化學(xué)魯科版必修1 第2章第3節(jié)　氧化劑和還原劑 學(xué)案（2）

1、.庖丁巧解牛知識(shí)·巧學(xué)·升華 一、氧化復(fù)原反響 1元素化合價(jià)在化學(xué)反響中的變化 1氧化復(fù)原反響的概念：反響中有元素化合價(jià)變化的反響叫做氧化復(fù)原反響。所有元素的化合價(jià)都沒(méi)有發(fā)生變化的化學(xué)反響叫做非氧化復(fù)原反響。 例如以下兩個(gè)反響，前者是氧化復(fù)原反響，后者不是。 2氧化復(fù)原反響的判斷：根據(jù)反響前后元素的化合價(jià)有無(wú)變化將化學(xué)反響分為兩大類(lèi)氧化復(fù)原反響和非氧化復(fù)原反響 3氧化反響和復(fù)原反響：在氧化復(fù)原反響中，反響物所含元素化合價(jià)升高的反響稱(chēng)為氧化反響，反響物所含元素化合價(jià)降低的反響稱(chēng)為復(fù)原反響。如以下反響中，鐵元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反響；銅元素化合價(jià)降低，發(fā)生復(fù)原反響。 2氧化復(fù)

2、原反響的本質(zhì) 1氧化復(fù)原反響的本質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移包括電子的得失離子反響和偏移。元素化合價(jià)的變化是電子轉(zhuǎn)移的表現(xiàn)形式，是氧化復(fù)原反響的特征。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格斷定氧化復(fù)原反響的常用方法： 特征斷定法：有化合價(jià)變化的反響是氧化復(fù)原反響。 本質(zhì)斷定法：有電子轉(zhuǎn)移的反響是氧化復(fù)原反響。 2氧化復(fù)原反響的表示方法 方法 1雙線橋法用帶箭頭的橋線將反響前后化合價(jià)升高的元素及化合價(jià)降低的元素分別連接起來(lái)，并在橋線上下注明電子得失、化合價(jià)升降等表示氧化復(fù)原反響的方法。如： 得到4e-，化合降低 書(shū)寫(xiě)步驟為： 寫(xiě)出反響方程式，標(biāo)出發(fā)生變化的元素的化合價(jià)。 用帶箭頭的橋線把化合價(jià)升高或降低的元素連接

3、起來(lái)，箭頭指向生成物中的相應(yīng)元素。 在橋線上、下標(biāo)出電子的得失和化合價(jià)的升降。反響中，失去電子總數(shù)等于元素化合價(jià)的升高總數(shù)，得到電子總數(shù)等于元素化合價(jià)的降低總數(shù)。得失電子數(shù)目可以用計(jì)算過(guò)程表示，也可以用計(jì)算結(jié)果表示。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格橋線兩端的元素須是同種元素； 箭尾處是反響物，箭頭處是生成物； 橋線上下得失電子總數(shù)相等。 方法 2單線橋法用帶箭頭的橋線將反響物中得到和失去電子的元素連接起來(lái)，并在橋線上注明電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的表示氧化復(fù)原反響的方法。如： 書(shū)寫(xiě)步驟為： 寫(xiě)出反響方程式，標(biāo)出發(fā)生變化的元素的化合價(jià)。 用帶箭頭的橋線把反響物中化合價(jià)發(fā)生變化的元素連接起來(lái)，箭頭由失電子元素指向得電

4、子元素。 在橋線上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，可以是元素化合價(jià)的升高總數(shù)，也可以是元素化合價(jià)的降低總數(shù)。 規(guī)律總結(jié)： 二、氧化劑和復(fù)原劑 1氧化劑和復(fù)原劑的概念 在氧化復(fù)原反響中，所含元素的化合價(jià)降低的反響物稱(chēng)為氧化劑； 所含元素的化合價(jià)升高的反響物稱(chēng)為復(fù)原劑。 如Cl2和Cu的反響中，Cl元素化合價(jià)降低01，含Cl元素的反響物Cl2是氧化劑，Cu元素化合價(jià)升高0+2，含Cu元素的金屬Cu是復(fù)原劑。Cl2與H2O的反響中，Cl元素的化合價(jià)部分升高0+1、部分降低01，因此Cl2既是復(fù)原劑又是氧化劑。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格氧化劑和復(fù)原劑都是反響物。 2氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物 在氧化復(fù)原反響中，由復(fù)原反響

5、元素的化合價(jià)降低得到的生成物稱(chēng)為復(fù)原產(chǎn)物；由氧化反響元素的化合價(jià)升高得到的生成物稱(chēng)為氧化產(chǎn)物。 3氧化劑和復(fù)原劑的性質(zhì) 氧化劑具有氧化性，反響中被復(fù)原，得到的生成物為復(fù)原產(chǎn)物；復(fù)原劑具有復(fù)原性，反響中被氧化，得到的生成物為氧化產(chǎn)物。如Fe和稀HNO3的反響中，N元素化合價(jià)降低，HNO3是氧化劑，發(fā)生復(fù)原反響，反響中被復(fù)原得到的生成物NO是復(fù)原產(chǎn)物；Fe元素化合價(jià)升高，F(xiàn)e是復(fù)原劑，發(fā)生氧化反響，反響中被氧化，得到的生成物FeNO33是氧化產(chǎn)物?？捎孟率奖硎荆?又如以下反響中，氧化劑和復(fù)原劑、氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物分別是： 要點(diǎn)提示 注意此處空半格氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物都是指生成物，氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物可

6、以是同一種物質(zhì)。 記憶要訣 注意此處空半格氧化反響：失去電子，化合價(jià)升高，被氧化“失高氧；復(fù)原反響：得到電子，化合價(jià)降低，被復(fù)原“得低還。 4氧化劑和復(fù)原劑的判斷 由氧化劑和復(fù)原劑的定義可知，可以根據(jù)物質(zhì)中所含元素的化合價(jià)推測(cè)物質(zhì)是具有氧化性還是復(fù)原性，它們?cè)谘趸瘡?fù)原反響中是作氧化劑還是復(fù)原劑。 假設(shè)物質(zhì)所含元素處于較低價(jià)態(tài)，反響中元素化合價(jià)可以升高，那么物質(zhì)具有復(fù)原性，反響中可作復(fù)原劑，如金屬單質(zhì)Na、Zn、Fe、Cu等、K、H2、O2等。常見(jiàn)的復(fù)原劑還有H2、C、CO等。 假設(shè)物質(zhì)中所含元素處于較高價(jià)態(tài)，反響中元素化合價(jià)可以降低，那么物質(zhì)具有氧化性，反響中可作氧化劑，如活潑非金屬單質(zhì)O2、

7、Cl2等、KnO4、H2O4濃、HO3、Cl3等。 假設(shè)物質(zhì)中所含元素處于中間價(jià)態(tài)，反響中元素化合價(jià)可以升高也可以降低，那么該物質(zhì)既有氧化性又有復(fù)原性，反響中作氧化劑還是復(fù)原劑視詳細(xì)情況而定。 假設(shè)物質(zhì)中所含元素處于最高價(jià)態(tài)，那么該物質(zhì)只有氧化性，假設(shè)物質(zhì)中所含元素處于最低價(jià)態(tài)，那么該物質(zhì)只有復(fù)原性，如I只有復(fù)原性。HNO3中的H和N，H2SO4中S只有氧化性。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格當(dāng)一種物質(zhì)中含有多種元素時(shí)，從不同元素分析物質(zhì)表現(xiàn)的氧化性和復(fù)原性可能不同，如H+1C-1l中H元素處于最高價(jià)，可表現(xiàn)氧化性，一定條件下HCl可作氧化劑，而Cl元素處于最低價(jià)，又可表現(xiàn)復(fù)原性，一定條件下HCl也

8、可作復(fù)原劑。 5氧化性和復(fù)原性強(qiáng)弱比較 1一般情況下，同種元素從低價(jià)態(tài)到高價(jià)態(tài)，氧化性逐漸增強(qiáng)，復(fù)原性減弱。最高價(jià)態(tài)無(wú)復(fù)原性，最低價(jià)態(tài)無(wú)氧化性。 2不同氧化劑與同種復(fù)原劑反響，復(fù)原劑被氧化的價(jià)態(tài)越高，氧化劑的氧化性越強(qiáng)。同價(jià)態(tài)的，根據(jù)反響發(fā)生的條件，反響越容易的，氧化劑氧化性越強(qiáng)。復(fù)原性同理。 3在同一個(gè)氧化復(fù)原反響中，氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物；復(fù)原性：復(fù)原劑復(fù)原產(chǎn)物。 4按金屬活動(dòng)性順序表，位置越靠前的金屬?gòu)?fù)原性越強(qiáng)；陽(yáng)離子氧化性：位置越靠后的金屬陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)Fe3特殊！。 5濃硫酸的氧化性：濃硫酸能氧化許多物質(zhì)，例如：Cu2H2S+6O4濃CuSO4O22H2O，常溫下，鐵、鋁在濃H2S

9、O4中鈍化：外表形成一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻礙反響的進(jìn)一步進(jìn)展。鈍化是有條件的，假如加熱，那么Fe、Al易與濃H2SO4反響。 三、鐵及其化合物的氧化性和復(fù)原性 1鐵的存在形態(tài) 1游離態(tài)：隕鐵 2化合態(tài)：+2價(jià)鐵和+3價(jià)鐵 2鐵的含量：在地殼中含量465%，僅次于氧、硅、鋁。 3鐵的氧化物和氫氧化物 1鐵的氧化物名稱(chēng)氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵俗名鐵紅磁性氧化鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4FeO·2Fe2O3顏色黑色紅棕色黑色穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定鐵的化合價(jià)+2+3+2占1/3+3占2/3 2鐵的氫氧化物名稱(chēng)氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式FeOH2FeOH3顏色白色紅褐色穩(wěn)定性常溫下易被空

10、氣氧化白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色：4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3受熱發(fā)生分解2FeOH3Fe2O3+H2O溶解性不溶于水不溶于水 4“鐵的五顏六色 1銀白色：塊狀鐵； 2白色：FeOH2； 3黑色：FeO、Fe3O4、FeS； 4紅棕色：Fe2O3；紅褐色：FeOH3；紅色：FeSCN2+； 5淺綠色：Fe2+，F(xiàn)eSCN+； 6棕黃色：Fe3+；黃色：FeS2； 7灰黑色：粉狀鐵。 要點(diǎn)提示 注意此處空半格Fe2+、Fe3+可以用OH檢驗(yàn)，假設(shè)溶液中存在Fe2+，滴入堿液后立即生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；假設(shè)溶液中有Fe3+，滴入堿液后，立即生成紅褐色沉淀

11、。 5Fe3+的檢驗(yàn)：化學(xué)上，常用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+的存在。 Fe3+SCNFeSCN2+紅色溶液。 6鐵及其化合物的性質(zhì) 1Fe的復(fù)原性 與非金屬的反響 Fe+SFeS 要點(diǎn)提示 注意此處空半格 Fe與Cl2反響生成+3價(jià)化合物FeCl3，而與S反響時(shí)生成+2價(jià)化合物FeS。 與酸的反響 鐵或鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中外表生成一層致密的氧化物薄膜，阻礙內(nèi)部的鐵繼續(xù)被氧化鐵、鋁的鈍化。鐵與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生置換反響。 總結(jié)歸納 注意此處空半格 稀鹽酸、稀硫酸具有弱氧化性H+的性質(zhì)，硝酸、濃硫酸具有強(qiáng)氧化性中心原子的性質(zhì)。 與鹽溶液的反響 鐵能將金屬活動(dòng)順序表中排在其后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置

12、換出來(lái) 與水蒸氣的反響 要點(diǎn)提示 注意此處空半格Fe與H+、金屬陽(yáng)離子之間發(fā)生置換反響時(shí)生成Fe2+。 2Fe3+的氧化性 Fe3+能氧化大多數(shù)金屬，包括鐵單質(zhì) Fe3+能氧化I和S2等復(fù)原性物質(zhì) 要點(diǎn)提示 注意此處空半格氧化性：Fe3+Cu2+Fe2+，復(fù)原性：S2IFe2+ 3Fe2+既有氧化性，又有復(fù)原性 Fe2+的氧化性 排在鐵前面的金屬能將鐵從其Fe2+的鹽溶液中置換出來(lái)。 Fe2+的復(fù)原性 總結(jié)歸納 注意此處空半格Fe2+的氧化性較弱，只能氧化較活潑金屬。任何反響中，反響物金屬單質(zhì)都是復(fù)原劑。O2、Cl2、HNO3、濃 H2SO4等通常都是氧化劑。 7金屬鐵、氯化鐵、氯化亞鐵之間的

13、互相轉(zhuǎn)化鐵三角： 總結(jié)歸納 注意此處空半格 FeCl2遇強(qiáng)氧化劑表現(xiàn)復(fù)原性，遇強(qiáng)復(fù)原劑表現(xiàn)氧化性。 8鐵元素與人體安康 1人體只吸收 Fe2+，不吸收 Fe3+。 2進(jìn)食時(shí)，服用 Vc有利于鐵元素的吸收。Vc具有復(fù)原性，可將Fe3+復(fù)原為Fe2+。 四、氧化復(fù)原反響概念的演變得氧失氧觀點(diǎn)化合價(jià)升降觀點(diǎn)電子轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)氧化反響得到氧的反響化合價(jià)升高的反響失去電子的反響復(fù)原反響失去氧的反響化合價(jià)降低的反響得到電子的反響氧化復(fù)原的關(guān)系得氧失氧同時(shí)發(fā)生化合價(jià)升降同時(shí)發(fā)生且升降總數(shù)相等得失電子同時(shí)發(fā)生且得失電子總數(shù)相等氧化復(fù)原反響有氧得失的反響有化合價(jià)升降的反響有電子轉(zhuǎn)移的反響 要點(diǎn)提示 注意此處空半格從得

14、氧失氧觀點(diǎn)描繪氧化復(fù)原反響是不完善的，有其局限性；從化合價(jià)升降觀點(diǎn)可以判斷是否為氧化復(fù)原反響外在表現(xiàn)或特征；電子轉(zhuǎn)移是氧化復(fù)原反響的本質(zhì)。 五、常見(jiàn)的氧化劑和復(fù)原劑 1常見(jiàn)的氧化劑 1非金屬單質(zhì)：F2、Cl2、Br2、O2、S等。 2高價(jià)金屬陽(yáng)離子：Cu2+、Ag+、Fe3+等。 3高價(jià)或較高價(jià)含氧化合物：H2SO4濃、MnO2、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。 4某些過(guò)氧化物：Na2O2、H2O2等。 2常見(jiàn)的復(fù)原劑 1活潑或較活潑的金屬：K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等。 2低價(jià)金屬陽(yáng)離子：Fe2+等。 3非金屬陰離子：Cl-、Br-、I-、S2-等。 4較

15、低價(jià)的化合物：CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。 5某些非金屬單質(zhì)：C、H2、Si等。 在含有變價(jià)元素的化合物中，具有中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)單質(zhì)或化合物既可作為氧化劑，又可作為復(fù)原劑，例如：Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等既有氧化性又有復(fù)原性。問(wèn)題·思路·探究 問(wèn)題 1幾種不同的物質(zhì)被氧化或被復(fù)原時(shí)是否有先后順序？ 思路:遵循先強(qiáng)后弱規(guī)律，首先判斷出物質(zhì)氧化性、復(fù)原性的強(qiáng)弱。 探究:一種氧化劑總是優(yōu)先氧化復(fù)原性更強(qiáng)的微粒，一種復(fù)原劑總是優(yōu)先復(fù)原氧化性更強(qiáng)的微粒。如：把Cl2通入含有Br-、I-、S2-的溶液中，依次置換出的是S、I2、Br2，而不

16、是同時(shí)生成這三種物質(zhì)。再如：把Zn參加到含有Cu2+、Ag+的溶液中，首先置換出的是Ag，只有Ag+反響完后，才能置換出單質(zhì)Cu。 問(wèn)題 2同種元素形成的不同物質(zhì)之間發(fā)生氧化復(fù)原時(shí)化合價(jià)有何變化規(guī)律？ 思路:同種元素之間的氧化復(fù)原根據(jù)價(jià)態(tài)向中間靠攏但不穿插的原那么。 探究:價(jià)態(tài)歸中規(guī)律：同種元素的不同價(jià)態(tài)物質(zhì)之間反響，產(chǎn)物中該元素的化合價(jià)為反響物的中間價(jià)態(tài)，如2H2S +SO2=3S+2H2O；2FeCl3+Fe=3FeCl2等。假設(shè)不能完全歸中，那么化合價(jià)的升降不應(yīng)有穿插，如H2SO4+H2S=S+SO2+2H2O ，其中S是H2S被氧化的產(chǎn)物，SO2是H2SO4被復(fù)原得到的產(chǎn)物。典題

17、83;熱題·新題 例1以下反響不屬于氧化復(fù)原反響的是 A3CuS8HNO3稀3CuNO322NO3S4H2O B6KOH3Cl25KClKClO33H2O CBaOH2Na2SO4BaSO42NaOH DFe2O32AlAl2O32Fe 解析：價(jià)態(tài)斷定法判斷一個(gè)反響是不是氧化反響，關(guān)鍵是分析反響前后元素的化合價(jià)有沒(méi)有變化?；瘜W(xué)方程式中，不管有多少種元素，只要能找出其中某一種元素化合價(jià)有變化，這個(gè)反響肯定是氧化復(fù)原反響；反之，所有元素化合價(jià)都沒(méi)有發(fā)生變化的反響，才是非氧化復(fù)原反響。 A選項(xiàng)中S元素由2價(jià)變成了0價(jià)，當(dāng)然也有部分N元素由5價(jià)變成了+2價(jià)；B選項(xiàng)中Cl元素化合價(jià)反響前是0價(jià)

18、，反響后部分變?yōu)?價(jià)，部分變成5價(jià)；D選項(xiàng)中Al元素反響前為0價(jià)，反響后變?yōu)?價(jià)，當(dāng)然Fe元素也由3價(jià)變成了0價(jià)。可見(jiàn)，它們都屬于氧化復(fù)原反響。這樣，無(wú)需再對(duì)C選項(xiàng)作出分析，便知答案。 答案：C 深化升華 注意此處空半格氧化復(fù)原反響的標(biāo)志是反響前后某些元素的化合價(jià)有變化，所以，標(biāo)出化合價(jià)是解題的關(guān)鍵。 例2指出以下反響中的氧化劑和復(fù)原劑，寫(xiě)出發(fā)生氧化反響和復(fù)原反響的元素名稱(chēng)： 12Fe3Cl22FeCl3 22KMnO4K2MnO4MnO2O2 3MgCu2Mg2Cu 42KNO33CSK2S3CO2N2 解析：1Fe是復(fù)原劑，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素發(fā)生氧化反響，Cl元素發(fā)生復(fù)原反響。 2KMnO4既是氧化劑，又是復(fù)原劑；Mn元素發(fā)生復(fù)原反響，O元素發(fā)生氧化反響。 3Mg是復(fù)原劑，Mg元素發(fā)生氧化反響；Cu2是氧化劑，Cu元素發(fā)生復(fù)原