初中氧化還原反應(yīng)課件

初中氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)是化學(xué)中的重要反應(yīng)類型。它是物質(zhì)間電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。本課件將帶領(lǐng)大家了解氧化還原反應(yīng)的基本概念、反應(yīng)類型和判斷方法。什么是氧化還原反應(yīng)?電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)的核心是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。在一個(gè)反應(yīng)中，一個(gè)物質(zhì)失去電子，另一個(gè)物質(zhì)得到電子，從而發(fā)生化學(xué)變化。例如，鐵在空氣中生銹的過(guò)程就是氧化還原反應(yīng)。鐵原子失去電子，被氧化成鐵離子，同時(shí)氧氣得到電子，被還原成氧化物。氧化反應(yīng)的特點(diǎn)11.失電子物質(zhì)失去電子，化合價(jià)升高。22.與氧氣反應(yīng)許多氧化反應(yīng)涉及與氧氣反應(yīng)，如燃燒。33.化合價(jià)升高反應(yīng)物中元素的化合價(jià)升高，生成氧化物。44.放熱大多數(shù)氧化反應(yīng)放出熱量，有時(shí)伴隨發(fā)光現(xiàn)象。還原反應(yīng)的特點(diǎn)電子獲得還原反應(yīng)中，物質(zhì)得到電子，其氧化數(shù)降低。氧化劑參與還原反應(yīng)需要氧化劑提供電子，氧化劑自身被還原。性質(zhì)變化還原反應(yīng)通常伴隨著物質(zhì)性質(zhì)的變化，例如顏色、氣味或狀態(tài)。氧化劑和還原劑的定義氧化劑氧化劑是指在氧化還原反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)。還原劑還原劑是指在氧化還原反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)。反應(yīng)過(guò)程氧化劑得到電子，被還原，氧化數(shù)降低；還原劑失去電子，被氧化，氧化數(shù)升高。氧化還原反應(yīng)的表示法化學(xué)方程式用化學(xué)式表示氧化還原反應(yīng)，可以清楚地體現(xiàn)反應(yīng)物和生成物之間的關(guān)系，并能直觀地展示電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。電子轉(zhuǎn)移方程式用電子轉(zhuǎn)移的方式表示氧化還原反應(yīng)，可以更直觀地反映反應(yīng)中電子得失的情況，有利于理解反應(yīng)的本質(zhì)。氧化數(shù)變化法通過(guò)判斷反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)變化來(lái)判斷是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并能確定氧化劑和還原劑。氧化數(shù)的計(jì)算規(guī)則氧化數(shù)是化學(xué)反應(yīng)中元素原子得失電子的數(shù)量。它反映了原子在化合物中得失電子程度。1單質(zhì)氧化數(shù)為0，比如氧氣(O2)中的氧元素。2離子氧化數(shù)等于其電荷數(shù)，比如鈉離子(Na+)的氧化數(shù)為+1。3化合物元素氧化數(shù)的代數(shù)和等于0，比如水(H2O)中的氧元素氧化數(shù)為-2。4特殊一些元素的氧化數(shù)有特殊規(guī)定，比如氫元素在金屬氫化物中為-1，比如在NaH中，氫的氧化數(shù)為-1。判斷氧化還原反應(yīng)的方法電子轉(zhuǎn)移法觀察反應(yīng)前后元素的化合價(jià)變化，判斷是否有電子轉(zhuǎn)移，如果有，則是氧化還原反應(yīng)。氧化劑和還原劑法判斷反應(yīng)物中是否存在氧化劑和還原劑，如果有，則是氧化還原反應(yīng)。氧化數(shù)變化法觀察反應(yīng)前后元素的氧化數(shù)變化，如果有變化，則是氧化還原反應(yīng)。氧化電勢(shì)序列及其意義氧化電勢(shì)序列是指在標(biāo)準(zhǔn)條件下，各種物質(zhì)得電子的能力強(qiáng)弱順序意義可以預(yù)測(cè)氧化還原反應(yīng)的方向和趨勢(shì)，幫助判斷反應(yīng)能否進(jìn)行氧化電勢(shì)越正，得電子的能力越強(qiáng)，該物質(zhì)越容易被還原氧化電勢(shì)越負(fù)，失電子的能力越強(qiáng)，該物質(zhì)越容易被氧化活動(dòng)系列與離子反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序金屬活動(dòng)性順序表展示了金屬活潑程度排序，能夠幫助我們判斷金屬與酸、水以及其他物質(zhì)的反應(yīng)情況。金屬與水反應(yīng)金屬與水反應(yīng)是典型的離子反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程涉及金屬離子的生成以及氫氣的釋放，例如鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉和氫氣。金屬與酸反應(yīng)活動(dòng)性強(qiáng)的金屬才能與酸發(fā)生反應(yīng)，生成鹽和氫氣，例如鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣。金屬置換反應(yīng)活動(dòng)性強(qiáng)的金屬可以置換活動(dòng)性弱的金屬，例如銅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀。金屬與酸的反應(yīng)1反應(yīng)條件大多數(shù)金屬能與酸反應(yīng)，但反應(yīng)條件不同。有些金屬與酸反應(yīng)需要加熱，如鐵與稀硫酸反應(yīng)；有些金屬則在常溫下就能與酸反應(yīng)，如鋅與稀硫酸反應(yīng)。2反應(yīng)產(chǎn)物金屬與酸反應(yīng)生成鹽和氫氣。如鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣。3反應(yīng)類型金屬與酸反應(yīng)是置換反應(yīng)，金屬原子失去電子被氧化，氫離子得到電子被還原。金屬與水的反應(yīng)1金屬與冷水反應(yīng)一些活性較強(qiáng)的金屬，如鈉、鉀等，能與冷水發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成氫氣和金屬氫氧化物。2金屬與熱水反應(yīng)鎂、鋁等金屬能與熱水發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣和金屬氧化物。3金屬與水蒸氣反應(yīng)鐵、鋅等金屬在高溫條件下能與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成氫氣和金屬氧化物。金屬與水的反應(yīng)取決于金屬的活潑性。活性較強(qiáng)的金屬能與冷水反應(yīng)，活性較弱的金屬則需要加熱或高溫才能與水反應(yīng)。反應(yīng)的產(chǎn)物通常是氫氣和金屬氧化物或金屬氫氧化物。金屬與氧氣的反應(yīng)1氧化反應(yīng)金屬原子失去電子，形成金屬陽(yáng)離子2氧氣獲得電子氧原子得到電子，形成氧化物陰離子3生成金屬氧化物金屬陽(yáng)離子和氧化物陰離子結(jié)合形成金屬氧化物大多數(shù)金屬在常溫下會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成氧化物。反應(yīng)速度因金屬的活潑性而異。活潑金屬，如鈉和鉀，與氧氣反應(yīng)劇烈，甚至?xí)l(fā)生燃燒。不活潑金屬，如金和鉑，則不易與氧氣反應(yīng)。金屬與鹵素的反應(yīng)1反應(yīng)條件需要加熱或點(diǎn)燃2反應(yīng)產(chǎn)物生成金屬鹵化物3反應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生光和熱金屬與鹵素反應(yīng)生成金屬鹵化物，反應(yīng)一般比較劇烈，甚至?xí)l(fā)生燃燒。如鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉，鎂與溴反應(yīng)生成溴化鎂。強(qiáng)氧化劑與還原劑的反應(yīng)1反應(yīng)劇烈強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑的反應(yīng)通常十分劇烈，甚至?xí)l(fā)生爆炸。2生成新物質(zhì)反應(yīng)過(guò)程中，氧化劑和還原劑會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，生成新的物質(zhì)。3應(yīng)用廣泛這類反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。氧化還原反應(yīng)在生活中的應(yīng)用11.燃燒燃燒是氧化還原反應(yīng),釋放能量，為人類提供熱量和動(dòng)力。例如，燃料的燃燒，產(chǎn)生熱量，為人類提供能量。22.金屬腐蝕金屬腐蝕是金屬與周圍環(huán)境發(fā)生氧化還原反應(yīng)，造成金屬表面破壞，導(dǎo)致金屬制品失效，損失資源。33.電池電池利用氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為電子設(shè)備供電。44.光合作用植物的光合作用是重要的氧化還原反應(yīng)，利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物和氧氣。燃燒反應(yīng)的本質(zhì)是氧化反應(yīng)燃燒是一種常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生在可燃物與氧化劑之間。燃燒過(guò)程中，可燃物快速氧化，釋放大量熱量和光能，形成火焰?？諝庵械难鯕馐浅Ｒ?jiàn)的氧化劑，參與大多數(shù)燃燒反應(yīng)。生銹是金屬的氧化反應(yīng)鐵在潮濕的空氣中與氧氣和水反應(yīng)，形成氧化鐵，也就是我們常見(jiàn)的鐵銹。鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì)，不能阻止金屬繼續(xù)被氧化。食物腐爛也是氧化反應(yīng)氧氣作用空氣中的氧氣與食物中的有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致食物腐爛。食物變質(zhì)，顏色、氣味、口感發(fā)生變化。微生物影響微生物分解食物中的有機(jī)物，產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物，加速腐爛過(guò)程。腐敗變質(zhì)食物腐爛會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，如細(xì)菌毒素，食用后可能導(dǎo)致食物中毒，對(duì)人體健康造成危害。電池的工作原理是氧化還原反應(yīng)正負(fù)極反應(yīng)電池內(nèi)部存在正負(fù)極，分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，產(chǎn)生電流。電子流動(dòng)電子從負(fù)極（氧化反應(yīng)發(fā)生的地方）流向正極（還原反應(yīng)發(fā)生的地方）。化學(xué)能轉(zhuǎn)化電池通過(guò)氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為電子設(shè)備提供能量。光合作用中的氧化還原反應(yīng)碳的氧化二氧化碳中的碳元素從+4價(jià)被還原為0價(jià)的碳水化合物。水的氧化水中的氧元素從-2價(jià)被氧化為0價(jià)的氧氣。呼吸作用中的氧化還原反應(yīng)氧化過(guò)程呼吸作用中，葡萄糖被氧化為二氧化碳，釋放能量。氧氣作為氧化劑，從葡萄糖中奪取電子，自身被還原為水。還原過(guò)程電子被傳遞到電子傳遞鏈，最終與氧氣結(jié)合形成水。同時(shí)，能量被儲(chǔ)存在ATP中，供生命活動(dòng)使用。金屬礦石冶煉是氧化還原反應(yīng)1還原劑金屬礦石冶煉通常使用碳、氫氣或一氧化碳作為還原劑。2高溫冶煉過(guò)程需要高溫環(huán)境，才能使金屬離子從礦石中還原出來(lái)。3反應(yīng)原理還原劑與金屬氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成金屬單質(zhì)和還原劑的氧化物。4實(shí)例例如，利用焦炭還原赤鐵礦（Fe2O3）冶煉鐵：2Fe2O3+3C→4Fe+3CO2鐵銹的清除和防治化學(xué)方法使用酸性溶液，如鹽酸或磷酸，可以溶解鐵銹。還可以使用一些化學(xué)物質(zhì)，如草酸或檸檬酸，來(lái)清除鐵銹。機(jī)械方法用砂紙、鋼絲刷或其他工具去除鐵銹。這種方法適用于面積較小的鐵銹。涂油漆在鐵制品表面涂上油漆或其他防銹涂料，可以隔絕空氣和水分，防止鐵銹生成。電鍍?cè)阼F制品表面電鍍一層金屬，如鋅或鉻，可以形成保護(hù)層，防止鐵銹生成。儲(chǔ)存食物的氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)食物中的有機(jī)物容易被空氣中的氧氣氧化，發(fā)生腐敗變質(zhì)。氧化反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致食物變色、變質(zhì)，失去營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。還原反應(yīng)通過(guò)真空包裝、充氮?dú)獾确椒ǎ梢詼p少氧氣的接觸，減緩氧化反應(yīng)速度。還可以使用抗氧化劑，如維生素C，來(lái)抑制食物的氧化?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中的氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作許多化學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及氧化還原反應(yīng)，例如金屬與酸反應(yīng)，金屬與鹽溶液反應(yīng)等。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象通過(guò)觀察反應(yīng)前后溶液顏色、氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象，可以判斷是否發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。分析結(jié)果通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以判斷反應(yīng)物和生成物的氧化數(shù)變化，從而確定氧化劑和還原劑。動(dòng)手實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生可以更直觀地理解氧化還原反應(yīng)的概念，并培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。日常生活中的其他氧化還原反應(yīng)漂白漂白劑中的次氯酸鈉可以氧化有色物質(zhì)，使其褪色。消毒雙氧水可以氧化細(xì)菌，從而起到消毒作用。電池電池內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃燒燃燒是可燃物與氧化劑發(fā)生快速氧化反應(yīng)，放出熱量和光?？偨Y(jié):氧化還原反應(yīng)在生活中的重要性電池電池的工作原理是氧化還原反應(yīng)。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋放能量，轉(zhuǎn)化為電能。食物腐爛食物腐爛也是氧化反應(yīng)，導(dǎo)致食物變質(zhì)。燃燒燃燒反應(yīng)的本質(zhì)是氧化反應(yīng)，產(chǎn)生熱量和光。金屬生銹金屬與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化物，即生銹。綜合練習(xí)題本部分提供一些綜合性的練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固對(duì)氧化還原反應(yīng)的理解。練習(xí)題涵蓋了各種類型的氧化還原反應(yīng)，包括金屬與酸、水、氧氣的反應(yīng)，以及強(qiáng)氧