氧化剂和还原剂学案
《氧化剂和还原剂》
教学目标
1、通过化学反应的分析,使学生能从化合价的变化,认识并建立氧化还原反应的概念。通过“锌与硫酸铜溶液反应”的实验探究,初步理解氧化还原反应的本质是电子转移。
2、通过对一些化学反应的“交流·研讨”活动,使学生能从化合价变化和电子转移认识并建立氧化剂、还原剂的概念。初步了解化合价与氧化剂、还原剂关系的一般规律。
3、掌握用化合价的变化或电子转移来判断反应类型是否是氧化还原反应。能用化合价的变化或电子转移来判断氧化剂、还原剂,根据元素的化合价推断物质的性质。
4、通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动,使学生掌握铁及其化合物的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识。
重点、难点
1、认识并建立氧化还原反应的概念,理解氧化还原反应的本质是电子转移,能根据元素的化合价预测物质的性质。
2、使学生掌握铁及其化合物的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识
知识梳理
一、氧化还原反应
练习1、写出下列反应化学方程式,分析反应中各物质所含元素的化合价的变化情况。
①、铜与氧气反应 ②、氧化铜与氢气反应
③、碳酸钙高温分解 ④、铁与硫酸铜溶液反应
⑤、NaCl溶液与AgNO3溶液反应
1、在上述反应中,反应过程中元素化合价有变化的是 ,无变化的是 。因此根据反应过程中元素化合价是否发生变化将化学反应分为两大类。 一类是反应过程中有元素化合价变化的化学反应叫做 ;另一类是反应过程中无元素化合价变化的化学反应叫做 。这也是判断一个反应是否是氧化还原反应的特征。 ..
2、氧化反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价 ( 电子)的反应。在上述5个反应中,发生氧化反应的物质分别是
还原反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价 ( 电子)的反应。在上述5个反应中,发生还原反应的物质分别是
氧化反应和还原反应的关系是:二者是同一个反应中的两个半反应,是一个反应的两个方面。这两个对立的过程相互 而 于一个氧化还原反应之中,总是同时 ,同时 ,没有先后。
说明:
①判断氧化还原反应的依据是反应前后元素化合价的变化。
②只要有一种元素的化合价发生变化,该反应就是氧化还原反应;只有当所有元素的化
合价都不发生变化时,该反应才是非氧化还原反应。
3、在钠与氯气的反应中,钠原子 最外层上的1个电子,化合价 ,被 ,发生 反应;氯原子 得到1个电子,化合价 ,被 ,发生 反应。Na+
和Cl—通过 作用形成氯化钠。因此这个反应的实质是通过 来实现的。
4、在氢气与氯气的反应中,氢原子和氯原子各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,电子对偏向 ,偏离 。因此,氯化合价 ,氯气被 ,氢化合
价 ,氢气被 。这个反应的实质是 。
5、研究表明,所有的氧化还原反应中都存在着 ,因此氧化还原反应的实质是 。 ..
在氧化还原反应中电子的 (化合价 )总数始终相等。电子的转移包括电子的得失和偏移
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
在初中化学,我们学习了根据反应物与生成物的种数、类别对化学反应分类有:
化合反应:A+B=AB
分解反应:AB=A+B
置换反应:A+BC=AC+B 复分解反应:AB+CD=AD+CB
练习2、 请把符合要求的化学反应方程式的编号填入直线上
(1)既属于分解反应又是氧化还原反应的是____ __。
(2)属于化合反应,但不是氧化还原反应的是__ ____。
(3)既属于化合反应,又是氧化还原反应的是____ __。
(4)属于分解反应,但不是氧化还原反应的是____ __。
(5)不属于四种基本反应类型的氧化还原反应的是___ ___。
A.2NaHCO3ΔNa2CO3H2OCO2 B.2NaCl2点燃2NaCl
C.ZnCuSO4ZnSO4Cu D.2KMnO4ΔK2MnO4MnO2O2
E.CaOCO2CaCO3 F.4FeS211O2高温2Fe2O38SO2
练习3、 请在下图中注明各类反应的位置。
①化合反应 ②分解反应
③置换反应 ④复分解反应
⑤氧化还原反应 ⑥非氧化还原反应
(提示:最大的圈表示所有的化学反应)
练习4、下列说法正确的是 ( )
A.氧化反应和还原反应是同时发生的 B.物质所含元素化合价升高的反应是还原反应
C.氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化 D.氧化还原反应的特征是电子转移
练习5、有关氧化还原反应实质的说法中正确的是 ( )
A.是否有元素的电子转移
C.是否有氧元素的参加
三、氧化还原反应的配平方法
氧化还原反应在配平时必须遵循以下规律:
1、质量守恒定律:在化学反应中,反应前后元素原子种类及原子个数保持不变。
2、电子守恒定律:在任何氧化还原反应中,得失电子总数相同,化合价升降总数相同。 ....
配平方法
(1) 方法一:双线桥法――用带箭头的桥线将反应前后化合价升高的元素及化合价降低的元
素分别连接起来,并在桥线上下注明电子得失、化合价升降等表示氧化还原反应的方法。
如:
-2 2
注意:①箭头必须由反应物指向生成物,且两端对准同一种元素。
②在桥线上标明电子的得到或失去,且得到或失去的电子总数必须相同。
③电子转移数以a×be_的形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子数,be_表示每个原子得到或失去的电子数。
(2) 方法二(了解):单线桥法――用带箭头的桥线将反应物中得到和失去电子的元素连接
起来,并在桥线上注明电子转移数目的表示氧化还原反应的方法。
2e-
如:2 == 2NaCl+Br2
注意:①单箭头必须由失电子元素指向得电子元素
②在线桥上不能表明电子的得到或失去 B.是否有元素的化合价的变化 D.是否有原子的重新组合
③电子转移数以a×be_的形式表示,a表示发生氧化反应或还原反应的原子数,be_表示每个原子得到或失去的电子数。
练习6、分析下列氧化还原反应中化合价的变化,并用双线桥法标出电子转移的方向和数
目.
(1) Cu + Cl2 = CuCl2
(2) 2F2 + 2H2O = 4HF + O2
(3) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
(4) 3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl + N2
四、氧化剂和还原剂
Ⅰ、氧化剂
①概念:在氧化还原反应中, 所含元素化合价 ( 电子)的反应物。
②常见的氧化剂: 根据物质中所含元素的化合价,可推测该物质具有氧化性还是还原
性 ,它们在氧化还原反应中可做 剂还是 剂。在化合物HNO3 、浓H24、KMnO4、FeCl3、KClO3、HClO、K22O7、MnO2中,含有最高或较高价态的元素,这些化合物具有 性,可做 剂;另外活泼的非金属单质如:O2 、Cl2、Br2、I2、O3等也是常见的 剂
Ⅱ、还原剂
①概念: 在氧化还原反应中, 所含元素化合价 ( 电子)的反应物。
②常见的还原剂:。在化合物KI、Na2、、、3中,含有最低或较低价态的元素,这些化合物具有 性,可做 剂;另外金属单质在反应中只做 剂;某
些非金属单质如:H2 、C 等也是常见的2、H22、SO2等含有
中间价态的元素,这些化合物既可做 剂又可做 剂。
Ⅲ、氧化产物、还原产物
①氧化产物:还原剂发生 反应后对应的生成物,或元素化合价 (或 电子)以后形成的产物。
②还原产物:氧化剂发生 反应后对应的生成物,或元素化合价 (或 电子)以后形成的产物。
Ⅳ、氧化性、还原性
⑴氧化性: 电子能力;还原性: 电子能力;
⑵与元素化合价的关系
元素处于最高价态:只有 性; 元素处于最低价态:只有 性;
元素处于 价态;既没有氧化性又有还原性。
⑶判断物质的氧化性、还原性相对强弱的依据:
①根据金属活动顺序进行判断。
单质的还原性逐渐 对应阳离子的氧化性逐渐
例如:还原性:
Na
Cu;氧化性:Na+2+(填“”)
②根据非金属活动顺序进行判断。
单质的氧化性逐渐
对应阴离子的还原性逐渐
例如:氧化性:Cl2;还原性:S2--
③根据氧化还原反应判断。
氧化性:氧化剂 氧化产物;还原性:还原剂 还原产物 (填“”)
练习7、根据下列化学方程式
① 2 MnO4-+16H++10Cl=2Mn2++8H2O+5Cl2 ② 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl ③ 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ④ Fe+Cu2+=Fe2++Cu
可推断MnO4-、Fe2+、Cu2+、Fe3+、Cl2的氧化性由强到弱的顺序为
A MnO4->Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
B Fe3+>MnO4->Cl2>Cu2+>Fe2+
C Cl2>MnO4->Fe3+>Cu2+>Fe2+
D Cu2+>Cl2>MnO4->Fe3+>Fe2+
练习8、氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化
还原反应的是 ( )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮 C. 食物腐败 D.点制豆腐
练习9、下列反应中氯元素被氧化的是 ( )
A.5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3 B.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
C.MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑ D.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
五:探究铁及其化合物的氧化性和还原性
1、铁元素在地壳中的含量仅次于 、 、 。它在自然界中的存在
既有 又有 。铁的化合物很多,在自然界中主要以矿石的形式存在,如黄铁矿( )、赤铁矿( )、磁铁矿( )(填主要成分的化学式)。铁的氧化物有 ,其中,俗称“铁红”的是 。铁盐有 和 的盐(填离子符号)。铁的氢氧化物有氢氧化亚铁和氢氧化铁。
2、用硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成 沉淀,生成的 在
空气中发生变化的现象为 ,有关反应的化学方程式为: 、 。下表为氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较,试填写有关内容。
3、铁及其化合物的氧化性和还原性: 含铁物质的三种价态是 , , ,这些物质在一定条件下可通过 反应相互转化。从价态看,单质Fe只体现 性,Fe3+只体现 性,Fe2+既体现 性,又体现 性。
(1)Fe → Fe2+ 或Fe3+
(Fe做 剂)
① Fe与Cl2、O2等反应(写出化学方程式,并注明现象)
与Cl2 反应:; 与O2 反应:__________________ ____ _________;
②与稀盐酸、稀硫酸等反应:_______________________________(写离子方程式);
③与某些盐溶液(CuSO4)反应:________________________ ______(写离子方程式)。
(2)Fe ← Fe2+ → Fe3+(写离子方程式并注意溶液颜色的变化)
①FeCl2溶液与Zn反应: ,FeCl2做 剂;
②FeCl2溶液与Cl2反应:____________________ ___________,FeCl2做 剂;
(3)Fe3+ → Fe2+
(写离子方程式并注意溶液颜色的变化)(FeCl3做 剂)
①FeCl3溶液与Fe反应: ,
②FeCl3溶液与Cu反应:__________________ __ ___________,
Fe2+溶液__________色,Fe3+溶液__________色,Cu2+溶液__________色
(4)铁三角关系:
Fe2+ Fe 3+
请在上述转化关系中,填入适当的氧化剂和还原剂完成三者之间的转化。
4、可以用 溶液来检验Fe3+的存在:反应的离子方程式为____________ ________,证明Fe3+存在的现象是 。
5、铁元素是生物体中含量最高的生命必需的 元素,人体只吸收 离子(填Fe2+
或Fe3+),由于维生素C具有 性,可以将Fe3+ 成 ,而有利于铁元素的吸收。 离子使血红蛋白分子具有载氧功能,如果血红蛋白分子中的 离
子被 成 离子,这种血红蛋白分子就会丧失载氧能力,使人体出现 症状,如果人体缺铁,就会出现 症状。
判断题(判断下列说法是否正确,正确的在题后括号中画“√”,错误的画“×”)
1、氧化还原反应的实质是元素的化合价发生了改变. ( )
2、金属单质在化学反应中总做还原剂. ( )
3、失电子的反应是氧化反应,失电子的物质是氧化剂. ( )
4、在氧化还原反应中,氧化剂、还原剂得失电子的总数相等. ( )
5、在氧化还原反应中,被氧化的是氧化剂,被还原的是还原剂. ( )
6、任何一种元素由化合态变为游离态时的反应都是发生氧化反应. ( )
7、分解反应一定是氧化还原反应. ( )
8、某元素X的原子失去两个电子给Y原子,形成化合物XY,所以X是氧化剂。( )
9、任何一种元素由化合态变成游离态时的反应都是氧化还原反应. ( )
10、在氯气和氢氧化钠溶液的反应中,反应前后只有氯元素的化合价有变化,其他元素的化
合价均无变化。( )
11、凡是含有易被氧化的元素,一定是还原剂. ( )
12、金属单质在化学反应中,因为失电子,所以常作还原剂. ( )