高一化学氧化还原反应2人教版知识精讲.docx
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高一化学氧化还原反应2人教版知识精讲
2019-2020年高一化学氧化还原反应
(2)人教版知识精讲
【同步教育信息】
一.本周教学内容:
氧化还原反应
(2)
二.教学目标:
1.了解氧化剂和还原剂,运用对立统一等辩证唯物主义观点认识氧化还原反应的有关概念。
2.了解氧化还原反应的有关概念。
3.简单介绍氧化还原反应的一些规律。
三.教学重点、难点:
了解氧化剂和还原剂,运用对立统一等辩证唯物主义观点认识氧化还原反应的有关概念。
四.知识内容:
1.氧化还原反应的有关概念
(1)氧化与还原:
失去电子(或电子对偏离)的变化称为氧化;得到电子(或电子对偏向)的变化称为还原。
(2)氧化剂与还原剂:
在化学反应中,得到电子(或电子对偏向)的物质称为氧化剂;失去电子(或电子对偏离)的变化称为还原剂。
(3)氧化性与还原性:
氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。
(4)氧化产物与还原产物:
还原剂在反应中失去电子后被氧化形成的生成物称为氧化产物;
氧化剂在反应中得到电子后被还原形成的生成物称为还原产物;
概念之间的关系为:
e-
氧化剂-反应物-还原剂
电子的接受体电子的给予体
↓具有↓具有
氧化性-表现性质-还原性
↓价降↓价升
被还原-变化过程-被氧化
↓发生↓发生
还原反应-反应类型-氧化反应
↓生成↓生成
还原产物-生成物-氧化产物
2.氧化还原反应的基本规律及应用
(1)守恒律:
化合价有升必有降,电子有得必有失。
对于一个完整氧化还原反应,化合价升高得总数与降低的总数相等。
应用:
有关氧化还原反应的计算及配平。
(2)价态律:
元素处于最高价,只有氧化性;
元素处于最低价,只有还原性;
元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要呈现一种性质。
物质若含有多种元素,其性质是这些元素的综合体现。
应用:
判断元素或物质氧化性或还原性的有无。
(3)强弱律:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
应用:
在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。
也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
(4)转化律:
氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最容易;
同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;
同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
应用:
分析判断氧化还原反应能否发生。
(5)难易律:
越易失电子的物质,失去后就越难得电子,
越易得电子的物质,得到后就越难失电子,
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强得优先发生反应;同理,一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时,氧化性最强得优先发生反应。
应用:
判断物质的稳定性及反应顺序。
3.学习氧化还原反应的意义
【典型例题】
[例1]下面有关氧化还原得叙述正确的是()
A.金属单质在反应中只能作还原剂
B.非金属单质在反应中只能作氧化剂
C.金属原子失去电子越多,其还原性越强
D.Cu2+比Fe2+氧化性强,Fe比Cu还原性强
分析:
氧化剂的得电子能力越强,氧化性越强,不要误认为得电子越多,氧化性越强。
C错。
所有的金属单质都不能再得电子了,只有还原性。
A正确。
而非金属单质除了负价外,还会有正价,如:
S元素有-2价、还有+4、+6价。
B错。
金属阳离子大体上其氧化性越强,对应的金属单质的还原性和金属活动性越弱。
D正确。
答案:
A、D.
点评:
由广义氧化还原认识氧化还原反应是高中化学的重点。
[例2]某强氧化剂XO(OH)2+被亚硫酸钠(Na2SO4)还原到较低价态,如果还原24个XO(OH)2+离子,需要用含60个SO32-离子得溶液,那么X元素的最终价态为。
分析:
亚硫酸钠作还原剂时,只能由SO32-转化为SO42-,每个SO32-应失去2个电子,60个SO32-就会失去120个电子,而对于24个XO(OH)2+离子来说,正好应得120个电子,因此设每个XO(OH)2+离子在反应中应得n个电子,
24n=60×2,得n=5
由于X元素在XO(OH)2+中显示+5价,所以当每个离子得5个电子而降低5价时,应使X元素得最终价态为0价。
点评:
类似确定元素得化合价、确定物质得化学式等问题,应抓住但是电子相等得守恒律。
【模拟试题】
1.具有还原性的离子是()
A.MnO4-B.NO3-C.Cl-D.Fe3+
2.氢化钙可作为生氢剂,反应方程式为:
,其中水的作用是()
A.溶剂B.还原剂
C.氧化剂D.既作还原剂,又作氧化剂
3.盐酸的性质是()
A.有酸性,没有氧化性和还原性
B.有酸性和氧化性,没有还原性
C.有酸性的还原性,没有氧化性
D.有氧化性和还原性,没有酸性
4.已知在某温度时发生如下3个反应:
①C+CO2=2CO
②C+H2O=CO+H2
③CO+H2O=CO2+H2
由此可判断,在该温度下,C、CO、H2的还原性强弱的顺序是()
A.CO>C>HB.C>CO>H2
C.C>H2>COD.CO>H2>C
5.下列叙述中,不正确的是()
A.含有非金属元素的离子一定是阴离子
B.化合反应不一定都属于非氧化还原反应
C.复分解反应一定都属于非氧化还原反应
D.有单质生成的反应一定是氧化还原反应
6.亚硝酸(HNO2)既可作氧化剂又可作还原剂,当它在反应中作氧化剂时,垦可能生成的产物是()
A.N2B.N2O3C.NH3D.NO2
7.下列叙述中正确的是()
A.含氧酸能起氧化作用,无氧酸则不能
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.失电子难的原子获得电子的能力一定强
D.由X变为X2+的化学反应失氧化反应
8.在下列三个反应中:
①H2O2+H2S=2H2O+S↓
②2H2O2=2H2O+O2↑
③H2O2+Cl2=2HCl+O2↑
过氧化氢所起的作用是()
A.起相同的作用B.起不同的作用
C.只起氧化剂作用D.只起还原剂的作用
9.R2O8n-离子在一定条件下可以把Mn2+离子氧化为MnO4-,若反应后R2O8n-离子变为RO42-离子,又知反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为5∶2,则n的值是()
A.1B.2C.3D.4
10.在K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O的反应中,是氧化剂,是还原剂;元素被氧化,元素被还原;物质是氧化产物,物质是还原产物;电子转移总数为。
11.智利硝石矿层中含有碘酸钠,可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘,其化学方程式为:
2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O
(1)反应中元素被氧化,是氧化剂。
(2)用短线标出电子转移方向和总数。
(3)反应产物中,所得氧化产物与还原产物质量之比为。
【试题答案】
1.C2.C3.DC4.B
5.A6.AC7.CD8.B9.B
10.K2Cr2O7、HCl、Cl、Cr、Cl2、CrCl3、6
11.
(1)S、IO3-
(2)10e-
2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O
(3)322∶127
2019-2020年高一化学氧族元素一人教版必修加选修
一、氧族元素O、S、Se、Te、Po
问题:
1.指出氧族元素在周期表中的位置;其核电荷数、电子层数、原子半径是怎样变化的?
2.用R表示氧族元素,则氧族元素的氢化物分子式为_H2R_,电子式为________,最高价氧化物的分子式为__H2RO4__。
3.推测氧族元素氢化物的稳定性变化规律是什么;最高价氧化物的水化物的酸性递变规律是什么?
氧族元素的主要化合价有哪些?
4.根据上述推测,看书P122表6-1,证实你的结论,并回答:
(1)从上到下,氧族元素单质熔点、密度变化规律。
(2)在氧族单质中,跟氢气化合最为容易的是_O2_,不能跟氢气直接化合的是_Te_,非导体的是_O2、S_,半导体是__Se__,_Te_虽然在分类上属于非金属,但能够导电,属于导体。
(3)氧族元素与同周期卤素相比,非金属性__小于__,这是因为__同周期从左到右金属性减弱、非金属性增强;氧族半径大,核对外层电子的作用力减弱__。
如:
非金属性S__<__Cl,举三例说明。
①与H2化合的难易
②氢化物的稳定性
③与Fe、Cu反应产物价态
④最高价氧化物水化物酸性
5.①已知H2O呈中性,H2S呈弱酸性。
试结合氢卤酸的酸性变化规律推测H2Se水溶液的酸性强弱。
∵非金属性O>S>Se
∴氢化物水溶液酸性H2O ②推测H2S、H2Se、H2Te的还原性强弱。 H2S 1.原子结构: 相同点: 价电子数6 ……化学性质相似,能得2,具氧化性。 不同点: 电子层数递增,原子半径递增 ……核对最外层电子的引力递减,结合电子能力递减,氧化性递减。 2.卤族元素和氧族元素的比较 思考: 如何判断元素非金属性的强弱? (1)化学性质: 相同点: A都是非金属元素族。 B具有非金属的通性。 ①能与H2化合――气态氢化物 Cl2+H2=2HCl O2+2H2=2H2O S+H2=H2S ②能与金属反应――无氧酸盐 2Na+Cl2=2NaCl 2Na+O2=Na2O2 Fe+S=FeS S+2Cu=Cu2S ③最高价氧化物水化物――酸 Cl――HClO4 S――H2SO4 不同点: ①与同一金属反应,卤族>氧族 ②气态氢化物生成的难易及稳定性,卤族>氧族 ③最高价氧化物对应水化物酸性,卤族>氧族 ④卤族能从氧族化合物中置换出单质: Cl2+H2S=S↓+2HCl 二、臭氧 1.物理性质 特殊臭味的淡蓝色气体,ρ>ρ(空气),比氧气易溶于水;液态――深蓝色,固态――紫黑色(极不稳定s、l,炸) 2.同素异形体: 同种元素形成的几种性质不同的单质。 注: 与同位素区别 Ⅰ范围: 单质间互称――同素异形体 原子间互称――同位素 Ⅱ性质: 同素异形体不同;同位素相似 问题: (1)试举几例同素异形体 金刚石、石墨;白磷、红磷(H2O和D2O呢) (2)硫蒸气中含有S2、S4、S6、S8等多种成分,若已分离出相同状态下等质量的S2和S4两种气体,与足量的氧气反应时,得到的二氧化硫气体(C) A前者多B后者多C相等D无法确定 3.化学性质 ①极强的氧化性 Ag、Hg等金属在空气或氧气中不易被氧化,但可以被臭氧氧化; O3能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,O3+2KI+H2O=I2+2KOH+O2 ②不稳定性: 2O3=3O2(升温分解加快) ③用途: 漂白、消毒 思考: ①臭氧做漂白剂、消毒剂的原理是什么? 它与氯水相比有何优点? 原理: 强氧化性;作用后变O2无污染 ②O2与O3相混合后是纯净物,还是混合物? 4.实验室制法: 3O22O3 臭氧的利弊 空气中微量臭氧能刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快和振奋之感。 但若空气中臭氧含量超过10-5%时,就会对人体、动植物造成危害。 故高压电机房和复印机房工作时要注意通风。 臭氧层与“臭氧空洞” 阳光不受任何阻挡直接照到地球上,地球上一切生命的产生都将不可能。 太阳光要辐射各种紫外线,长波紫外线(UVA)、中波紫外线(UVB)、短波紫外线(UVC)其中短波紫外线对生物的杀伤能力最大,中波和长波紫外线只有很微弱的杀伤力。 辐射占总发射量5%,但可毁灭一切生命。 臭氧层离地20km~25km,臭氧占大气1%。 1985年,英国南极探测局公布臭氧空洞这一消息,面积与美国领土一样大。 两类物质: 氟利昂和溴氟烷,具有良好的物理――化学性质,对人体无害。 制冷剂、喷雾剂、发泡剂、清洁剂。 几十年前,美国杜邦公司发明了它,被称为“本世纪最大的发现”。 练习: 1.关于氧族元素的氢化物,下列说法不正确的是(B) A都有还原性 B其水溶液在空气中都可以被氧化 C除了H2O外,其它氧族元素的氢化物的水溶液都显酸性 D在一定条件下,都可以发生分解反应 2.下列各性质比较中,正确的是(C) A硫的原子半径比氧大,比氯小BCl-的氧化性比S2-强 CH2S的还原性比HI、HBr强DH2S的还原性比H2Se强 3.0.1mol某单质跟足量的硫充分反应,质量增加1.6g,则组成这种单质的元素是(BD) A铁B铜C铝D钾 解析: n(S)==0.05mol∴n(单质)∶n(S)=2∶1 三、过氧化氢 1.分子结构: HOOH 2.物理性质 无色粘稠液体,双氧水,市售30%,医用3% 3.化学性质 思考: 分析H2O2中元素化合价,推测其可能的化学性质,并预计其稳定吗? H2O2中,既有氧化性,又有还原性,极弱的酸性 ①不稳定――既表现氧化性又表现还原性 2H2O22H2O+O2↑ 应用: 实验室制O2(固+液→气),杀菌消毒、漂白剂 保存: 棕色瓶、阴凉处 ②强氧化性 H2O2+H2S=S↓+2H2O H2O2+Na2SO3=Na2SO4+H2O H2O2+SO2=H2SO4 ③还原性 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O ④极弱酸性 极其微弱电离: H2O2H++HO2- 思考: 1.MnO2分别跟KClO3、浓盐酸、H2O2的反应中,分别起什么作用? 2. (1)向含有酚酞的NaOH溶液中滴加双氧水,溶液褪色,原因是什么? (2)KMnO4中加入H2O2后,紫红色褪色,原因是什么? (3)久置的油画,白色部位(PbSO4)常会变黑(PbS),用双氧水擦拭后又恢复原貌,显示双氧水的什么性质,写出相应反应方程式。 氧化性(漂白性);PbS+4H2O2=PbSO4↓+4H2O 3.(xx•广东)针对以下A~D个涉及H2O2的反应(未配平),填写空白: A.Na2O2+HCl――H2O2+NaCl B.Ag2O+H2O2——Ag+O2+H2O C.H2O2——H2O+O2 D.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH――K2CrO4+K2SO4+H2O (1)H2O2只体现氧化性的反应是(填代号)___D____。 (2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应式是(填代号)___C____。 (3)H2O2体现弱酸性的反应是(填代号)__A___,其理由为: 可看作强酸制得弱酸反应。 分析: H2O2中的氧为-l价,既可升价又可降价,它在A、B、C、D4个反应中表现不一。 A中它是生成物且这是一个非氧化还原反应;B中H2O2→O2,氧由一l价至0价,表现了还原性;C中H2O2既是氧化剂又是还原剂;只有D中H2O2→H2O,氧由-1价降至-2价,表现了氧化性。 在A反应中,由强酸HCl与Na2O2反应而制得H2O2,可以看作强酸制得弱酸,因此体现了H2O2的弱酸性. 4.将氯气用导管通入较浓的氢氧化钠和双氧水的混合液中,在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现。 这是因为通气后混合液中产生的次氯酸根被双氧水还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通的氧分子,将多余的能量以红光放出。 写出次氯酸根与双氧水反应的离子方程式。 ClO-+H2O2=Cl-+H2O+O2↑ 硫化氢 一、物理性质 无色、臭鸡蛋气味气体,剧毒,能溶于水1∶2.6 二、化学性质 1.弱酸性 H2SH++HS- H2S+2NaOH=Na2S+2H2O 想一想: ①向氢硫酸中滴入石蕊试液,溶液有何变化? ②加热该溶液,红色褪色,原因是什么? (H2S挥发性、分解) 2.不稳定性 H2SH2+S 3.可燃性 完全燃烧: 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 不完全燃烧: 2H2S+O2=2S+2H2O 思考: 氢硫酸为什么需要随用随配? 空气中被O2氧化 4.强还原性 H2S+Cl2=2HCl+S↓ 2H2S+SO2=2H2O+3S↓ H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O 三、制法 FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ 注: ①剧毒,尾气处理: (NaOH、CuSO4) ②收集: 向上排空气、排饱和NaHS溶液 ③检验: Ⅰ紫色石蕊试纸变红 Ⅱ湿润的醋酸铅试纸变黑 Pb(CH3COO)2+H2S=PbS↓+2CH3COOH 练习: 1.取一定量的铁粉和硫粉混合物,隔绝空气加热充分反应后冷却,再加入足量稀盐酸,标准状况下生成气体2.24L,下列说法正确的是(AC) A.原混合物中可能含有3.2g硫粉 B.原混合物的质量不可能大于8.8g C.原混合物中一定含有5.6g铁粉 D.2.24L气体的质量可能大于3.4g 解析: Fe+S=FeS FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑ 知: n(气体)=n(Fe)∴n(Fe)=0.1mol 若Fe、S恰好反应,则m(Fe)=5.6g,m(S)=3.2g――(8.8g来源) 2.工业上从含硒废料中提取硒的方法之一是: 用硫酸和硝酸处理废料,获得亚硝酸和少量硒酸,再与盐酸共热,硒酸被转化为亚硒酸(2HCl+H2SeO4=H2SeO3+Cl2↑+H2O)通入SO2于亚硒酸溶液中,有单质硒析出。 据此,下列说法正确的是(B) A.H2SeO4氧化性弱于Cl2 B.亚硒酸氧化性强于H2SO3 C.SeO2还原性强于SO2 D.析出1molSe,需H2SeO3、SO2、H2O各1mol 解析: H2SeO3+2SO2+H2O=Se+2H2SO4 3.将70mLH2S和90mLO2混合,使其在一定条件下充分反应,恰好反应后,生成SO2多少毫升? 解析: 2H2S+3O2=2SO2+2H2O① 2H2S+O2=2S+2H2O② << ∵O守恒70mLH2O――70mLH2S生成,H守恒,耗O70 余O=2×90mL-70mL=110mL(在SO2中) ∴V(SO2)=110/2=55mL 4.将8.8gFeS固体置于200mL2.0mol/L的盐酸中,以制备H2S气体。 反应完全后,若溶液中H2S的浓度为0.10mol/L,假定溶液体积不变,试计算: (1)收集到H2S气体的体积(标准状况) (2)溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度。 解析: FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑可判断盐酸过量。 (1)共生成H2S0.1mol,在溶液中溶解的n(H2S)=0.10mol/L×0.20L=0.02mol ∴收集到n(H2S)=0.10mol-0.02mol=0.08mol合1.8L (2)c(Fe2+)= 剩余c(H+)= *硫 1.物理性质 淡黄色固体,硫磺,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 注: ①应用――洗涤试管壁上的S ②自然界存在――游离态(火山口)化合态(硫铁矿FeS2、石膏CaSO4) 2.化学性质: 知,可得2,具氧化性 ①跟金属反应――氧化性 S+2CuCu2S Fe+SFeS 不需加热 2Ag+S=Ag2S Hg+S=HgS ②跟非金属 S+H2H2S(S必须加热成蒸汽) S+O2SO2(空气中淡蓝色火焰,纯O2紫色)
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