不論濃、稀都沒(méi)有強(qiáng)氧化性，硝酸不論濃、稀都具有強(qiáng)氧化性。 【答案】 BD 16.現(xiàn)有三個(gè)氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3+2KI====2FeCl2+2KCl+I2；②2FeCl2+Cl2====2FeCl3；③2KMnO4+16HCl====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。若某溶液中有 Fe2+、I－、Cl－共存，要用氧化法除去I－而不影響Fe2+和Cl－，可加入的試劑是（　　） A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 【思路解析】 由題給信息可知KMnO4能將HCl氧化成Cl2，Cl2能將FeCl2氧化成FeCl3，F(xiàn)eCl3能將KI氧化成I2。所以，要用氧化法除去I－而不影響Fe2+和Cl－的存在，可以加入的試劑是FeCl3。 【答案】 C 17.屬于氧化還原反應(yīng)的離子方程式的是（　?。┆? A.CaCO3＋2H+====Ca2+＋CO2↑＋H2O B.2Fe2+＋Cl2====2Fe3+＋2C- C. ====  D.2Na＋2H2O====2Na+＋2OH-＋H2↑ 【思路解析】 只有B項(xiàng)反應(yīng)有元素化合價(jià)的變化。 【答案】 B