2-3氧化還原反應(yīng)

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化工生產(chǎn)

第三節(jié)氧化還原反應(yīng)得到氧，被氧化（氧化反應(yīng)）失去氧，被還原（還原反應(yīng)）Cu

OHHCuHH

O氧化反應(yīng)：物質(zhì)得到氧的反應(yīng)還原反應(yīng)：物質(zhì)失去氧的反應(yīng)

一種物質(zhì)被氧化，同時(shí)另一種物質(zhì)被還原的反應(yīng)，叫做氧化還原反應(yīng)

。氧化劑還原劑【溫故知新】

CuO+

H2

Cu+H2O△氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)總是同時(shí)進(jìn)行的失去氧，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)⑴從得氧失氧角度分析氧化還原反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)⒈基本概念：

判定依據(jù)是否有氧的得失2CuO+

C

2Cu+CO2↑

高溫失去氧，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，化合價(jià)降低得到氧，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，化合價(jià)升高2CuO+C

2Cu+CO2↑

高溫交與考思流

請(qǐng)分析下列3個(gè)氧化還原反應(yīng)中各種元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后有無(wú)變化，討論氧化還原反應(yīng)與元素化合價(jià)的升降有什么關(guān)系？+200+4H2O

+

C

H2+CO高溫

CuO+

H2

Cu+H2O△+200+1失去氧，被還原（發(fā)生還原反應(yīng)），化合價(jià)降低得到氧，被氧化（氧化反應(yīng)），化合價(jià)升高氧化劑還原劑思考：在氧化還原反應(yīng)前后有什么發(fā)生了變化？我們?cè)囍鴱幕蟽r(jià)變化的角度來(lái)分析氧化還原反應(yīng)⑵從化合價(jià)變化角度分析氧化還原反應(yīng)物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高

的

反應(yīng)

是

氧化反應(yīng)物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)是還原反應(yīng)

化合價(jià)升高，被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)化合價(jià)降低，被還原發(fā)生還原反應(yīng)所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是還原劑所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑H2O

+

C

H2+CO高溫

凡是有元素化合價(jià)升降的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu0+2+20化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)化合價(jià)升降總數(shù)相等鐵由0價(jià)升高到＋2價(jià)，鐵共升高2價(jià)銅由+2價(jià)降低為0價(jià)，銅共降低2價(jià)反應(yīng)中元素的化合價(jià)發(fā)生了升降的變化氧化還原反應(yīng)的特征化合價(jià)升高，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)

化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)還原劑氧化劑00+1-1

從化合價(jià)變化的角度既可以分析有氧的得失類型的反應(yīng)，還可以分析沒(méi)有氧的得失類型的反應(yīng)。

所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是還原劑所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑2Na+Cl2

2NaCl

點(diǎn)燃常見(jiàn)元素主要化合價(jià)口訣一價(jià)氫氯溴碘鉀鈉銀，二價(jià)氧鈣鋇鎂鋅；二三鐵，二四碳，二四六硫都齊全；三鋁四硅五價(jià)磷；銅汞二價(jià)最常見(jiàn)⒈分析下列反應(yīng)屬于哪種基本反應(yīng)類型，并判斷哪些屬于氧化還原反應(yīng)？⑴Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu⑶BaCl2+H2SO4＝BaSO4↓+2HCl判斷一個(gè)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)的依據(jù)反應(yīng)中元素的化合價(jià)是否發(fā)生了升降的變化×⒉從化合價(jià)變化的角度分析下列反應(yīng)，并指出哪一種元素被氧化，哪一種元素被還原。

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑△⑵H2+Cl2

2HCl

點(diǎn)燃追根究底元素化合價(jià)的意義是什么？

元素的化合價(jià)發(fā)生變化的實(shí)質(zhì)又是什么？為什么氧化還原反應(yīng)前后元素的化合價(jià)會(huì)發(fā)生變化？這就需要我們從原子結(jié)構(gòu)（微觀角度)去進(jìn)一步認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)。元素化合價(jià)和電子轉(zhuǎn)移的關(guān)系+11+17NaCl離子化合物⑶從電子轉(zhuǎn)移的角度分析（微觀）氧化還原反應(yīng)2Na+Cl2

2NaCl

點(diǎn)燃e-+11+17Na+Cl-帶一個(gè)單位正電荷帶一個(gè)單位負(fù)電荷離子化合物氯離子鈉離子+11+17Na+Cl-

陰、陽(yáng)離子相互吸引和排斥作用達(dá)到平衡時(shí)形成穩(wěn)定的離子化合物離子化合物+1-1

在NaCl中鈉離子帶一個(gè)單位正電荷，鈉元素顯+1價(jià)，氯離子帶一個(gè)單位負(fù)電荷，氯元素顯-1價(jià)。+11+17+11+17e-28178288228NaClNa+Cl-Na+Cl-失2×e－，化合價(jià)升高，被氧化得2×e－，化合價(jià)降低，被還原還原劑氧化劑00+1-1失去電子的物質(zhì)是還原劑，得到電子的物質(zhì)是氧化劑。2Na+Cl2

2NaCl

點(diǎn)燃電子得失

總數(shù)相等

結(jié)論：電子得失引起化合價(jià)升降變化失去電子,化合價(jià)

，被

，發(fā)生氧化反應(yīng)。得到電子,化合價(jià)

，被

，發(fā)生還原反應(yīng)，+1+171782HCl00化合價(jià)升高，被氧化還原劑化合價(jià)降低，被還原氧化劑H2+Cl2

2HCl

點(diǎn)燃-1+1+1+17HCl共價(jià)化合物+1+17HCl

H原子和Cl原子各拿出一個(gè)電子形成一個(gè)共用電子對(duì)，共用電子對(duì)為H原子和Cl原子所共用，從而使雙方都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)化合物HCl+1+17HCl共價(jià)化合物

H原子核和Cl原子核通過(guò)對(duì)共用電子對(duì)的吸引作用（相互吸引和排斥作用）從而形成共價(jià)化合物HCl+1+17HCl+1-1由于Cl原子核對(duì)電子對(duì)的吸引能力更強(qiáng)一些，所以共用電子對(duì)偏向Cl原子一方，而偏離H原子一方，使得HCl中Cl元素顯－1價(jià)，H元素顯＋1價(jià)共價(jià)化合物00電子對(duì)偏離，化合價(jià)升高，被氧化還原劑電子對(duì)偏向，化合價(jià)降低，被還原氧化劑H2+Cl2

2HCl

點(diǎn)燃-1+1共用電子對(duì)偏離的物質(zhì)是還原劑，偏向的物質(zhì)是氧化劑。

結(jié)論：共用電子對(duì)偏移引起化合價(jià)升降變化共用電子對(duì)偏向,化合價(jià)

，被

，發(fā)生還原反應(yīng)，共用電子對(duì)偏離,化合價(jià)

，被

，發(fā)生氧化反應(yīng)。反應(yīng)中電子的得失和偏移使元素的化合價(jià)發(fā)生變化失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)，失去電子的物質(zhì)是還原劑

得到電子的反應(yīng)是還原反應(yīng)，得到電子的物質(zhì)是氧化劑凡有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)反應(yīng)中發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移得到電子的總數(shù)和失去的電子總數(shù)相等→電子守恒氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)學(xué)會(huì)比較，學(xué)會(huì)總結(jié)1.得氧和失氧的反應(yīng)只是氧化還原反應(yīng)中的一部份。2.化合價(jià)發(fā)生了升降的變化是所有氧化還原反應(yīng)的共同特征。3.反應(yīng)中發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移（得失或偏移）是氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。失電子化合價(jià)升高被氧化還原劑得電子化合價(jià)降低被還原氧化劑本質(zhì)特征變化反應(yīng)物發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)氧化產(chǎn)物氧化還原反應(yīng)中的幾對(duì)概念：還原產(chǎn)物

生成物

下列各式中，當(dāng)左邊物質(zhì)生成右邊物質(zhì)時(shí)，畫橫線的元素是被氧化還是被還原？⑴NaCl→Cl2⑵KMnO4→MnCl2⑶Fe2O3→Fe⑷CO→CO2氧化產(chǎn)物:還原劑失去電子被氧化后的生成物還原產(chǎn)物:氧化劑得電子被還原后的生成物學(xué)會(huì)比較，學(xué)會(huì)總結(jié)“升—失—氧、還；降—得—還、氧”氧化還原反應(yīng)化合反應(yīng)分解反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)⒊指出下列反應(yīng)中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。⑴CuSO4+Fe＝Cu+FeSO4

⑵Cu+2H2SO4(濃)＝CuSO4+SO2↑+2H2O△置換反應(yīng)⒉電子轉(zhuǎn)移的表示方法→雙線橋法MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O箭頭跨過(guò)等號(hào)，從反應(yīng)物指向生成物，起止為同一元素。注意+4+20-1步驟：先判→標(biāo)價(jià)→劃線→表示△失2e－,化合價(jià)升高，被氧化得1×2e-，化合價(jià)降低，被還原注明失去或得到電子的總數(shù)，得或失兩字不能省略。3Cl2+6KOH＝KClO3+5KCl+3H2O0+5-1失1×5e－，化合價(jià)升高，被氧化得5×e－，化合價(jià)降低，被還原0+5+2+2失3×2e-，化合價(jià)升高，被氧化得2×3e-，化合價(jià)降低，被還原練習(xí)1：用“雙線橋”表示下列氧化還原反應(yīng)：3Cu+8HNO3＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O單線橋法

CuO+

H2

Cu+H2O△2eˉ通式：+20還原劑+氧化劑＝

氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物ne-練習(xí)2：用“單線橋”表示下列氧化還原反應(yīng)：3Cu+8HNO3＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3Cl2+6KOH＝KClO3+5KCl+3H2O⑴活潑的非金屬單質(zhì)：O2Cl2O3Br2I2……⑵含高價(jià)態(tài)元素的化合物：

HNO3KMnO4FeCl3…⑵含低價(jià)態(tài)元素的化合物：

Na2SKINaBrH2SHINH3…

⑶低價(jià)非金屬陰離子：S2-I-Br-.....⑶高價(jià)金屬陽(yáng)離子：Fe3+Cu2+Ag+Al3+Pb4+H+

⑴活潑的金屬單質(zhì)：K

Ca

Na

MgAlZnFe及H2CCO二、氧化劑和還原劑⒈氧化劑：⒉還原劑：氧化性：氧化劑在反應(yīng)中得到電子的性質(zhì)，氧化劑具有氧化性

三、物質(zhì)氧化性、還原性相對(duì)強(qiáng)弱的判斷還原性：

還原劑在反應(yīng)中失去電子的性質(zhì)，還原劑具有還原性

氧化性、還原性的強(qiáng)弱只與該原子得失電子能力的強(qiáng)弱有關(guān)，而與得失電子數(shù)目的多少無(wú)關(guān)。氧化產(chǎn)物：

還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)后所得到的生成物。還原產(chǎn)物：

氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)后所得到的生成物。氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物

還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑＝弱氧化劑+弱還原劑。⒈根據(jù)氧化還原反應(yīng)：在同一氧化還原反應(yīng)中：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4

作用：

⒈判斷氧化還原反應(yīng)在一定條件下能否發(fā)生；⒉比較粒子氧化性或還原性強(qiáng)弱；⒊選擇合適的氧化劑或還原劑制備物質(zhì)。例如：根據(jù)反應(yīng)：2H2S+O2＝2S↓+2H2O,Na2S+I2＝2NaI+S↓，判斷氧化性強(qiáng)弱順序是（）A.O2

S

I2 B.S

I2

O2

C.I2

S

O2D.O2

I2

SKCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu還原性逐漸減弱K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+

Fe2+

Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Ag+Pt2+Au3+氧化性逐漸增強(qiáng)易失難得⒉根據(jù)金屬活動(dòng)性順序：⒊根據(jù)非金屬活動(dòng)性順序：F2Cl2Br2

（Fe3+）Ｉ2S

氧化性逐漸減弱F-Cl-Br-

（Fe2+）Ｉ-S2-還原性逐漸增強(qiáng)易得難失越容易失去電子的物質(zhì)，失去電子后就越難得到電子；越容易得到電子的物質(zhì)，得到電子后就越難失去電子。單質(zhì)還原性越強(qiáng)，陽(yáng)離子氧化性越弱

單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，陰離子還原性越弱(Fe3+

)

⒋根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的難易（反應(yīng)條件）程度⒌根據(jù)其它物質(zhì)被氧化（被還原）的程度則氧化性：F2＞Cl2＞Br2

H2

+F2

2HF

暗

H2

+Cl2

2HCl

光照

H2

+Br2

2HBr△已知：已知：

2Fe

+

3Cl2

2FeCl3△Fe

+

S

FeS△則氧化性：Cl2＞S⒍外界條件溫度：濃度：酸堿性：如熱的濃硫酸氧化性強(qiáng)于冷的濃硫酸質(zhì)量守恒電子守恒（計(jì)算）化合價(jià)守恒（配平）四、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律⒈相等規(guī)律(守恒律)：⒉強(qiáng)弱規(guī)律：強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑＝弱氧化劑+弱還原劑。⒊轉(zhuǎn)化律（歸中規(guī)律）：同種元素不同價(jià)態(tài)之間的氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)的變化遵循“高價(jià)+低價(jià)→中間價(jià)”（即價(jià)態(tài)歸中）或“中間價(jià)→高價(jià)+低價(jià)”（歧化反應(yīng)）。

同一元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)的變化“只靠攏不相交”。H2S+H2SO4(濃)＝S↓+SO2↑+2H2OH2S+H2SO4(濃)＝S↓+SO2↑+2H2O-2+60+4-2+60+4得6e-失6e-得2e-失2e-以下兩種情況誰(shuí)是誰(shuí)非？SSSS

-20+4+6-20+4+6-20+6牛刀小試+4

元素處于最高價(jià)，只有氧化性；處于最低價(jià)，只有還原性。處于中間價(jià)態(tài)既有氧化性又有還原性，但是主要呈現(xiàn)一種性質(zhì)。若某物質(zhì)由多種元素組成，其性質(zhì)由這些元素性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。⒋性質(zhì)規(guī)律：例如：在Fe2+、Fe3+、Al3+、H+、S、C、S2-、Cl-等離子或原子中，只有還原性是：

，只有氧化性是

，既有氧化性又有還原性是

。⒌先后規(guī)律：強(qiáng)先弱后強(qiáng)者先行

作用：判斷氧化還原反應(yīng)的先后順序⒍難易律：易失難得

易得難失利：⒈制備某些物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室制備氧氣、氫氣等。工業(yè)上用還原劑冶煉金屬。⒉用強(qiáng)氧化劑Cl2、ClO2等進(jìn)行小型水廠、游泳池水、醫(yī)院污水、工業(yè)污水的消毒、殺菌、處理⒊燃料的燃燒，提供熱能等。⒋化學(xué)電源的研制、開(kāi)發(fā)及合理利用。⒌電鍍以防止金屬的腐蝕。五、氧化還原反應(yīng)的利弊（應(yīng)用）弊：有些氧化還原反應(yīng)會(huì)對(duì)人類帶來(lái)危害，例如：易燃物的自燃、食品的腐敗、鋼鐵的銹蝕等。我們運(yùn)用化學(xué)知識(shí)來(lái)防止這類氧化還原反應(yīng)的發(fā)生或減慢其進(jìn)程。例2.在3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反應(yīng)中，若有64gCu被氧化，則被還原的HNO3的質(zhì)量是()A．168gB．42gC．126gD．60g六、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算⒈有關(guān)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計(jì)算：⒉部份氧化還原反應(yīng)的計(jì)算：B例1.在6HCl+KClO3＝KCl+3Cl2↑+3H20的反應(yīng)中，被氧化的氯原子與被還原的氯原子個(gè)數(shù)之比為，（）A.1：5B.5

：1C.6：1D.1：6B例3.一定條件下，PbO2與Cr3+反應(yīng)，產(chǎn)物是Cr2O72-和Pb2+，則與1molCr3+反應(yīng)需要PbO2的物質(zhì)的量為（）A.3.OmolB.1.5molC.1.0molD.0.75molB例4.在一定條件下，RO3n-和氟氣可發(fā)生如下反應(yīng)：RO3n-+F2+2OH-＝RO4-+2F-+H2O。從而可知在RO3n-中，元素R的化合價(jià)是（）A．+4B．+5C．+6D．+7B七、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫

實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4，方法如下：軟錳礦和過(guò)量的固體KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl；用水溶解，濾去殘?jiān)?，濾液酸化后，K2MnO4轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2和KMnO4；濾去MnO2沉淀，濃縮溶液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO4。試回答：(1)軟錳礦制備K2MnO4的化學(xué)方程式是:(2)K2MnO4制備KMnO4的離子方程式是:(3)KMnO4能與熱的稀硫酸酸化的Na2C2O4反應(yīng)，生成Mn2＋和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是:⒈依據(jù)：⒉原則：

⒊步驟：

氧化還原反應(yīng)方程式的配平⑴質(zhì)量守恒，⑵得失電子總數(shù)相等，化合價(jià)升降總數(shù)相等⑶離子方程式中電荷守恒。標(biāo)變價(jià)——列變化——求總數(shù)——配系數(shù)找最小公倍數(shù)拓展延伸！電子得失相等，即化合價(jià)升降數(shù)相等。⒋方法：⑴一般氧化還原――正向配平法、整體法

例1：

FeS2+HNO3—Fe(NO3)3+NO↑+S+H2O

⑵歧化反應(yīng)、分解反應(yīng)――逆向配平法

例2：

Cl2+NaOH

—NaClO3+NaCl+H2O

⑶待定系數(shù)法

多種元素參加氧化還原