人教版高二化学 氧化还原反应

人教版高二化学 氧化还原反应

氧化还原反应 教案2（章节1-2：氧化还原反应）‎ ‎ [高考要求分析]‎ ‎1．理解氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。能判断氧化还原反应中物质的氧化性、还原性的强弱和电子转移方向和数目。能应用氧化还原反应中电子得失规律解决一些化学问题。‎ ‎2．能配平常见的氧化还原反应方程式（包括常规配平、缺项配平、离子方程式配平、简单的有机反应配平等）。‎ ‎3．掌握化合、分解、置换、复分解等四种基本化学反应类型，并能进行判断分析。‎ 氧化还原反应是高考每年必考的内容，从考查试题类型来说可以是氧化还原概念的应用、氧化还原方程式的配平和书写或有关氧化还原的化学计算等等。‎ ‎[知识综合脉络]‎ 氧化还原反应规律 规律1．根据金属活动性顺序判断 ‎ ‎ 规律2．根据非金属元素活动顺序表比较 规律3．根据反应的化学方程式判断。‎ 规律4．根据氧化还原反应进行的难易程度、发生反应条件难易等进行判断 如，氯气、硫分别跟铜反应：Cu +Cl2 CuCl2 ，2Cu + S Cu2S，氯分子能把铜氧化成+2价态，硫只能把铜氧化到+1价态，所以可得出氧化性Cl2>S。‎ ‎ - 7 -‎ 这里要注意的是，氧化性的强弱是指氧化剂能使其他物质的化合价升高（或失去电子）的能力，并不是指氧化剂本身被还原的程度，同样，还原性也是如此。‎ 规律5．根据自已总结成的经验进行判断 影响氧化还原反应的因素较多，用以上任何一条规律去比较判断氧化性和还原性强弱时，都可能出现例外情况。化学学习中要善于总结，在学习中可以从不同角度去归纳，并可用自已总结出来的规律来比较和判断氧化性和还原性的强弱。‎ ‎[基础知识梳理]‎ 氧化还原比较 氧化剂 还原剂 定义 具有的性能 发生的反应 化合价变化 生成的产物 一些常见的氧化剂和原还剂 反应关系 ‎[例题分析]‎ ‎[例1]KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其变化可表述为：‎ ‎ （ ）KClO3+（）HCl(浓)—（）KCl+（）ClO2↑+（）Cl2↑+（）[ ]‎ ‎（1）请完成该化学方程式并配平（未知物化学和系数填入框内）‎ ‎（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是_______（填写编号，多选倒扣）。‎ ‎①只有还原性 ②还原性和酸性 ‎③只有氧化性 ④氧化性和酸性 ‎（3）产生0.1molCl2，则转移的电子的物质的量是为_________mol。‎ ‎（4）ClO2具有很强的氧化性。因此，常被用作消毒剂，其消毒的效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl2的_______倍。‎ ‎[解析]（1）用元素守恒观察分析题给反应，可得出生成物中所缺项应该是水。再观察反应式中各元素的化合价变化知，只有氯元素的化合价发生了变化。根据氧化还原反应中化合价变化规律，可知氯化钾中的氯元素转化成二氧化氯（化合价降1），一部分盐酸中的氯元素转变成氯气（化合价升了1）。‎ ‎（2）浓盐酸既表现了还原性，也表现了酸性。‎ ‎ - 7 -‎ ‎（3）每生成1molCl2转移了2mol电子，所以0.1molCl2生成要转移电子0.2mol。‎ ‎（4）氯气、二氧化氯作消毒剂，实质上都是起氧化作用，所以可以分析这两种物质在氧化还原反应中可以得到的电子数来比较其消毒的效率。每摩尔氯分子可得到2mol电子，每摩尔二氧化氯分子可得到5mol电子，再结合摩尔质量可比较单位质量的消毒效率。‎ ‎[答案]（1）2 4 2 2 1 2 H2O。（2）② 。（3）0.2。（4）2.63。‎ ‎[例2]近年来，乳酸CH3CH(OH)COOH成为人们的研究热点之一。乳酸可以用化学方法合成，也可以由淀粉通过生物发酵法制备。乳酸有许多用途，其中利用乳酸的聚合而合成的高分子材料，具有很好的生物兼容性，它无论在哺乳动物体内或自然环境中，最终都能够降解成为二氧化碳和水。请回答下列有关问题：‎ ‎（1）乳酸在发生下列变化时所用的试剂是a ，b ；CH3CH(OH)COOH CH3CH(OH)COONa CH3CH(ONa)COONa ‎（2）乳酸可以跟精制的铁粉反应制备一种补铁的药物，反应的化学方程式为 ‎2CH3CH(OH)COOH+Fe [CH3 CH(OH)COO]2Fe+H2↑‎ 该反应中氧化剂是 ，还原产物是 。‎ ‎（3）由乳酸可以制取，请写出设计合成实验时所涉及的有机反应类型 。‎ ‎（4）聚乙烯、聚苯乙烯材料因难分解而给人类生存环境带来严重的“白色污染”，德国Danone公司开发了聚乳酸材料，它是由乳酸通过 反应制取的。聚乳酸包装材料能够在60天内自行降解，降解过程分为两个阶段，首先在乳酸菌的作用下水解生成单体，然后乳酸单体在细菌的作用下与氧气反应转化为二氧化碳和水，请写出上述两个反应的化学方程式：‎ ‎ ；‎ ‎ 。‎ ‎（5）若碳原子以单键与四个不同的原子或原子团相结合，则称该碳原子为“手性碳原子”，含有手性碳原子的分子称为“手性分子”，手性分子往往具有一定生物活性。乳酸分子是手性分子，乳酸[③CH3②CH(OH)①COOH]的手性碳原子是 号碳原子。‎ ‎（6）乳酸的某种同分异构体具有下列性质：能发生银镜反应；1mol该物质能跟金属钠反应产生1molH2。它的结构简式为 。‎ ‎[解析]（1）氢氧化钠（或碳酸钠、或碳酸氢钠）；钠。‎ ‎（2）乳酸；氢气。‎ ‎（3）消去、酯化（或取代）、加聚。 ‎ ‎（4）缩聚 ； ‎ ‎ - 7 -‎ CH3CH(OH)COOH+3O23CO2+3H2O ‎（5）②。‎ ‎（6）。‎ 乳酸分子中有多种官能团，可以跟碱发生中和反应、跟醇类发生酯化反应、跟活泼金属发生反应生成氢气等，还可以发生缩聚反应。从同分异构体角度分析，可以把“-COOH”拆成“-OH”和“-CHO”。‎ ‎[例3]单质铁溶于一定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下：‎ a Fe+b NO3-+c H+==d Fe2++f Fe3++g NO↑+h N2O↑+k H2O（化学计量数均为正整数）‎ 请你用已掌握的知识研究出下列规律。‎ ‎（1）c、g、h的关系式是______________________________。‎ ‎（2）b、c、d、f的关系式是_________________________________________。‎ ‎（3）d、f、g、h的关系式是__________________________________________。‎ ‎（4）若a =12，铁和硝酸恰好完全反应，则b的取值范围是_______________________。c的取值范围是____________________ __。‎ ‎[解析]（1）这是考查反应前后H、O原子守恒关系。若只从“c H+g NO+h N2O”去分析，似乎H+跟NO、N2O之间没有什么联系，思路不容易展开。只要抓住“反应中H+全部转化为H2O”、“NO和N2O全是由NO3-转变而来”，必有“NO3-NO+2H2O”和“2NO3-N2O+5H2O”，进而总结出“c= 4g+10h”。‎ ‎（2）这是考查离子电荷守恒关系。离子反应中反应物微粒所带的电荷数和生成物微粒所带的电荷数必定相等。b、c、d、f 恰好是反应方程式中各种离子的化学计量数，因此根据“b NO3-+c H+d Fe2++f Fe3+”就可计算出“c-b=2d+3f”。‎ ‎（3）这是是考查电子守恒关系。d、f、g、h恰好是与电子得失有关四种产物的化学计量数，其中“d Fe2++f Fe3+”决定失电子总数，“g NO+h N2O”决定得电子总数，所以有“2d+3f=3g+8h”。‎ ‎（4）可以用极限思维方法来解决。这里要注意三个前提：一是a =12；二是铁和硝酸恰好完全反应；三是每种物质的化学计量数均为正整数（即产物中既要有Fe2+、又要有 Fe3+，既要有NO、又要有N2O）。有12molFe完全反应时，只有当“FeFe2+、NO3-N2O”时消耗的NO3-最少（计算可得需6mol），只有当“FeFe3+、NO3-NO”时消耗的NO3-最多（计算可得需12mol），所以有“6Br2>稀硫酸 C．物质的氧化性或还原性的强弱与反应条件有关系 D．氧化性：Br2>浓硫酸>稀硫酸 ‎7．今有下列三个氧化还原反应：‎ ‎①2FeCl3+2KI = 2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3 ‎ ‎③2KMnO4+16HCl = 2KCl +2MnCl2 +5Cl2 + 8H2O 若溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存，要氧化除去I-而不影响Fe2+和Cl-，可加入的试剂是（ ）。‎ A．氯气 B．高锰酸钾 C．氯化铁 D．氯化氢 ‎ - 7 -‎ ‎8．酸性高锰酸钾能将醇氧化生成一系列的产物，用0.5mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定20.0mL0.25mol·L-的乙二醇溶液，当用去20.0mL高锰酸钾溶液时，溶液刚好褪色，则反应生成的氧化产物为（　　）。‎ A．HO—CH2—CHO B．OHC—CHO ‎ C．HOOC—CHO D．CO ‎9．NaBH4是一种强还原剂。‎ ‎（1）NaBH4极易溶于水，并与水剧烈反应放出H2，反应后硼以BO2-存在。写出反应的离子方程式：________________________。实验表明，溶液酸性越强，生成H2的速度越快，其原因是_____________________________。‎ ‎（2）在碱性条件下，NaBH4不是与水反应，而可使许多金属离子还原为原子，硼仍以BO2-存在。例如冶金工业中，用NaBH4可使含Au3+的废液中的Au3+还原。其离子方程式是__________________________。‎ ‎（3）在60年代，德国拜尔药厂用下面反应把NaBH4的生产发展成工业规模：‎ Na2B4O7+Na+H2+SiO2→NaBH4+Na2SiO3。试配平该化学方程式：_____________________。‎ ‎10．有一种稀有气体化合物六氟酸氙XePtF6，研究报告指出：“关于XePtF6的定价有Xe2+[PtF6]2-，Xe+[PtF6]-两种可能，巴特列用不可能参加氧化还原反应的五氟化碘作溶剂，将XePtF6溶解，然后在此溶液中加入RbF可得到RbPtF6；加入CsF可得到CsPtF6，这些化合物都不溶于CCl4等非极性溶剂。”试回答：‎ ‎（1）XePtF6中各元素的化合价分别为_________，__________，_________ 。‎ ‎（2）XePtF6是_______（离子、共价）化合物。‎ ‎（3）写出Xe与PtF6反应生成XePtF6的反应式：________________________________。‎ 而且O2与PtF6可发生类似的反应，其反应式是__________________________________。‎ 上述反应属于_____________。‎ A．均为氧化还原反应 ‎ B．前者是氧化还原反应，后者是非氧化还原反应 C．均为非氧化还原反应 ‎[课堂练习答案]‎ ‎1A。四个反应中氧化剂都是浓硫酸，还原剂都是硫化亚铁，氧化产物都是单质硫和硫酸铁，还原产物都是二氧化硫。所以反应物FeS中的铁、硫元素与产物Fe2 (SO4)3 中的铁、单质S中的硫元素守恒。‎ ‎2C．[思路精析]根据电子得失守恒可知：‎ ‎2R2R(NO3)n（R表示金属元素）‎ ‎ - 7 -‎ HNO3N+x（x表示N的化合价）‎ 则有2ne = （5-x）e，当n=1，x= +3，为N2O3；当n=2，x= +1，为N2O。‎ ‎3D。4D。5B。6B。7C。8D。‎ ‎9．（1）BH4-+2H2O==4H2↑+BO2-；BH4-中H显负价，[H+]大有利于H+与负一价氢发生反应生成H2。（2）3BH4-+8Au3++24OH-==3BO2-+8Au+18H2O。‎ ‎（3）Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO2==4NaBH4+7Na2SiO3。‎ ‎10．（1）+1、+5、-1。（2）离子。（3）Xe+PtF6==XePtF6；O2+PtF6==O2PtF6；A。‎ ‎ - 7 -‎