第2课时氧化剂和还原剂第一章物质及其变化课程标准核心素养1.知道常见的氧化剂和还原剂。2.了解氧化还原反应的基本规律。3.依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。1.变化观念:认识化学变化的本质是有新物质生成。2.宏观辨识:认识物质的组成、结构、性质和变化。第一章物质及其变化氧化剂和还原剂1.氧化剂和还原剂(1)氧化剂①定义氧化还原反应中,_____电子(或电子对_____)的物质叫作氧化剂。氧化剂具有氧化性。②发生的变化氧化还原反应中,氧化剂所含元素的化合价_____,发生_____反应。得到偏向降低还原③常见的氧化剂a.活泼__________单质,如Cl2、O2等。b.高价或较高价含氧化合物,如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾等。c.高价金属阳离子,如Fe3+等。(2)还原剂①定义氧化还原反应中,_____电子(或电子对_____)的物质叫作还原剂。还原剂具有还原性。非金属失去偏离②发生的变化氧化还原反应中,还原剂所含元素的化合价_____,发生_____反应。③常见的还原剂a.一些________单质,如H2、C等。b.活泼或较活泼的_____单质,如Al、Zn、Fe等。c.较_____价的化合物,如CO、SO2、H2S及其盐、H2SO3及其盐、HI及其盐等。升高氧化非金属金属低2.氧化产物和还原产物(1)氧化产物:还原剂被_____生成的物质。(2)还原产物:氧化剂被_____生成的物质。3.氧化性和还原性(1)氧化性:氧化剂所表现出__________(或电子对偏向)的性质。(2)还原性:还原剂所表现出__________(或电子对偏离)的性质。氧化还原得电子失电子(3)化合价与氧化性、还原性的关系还原氧化还原氧化1.氧化还原反应的基本概念(1)概念间的关系图记忆口诀:氧→得→降→还→还→还还→失→升→氧→氧→氧即氧化剂→得到电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物;还原剂→失去电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→生成氧化产物。(2)概念分析的方法①正确标出反应前后变价元素的化合价。②找出化合价变化(升、降)与氧化还原反应中各概念之间的对应关系。③在分析转移电子总数时,不能将得到电子数和失去电子数加和作为转移电子总数。2.氧化性和还原性强弱的比较(1)根据氧化还原反应方程式比较氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。(2)根据元素的活动性顺序比较(3)根据反应条件比较当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。例如:①MnO2+4HCl(浓)=====△MnCl2+Cl2↑+2H2O;2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;氧化性:KMnO4MnO2。②Na、Mg、Al单质与H2O反应时,Na与冷水剧烈反应,Mg加热条件下才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:NaMgAl。(4)根据氧化产物的价态高低判断当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。既在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。例如:2Fe+3Cl2=====点燃2FeCl3;Fe+S=====△FeS;氧化性:Cl2S。判断还原剂还原性强弱的原理类似。(1)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。例如:Na原子能失去1个电子,Al原子可失去3个电子,但根据金属活动性顺序,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。(2)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+Fe2+;价态越低,氧化性越弱,如SSO2。(3)某些氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱与下列因素有关。①温度,如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强;热的浓盐酸的还原性比冷的浓盐酸的还原性强。②浓度,如硝酸的浓度越大其氧化性越强;浓盐酸的还原性强于稀盐酸。③酸碱性,如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增强而增强;再如NO-3在中性或碱性条件下几乎无氧化性,但在酸性条件下有较强的氧化性。1.分析下列反应并按要求填空。(1)2Fe+3Cl2=====△2FeCl3氧化剂是______,还原剂是______;发生氧化反应的是______,发生还原反应的是______。(2)2KMnO4=====△K2MnO4+MnO2+O2↑氧化剂是______,还原剂是______;被氧化的元素是__________,被还原的元素是____________。(3)2H2S+SO2===3S↓+2H2O氧化剂是______,还原剂是______;氧化产物是______,还原产物是______。答案:(1)Cl2FeFeCl2(2)KMnO4KMnO4KMnO4中的氧元素KMnO4中的锰元素(3)SO2H2SSS2.在常温下发生下列反应:①16H++10Z-+2XO-4===2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2===2A3++2B-③2B-+Z2===B2+2Z-根据上述反应,判断下列结论错误的是()A.溶液中可发生反应Z2+2A2+===2A3++2Z-B.Z2在①③反应中为还原剂C.氧化性强弱的顺序为XO-4Z2B2A3+D.X2+是XO-4的还原产物解析:选B。A项,根据方程式③可知Z2的氧化性强于B2,根据方程式②可知B2氧化性强于A3+,所以溶液中可发生反应Z2+2A2+===2A3++2Z-,正确;B项,Z2在①③反应中分别为氧化产物和氧化剂,错误;C项,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,氧化性强弱的顺序为XO-4Z2B2A3+,正确;D项,①中X元素的化合价由+7价降低到+2价,X2+是还原产物,正确。3.现有下列几个离子反应:①Cr2O2-7+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-③2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO2-4+4H+下列有关性质的比较正确的是()A.氧化性:Cr2O2-7Cl2Fe3+B.氧化性:Cl2Br2Cr2O2-7C.还原性:SO2Fe2+Br-D.还原性:Cl-Cr3+Fe2+解析:选A。根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知,氧化性强弱顺序为Cr2O2-7Cl2Br2Fe3+SO2-4;还原性强弱顺序为SO2Fe2+Br-Cl-Cr3+。氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的基本规律有守恒规律、强弱规律、先后规律、价态规律等。1.守恒规律应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。2.强弱规律在一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。应用:比较物质间氧化性或还原性的强弱。3.先后规律(1)同一氧化剂与多种还原剂混合,还原性强的先被氧化。(2)同一还原剂与多种氧化剂混合,氧化性强的先被还原。应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。4.价态规律(1)高低规律元素处于最高价态:只有氧化性。元素处于中间价态:既有氧化性又有还原性。元素处于最低价态:只有还原性。应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。(2)归中规律①同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”。例如:()()√×②同种元素相邻价态间不发生化学反应。例如:SO2与浓硫酸不反应。应用:判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。(3)歧化规律同种元素的中间价态变为高价态和低价态,即中间价态→高价态+低价态。(1)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强,如CO2中C为+4价,是最高价,但CO2的氧化性很弱。(2)元素处于最低价态时只有还原性,但还原性不一定强,如H2O中O为-2价,是最低价,但H2O的还原性非常弱。1.反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为()A.1∶6B.6∶1C.1∶5D.5∶1解析:选D。KClO3中的氯元素由+5价被还原为0价,HCl中的氯元素部分由-1价被氧化为0价,根据得失电子守恒可知,被氧化的氯原子(化合价升高的氯原子)和被还原的氯原子(化合价降低的氯原子)的个数之比为5∶1。2.现有下列三个氧化还原反应:①2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2;②2FeCl2+Cl2===2FeCl3;③2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是()A.Cl2B.KMnO4C.FeCl3D.I2解析:选C。根据三个方程式可知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,所以要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,可加入FeCl3。3.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):①G―→Q+NaCl②Q+H2O――→电解X+H2③Y+NaOH―→G+Q+H2O④Z+NaOH―→Q+X+H2O这五种化合物中氯元素化合价由低到高的顺序是()A.G、Y、Q、Z、XB.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、GD.G、Q、Y、Z、X解析:选A。由①得出Q中氯元素价态高于G中氯元素价态,因为G中氯元素价态必介于Q中氯元素价态和-1价的Cl之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y中氯元素价态介于Q、G中氯元素价态之间,故有Q中氯元素价态高于Y中氯元素价态,Y中氯元素价态高于G中氯元素价态;分析②:H2O中的氢元素化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X中氯元素价态高于Q中氯元素价态;最后分析④:Z中氯元素价态介于Q、X中氯元素价态之间,则X中氯元素价态高于Z中氯元素价态,Z中氯元素价态高于Q中氯元素价态。课堂小结1.氧化性、还原性的比较依据(1)某一个氧化还原反应中氧化性:氧化剂氧化产物还原性:还原剂还原产物;(2)金属或非金属活动性顺序;(3)反应条件;(4)产物的价态。2.氧化还原反应的基本规律:守恒规律、强弱规律、先后规律、价态规律。合格考训练1.关于氧化还原反应,下列说法正确的是()A.被氧化的物质是还原剂B.氧化剂被氧化,还原剂被还原C.失去电子后化合价降低的物质是还原剂D.氧化剂失去电子,化合价升高解析:选A。依据概念关系判断:还原剂→失电子→所含元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物;氧化剂→得电子→所含元素化合价降低→被还原→发生还原反应→得到还原产物。氧化剂被还原,还原剂被氧化,B项错误;失去电子后化合价升高的物质是还原剂,C项错误;氧化剂得到电子,化合价降低,D项错误。2.银在空气中容易发黄变黑的原理是4Ag+2H2S+O2===2Ag2S+2H2O,其中H2S是()A.氧化剂B.还原剂C.既是氧化剂也是还原剂D.既不是氧化剂也不是还原剂解析:选D。题述反应中H2S中的H元素和S元素的化合价在反应前后均未发生变化,故H2S既不是氧化剂也不是还原剂,D正确。3.在一定条件下KClO3与I2发生反应:2KClO3+I2===2KIO3+Cl2,下列判断正确的是()A.该反应属于置换反应B.氧化性:I2KClO3C.还原性:KClO3I2D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2解析:选A。从反应中变价元素的化合价分析:KC+5lO3→C0l2,I02→KIO+53,可知氧化剂为KClO3,还原剂为I2,氧化产物为KIO3,还原产物为Cl2,则氧化性:KClO3KIO3,还原性:I2Cl2,可推知B、C、D三项均错误;由反应方程式中反应物和生成物的类别和种类数,可知A项正确。4.在一