《氧化还原反应方程式的配平》教案11

第四节氧化还原反应方程式的配平一、氧化还原方程式的配平1．配平三原则⑴即电子转移数目相等⑵即反应前后原子种类和数目相等⑶即反应前后电荷总数相等。2．配平步骤⑴即标出参与氧化还原反应的元素的化合价。⑵即列出元素化合价的变化。⑶即使化合价升降总数相等。⑷即用观察法配平其它物质的系数。⑸即根据配平三原则进行检验。〖例1〗铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中使用的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原为Fe3+离子。⑴配平制取铁酸钠的化学方程式：Fe(NO3)3+NaOH+Cl2Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O反应中元素被氧化,转移电子总数为。⑵铁酸钠之所以能净水，除了能消毒杀菌外，另一个原因是。二、新情景氧化还原方程式的书写技巧⑴依据题设信息，判断出反应物、生成物。根据元素化合价升降规律，合理写出反应物或生成物的化学式，或从已给物质中找出反应物、生成物的化学式。⑵配平反应方程式，并补全缺项物质的化学式。⑶从反应物、生成物的性质检查方程式是否正确。[教学目标]1．知识目标（1）掌握配平氧化还原反应方程式常用技巧。（2）初步了解一些比较特殊的氧化还原方程式配平的方法。2．情感和价值观目标1）通过一般氧化还原反应方程式、特殊的氧化还原反应方程式的配平，理解事物的一般性和特殊性，加深具体情况具体分析的思想观念。（2）通过一些配平技巧、配平的规律的学习，培养学生创造和发现化学学科的科学美、规律美，从中提高学习化学的兴趣。【教学目标】知识与技能：用电子转移的观点分析氧化还原反应；氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断；表示氧化还原反应电子转移的方向和数目；氧化还原反应方程式的配平方法；2．过程与方法：本次课程将从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入，说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平。还通过问题讨论，将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式，用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等，进行分析判断，强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则，培养了学生的能力。3．情感态度与价值观：通过介绍了几种不同的配平方法，培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力，积极探索创新，训练了学生的辩证思维【重点、难点】重点：氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。难点：1.同一反应式中，有两种或两种以上的元素发生变价2.反应式中还有未知物；3.变价元素化合价难以确定的条件下几进行配平；教学目标：1）掌握用化合价升降法配平各种类型的氧化还原反应。2）判断氧化还原反应的各种类型，总结氧化还原反应有关规律。教学重点：用化合价长降法配平氧化还原反应议程式的原则和步骤。教学内容和过程：复习：1、氧化还原反应概念：2、氧化还原反应类型：（依据氧化剂与还原剂反应方式分为三类）a)分子间的氧化还原反应：b)分子内的氧化还原反应：c)自身氧化还原反应（歧化反应）：氧化还原反应的配平1、配平依据：“三守恒”得失电子守恒、质理守恒、电荷守恒2、配平步骤：1）划好价2）列变化3）求总数4）配系数说明：a)“划好价”：1）C2O4H2CH3COOH2）NaHCaH2NaBH43）BrClBrF34）Fe3O4Pb3O45）Na2S2O3FeS2Na2SXNa2S2O86）Na2O2H2O2BaO27）CrI3K2Cr2O7KCrO38）CuSCu2SCu3P9）KMnO4K2MnO4MnO2MnCl2。b)配平的一般规律：i.“配系数”：用依据“质量守恒”、“电荷守恒”进行观察法。ii.“配系数”：一般从右向左配，有时也会从左向右配如归中反应的配平iii.“求总数”：对集合原子优先配平：如HClCl2Cu3PCuSO4P4H3PO4在计算得失电子最小公倍数前，应先处理好“2、3、4”如：KMnO4+2HCl——KCl+Cl2+MnCl2+H2O对歧化反应和归中反应一般使用先分后合的拆项配平法如：Cl2+NaOH——NaCl+NaClO+H2O2.常见的氧化剂与还原剂常见还原剂常见氧化剂(1)活泼金属单质，如K、Na、Mg、Al等(1)活泼非金属单质，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3等(2)非金属离子，含低价态元素的化合物和某些非金属单质，如S2－、H2S、SO23、I－、HI、HCl、NH3、CO、H2、Si、C等(2)含较高价态元素的化合物如：HNO3、H2SO4、KClO3、KMnO4、MnO2、HClO、NO2等(3)低价阳离子，如Fe2＋、Cu＋、Sn2＋等金属性较弱的正高价阳离子，如：Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Sn4＋某些物质既可作氧化剂又可作还原剂，如：Na2O2、H2O23.氧化还原反应实质的表示方法(1)电子得失法即双线桥法在化学方程式中表示原子或离子得失电子的结果，在线上标出得失电子的数目。一般失电子的一方写在上面，得电子的一方写在下面，一定要写出得失电子总数。箭头由反应物指向生成物，即氧化剂指向还原产物，还原剂指向氧化产物。4H2O在化学方程式中表示原子或离子间电子转移情况，在线上标出电子转移总数，但不写得、失。物质性质过程反应产物氧化剂得电子失电子还原剂还原性氧化性化合价降低化合价升高被还原被氧化还原反应氧化反应还原产物氧化产物具有具有发生发生表象实质本身本身生成生成失3×2e－(化合价升高被氧化)得2×3e－(化合价降低被还原)如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O4.氧化还原反应的一般规律（1）、相等规律在一个氧化还原反应中，氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。或者说氧化剂化合价降低总数等于还原剂化合价升高总数。根据这个规律，我们可以进行氧化还原反应方程式的配平以及有关氧化还原反应的计算。(2)表现性质规律：①某种元素处于最高价态时，则含有该元素的物质就具有氧化性。因为在氧化还原反应中，该元素的化合价只能降低，不可再升高。例如：KMnO4、H2SO4、HNO3、FeCl3、F2（无正价）等。②某种元素处于最低价态时，则含有该元素的物质就具有还原性。因为在氧化还原反应中，该元素的化合价只能升高而不可再降低。例如：HCl、Na（无负价）、Na2S等。③某元素处于中间价态时，则含有该元素的物质，即具有氧化性又具有还原性。因为在一定条件下，该元素的化合价可能升高或者降低。例如：C、S、Fe、SO2等。④金属单质只具有还原性。非金属单质多数既具有氧化性又具有还原性。少数只具有氧化性。⑤含同种元素相邻价态的两物质之间不发生氧化还原反应。例如：C与CO、CO与CO2、Cl2与HCl、浓H2SO4与SO2等均不能发生氧化还原反应。(3)性质强弱规律：氧化性：氧化剂强于氧化产物；还原性：还原剂强于还原产物。例如：2FeCl3＋Cu====2FeCl2＋CuCl2，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，还原性：Cu＞Fe2＋。(4)反应先后规律：在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中最强的还原剂作用；同理，在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。根据这个规律，可判断氧化还原反应发生的先后次序，写出相应的化学方程式。例如：把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2的强氧化性可将Fe2+，Br—氧化，由于还原性Fe2+Br—，所以，当通入有限量Cl2时，根据先后规律，Cl2首先将Fe2+氧化；但Cl2足量时，方可把Fe2+、Br—一并氧化。离子方程式可分别表示为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—，2Fe2++4Br—+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl—。（5）价态归中规律含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价+低价中间价”的规律。也可归纳为：两相靠，不相交。根据这个规律：便于我们判断氧化产物和还原产物，标明电子转移关系。例如：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O而不是KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O5.氧化性、还原性强弱比较(还原产物)得电子还原反应(氧化产物)失电子氧化反应强氧化剂＋强还原剂====弱还原剂＋弱氧化剂-10-2000+4+30+7+6+5得5e-失5e-得6e-失6e-6e－(1)根据原子结构：原子半径大；最外层电子少，其单质易失电子，还原性强；原子半径小，最外层电子多，其单质易得电子，氧化性强。氧化性还原性的强弱并不决定于得失电子的数目而决定于得失电子的难易程度。金属单质的还原性看金属活动顺序表：KBaCaMgAlMnZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu失电子能力逐渐减弱，还原性逐渐减弱非金属离子的还原性强弱看非金属活动顺序表倒过来的顺序：S2－＞I－＞Br－＞O2－＞Cl－＞F－非金属单质的氧化性看非金属活动顺序：F2＞Cl2＞O2＞Br2＞I2＞S金属离子的氧化性看金属活动顺序表倒过来的顺序。例如下列几种阳离子氧化性由强到弱的顺序是：Ag＋＞Cu2＋＞Fe2＋＞Al3＋＞K＋(注：Fe3＋＞Cu2＋)(2)根据反应条件：是否加热、温度高低，有无催化剂等，如：由2H2SO3＋O2====2H2SO4(快)2Na2SO3＋O2===2Na2SO4(慢)2SO2＋O2=======2SO3可知还原性：H2SO3＞Na2SO3＞SO2(3)根据反应剧烈程度：如Cu与浓HNO3反应剧烈，Cu与稀HNO3反应微弱，故氧化性浓HNO3＞稀HNO3。(4)根据不同氧化剂在同一物质反应后，还原剂中相关元素价态高低：如Fe＋S====Fe2Fe＋3Cl2=====2FeCl3，3Fe＋2O2====Fe3O4，故氧化性Cl2＞O2＞S。此外某些物质的氧化性、还原性与溶液的浓度、温度、酸碱度也有关。浓度：如MnO2只与浓盐酸反应生成Cl2，不与稀盐酸反应。温度：如浓H2SO4与Cu常温不反应，加热则反应。酸碱度：如KClO3能氧化盐酸中的Cl－→Cl2，而不能氧化NaCl中的Cl－；在中性溶液中Fe2＋与NO3可共存但在H＋存在的条件下Fe2＋与NO3不共存等。(2)电子转移法即单线桥法在化学方程式中表示原子或离子间电子转移情况，在线上标出电子转移总数，但不写得、失。如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O箭头由反应物指向反应物，即箭头由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。6.氧化还原方程式的配平(1)配平依据：在氧化还原反应中，得失电子总数相等或化合价升降总数相等。(2)配平步骤：“一标、二找、三定、四配、五查”，即标好价，找变化，定总数，配系数、再检查。”①确定氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物的化合价②用观察法找出元素化合价的变化值③用化合价升降总数相等的原则确定化学计量数。④调整计量数，用观察法确定化合价无变化的物质的计量数，同时将单线改成等号。⑤检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等。对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等。(3)配平技法①奇数配偶法：如S＋C＋KNO3——CO2＋N2＋K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后观察法配平得1，3，2，3，1，1。此法适于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。②逆向配平法：即先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。例如6e－催化剂△△＋2点燃＋3点燃＋2、＋30－2化合价降低2＋4化合价升高4S＋KOH(热、浓)=K2S＋K2SO3＋H2O由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的计量数为1，然后再确定S的化学计量数为3。此类方法适宜于一种元素的化合价既升高又降低的氧化还原反应，即歧化反应。③零价法：配平依据是还原剂中各元素化合价升高总数等于氧化剂中各元素化合价降低总数，此法适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应。例如