1、4-2 氧化还原反应一、氧化还原反应概述,1.特征(判断依据)： 2.实质：,反应前后某些元素的化 合价发生变化 电子转移(得失或偏移),被称万能还原剂的NaBH4溶于水并与水反 应：NaBH4+2H2ONaBO2+4H2，关于这个 反应的下列说法正确的是_ A、NaBH4是还原剂，水是氧化剂 B、NaBH4既是氧化剂，又是还原剂 C、硼元素被氧化，氢元素被还原 D、氧化产物和还原产物的质量比为11,思考：,A D,氢化钙(CaH2)可作为生氢剂，反应的化 学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2， 下列说法不正确的是_ A、CaH2既是还原剂，又是氧化剂 B、H2既是氧化产物，又是
2、还原产物 C、CaH2是还原剂，H2O是氧化剂 D、氧化产物与还原产物质量比为11,A,3.一些化学用语：,反应物： 氧化剂 还原剂生成物： 还原产物 氧化产物反应过程： 还原反应 氧化反应,课本P76/练习：第2题,4.氧化还原反应进行的方向（课本P77） 氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物 (较强) (较强) (较弱还原剂) (较弱氧化剂),注意： 在有机反应中，加氧、去氢叫氧化反应；加氢、去氧叫还原反应。,反应过程中 氧化剂得电子数 = 还原剂失电子数 得失电子守恒,5.常见的氧化剂和还原剂(1)强氧化剂：,活泼非金属单质 高价态的某些金属阳离子 某些含较高价态元素的化合物 其他
3、：过氧化物、王水(HNO3+3HCl)等,(2)强还原剂：,活泼金属单质 某些非金属单质 某些非金属阴离子 某些含低价态元素的化合物 含醛基的有机物,(3)既做氧化剂、又做还原剂(含中间价态 的一些物质),6.氧化剂、还原剂强弱的判断例：判断下列物质的氧化性或还原性的强弱 Fe Cu Al Fe2+ Cu2+ Ag+ I2 F2 Cl2 Br2 Cl2 S Cl- Br- I- S2- I- Cu2+ Fe3+ Fe2+,小结：判断物质的氧化性或还原性依据 (1)金属活动顺序,(2)元素周期表中的位置,(3)实验事实,(4)同种元素的价态,(6)得或失电子时放出或吸收的能量高低,(5)反应条件
4、,(7)原电池或电解池中的放电顺序,下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比 金属乙的活动性强的是_ A、在氧化还原反应中,甲原子失去的电子 比乙原子失去的电子多 B、同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强 C、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D、将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极,C D,练习：,根据下列反应： 2H2S + O2 2S + 2H2O 4NaI + O2 + 2H2O 5NaOH + 2I2 Na2S + I2 2NaI + S 判断以上反应中氧化剂的氧化性由大至小 的排列顺序。,（4）A、B两元素的原子分别获得2个电子形成稳定结构 的离子时，A放出的能量大于B；C、D两元素的原子
5、 分别失去1个电子形成稳定结构的离子时，D吸收的 能量大于C。 若A、B和C、D分别形成化合物时，属于离子化合物 可能性最大的是（ ） A.C2A B.C2B C.D2A D.D2B,A,指出下列方程式(未配平)中氧化剂、还原剂、 氧化产物、还原产物、被氧化和被还原的元素：FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2H2S + H2SO4 SO2 + S + 2H2O KClO3 + HCl Cl2 + KCl + H2OCl2 + KOH KClO3 + KCl + H2OH2C2O4 +KMnO4 +H2SO4 K2SO4 +MnSO4 +CO2 +H2O,在含有Cu(NO3)2，Mg(NO
6、3)2和AgNO3的 溶液中加入适量Zn粉，首先置换出的 是_ A. Mg B. Cu C. Ag D. H2,7.氧化还原反应的规律(1)守恒规律：电子得失守恒(2)优先规律：氧化性或还原性强的物质先反应(3)归中规律：同种元素的不同价态之间若 发生氧化还原反应，价态变 化“只靠拢，不相交”,二、氧化还原方程式的配平 配平原则：原子守恒；得失电子守恒。,1.观察法（奇偶数法）,AgNO3 Ag + NO2 + O2,FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2,2.化合价升降法课本P80/练习 Cl2+ KOH KClO3+ KCl+ H2O (NH4)2PtCl6 Pt+ NH4Cl+ HCl+
7、 N2 FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2 黑火药爆炸,* 氧化数：可以有分数数值和平均数值, Fe3O4+ HNO3 Fe(NO3)3+ NO+ H2O C2H5OH+ K2Cr2O7+ H2SO4 Cr2(SO4)3+ CH3CHO+ H2O+ K2SO4 H2C2O4+ KMnO4+ H2SO4 K2SO4+ MnSO4+ CO2+ H2O C6H5CH3+ KMnO4+ H2SO4 C6H5COOH+ MnSO4 + K2SO4+ H2O,3.离子方程式的配平 配平原则：原子守恒；得失电子守恒； 离子电荷守恒。,例：下列离子方程式中正确的是( )(A)2MnO4-+ 3H2O2+
8、6H+ 2Mn2+ 4O2+ 6H2O (B)2MnO4-+ 5H2O2+ 6H+ 2Mn2+ 5O2+ 8H2O(C)2MnO4-+ 7H2O2+ 6H+ 2Mn2+ 6O2+ 10H2O(D)2MnO4-+ 9H2O2+ 6H+ 2Mn2+ 7O2+ 12H2O,练习： Cr(OH)4-+ OH-+ ClO- CrO42-+ Cl-+ H2O在一定条件下RO3n-和I-反应的离子方程式 如下：RO3n-+6I-+6H+ R-+3I2+3H2O 则RO3n-中R元素的化合价是 ；R元素的 最外层电子数是 。,4.缺项的氧化还原方程式的配平_KMnO4+ _KNO2+ _ _ _MnSO4+
9、_K2SO4 + _KNO3+ _H2O_K2Cr2O7+ _C+ _ _ _Cr2(SO4)3+ _K2SO4 + _CO2+ _H2O_P+ _KOH+ _ _ _KH2PO4+ _PH3,_Cr2O72-+ _I-+ _ _ _Cr3+ _I2+ _H2O _Na2O2+ _Cr3+ _ _ _CrO42-+ _Na+ _H2O,三、氧化还原反应原理的应用 * 解题关键：得失电子守恒,1.推测元素的化合价练习：3mol/L FeSO4溶液100ml和1mol/L K2Cr2O7 溶液50ml发生氧化还原反应，反应后铬元 素的化合价为_。,现有20ml 0.2mol/LAsO33-的溶液恰
10、好将 1.610-3mol MnO4-还原成Mn2+，则As在 反应后的价态为_。,用0.3mol/L 亚硫酸钠溶液16ml,刚好将 3.210-3mol 的强氧化剂RO(OH)2+还 原到较低价态，则反应后R的最终价态 是_。,2.离子共存问题 练习： （1）判断下列离子组中的离子能否共存 A. Fe2+ H+ NO3- B. Fe3+ I- S2- C. Fe2+ SO32- MnO4- H+ D. S2O32- H+ K+,（2）向硫酸溶液中加入FeCl2，不发生反应，若再加入某盐，则可能发生反应，该盐是（ ） A.NaNO3 B.KCl C.ZnSO4 D.FeCl3,3.有关简单计算
11、练习：配平：_KIx+ _Cl2+ _H2O _KCl+ _HIO3+ _HCl 当KIx与Cl2的系数比为18时，则x=_。,某温度下，将氯气通入NaOH溶液中，反应得到 NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO-与 ClO3-的浓度之比为13，则Cl2与NaOH溶液反 应时被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质 的量之比为_ A.215 B.113 C.31 D.41,由硫可制得多硫化钠Na2Sx，x值一般为26。 配平方程式：_Na2Sx+ _NaClO+ _NaOH _Na2SO4+ _NaCl+ _H2O * 若某多硫化钠在反应中消耗NaClO与NaOH 的物质的量之比
12、为21，该多硫化钠的分 子式为_。,对下列氧化还原反应方程式： 3BrF3 +5H2O HBrO3 +Br2 +9HF +O2 下列叙述中正确的是( ) A.此反应中只有水是还原剂 B.此反应中BrF3只做氧化剂 C.此反应中BrF3使部分水还原成氧气 D.此反应中还原剂和氧化剂的物质的量 比为32 若有5mol水做还原剂，被水还原的BrF3 物质的量为_mol,对氧化还原反应： 11P+15CuSO4+24H2O5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4 此反应中氧化产物是_，共转移电 子数为_。 3mol CuSO4可氧化_mol P 每摩尔起氧化作用的磷能氧化磷生成磷 酸的物质的量为_mo
13、l。,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+_ _。 a.完成该化学方程式并配平 b.浓盐酸在反应中显示出的性质是_。 c.产生0.1mol Cl2，转移的电子的物质的量 为_mol。 d.ClO2具有很强的氧化性。因此常用作消毒 剂，其消毒效率是Cl2的_倍。(以单位 质量得到的电子数表示),若锌与硝酸反应时有化学反应方程式： 4Zn + 10HNO3 a Zn(NO3)2 + b M + c H2O 则a、b、c、M可能是_。 在热的稀硫酸溶液中溶解了11.4g FeSO4。 当加入50mL 0
14、.5mol/L KNO3溶液后，按如 下反应恰好完全进行。配平下列方程式： FeSO4+KNO3+H2SO4K2SO4+Fe2(SO4)3+NxOy+H2O a.反应中的氧化剂为 。 b.推算出x= ，y= 。 c.用短线和箭头标出电子转移的方向和数目,*描述下列装置、中的实验现象，写出反应的离子方程式，并判断各是什么装置？, ,稀H2SO4 CuSO4 CuCl2,四、电化学(一)原电池与电解池的比较,1.定义 原电池把化学能转化为电能的装置叫做原电池。 电解和电解池使直流电通过电解质溶液或熔融电解质 而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫 做电解。 这种借助于电流引起氧化还原反应的装置，
15、即把电能转变为化学能的装置叫做电解池。,原电池是自发进行的氧化还原反应产生电能 电解是非自发进行的氧化还原反应消耗电能,原电池 电解池2.装置上特征,无外接电源 有外接电源,3.电极(1)电极名称：,(2)电极反应：,负极 阳极 (较活泼金属) (与电源正极相连) 正极 阴极 (较不活泼材料) (与电源负极相连),负极氧化反应 阳极氧化反应正极还原反应 阴极还原反应,4.电子流动方向和电流方向 外电路上：,原电池 电解池,电子：负极正极 电流：正极负极,电子：阳极电源正极 电源负极阴极电流：电源正极阳极 阴极电源负极,原电池内部： 电解池内部：,较易得电子的阳离子在正极发生还原反应,阴离子向阳
16、极移动阳离子向阴极移动,思考：若将装置中的Zn电极换成石墨电极，能否构成原电池？若将装置中的石墨电极换成Fe电极，能否构成原电池？,小结：1.构成原电池的条件,2.构成电解池的条件,(1)必须有两种活泼性不同的导体作电极(2)外电路两极用导线，内电路由电解质溶 液形成闭合回路(3)必须有自发的氧化还原反应,(1)有外接直流电源(2)用导体作电极(3)有电解质溶液或熔融液,(二)原电池原理的应用1.加快反应速率 思考：锌粒投入稀硫酸中，现象？,(1)加入少量固体NaAc，有何现象？,(2)插入一根铜丝，并与锌粒接触， 又有何现象？为什么？,(3)如滴入少量CuSO4溶液，有何现 象？为什么？,小
17、结： 判断原电池正负极的主要方法,从电极材料判断 从电极反应类型判断从电极质量变化判断 从电子或电流流动方向判断,2.解释电化腐蚀的主要原因为何钢铁在干燥空气中不易生锈，在潮湿 的空气中容易生锈。,电化腐蚀的电极反应与外界条件有何关系？,* 吸氧腐蚀(水膜酸性很弱或呈中性) 负极：Fe - 2e Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e 4OH-* 析氢腐蚀(水膜酸性较强) 负极：Fe - 2e Fe2+ 正极：2H+ + 2e H2,哪种电化腐蚀情况较多？,电化腐蚀时Fe被氧化为Fe2+，但铁锈常用 Fe2O3nH2O表示，Fe2+如何转变为Fe2O3nH2O？,金属腐蚀,3.金属的防腐
18、(1)表面覆盖保护层，隔绝空气,克罗米镀铬 白铁皮镀锌 马口铁镀锡,(2)表面造成一层致密的氧化膜,(3)改变金属内部组织结构，增强金属的防腐能力,(4)电化学保护法运用电化学原理保护,外加电流阴极保护法 牺牲阳极阴极保护法,4. 化学电源实用电池 (1)普通干电池(锌锰干电池),干电池构造1. 铜帽2. 炭棒3. 二氧化锰和炭黑的混合物4. 纸5. 电解质6. 锌筒7. 绝缘纸,Zn + 2NH4+ Zn2+ + 2NH3 + H2,正极负极,(2)锂电池(锂做负极) 是一种高性能电池。 具有质量轻、电压高、工作效率高和 使用寿命长的特点。,(3)二次电池可多次使用，即可充电的电池,氢镍电池
19、是今年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池，氢镍电池的总反应式是： 1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是（ ）A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B. 电池放电时，镍元素被氧化C. 电池充电时，氢元素被还原D. 电池放电时，H2是负极,放电充电,CD,蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是：A放电时，Fe是负极，NiO2是正极B蓄电池的电极可以浸入某酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：D放电时，电解质溶液中的阴离子向
20、正极方向移动,B、D,(4)燃料电池新型能源 氢氧燃料电池：,2H2 + O2 2H2O 30% KOH(aq)作电解液,甲烷燃料电池： CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O,1.下图三种情况中，哪根铁丝最容易生锈， 为什么？哪根锈蚀最慢，为什么？,练习：,* 若在乙上面加入少量植物油(即丁)与乙相比，哪根铁丝锈蚀慢？,2.下列三个装置哪个是原电池装置？写出 有关的电极反应式和反应类型。 O2,想一想：有何实验现象？如何检验两极产物？写出电解方程式。,在U型管里装入饱和食盐水，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极。接通直流电源。,实验装置,实验：电解饱和食盐水,(三)电解原理的应用,实验：电解
21、氯化铜溶液,阴极,阳极,氯气,铜,CuCl2溶液, ,想一想：（1）有何实验现象？（2）写出电解方程式。,1.电解方程式的书写 思考：* 电解饱和食盐水的总方程式为： * 而电解氯化铜溶液的方程式为： 析出铜但无氢气放出，为什么？,2NaCl+ 2H2O 2NaOH+ H2+ Cl2,CuCl2 Cu+ Cl2,电解质溶液中离子的放电顺序：阳极上失电子能力(即比较还原性强弱),阴极上得电子能力(即比较氧化性强弱),金属(Pt、Au除外) S2- I- Br- Cl- OH- NO3- SO42- F-,金属活动性顺序表：Ag+ Cu2+ H+ Fe2+ K+,* 工业上电解食盐水时在 电解槽中
22、设计了一个隔 膜将阴极区和阳极区分 开。若电解槽中无隔膜， 则得到什么产物？,* 电解前后溶液pH值如何变化？,* 用惰性电极电解CuCl2溶液，电解前后溶 液的pH值如何变化？,关于电解氯化铜溶液时的pH变化，化学界有两种不同的观点。观点一：“理论派”认为，电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。观点二：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液后溶液的pH变化如图所示。,pH,5 10 15 20 t /s,3.02.01.0 0,（1）用离子方程式表明电解氯化铜溶液的pH处于A点的原因。（2）“理论派”所持观点的理论依据是？（3）你支持哪种观点？理由？,A,* 写出电解熔融氯化钠、熔融氯化铜的 电极反应式和电解反应方程式,2.电解冶炼活泼金属 主要为K Ca Na Mg Al 电解时一般采用熔融状态。,
