氧化反应

氧化反应（精选12篇）

氧化反应 篇1

氧化还原反应一直是高中化学的重点,也是高考的热点,是中学化学的核心理论知识。 它贯穿于中学化学学习的始终,对学习元素及其化合物知识有直接指导作用,在化学知识结构中具有举足轻重的地位。在新课标的理念下,对氧化还原反应的学习要抓好基本概念的学习和氧化还原反应的基本应用。现通过典型例题总结如下,供同学们参考。

一、领悟考纲,明晰要求

2015年高考考纲对“氧化还原反应”这一专题各考点明确提出:了解氧化还原反应的本质是电子的转移;掌握氧化还原反应的有关知识(氧化反应与还原反应、反应方程式的配平、 物质的氧化性与还原性的强弱比较等)。

近几年高考对氧化还原反应的考查主要包括以下几点:以生产、生活、社会中的问题为载体,考查氧化还原反应的基本概念及实质;比较物质氧化性、还原性的强弱及相关规律的应用; 氧化还原反应的配平及计算等。

二、抓住本质,理解概念

例1.亚氨基锂(Li２NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li２NH+H２LiNH２+LiH。下列有关说法正确的是( )

A.Li２NH中N的化合价是-1

B.该反应中H２既是氧化剂又是还原剂

C.LiNH2是还原产物 , LiH是氧化产物

D.若有1 mol H２参加反应,则反应中有2mol电子转移

解析:本题主要考查氧化还原反应的相关概念和有关计算,侧重考查学生的理解和应用能力。A项,因为在Li２NH和LiNH２中N元素的非金属性最强,故N元素显-3价;B项, Li２NH和LiNH２中Li和H元素化合价均为+1价,H２中H元素化合价为0价,LiH中H元素化合价为-1价,故题给反应中只有H元素的化合价发生变化,H２既是氧化剂又是还原剂;C项,LiNH２是氧化产物,LiH是还原产物;D项,1 mol H２发生歧化反应,转移1mol电子。

答案:B

【相关知识链接】

氧化还原反应的五组基本概念之间是相互对立又相互依存的,其关系见如下框图:

注意:氧化剂、还原剂是指反应物(物质或离子),不是元素;氧化产物、还原产物是指生成物(物质或离子),不是元素;被氧化、被还原一般是指反应物中的变价元素,不是反应物;氧化反应、还原反应是指反应物的变化。

例2.饮用水中的NO３－对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO３－的浓度,某饮用水研究人员提出,在碱性条件下用铝粉将NO３－还原为N２,其化学反应方程式为:10Al+ 6NaNO３+ 4NaOH+18H２O= 10Na[Al(OH)４]+3N２↑。请回答下列问题:

(1)该反应中,______是氧化剂,是氧化产物______,被还原______。

(2)标出该反应中的电子转移的方向和数目:______。

(3)上述反应中,若有8g NaOH参加反应,则转移的电子总数为______个。

解析:本题综合考查氧化还原反应的相关概念、电子转移的表示方法和有关计算。分析题给反应知,发生变价的元素为Al和N,Al元素的化合价升高, 故Al为还原剂, Na[Al(OH)４]为氧化产物;NaNO３是氧化剂, N２是氧化产物。当消耗4 mol NaOH时应转移30mol电子,故有0.2mol NaOH参加反应, 转移的电子物质的量为1.5mol。

【相关知识链接】

氧化还原反应的本质是有电子的转移,表示电子转移的方法有两种,即双线桥法和单线桥法。

1.双线桥法

双线桥法是在反应物和生成物之间表示电子转移结果,该法侧重于表示同一元素的原子(或离子)间的电子转移。使用时应注意以下几点:(1)双线桥的箭头必须由反应物指向生成物中的同一种变价元素,箭头不表示方向,只表示变化。(2)双线桥上要标明“得”或“失”电子字样(电子对的偏移也按得失电子处理)。(3)双线桥上要标明得失电子总数,且得到和失去的电子总数必须相等。

2.单线桥法

单线桥法在反应物中的还原剂和氧化剂之间表示电子转移的方向和数目,具体讲是箭头从失电子元素指向得电子元素。使用时应注意以下几点:(1)单线桥是从反应物中失电子元素指向反应物中得电子元素。(2)单线桥上不要标明“得”或“失”电子字样,因为箭头指向包含了电子的得失。(3)单线桥上只标明反应中转移的电子总数。

三、把握性质,判断强弱

例3.化学与生活密切相关。下列物质应用中利用了该物质的还原性的是( )

A.漂白粉漂白织物

B.铁粉作食品袋的脱氧剂

C.明矾净化水

D.双氧水杀菌消毒

解析:本题主要以氧化还原反应在生活中的应用为背景,考查氧化性和还原性的判断。 漂白粉中的有效成分Ca(ClO)２具有强氧化性,可将织物中的色素氧化为无色物质,A项是利用漂白粉的氧化性;铁粉在食品袋中可与空气中的氧气反应,防止袋中的食品氧化变质, B项是利用铁粉的还原性;明矾净水是利用Al３＋水解生成Al(OH)３胶体吸附水中悬浮的杂质,不属于氧化还原反应;双氧水杀菌消毒是利用双氧水的强氧化性。

答案:B

例4.已知:1PbO２固体与浓盐酸反应,产生黄绿色气体;2向KSCN和FeBr２的混合溶液中通入少量实验1产生的气体(仅与一种离子反应),溶液变红色;3取少量FeCl３溶液滴在淀粉-KI试纸上,试纸变蓝。下列判断错误的是( )

A.上述实验中有三个氧化还原反应

B.通过上述实验可得到结论,氧化性:PbO２>Cl２>Br２>Fe３＋>I２

C.实验2能证明Fe２＋有还原性,不能证明Fe２＋有氧化性

D.实验1生成的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝

解析:本题主要考查氧化性和还原性的判断,氧化性强弱的比较及其应用。A项,题给三个实验中均发生了氧化还原反应;B项,通过题中三个实验不能证明Cl２的氧化性比Br２强;C项,实验2只能证明Fe２＋有还原性;D项,实验1生成的气体是Cl２,Cl２能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

答案:B

例5.根据下图,可判断下列离子方程式中错误的是( )

解析:本题以盐桥原电池装置图为基点,考查通过原电池的两极极性的正负来判断金属单质还原性的相对强弱,同时也考查了学生审图、 分析处理问题的能力。根据原电池的工作原理知,金属活动性:负极>正极。则三种金属的活动性顺序为Cd>Co>Ag,则符合此关系的置换反应成立。

答案:A

【相关知识链接】

1.物质的氧化性和还原性

物质的氧化性是指物质得到电子的性质或能力,氧化剂具有氧化性,氧化剂越易得电子, 其氧化性越强;物质的还原性是指物质失电子的性质或能力,还原剂具有还原性,还原剂越易失电子,其还原性越强。物质的氧化性(或还原性)的强弱取决于物质得(或失)电子的难易程度,与得(或失)电子的多少无关。物质具有氧化性还是还原性,可从元素在物质中的价态考虑:某元素的化合价处于最高价时,只有氧化性;处于最低价时,只有还原性;处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。简记为“同种元素多种价,高价氧化低价还,中间价态两俱全”。

2.物质的氧化性和还原性强弱的判断方法

(1)根据活动性顺序表判断。

1根据金属活动性顺序表判断:

金属活动性顺序表中,排在前面的金属元素其原子的还原性强,排在后面的金属元素其阳离子的氧化性强。

常见金属单质还原性强弱 : Na>Mg>Al >Zn>Fe>H>Cu>Ag 。

常见金属阳离子氧化性强弱 :

2根据非金属活动性顺序表判断:

常见非金属单质氧化性强弱:F２>Cl２> Br２>I２>S。

常见非金属阴离子还原性强弱:S２－>I－>Br－>Cl－>O２－。

3根据两表联合产生常用的重要顺序判断:

(2)根据元素在周期表中的位置判断。

1同一主族金属元素原子从上到下原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,单质还原性逐渐增强,其阳离子氧化性逐渐减弱;同一主族非金属元素原子从上到下原子半径逐渐增大, 得电子能力逐渐减弱,单质氧化性逐渐减弱,其阴离子还原性逐渐增强。

2同一周期金属元素原子从左到右原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,单质还原性逐渐减弱;同一周期非金属元素原子从左到右原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强,单质氧化性逐渐增强。

(3)根据氧化还原反应的方向判断。

对于氧化还原反应一般有如下对应关系: 强氧化剂+ 强还原剂→还原产物+ 氧化产物。要依据氧化还原反应方程式比较物质氧化性、还原性强弱,应首先找出反应物中的氧化剂、还原剂以及生成物中的还原产物、氧化产物。然后根据“氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,还原剂的还原性>还原产物的还原性” 进行判断。

(4)根据氧化、还原的程度大小进行判断。

1当不同的还原剂与同一氧化剂反应时, 可根据氧化剂被还原的不同程度来判断还原剂还原性的强弱。一般规律是氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性越强。 例如,HI和HBr两种还原剂分别与同一种氧化剂浓硫酸反应,HI可把浓硫酸还原为H２S,而HBr只能把浓硫酸还原为SO２,说明HI的还原性比HBr强。

2当不同的氧化剂与同一还原剂反应时, 还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。例如,氯气和硫两种氧化剂分别与同一还原剂铁反应,氯气可把铁氧化为FeCl３,而硫只能把铁氧化为FeS,说明氯气的氧化性比硫强。

(5)根据反应条件判断。

1浓度的影响:一般来说,氧化剂的氧化性和还原剂的还原性随着浓度增大而增强。如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸;还原性:浓盐酸>稀盐酸。铜与浓硫酸加热可反应, 而铜与稀硫酸加热不反应;二氧化锰与浓盐酸加热可反应,而二氧化锰与稀盐酸加热不反应。

2温度的影响:不同的还原剂(或氧化剂) 与同一氧化剂(或还原剂)反应时,若还原产物(或氧化产物)的价态相同,则反应条件越易,还原剂(或氧化剂)的还原性(或氧化性)越强。例如,钠在常温下能与水剧烈反应,而铁需在高温下才能与水蒸气反应,则还原性:钠> 铁。又如,常温下KMnO４可将浓盐酸氧化为Cl２,而MnO２则需加热才能将浓盐酸氧化为Cl２,故氧化性:KMnO４>MnO２。

3溶液酸碱性的影响:一般来说,随着溶液酸性的增强,氧化剂的氧化性不断增强。例如, MnO４－、Cr２O７２－或ClO－溶液的氧化性随着溶液酸性的增强而增强。又如,NO３－在中性或碱性条件下基本上无氧化性,而在酸性条件下却具有强氧化性,可将S２－、SO３２－、I－、Fe２＋等氧化。

(6)根据原电池、电解池的电极反应进行判断。

1两种不同的金属构成原电池的两极:一般是活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极, 则还原性:负极金属>正极金属。

2在电解池中,用惰性电极电解混合溶液时,一般在阴极先放电的阳离子的氧化性较强, 如Ag＋>Fe３＋>Cu２＋>H＋>Fe２＋>Zn２＋> Al３＋>Mg２＋>Na＋;在阳极先放电的阴离子还原性较强,如S２－>I－>Br－>Cl－>OH－。

四、把握规律,灵活应用

例6.实验室制取氯气也可使用氯酸钾与浓盐酸反应,其反应原理如下:KClO３+ 6HCl(浓)=KCl+3H２O+3Cl２↑。试根据该反应方程式回答下列问题:

(1)氧化剂是______,氧化产物是______。

(2)该反应中盐酸表现出来的性质是______(填“氧化性”“还原性”或“酸性”)。

(3) 氧化产物与还原产物的质量比为______。

(4)若反应生成21.3g Cl２,则反应过程中转移______mol电子。

解析:该反应要利用邻位转化规则分析, KClO３中+5价的氯元素降低到Cl２中的0价氯元素,不是降低到KCl中的-1价氯元素,这一点是学生极易弄错的。该反应中KClO３是氧化剂,盐酸是还原剂,Cl２既是氧化产物又是还原产物,其中氧化产物来自还原剂HCl,还原产物来自氧化剂KClO３,故氧化产物与还原产物的质量比为5∶1。由于盐酸在反应中部分变价,故盐酸表现出还原性和酸性。根据反应中氯元素价态变化知,该反应中生成3mol Cl２应转移5 mol电子,故生成21.3g Cl２,转移电子的物质的量为0.5mol。

答案:(1)KClO３Cl２(2)还原性、酸性(3)5∶1 (4)0.5

【 相关知识链接 】

1. 左强右弱规律

在一个自发进行的氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。自发进行的氧化还原反应总是按强的氧化性物质与强的还原性物质反应,生成弱的还原性物质和弱的氧化性物质的方向发生,即为

”。只有能自发进行的氧化还原反应,才满足“左强右弱”规律,也只有满足此规律的反应才能自动发生。电解反应是非自发进行的氧化还原反应,不能套用此规律。

应用:可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。适当条件下,可用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。

2.价态转化规律

(1)邻位转化规律。

在氧化还原反应中,元素相邻价态间的转化最易。

1元素处于最低(或最高)价态,遇一般氧化剂(或还原剂)时转变至相邻价态。 例如, Fe３＋与Cu反应时,Fe３＋只能被还原为Fe２＋,不能被还原为Fe。又如,浓硫酸在加热条件下与铜反应时,浓硫酸只能被还原为SO２,不能被还原为S。

2元素处于中间价态时可发生歧化反应, 且一般发生邻位转化。 例如,单质硫与热浓NaOH溶液反应时生成Na２S和Na２SO３。

(2)跳位转化规律。

1元素处于较低(或较高)价态时,遇强氧化剂(或强还原剂)发生跳位转化。例如,单质硫与浓硝酸加热时反应,可生成硫酸,而不是SO２。

2当增强反应条件(升温、增大反应物浓度、增大酸性等)时,可发生跳位转化。例如,氯气与热浓NaOH溶液反应可生成NaClO３,而不是NaClO。

(3)互不换位转化规律。

1同种元素的相邻价态间不相互转化。例如,CO与CO２、Fe３＋与Fe２＋、SO２与H２SO４等均不能发生反应。

2不同价态的同种元素间发生反应时,生成中间价态的物质,且只靠拢不交叉。就是说, 可能氧化产物和还原产物为同一中间价态,也可能不为同一价态,但产物中该元素的化合价一定介于氧化剂和还原剂中该元素的化合价之间(即归中反应)。 例如,反应KClO３+ 6HCl(浓)=KCl+3H２O+3Cl２↑,KClO３中+5价氯元素降到0价,HCl中-1价氯元素升到0价,而不是KClO３中+5价氯元素降到-1价。

应用:可用于判断氧化还原反应能否发生、 物质的变化及预测反应的产物。

3.强先弱后规律

一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性强的物质先被还原,并按“强先弱后”的顺序依次发生反应。 例如,将足量铁粉加入含H＋、Cu２＋、Fe３＋的溶液中,氧化性较强的Fe３＋先反应。一种氧化剂同时与多种还原剂相遇时,还原性强的物质先被氧化,并按“强先弱后” 的顺序依次发生反应。例如,向含Fe２＋、I－、 Br－的溶液中通入氯气,还原性较强的I－先反应。

应用:可用于判断反应的先后顺序及物质的稳定性强弱。

4.电子守恒规律

氧化还原反应的本质是电子转移,电子守恒规律就是电子得失总数相等。氧化还原反应的表观特征是元素化合价升降总数相等,这是任何氧化还原反应都应遵循的规律。

应用:可用于氧化还原反应有关计算及氧化还原反应方程式的配平。

五、电子守恒,配平计算

例7.锌与很稀的硝酸反应生成Zn(NO３)２、NH４NO３和水。 当生成1mol Zn(NO３)２时,被还原的硝酸的物质的量为( )

A.2mol B.1mol

C.0.5molD.0.25mol

解析:本题主要考查氧化还原反应方程式的配平和电子守恒的计算。

解法1(化学方程式法):根据题给信息,运用化合价升降法将化学方程式配平,可得该反应的化学方程式为4Zn + 10HNO３=-4Zn(NO３)２+NH４NO３+3H２O。稀硝酸的还原产物为NH４NO３,当生成4mol Zn(NO３)２时, 被还原的硝酸为1mol,故生成1mol Zn(NO３)２时,被还原的硝酸为0.25mol。

答案:D

例8.羟胺(NH２OH)是一种重要的还原剂,能将某些氧化剂还原。 现向20.00mL 0.045mol/L羟氨溶液中加入0.020mol/L酸性K２Cr２O７溶液,充分反应,消耗15.00mL酸性K２Cr２O７溶液(K２Cr２O７被还原为Cr３＋)。则上述反应中羟胺的氧化产物是( )

A.N２B.N２O C.NO D.NO２

解析:本题主要考查电子守恒的应用。设羟胺的氧化产物中N的化合价为+x,1 mol NH２OH转化为+ x价的N原子失去(x+1)mol电子,1mol K２Cr２O７转化为Cr３＋得到6mol电子,根据得失电子守恒有如下关系式:

答案:B

【相关知识链接】

1.氧化还原反应化学方程式的配平

(1)配平原则:质量守恒(反应前后各元素的原子个数相等)、电子得失守恒(化合价升降变化数值相等)、电荷守恒(离子反应)。

(2)配平步骤:标好价、列变化、求总数、配系数、后检查。

(3)配平技巧:正向配平法、逆向配平法、整体配平法、平均化合价等。

(4)氧化还原反应离子方程式的配平:1用电子守恒配平变价元素原子系数。2用电荷守恒配平离子系数。3用原子守恒配平未变价元素原子系数。4用O原子守恒检查是否配平。

2.电子守恒计算

氧化还原反应计算的核心是电子守恒,在氧化还原反应中,元素得到电子的总数=元素失去电子的总数;或元素化合价升高的总数= 元素化合价降低的总数。

解题步骤:(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式:n (氧化剂)× N (变价原子) ×Δx(化合价变化)=n(还原剂)×N(变价原子) ×Δx(化合价变化)。

注意:计算氧化剂或还原剂的物质的量时, 要特别注意反应物是部分还是全部参加氧化还原反应。

六、融会贯通,综合运用

例9.(2015·安徽卷)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( )

A.该溶液中,H＋、NH４＋、SO４２－、Br－可以大量共存

B.该溶液中,Ag＋、K＋、NO３－、CH３CHO可以大量共存

C.向该溶液中滴入少量FeSO４溶液,反应的离子方程式为2Fe２＋+ClO－+2H＋Cl－+2Fe３＋+H２O

D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生1 mol Cl２,转移电子约为6.02×10２３个

解析:本题综合考查氧化还原反应在离子共存、离子方程式正误判断及物质的量计算等方面的应用。A项,酸性条件下,ClO－可将Br－氧化而不能共存;B项,Ag＋与Cl－因生成沉淀而不能共存,ClO－可将CH３CHO氧化而不能共存;C项,NaClO为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性;D项,向该溶液中加入浓盐酸后, HClO与浓盐酸可发生归中反应生成Cl２,产生1mol Cl２,转移1mol电子。

答案:D

例10.利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。

(1)利用下图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B电极发生______(填“氧化”或“还原”)反应,B极区电解液为______(填化学式)溶液,阳极电极反应式为,该电解池总反应式为______,其中氧化产物为。

(2)利用钴渣[含Co(OH)３、Fe(OH)３等] 制备钴氧化物的工艺流程如下:

Co(OH)３溶解还原反应的离子方程式为______。 铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC２O４生成钴氧化______物和CO２,测得充分煅烧后固体质量为2.41g, CO２体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为______。

解析:(1)分析装置图知,产生H２的一极(B电极)为阴极,B极区电解液为LiOH溶液, 其电极反应式为2H２O +2e－=H２↑ + 2OH－,则A电极为阳极,A极区电解液为LiCl溶液,其电极反应式为2Cl－-2e－=Cl２↑。该电解池总反应式为,其中氧化产物为Cl２。(2)在酸性条件下,Co(OH)３首先与H＋反应生成Co３＋,Co３＋具有氧化性,把SO３２－氧化为SO４２－,配平可得离子方程式:2Co(OH)３+ 4H＋+SO３２－=2Co２＋+SO４２－+5H２O。铁渣中铁元素的化合价应为高价,为+3价,CO２的物质的量为,根据CoC２O４的组成可知,Co元素物质的量为0.03mol。设钴氧化物的化学式为CoｘOｙ,根据元素的质量比可得, 解, 则钴氧化物的化学式为Co3O4。

【相关知识链接】

氧化还原反应在离子共存、离子方程式书写、电化学及有机化学中有着广泛的应用。

1.氧化还原反应在离子共存中的应用

离子之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,这是离子共存题的必考点。 如Fe３＋与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－,NO３－(H＋)与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、 I－、Fe２＋,ClO－与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－、Fe２＋,MnO４－、Cr２O７２－与S２－(HS－、H２S)、SO３２－(HSO３－、SO２)、I－、Fe２＋、 Br－、Cl－(H＋)等离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存。

2.氧化还原反应在书写氧化还原离子方程式中的应用

书写氧化还原反应离子方程式时,能否配平至关重要,依据元素化合价升降总数相等配平变价元素原子个数是氧化还原反应离子方程式配平的关键。

3.氧化还原反应在电化学中的应用

(1)原电池中,失电子的一极为负极,发生氧化反应;得电子的一极为正极,发生还原反应。电解池中,失电子的一极为阳极,发生氧化反应;得电子的一极为阴极,发生还原反应。

(2)书写电极反应式和总反应式时要依据各电极转移的电子数相等。

(3)计算电极质量的增减、溶液的pH和电极上产生气体的体积等,都要依据各电极上转移的电子数相等。

4.氧化还原反应在有机化学中的应用

有机上的氧化反应是指有机物加氧或去氢的反应,如乙醇催化氧化生成乙醛,甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸,乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应等。有机上的还原反应是指有机物加氢或去氧的反应,如甲苯与氢气加成反应生成甲基环己烷,硝基苯生成苯胺等。

目前,有关氧化还原反应知识的命题趋势主要体现如下:以社会实际问题或典型事例为载体,考查学生对氧化还原反应相关概念的理解和应用能力;将氧化还原反应与对应物质性质的分析、推断结合在一起,考查学生对学科知识的综合应用能力;根据氧化还原反应原理书写所给的陌生化学反应方程式;氧化还原反应与电化学原理、新型绿色能源的开发相结合的考查。这些考点都是应用所学的氧化还原反应的理论来解决题中所给新信息、新情景下的问题,要求学生有较强的思维能力和自学能力。

【专项训练】

1.下列实验中,颜色变化与氧化还原反应有关的是( )

A. 往紫色石蕊试液中加入盐酸 , 溶液变红

B.饱和FeCl３溶液在沸水中变为红褐色

C.向FeSO４溶液中滴加NaOH溶液,生成的沉淀由白色变为灰绿色,最后变为红褐色

D.SO２使滴有酚酞的NaOH溶液褪色

2.有下列三个反应方程式:1Cl２+FeI２=FeCl２+I２;22Fe２＋+Br２=2Fe３＋+ 2Br－;3 Co２O３+6HCl(浓)=2CoCl２+ Cl２↑+3H２O。下列说法正确的是( )

A.1 2 3中的氧化产物分别是FeCl２、 Fe３＋、Cl2

B.根据以上反应的化学方程式可以得到氧化性强弱关系为Cl２>Co２O３>Fe３＋

C.在反应3中生成1mol Cl２时,有2mol HCl被氧化

D.根据反应12一定可以推理得到Cl２+ FeBr２=FeCl２+Br２

3. 某容器中发生一个化学反应 , 反应过程中存在H2O 、 ClO-、 NH3、 N2、 Cl-五种物质 , 在反应过 程中测得ClO和N 2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示 。 下列有关判断中正确的是 ( )

A. 还原剂是NH 3 , 氧化产物是Cl-

B.配平后氧化剂与还原剂的计量系数之比为3∶2

C.该反应中氧化反应过程是ClO－→Cl－

D.标准状况下,若生成2.24LN２,则转移电子为0.5mol

4.向27.2g Cu和Cu２O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO３)２,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。

下列有关说法不正确的是( )

A.Cu和Cu２O的物质的量之比为2∶1

B. 硝酸的物质的量浓度为2.6mol / L

C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L

D.Cu、Cu２O与硝酸反应后剩余的HNO３为0.2mol

5.某一反应体系中有反应物和生成物共五种物质:O２、H２CrO４、Cr(OH)３、H２O、H２O２。 已知该反应中H２O２只发生如下过程:H２O２ →O２。

(1)该反应中,被还原的元素是______(填元素符号),还原剂是______(填名称)。

(2)在该反应中, 发生还原反应的过程是______→______。

(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:______。

(4)若该反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下的体积为______L。

【参考答案】

1.C 2.C 3.B 4.B

5. ( 1 ) Cr过氧化氢 ( 或双氧水 )

氧化反应 篇2

1、创设情境

（1）分析初中化学学过的木炭还原氧化铜的化学反应。（2）分析下列3个氧化中各种元素的化合价在反应前后的变化： ①高温条件下，氧化铜与碳反应生成铜单质和二氧化碳气体 ②高温条件下，水和碳反应生成氢气和一氧化碳 ③氧化铜和氢气在加热条件下反应生成铜单质和水

（3）说明如果从反应物变为产物时元素的化合价是否发生了变化来分类，一类是化合价有变化，即氧化还原反应，另一类元素化合价没有变化，如：氯化钙与碳酸钠反应。

（4）资料1：化学反应的实质是原子之间的重新组合。（5）从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系。例如，钠与氯气的反应属于金属与非金属的反应、氢气与氯气的反应属于非金属与非金属的反应。

2、确定问题

思考问题：（1）氧化反应和还原反应为什么一定同时发生？

（2）氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系？（3）氧化还原反应的实质是什么？

3、自主学习

学习本主题所需要信息资源有：元素化合价的分析，钠原子、氯原子和氢原子的原子结构，最外层电子层的稳定结构等。在教师设疑后，让学生自己运用已掌握的知识和技能去阅读教材和参考资料，动手对化学反应方程式中的元素进行化合价的分析，从而得出氧化还原反应的实质，解决上述的三个问题，从而训练学生的独立思考能力，提高分析解决问题的能力。这是学生主动自觉地进行知识构建的过程，教师要巡视指导。

4、协作学习

开展小组讨论、协商、通过学生相互交流、深化对氧化还原反应的实质的内容的构建，整个协作学习过程由教师组织引导，5、效果评价

从自主学习能力、协作学习过程中做出贡献、是否达到意义构建3个方面的要求进行小组对个人的评价和学生的自我评价，促使学生矫正偏差，找出差距，树立学习的自信心。

氧化还原反应教案

（连续性问题情景式教学模式）

13化学 毕婉红 201324101146

1、课的引入

利用PPT展示图片——森林大火、火箭发射、炼钢、钢铁生锈、电池放电、新型燃料电池（放映完后讲诉：其实大家刚看到的图片的化学过程都伴随着氧化还原反应，也是我们今天所学习内容）

2、活动1：理解氧化反应和还原反应是同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应

【问题情景】在初中，我们曾经学过木炭还原氧化铜的化学反应，想一想，我们除了这个反应，还学过哪些氧化还原反应？写出化学方程式。追问学生，根据初中所学的的知识，什么是氧化反应，什么是还原反应，分类标准是什么，什么是氧化还原反应，氧化还原反应是同时发生的？

【学生讨论】思考交流，回答问题并书写反应方程式 【生生交流】交流所写的方程式，谈论问题答案

【教师强化】取木炭还原氧化铜为例，分析这个反应中氧化铜失去氧变成单质铜，发生了还原反应，碳得到氧变成了二氧化碳，发生氧化反应，也就是说氧化反应和还原反应是同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。

3、活动2：理解概念凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应 【问题情景】分析书本第35页中思考与交流中的3个氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化，讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。

【学生书写方程式，分析各个元素的化合价的升降】

【生生交流】讨论自己所写的内容是否正确，得出氧化还原反应与元素化合价的升降的关系。

【教师强化】结合学生得出的结论，巩固氧化还原反应的概念。

4、活动3：从微观的角度来认识氧化还原反应的实质是：有电子转移（得失或偏移）的反应是氧化还原反应

【问题情景】我们知道，化学反应的实质是原子之间的重新组合，元素化合价的升降与电子转移密切相关。现在请同学们根据钠与氯气的反应属于金属与非金属的反应和氢气与氯气的反应属于非金属与非金属的反应这两个例子来找出电子转移与氧化还原反应的关系。【学生讨论】通过书本36页的图2-

10、2-11来思考问题，得出初步结论后小组交流讨论。

【生生交流】整合小组成员的结论，总结出一个最终结论。【教师强化】结合学生得出的结论，巩固氧化还原反应的实质是：有电子转移（得失或偏移）的反应是氧化还原反应。

13化学 毕婉红 201324101146

1、“应试素质”是不是素质的一种？是不是一项重要的甚至必备的素质？

答：“应试素质”是素质的一种，是一项重要的甚至必备的素质。因为现在中国的教育主要还是应试教育，拥有良好的应试素质，有利于学生在应试教育的体制中取得更好的成绩。

2、如果“素质教育”的提出就是反对“应试教育”，那么缺乏应试素质的学生，能够成为真正意义上的高素质人才吗？

答：能。考试只是通向成功道路的其中之一条路，要成为一个高素质的人才不一定要接受“应试素质”的培养。

3、如果“素质教育”的内涵实际上和“全面发展教育”的含义差不多，那么有没有必要在“全面发展教育”之外重新提出“素质教育”这个概念？

答：有。虽然“素质教育”的内涵实际上和“全面发展教育”的含义差不多，但是两者的侧重点是不一样的，目的也不同。

4、有没有哪种教育不是以发展学生某方面的素质为目的的？

氧化还原反应之要点 篇3

[ 克难攻新，理清关系]

以前的高考常考的是较为熟知的HNO3、KMnO4等参加的氧化还原反应，现在考的是熟悉中较难一些的反应，甚至是一些全新的氧化还原反应。这就要求我们更加熟练地理解氧化还原反应的相关概念，做到面对新情景、新反应，能克难攻新，应对自如。

例1 在氧化还原反应中，水作为氧化剂的是（ ）

A.C+H2O[高温]CO+H2

B.3NO2+H2O=2HNO3+NO

C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

D.2F2+2H2O=4HF+O2

解析 该题实际上归纳了有水参加的氧化还原反应的3个类型。 A项中是水作为氧化剂，B、C项中水既不作氧化剂，又不作还原剂，D项中水作为还原剂。我们平时都做过这些分析，但是，较多的同学难以理解Na2O2与H2O、CO2的反应关系。类似地，KClO3和浓HCl的氧化反应关系也是需要强化弄懂的。因此，平时的复习就是要突破难点。

答案 A

例2 已知氧化还原反应：2Cu（IO3）2+24KI+12 H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O，其中1 mol氧化剂在反应中得到的电子为（ ）

A.10 mol B.11 mol

C.12 mol D.13 mol

解析 本题的化学反应是我们没有接触过的反应，新颖而且不算简单。给定一个氧化还原反应，我们应从元素化合价的变化入手试探着分析：Cu（IO3）2中Cu元素价态从+2价降低到+1价，反应中降低的总价数为2价，I元素价态从+5价降低到0价，反应中降低的总价数为20价;KI中I元素价态从-1价升高到0价，反应中升高的总价数为22价。这种按化合价就近变化的关系最后体现出的化合价升降总数是相等的，说明反应关系就应如此，如果简单地这样理解还行不通的话，那么，该反应的关系就不是这样单纯了。由上述分析可知，Cu（IO3）2是氧化剂，KI是还原剂。1 mol Cu（IO3）2参加反应，得到的电子总数为11 mol。

答案 B

例3 三聚氰酸[C3N3（OH）3]可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为：C3N3（OH）3[△]3HNCO;8HNCO+6NO2[△]7N2+8CO2+4H2O。下列说法正确的是（ ）

A.C3N3（OH）3与HNCO为同一物质

B.HNCO是一种很强的氧化剂

C.1 mol NO2在反应中转移的电子为4 mol

D.反应中NO2是还原剂

解析 反应C3N3（OH）3[△]3HNCO可以理解为分解反应，C3N3（OH）3、HNCO为不同组成的分子，不是同一物质。反应8HNCO+6NO2[△]7N2+8CO2+4H2O明显是氧化还原反应。NO2中元素的化合价从+4价降低到0价，1 mol NO2参加反应得到电子4 mol，因此，NO2就是氧化剂。那么，HNCO是否就是还原剂呢？按常规理解，氰酸HOCN的结构为HO—CN。异氰酸HNCO的结构为H—N=C=O中C为+4价，N为-3价。这样看来，HNCO中C元素的化合价没有发生变化，只有N元素的化合价在升高，HNCO就是还原剂。反应8HNCO+6NO2[△]7N2+8CO2+4H2O为归中反应。

答案 C

[ 把握氧化还原反应的内涵和外延]

氧化还原反应有特有的概念、规律。这些概念、规律是学好氧化还原反应的基础知识，它可能有点枯燥，但是，氧化还原反应无处不在，融合在我们课堂内外的各个环节、领域。因此氧化还原反应会变得生动活泼和丰富多彩起来。下面归纳10个氧化还原反应，阐释它们富有的内涵和外延，启示了我们对化学的深刻认识。

12FeCl2+3O2+6H2O=8FeCl3+4Fe（OH）3↓

分析 化学具有指导性。氯化亚铁溶液久置容易被空气氧化变质，因此，实验室保存FeCl2溶液应该采取相应的防止氧化措施：向FeCl2溶液中加入少量的铁粉和少量的稀盐酸。

4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2

分析 化学与生产、生活联系紧密。KI可被氧气氧化生成单质碘，因此，添加KI的食盐食用时往往有苦涩味。现在食盐加碘较普通地更新为加入KIO3的方法。

5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4=10CO2↑+6K2SO4+12MnSO4+28H2O

分析 化学变化中可能隐藏着某些不够清晰的内容。我们知道乙烯可以被酸性的KMnO4溶液氧化为CO2，所以，在除去甲烷中的乙烯气体时，不宜让混合气体通过酸性KMnO4溶液，以免引入了新的杂质气体，而应通入足量的溴水中。

2CrO3（红色）+3CH3CH2OH+3H2SO4=Cr2（SO4）3（绿色）+3CH3CHO+6H2O

分析 化学应该为社会服务。司机酒后驾车可通过专用仪器检测。使驾车人呼出的气体接触载有经过硫酸酸化处理的强氧化剂CrO3的硅胶，通过观察颜色的变化来判断是否酒后驾车。

2Na2S2O3+I2=2Na2S4O6+2NaI

分析 化学知识的原理和方法可以迁移、挖掘。中学有酸碱中和滴定实验测定未知溶液浓度的实验方法，类似地，可以拓展滴定操作，依据氧化还原反应关系也可以测定未知溶液的浓度。

nlc202309051545

CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2HBr

分析 化学需要尊重客观事实。乙醛能够使溴水溶液的橙色褪去，但是，该反应不能按思维定势想象为溴单质与乙醛的加成反应，实际上是溴水氧化乙醛为羧酸的氧化反应。这一点可以通过实验测定反应前后溶液的酸性强弱变化来验证。

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

分析 化学设计需要优化。我们通常用碱溶液去沉淀金属阳离子使其转化为难溶于水的金属氢氧化物沉淀除去。但是，Fe（OH）2是白色絮状沉淀，采用过滤操作容易夹杂溶液中的离子一起滤去。因此，实验中除去溶液中的Fe2+通常先用绿色氧化剂双氧水氧化Fe2+为Fe3+，再用碱溶液反应生成Fe（OH）3除去。

I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl

分析 化学需要发现。当我们向KI淀粉溶液通入Cl2时，可以看到溶液呈蓝色，但是，如果通入过量的Cl2，会发现溶液的蓝色会褪去。

6FeBr2+3Cl2（少量）=2FeCl3+4FeBr3

分析 化学是有规律可遵循的。当Cl2的物质的量不足时，Cl2选择性地先与还原性较强的Fe2+反应。值得注意的是当少量的Cl2通入FeI2溶液时，Cl2选择性地先与还原性比Fe2+强的I-反应，FeI2+Cl2（少量）=Cl2+FeI2。

3CuO+2NH3[△]3Cu+N2+3H2O

分析 化学具有开放性。我们最开始知道的是H2、C、CO还原氧化铜，现在展示的是NH3还原氧化铜生成了铜。其实，能够还原氧化铜的还原剂还有CH3CH2OH、Al、CH4等。

[ 理解氧化还原反应的特点]

我们学习了氧化还原反应的概念和规律，掌握了大量的氧化还原反应的应用实例。现在综合分析众多形式和内容不同的氧化还原反应的特点，进一步深入地认识和理解氧化还原反应。

1. 某些氧化还原反应的发生是有条件的

（1）温度。燃烧是剧烈的氧化还原反应，往往需要点燃或加热才能发生。MnO2和浓盐酸需要加热才能反应生成氯气。

（2）催化剂。金属锌粉和碘粉混合，滴入几滴水才能发生剧烈的反应。

（3）浓度。浓盐酸中氯离子具有较强的还原性，稀盐酸是不能代替浓盐酸与MnO2、KMnO4反应生成Cl2的。因此，在实验室用加热MnO2和浓盐酸制取氯气时，浓盐酸是不可能完全反应的。同理，浓硫酸是强氧化性酸，可发生氧化还原反应，表现出强氧化性。加热铜和浓硫酸制取SO2时，硫酸也是不能完全反应的。

（4）酸化。从价态分析，SO32-具有氧化性、S2-具有还原性，但是，Na2SO3和Na2S溶液是可大量共存的。如果再向混合溶液中加入稀硫酸酸化，则可以发生氧化还原反应。Na2SO3+2Na2S+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O。

（5）外加电源。电解是电解质的离子在阴阳两极分别进行的氧化还原反应，该类反应是在外加电源存在的条件下进行的非自发的氧化还原反应。

2. 氧化还原反应的进行是动态的

随着氧化还原反应的进行，氧化还原反应可发生动态变化。例如，加热金属锌和浓H2SO4的混合物，前一阶段发生的反应是Zn+2H2SO4（浓）[△]ZnSO4+SO2↑+2H2O，后一阶段发生的反应是Zn+H2SO4（稀）=ZnSO4+H2↑。类似地，铜和浓HNO3的反应依次为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O。

3. 氧化还原反应是不可完全类比的

氧化还原反应的进行是由物质本身的性质决定的，在反应的形式和内容上不能完全类比。例如，卤素单质与水的反应，Cl2、Br2、I2可用通式表示：X2+H2O=HXO+HX;但是，氟气和水反应是置换反应：2F2+2H2O=4HF+O2。少量的氯气通入FeBr2溶液中：6FeBr2+3Cl2=2FeCl3+4FeBr3。少量的氯气通入FeI2溶液中：FeI2+Cl2=FeCl2+I2。

4. 归中反应、歧化反应

它们是发生在同种元素原子之间的氧化还原反应，存在广泛，意义重大。

（1）归中反应，如：4NH3+6NO[催化剂△]5N2+6H2O。

（2）歧化反应，如：3S+6NaOH[△]2Na2S+Na2SO3+3H2O。

5. 氧化还原反应的原理、规律指引了氧化还原反应的新情境

我们知道Cl2的氧化性是大于I2的，第一次见到反应KClO3+I2=KIO3+Cl2时，有的同学感觉该反应是不成立的。其实，上述反应显示的是I2的还原性大于Cl2。

又如，实验表明乙二酸溶液能使酸性的KMnO4溶液褪色的。反应5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O是符合氧化还原反应元素化合价升降变化原理的。因此，我们有一种认识是：草酸是一种常用的还原剂。

[练习]

1.从矿物学资料中查得，一定条件下自然界存在如下反应：14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4，下列说法正确的是（ ）

A.Cu2S既是氧化产物又是还原产物

B.5 mol FeS2发生反应，有10 mol电子转移

C.产物中的SO42-有一部分是氧化产物

D.FeS2只作还原剂

2.赤铜矿的成分是Cu2O，辉铜矿的成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O+Cu2S [△]6Cu+SO2↑。对于该反应，下列说法正确的是（ ）

A.该反应的氧化剂只有Cu2O

B.Cu既是氧化产物又是还原产物

C.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂

D.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶6

[参考答案]

1.C 2.C

氧化还原反应专题突破 篇4

氧化还原反应知识贯穿于中学化学学习的始终, 每年必考, 题型主要是选择题和填空题, 形式新颖灵活。分析近几年的高考试题, 氧化还原反应主要从以下几个方面进行考查:氧化还原反应的概念以及概念之间的内在联系, 如氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、氧化反应、还原反应的判断;物质氧化性、还原性强弱的比较;氧化还原反应方程式的配平或书写未知的氧化还原反应方程式;氧化还原反应中电子转移方向和数目的标定;有关氧化还原反应的简单计算。

今后命题将会继续集中在以下2个方面:①氧化还原反应的概念及应用, 包括氧化还原反应的配平与计算;②氧化性、还原性强弱的判断。同时也会因涉及知识面广, 可能出现新的题型、新的设问方式, 特别是与实验应用相结合会成为命题的新趋势。

【考纲要求】

1.掌握氧化还原反应有关的概念, 氧化还原反应的概念包括氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等。命题多以选择题或填空题的形式出现。

2.综合运用化合价升降和电子转移的观点分析判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目, 能配平氧化还原反应方程式。命题常以填空题的形式出现, 有时还需判断反应物或生成物。

3.会比较物质氧化性或还原性的强弱, 其主要依据是:氧化 (或还原) 剂的氧化 (或还原) 性强于氧化 (或还原) 产物的氧化 (或还原) 性。命题主要以选择题的形式出现。

4.运用电子得失守恒规律进行有关计算, 如确定化合价、电荷数、反应物或生成物的化学式等。命题常以选择题或填空题的形式出现。

【易错点例析】

易错点之一:化学反应的分类

例1.下列四类反应:①置换反应, ②复分解反应, ③没有单质参加的化合反应, ④没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是 ( )

A.只有② B.只有②③

C.②③④ D.①②③④

错解与诊断:对四种基本反应类型和氧化还原反应关系的理解不够深入, 有部分学生选C项。

本题只有A项正确。根据置换反应的概念和实质可以推知它一定是氧化还原反应。对于化合反应和分解反应, 只要有单质参加或生成, 则一定是氧化还原反应;而没有单质参加或生成的化合反应和分解反应, 则有些是氧化还原反应, 有些不是氧化还原反应。例如, 这样的两个反应:$\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}{}_2+\text{S}\text{Ο}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{Ν}\text{a}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4$、$\text{Ν}\text{Η}{}_4\text{Ν}\text{Ο}{}_3\underset{}{\overset{△}{=}}\text{Ν}{}_2\text{Ο}+2\text{Η}{}_2\text{Ο}$, 虽然没有单质参加或生成, 但它们仍然属于氧化还原反应。

答案:A

例2.在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质, 在一定条件下充分反应, 测定反应前后各物质的质量如下:

则该密闭容器中所发生的化学反应的类型可能为 ( )

A.化合反应 B.分解反应

C.氧化还原反应 D.置换反应

错解与诊断:本题适应新课标高考的要求, 虽然不要求判断出该反应具体是什么反应, 但取材于真实的反应:4Fe$(\text{Ο}\text{Η}){}_2+\text{Ο}{}_2+2\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}4\text{F}\text{e}(\text{Ο}\text{Η}){}_3$。部分学生可能会忽略这个反应而漏选。

本题考查氧化还原反应及其与其他反应类型的关系。分析反应前后各物质质量的变化, 发现X在反应后增加107g, 说明X是生成物, 而Y、Z、Q三种物质在反应后质量都减少, 分别减少90g、8g和9g, 三种物质减少的总质量恰好等于生成的X的总质量。由此得出该反应是由三种物质生成了一种物质, 属于化合反应, A项是正确的;考虑到化合反应有可能属于氧化还原反应也有可能属于非氧化还原反应, C项也是正确的。D项显然是错误的。

答案:AC

纠错必备:

1.根据反应物和生成物类别以及反应前后物质种类的多少, 化学反应可按如下方式分类。

(1) 无机化学方面:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。

(2) 有机化学方面:取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应。

2.根据反应中物质是否得失电子, 可把化学反应分为:氧化还原反应和非氧化还原反应。

3.根据是否有离子参加或生成, 可把化学反应分为:离子反应和非离子反应。

易错点之二:有机反应中的氧化反应与还原反应

例3.目前用乙烯制乙醛的过程分三步进行:

$①\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2+\text{Ρ}\text{d}\text{C}\text{l}$${}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}\stackrel{}{\to }\text{C}\text{Η}{}_3\text{C}\text{Η}\text{Ο}+2\text{Η}\text{C}\text{l}+\text{Ρ}\text{d}$

$②\text{Ρ}\text{d}+2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2\stackrel{}{\to }\text{Ρ}\text{d}\text{C}\text{l}{}_2+2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}$

$③2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}+\text{Ο}{}_2+2\text{Η}\text{C}\text{l}\stackrel{}{\to }2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}$

下列叙述中正确的是 ( )

$\text{A}.\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$是还原剂, PdCl2是氧化剂

B.CuCl是还原剂, O2是氧化剂

$\text{C}.\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$是还原剂, O2是氧化剂

D.PdCl2和CuCl2都是催化剂

错解与诊断:本题出错主要是漏选。有机氧化反应指的是有机物加氧或去氢的反应, 包括醇被氧化、醛被氧化、醛类及含醛基的化合物与新制碱性Cu (OH) 2或银氨溶液的反应等;还原反应指的是有机物加氢或去氧的反应, 包括醛、酮、烯、炔、苯及其同系物、酚、不饱和油脂等的催化加氢等。对于反应$①‚\text{C}\text{Η}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{Η}{}_2$被加氧氧化 (为还原剂) , PdCl2被还原为Pd单质 (为氧化剂) ;但对于整个反应而言, PdCl2和CuCl2都仅仅参与了反应过程, 反应前后并未发生变化, 是催化剂, 而O2是氧化剂。

答案:CD

例4.在溴水中加入乙醛溶液, 对于反应现象及反应原理叙述正确的是 ( )

A.溴水不褪色, 无反应发生

B.溴水褪色, 发生加成反应

C.溴水褪色, 发生氧化还原反应

D.溶液分层, 上层橙红色, 下层无色, 发生萃取操作

错解与诊断:误认为乙醛可以与溴发生加成反应选B项;或者误认为乙醛是不溶水的有机物, 可萃取溴单质而选D项;或者误认为溴单质不与醛反应而选A项。

醛的加成反应, 主要是与H2加成, 即碳氧双键断开一个键, 再各加上一个氢原子形成醇, 即—CHO变成—CH2OH, 加氢或去氧称为还原反应。乙醛既能被弱氧化剂氧化, 也能被高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化, 从而使它们褪色。

答案:C

纠错必备:

与无机化学中判断是否为氧化还原反应不同, 有机化学中是以有机物为变化对象, 分别判断是氧化反应还是还原反应。有机氧化反应主要包括有机物的燃烧氧化、加氧氧化和脱氢氧化等。如烃的燃烧, 烯烃、炔烃与酸性高锰酸钾溶液的反应, 乙醛与氧气的反应等都是加氧氧化;乙醇在铜催化下与氧气反应则属于脱氢氧化。中学化学中的有机还原反应, 主要指含不饱和碳的有机物与氢气发生的加氢还原反应。

易错点之三:氧化还原反应方程式的配平

配平方法:“一标二列三求四配五观六查”。

具体地说, 就是①标出反应前后元素的化合价, ②列出化合价的升降情况, ③求化合价升降的最小公倍数, ④根据所求的最小公倍数配出化合价发生变化的物质的化学计量数, ⑤用观察法配出所含元素化合价未发生变化的物质的化学计量数, ⑥用质量守恒和电荷守恒检查所配结果是否正确。注意:若需要标出电子转移方向和数目时, 箭头必须由还原剂指向氧化剂, 箭头两端对准得失电子的元素, 并在箭头的上方标出转移电子总数。

例5.配平方程式:KMnO4+KNO2+______$\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}\text{Ν}\text{Ο}$3+H2O

错解与诊断:在一个氧化还原反应中缺少反应物或生成物时, 配平让学生往往束手无策。

一般是把反应物和生成物中的所有原子进行比较, 观察增加或减少了哪种元素:①若增加的元素是除H、O以外的非金属, 未知物一般是相应的酸;②若增加的元素是金属, 未知物一般是相应的碱;③若反应前后经部分配平后发现两边氢、氧原子不平衡, 则未知物是水。经比较发现, 生成物中增加了S元素, 则未知物是H2SO4, 其他步骤同上 (略) 。

答案:2KMnO4+5KNO2+3H2SO4$\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+5\text{Κ}\text{Ν}\text{Ο}{}_3+3\text{Η}{}_2\text{Ο}$

易错点之四:有机氧化还原反应方程式的配平

例6.分析有机物中碳元素的化合价 (用氢氧标碳法, 即H+1价、O-2价, 再确定C的化合价) 及其变化, 配平下列化学方程式:

5C2H4O+2KMnO4+______$\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4\stackrel{}{\to }$______C2H4O2+______K2SO4+______MnSO4+______H2O

解析:C2H4O中2C:-1→0↑1×2=2

KMnO4中Mn:+7→+2↓5 ×5指C2H4O、C2H4O2化学计量数为5

×2指KMnO4、MnSO4化学计量数为2

用观察法配平其他物质的化学计量数:

$5\text{C}{}_2\text{Η}{}_4\text{Ο}+2\text{Κ}\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4+3\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4\underset{}{\overset{}{=}}5\text{C}{}_2\text{Η}{}_4\text{Ο}{}_2+1\text{Κ}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+2\text{Μ}\text{n}\text{S}\text{Ο}{}_4+3\text{Η}{}_2\text{Ο}$

纠错必备:

对于有机物参与的氧化还原反应, 它的配平同样也可使用化合价升降法或电子转移法。但是有机物参与的氧化还原反应又有自身的特殊性, 即有机物加氢或去氧均属还原反应, 而加氧或去氢均属氧化反应, 故它的配平也可从得失电子数相等进行。

高考对氧化还原方程式的配平要求并不高, 所以平时不要搞得太复杂, 能做到灵活运用就行。另外, 有机氧化还原反应还可从得氧失氧、加氢去氢角度进行理解与配平, 即:得一个O原子, 化合价即升高2, 失一个O原子, 化合价即降低2;加一个H原子, 化合价即降低1, 去一个H原子, 化合价即升高1。

易错点之五:离子之间的氧化还原反应

例7.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中, 充分反应后, 溶液中大量存在的金属阳离子是 ( )

A.Fe2+ B.Fe3+

C.Fe2+和Cu2+ D.Fe3+和Cu2+

错解与诊断:忽略过量的铁可将Cu2+置换出来从而错选C项。

浓硝酸具有强氧化性, 热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+, 过量的铁又与Fe3+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu, 所以充分反应后, 溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+。

答案:A

例8.在一定条件下, PbO2与Cr3+反应, 产物是Cr2O${}_7^{2-}$和Pb2+, 则参加反应的Cr3+与PbO2的个数之比为 ( )

A.1∶3 B.2∶3

C.1∶1 D.4∶3

错解与诊断:选A项。有些学生在解答此题时, 出现以下易错思维:一是想写出PbO2与Cr3+反应生成Cr2O${}_7^{2-}$和Pb2+的化学方程式, 通过判断化学计量数来选择答案, 此方法费时而且易错;二是认为Cr2O${}_7^{2-}$中Cr的原子数为2, 算Cr3+的电子变化数时除以2而误选A项。

本题的解题关键是认识到PbO2与Cr3+之间发生了氧化还原反应, 利用电子得失守恒来进行计算。设参加反应的Cr3+的数目为x, 参加反应的PbO2的数目为y, 则x× (6-3) =y× (4-2) , 解得x∶y=2∶3。

答案:B

纠错必备:

对于离子能否共存问题, 必须考虑两个问题:一看同组离子是否发生反应 (复分解或氧化还原) , 二看是否满足题干要求。

有颜色的离子:Fe3+、Fe2+、Cu2+、MnO-4……

强酸性 (或强碱性) , 说明溶液中除离子组内各离子外, 还应有H+ (或OH-) 。典型的氧化性离子 (如Fe3+、MnO-4、Cr2O${}_7^{2-}$等) 和典型的还原性离子 (如Fe2+、S2-、I-、SO${}_3^{2-}$等) 在溶液中会发生氧化还原反应。

易错点之六:复杂氧化还原反应的计算

例9.在铁与铜的混合物中, 加入一定量的稀HNO3溶液, 充分反应后剩余金属m1g, 再向其中加入一定量的稀硫酸, 充分振荡后, 剩余金属为m2g, 则m1和m2之间的关系是 ( )

A.m1一定大于m2

B.m1可能等于m2

C.m1一定等于m2

D.m1可能大于m2

错解与诊断:部分学生解此题时有一种典型的错误思维:铁与铜与一定量的稀HNO3反应后剩余的金属可能是铁与铜或者仅剩余铜, 若m1g中含有Fe和Cu时, 再加硫酸则铁溶解, 致使m1大于m2;若m1g中仅含Cu时, 再加硫酸铜不溶解, 致使m1等于m2, 故误选B、D项。错解原因主要是思维简单, 未认真分析题目中的隐含条件, 所以答题时要冷静思考, 仔细挖掘一些隐含信息。本题主要受铁能与稀硫酸反应而铜不能的迷惑, 忽视了一定量硝酸与足量金属反应后仍有NO-3存在。当加入稀硫酸后, 相当于又形成硝酸溶液, 不论铁还是铜均能继续反应。

铁与铜的混合物与一定量的稀HNO3反应, 当金属剩余时, 硝酸耗尽, 但生成物中含有Fe (NO3) 2和Cu (NO3) 2。若再加入稀H2SO4, 则又继续发生反应$3\text{C}\text{u}+8\text{Η}{}^{+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}3\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Ν}\text{Ο}\uparrow +4\text{Η}{}_2\text{Ο}$或$\text{F}\text{e}+4\text{Η}{}^{+}+\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{F}\text{e}{}^{3+}+\text{Ν}\text{Ο}$↑+2H2O, 使金属的质量减少。

答案:A

例10.在反应$11\text{Ρ}+15\text{C}\text{u}\text{S}\text{Ο}{}_4+24\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}5\text{C}\text{u}{}_3\text{Ρ}+6\text{Η}{}_3\text{Ρ}\text{Ο}{}_4+15\text{Η}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4$中, 每摩尔CuSO4能氧化P的物质的量为 ( )

A.1/5mol B.2/5mol

C.3/5mol D.11/5mol

错解与诊断:选B项。从化学方程式可以看出, 当15molCuSO4参加氧化还原反应时将生成6molH3PO4, 所以1molCuSO4氧化2/5mol的P并生成2/5molH3PO4。出错原因是没有注意到H3PO4有一半是P自身氧化还原反应 (歧化反应) 生成的。

本题中的还原剂是P, 而氧化剂是P和CuSO4。由于反应过程中Cu从+2降为+1, 因此反应中共得到15mol的电子;而作还原剂的P在反应中从0升至+5价, 因此1molP得到5mol电子。因此15molCuSO4在反应中只能氧化3molP, 即每摩尔硫酸铜能够氧化0.2molP。

答案:A

纠错必备:

涉及复杂氧化还原反应的一般都是信息题, 处理相关信息时:一要准确理解信息内容;二要将信息、问题与所学的知识结合起来, 并应用于解题才行。

确定氧化还原反应中物质的化学计量数时, 要充分利用守恒法进行分析;确定物质化学式中某原子数目时, 还可能涉及化合价知识, 所以运用知识要灵活。

【跟踪训练】

1.根据表中信息, 判断下列叙述中正确的是 ()

A.表中①组反应可能有一种或两种元素被氧化

B.氧化性强弱比较:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2

C.表中②组反应的离子方程式是$2\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4^{-}+3\text{Η}{}_2\text{Ο}{}_2+6\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+4\text{Ο}{}_2\uparrow +6\text{Η}{}_2\text{Ο}$

D.表中③组反应的还原产物是KCl, 电子转移数目是6e-

2.已知下述三个实验均能发生化学反应:

下列判断中正确的是 ( )

A.实验①中铁钉只作还原剂

B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性

C.实验③中发生置换反应

D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+

3.Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:$2\text{F}\text{e}\text{S}\text{Ο}{}_4+6\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}{}_2\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{F}\text{e}\text{Ο}{}_4+2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{Ο}+2\text{Ν}\text{a}{}_2\text{S}\text{Ο}{}_4+\text{Ο}{}_2\uparrow$。下列说法中不正确的是 ( )

A.Na2O2在上述反应中只作氧化剂

B.Na2FeO4既是氧化产物又是还原产物

C.Na2FeO4处理水时, 既能杀菌, 又能在处理水时产生胶体净水

D.2molFeSO4发生反应时, 共有10mol电子发生转移

4.小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性, 设计了如下装置制取NO2和NO, 并验证其性质, 装置图如下:

(1) 写出甲中反应的离子方程式:______, 乙中的现象是______, 可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后现象是______, 可证明NO的还原性。

(2) 实验前丙中充满水的作用是______ (用反应方程式和简要文字回答) 。

(3) 小华对小明的实验设计提出了质疑, 他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性, 他的理由是

你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?______ (简要回答出原理和现象即可) 。

5.氢化亚铜 (CuH) 是一种难溶物质, 用CuSO4溶液和“另一物质”在40～50℃时反应可生成。CuH具有的性质:不稳定, 易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是$2\text{C}\text{u}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+\text{C}\text{u}$。

根据以上信息, 结合自己所掌握的化学知识, 回答下列问题:

(1) 在CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中, 用氧化还原观点分析, 这“另一物质”在反应中作______ (填“氧化剂”或“还原剂”) 。

(2) 写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式: 。

(3) CuH溶解在稀盐酸中生成的气体的化学式是______。

(4) 如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO, 请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 。

6.已知高锰酸钾、二氧化锰在酸性条件下能将草酸钠 (Na2C2O4) 氧化:

$\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_4^{-}+\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-}+\text{Η}{}^{+}\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+\text{C}\text{Ο}$2↑+H2O (未配平) ;

$\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_2+\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-}+\text{Η}{}^{+}\stackrel{}{\to }\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+\text{C}\text{Ο}$2↑+H2O (未配平) 。

为测定某软锰矿中二氧化锰的质量分数, 准确称量1.20g软锰矿样品, 加入2.68g草酸钠固体, 再加入足量的稀硫酸并加热 (杂质不参加反应) , 充分反应后冷却, 将所得溶液转移到容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度, 从中取出25.0mL, 用0.0200mol·L-1高锰酸钾溶液进行滴定。当加入20.0mL溶液时恰好完全反应, 试根据以上信息完成下列各题:

(1) 配平上述两个离子方程式:

______MnO-4+______C2O${}_4^{2-}$+______$\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+$______CO2↑+______H2O;

______MnO2+______C2O${}_4^{2-}$+______$\text{Η}{}^{+}\underset{}{\overset{}{=}}\text{Μ}\text{n}{}^{2+}+$______CO2↑+______H2O。

(2) 欲求得软锰矿中二氧化锰的质量分数, 还缺一个数据, 这个数据是______ (填数据所代表的意义) 。

(3) 若该数据的数值为250, 求该软锰矿中二氧化锰的质量分数 (写出计算过程) 。

参考答案:

1.A 2.A 3.A

$4.(1)\text{C}\text{u}+4\text{Η}{}^{+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Ν}\text{Ο}{}_2\uparrow +2\text{Η}{}_2\text{Ο}$溶液变浑浊 有红棕色气体生成

(2) 利用反应$3\text{Ν}\text{Ο}{}_2+\text{Η}{}_2\text{Ο}\underset{}{\overset{}{=}}2\text{Η}\text{Ν}\text{Ο}{}_3+\text{Ν}\text{Ο}$来制取NO, 并用排水法收集NO

(3) NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸, 可将Na2S氧化, 使溶液变浑浊 可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合, 若有淡黄色固体生成, 即可证明NO2的氧化性 (其他答案合理也可)

5. (1) 还原剂

$(2)2\text{C}\text{u}\text{Η}+3\text{C}\text{l}{}_2\underset{}{\overset{\text{燃}\text{烧}}{=}}2\text{C}\text{u}\text{C}\text{l}{}_2+2\text{Η}\text{C}\text{l}$

(3) H2

$(4)\text{C}\text{u}\text{Η}+3\text{Η}{}^{+}+\text{Ν}\text{Ο}{}_3^{-}\underset{}{\overset{}{=}}\text{C}\text{u}{}^{2+}+2\text{Η}{}_2\text{Ο}+\text{Ν}\text{Ο}$↑

6. (1) 2 5 16 2 10 8 1 1 4 1 2 2

(2) 容量瓶的容积

$(3)n(\text{C}{}_2\text{Ο}{}_4^{2-})=\frac{2.68\text{g}}{134\text{g}\cdot \text{m}\text{o}\text{l}{}^{-1}}=0.02$mol, 滴定250mL稀释后的溶液, 消耗n (MnO-4) =0.0200mol·L-1×0.02L×10=0.004mol。

根据氧化还原反应中得失电子数相等, 有:

n (MnO2) ×2+0.004mol×5=0.02mol×2

n (MnO2) =0.01mol, $\omega (\text{Μ}\text{n}\text{Ο}{}_2)=\frac{0.01\text{m}\text{o}\text{l}\times 87\text{g}\cdot \text{m}\text{o}\text{l}{}^{-1}}{1.20\text{g}}\times 100\%=72.5\%$。

氧化还原反应教案 篇5

氧化还原反应

第一课时

教学目标：

1、能从得氧和失氧的分类标准认识氧化还原反应的概念；

2、从合化合价变化的分类标准认识氧化还原反应的特征；

3、理解氧化还原反应的本质是电子转移；

教学重点：探究氧化还原反应的概念。

教学难点：从化合价升降角度认识氧化还原反应以及氧化还原反应的本质。教学过程：

一、引入

化学反应从形式上分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应，而从本质上分为氧化还原反应和非氧化还原反应。凡是涉及人类的衣、食、住、行，生物有机体的发生、发展和消亡，大多同氧化还原反应有关，据不完全统计，化工生产约50％以上反应都涉及到氧化还原反应，既然氧化还原反应与我们生产、生活、生命有着这么重要的关系，那么今天我们就来讨论氧化还原反应。

二、授新课

引导学生思考与交流（带着下面两个问题阅读第一段内容）

1）请举几个氧化反应和还原反应的实例,讨论并交流这类化学反应的分类标准是什么? 2）氧化反应和还原反应为什么一定是同时发生的？

1、从得氧失氧角度分析认识氧化还原反应

高温

2CuO ＋

C ======2 Cu ＋

CO2

讲解：在这个反应中，碳得到氧变成二氧化碳，发生了氧化反应。氧化铜失去氧变成单质铜，发生了还原反应。在这个反应中，发生氧化反应的同时也发生了还原反应，所以氧化反应和还原反应是同时发生的。

像这样氧化反应和还原反应是同时发生的的反应我们称之为氧化还原反应。

【板书】根据反应物中物质是否得到氧或失去氧，把化学反应分为氧化反应和还原反应。【板书】 分类标准:得失氧的情况

氧化反应：得到氧的反应

还原反应：失去氧的反应

2、化合价升降与氧化反应和还原反应关系：

讲解：在这个化学反应过程中，铜元素化合价由+2降低为0，同时氧化铜失去氧是发生了还原反应；氢元素化合价由0升高到+1，同时氢气得到氧是发生了氧化反应。【课堂练习】试分析H2O＋C === H2＋CO三种元素化合价各有什么变化。

【板书】

化学价升降情况：

氧化反应：物质所含元素化学价升高的反应 还原反应：物质所含元素化学价降低的反应

[设问]是否只有得氧失氧的反应才是氧化还原反应？如果一个反应中没有氧的得失，是否一定不是氧化还原反应呢？氧化还原反应到底有什么特征呢？

[分析举例]从化合价角度分析Fe＋CuSO4 === FeSO4 ＋Cu，铁元素被氧化，化合价升高；铜元素被还原，化合价降低。

【板书】

结论：有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应

[阅读]阅读教材P36第二段内容 [讲述] 根据化学反应从反应物到产物的化合价是否发生变化，可以把反应分成两类：

一类是：元素化合价有变化的反应，即氧化还原反应。

一类是：元素化合价没有发生变化的反应。如CaCl2+Na2CO3=CaCO3 + 2NaCl 【巩固练习】

1、下列反应属于氧化还原反应的是（）

A、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

B、CaCO3高温CaO+CO2↑ C、Na2O+H2O=2NaOH

D、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

2、下列反应是否属于氧化还原反应？

2Na＋Cl

2＝＝＝ 2NaCl [过渡]根据化合价变化可以判断一个反应是否为氧化还原反应，氧化还原反应的特征是化合价的升降。那么在氧化还原反应中为什么会有元素化合价的升降呢？我们知道，化学反应的本质是原子间的重新组合。那么氧化还原反应的本质又是什么呢？要解决这些问题我们还需要从微观角度来认识氧化还原反应。

[阅读]阅读教材36内容：从电子转移角度认识氧化还原反应。[讲解]

1、钠与氯气的反应（投影氯化钠的形成过程）

Na：化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应 Cl：化合价降低，得到电子，被还原，发生还原反应 【板书】结论：

1、氧化还原反应（本质定义）：有电子转移（得失）的反应；

2、氧化反应：表现为被氧化的元素化合价升高，其实质是该元素的原子失去电子的过程； 还原反应：表现为被还原的元素化合价降低，其实质是该元素的原子得到电子的过程。[随堂练习]

下列叙述正确的是（）

A、在氧化还原反应中，失去电子的物质，所含元素化合价降低 B、凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应 C、在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化 D、氧化还原反应的本质是电子的得失或偏移 【作业】

1、完成习题1、4、5、6。【板书设计】

第三节 氧化还原反应

一、氧化还原反应

1、定义：根据反应物中物质是否得到氧或失去氧，把化学反应分为氧化反应和还原反应。

2、两类标准：

1）得失氧的情况

氧化反应：得到氧的反应

还原反应：失去氧的反应

2）化合价升降情况

氧化反应：物质所含元素化学价升高的反应 还原反应：物质所含元素化学价降低的反应

凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应

氧化还原反应教学设计 篇6

初中教材曾简单介绍了氧化反应和还原反应,本节是在初中化学的基础上从本质上深入研究氧化还原反应。教材从氧化反应与还原反应具有的共同特点出发,引入氧化还原反应的特征、本质等。本节分两课时:氧化还原反应的特征,表示方法及氧化剂、还原剂;氧化还原反应的本质和表示方法,掌握氧化剂和还原剂的判断。本设计为第一课时教学设计。

重点:氧化还原反应的概念及其发展以及氧化剂、还原剂

难点:探究氧化还原反应的特征

二、学生的知识基础分析

学生已学过的氧化反应与还原反应的概念、常见的氧化、还原反应及判定,元素的化合价等知识,为探究氧化还原反应的特征和本质奠定了一定的理论基础,有助于学生通过典型的反应,探究并总结出氧化还原反应的更接近本质的判定,使概念得到扩展,使学生的认知结构得以合理地重构,并在重构的过程中,体会概念的发展过程。

三、教学的基本策略

1、问题情境的创设

利用学生已有的知识结构,给学生提供常见的化学反应,让其写出化学方程式并判断属于什么反应。在书写过程中,教师一方面可以对学生加强化学用语规范性的教育;另一方面,通过设疑,激发学生用氧化反应、还原反应的判定标准来分析反应。学生分析时,教师继续设疑,观察反应,回答氧化反应和还原反应是否同时发生在同一个化学反应中,引导学生用 “质量守恒定律”来回答。

2、问题探究的过程

根据探究式学习的一般原则,结合学生已有的知识经验,应用一定的化学原理,分析出现的矛盾,引导学生进行有关氧化还原反应概念狭隘性的猜想,让学生分析反应的共同特征,得出扩展后的概念。

四、教学过程的组织

1、情境创设

首先让学生写出化学方程式,进行分类,并继续观察得出:氧化反应与还原反应是同时存在,并在同一个反应中发生的,对学生进行辨证统一观点的教育。学生进一步研究发现,氧化还原反应中伴随着元素化合价的变化,教师此时根据氧化还原反应的表观概念进一步设疑,是否有无得氧失氧的反应也属于氧化还原反应?学生带着问题进行深入的观察,达到激疑的目的。

2、问题探究

矛盾的出现使学生会对已学习的概念产生疑问,教师在适当的引导下,使学生通过观察氧化还原反应的共同特征,得出扩展后的概念,帮助学生解决是非问题。学生在熟悉概念的同时,在练习中了解其用途、用法并与以前的概念对比加深印象。

学生在会判定氧化还原反应的基础上逐步掌握其分析、表示方法,在与教师共同研究中,学会使用双线桥法表示氧化还原反应并总结出该方法的要点,如:标价态,找变化,搭线桥,写说明等。

学生熟悉方法后,教师指出注意事项,给学生更清晰的认识,易于操作,降低难点。通过练习,更进一步理解所学习的方法,达到检查反馈的目的。

最后,通过板书和投影,归纳总结,使学生形成清晰的知识网络。

课后思考题的设置使学生达到新旧知识的交替和整合,为下节课做好铺垫。

3、课堂评价小结

经过探究,学生对氧化还原反应的特征及表示有了明确的认识,并通过教师层层深入的引导,了解了氧化还原概念的发展过程,培养了学生的思维能力和创新能力。

五、教学过程

【导入新课】人类的衣、食、住、行,生物体的产生、发展和消亡,都涉及氧化反应与还原反应。例如,研究燃烧中的化学反应,能量变化、燃烧效率等问题与本节知识有密切的关系。

【教师】请写出化学方程式:1、铜与氧气反应;2、氧化铜与碳反应

【设疑】这两个反应分别属于什么类型的反应,分类标准是什么?

【板书】分类标准:是否有得氧失氧

得氧,被氧化,发生氧化反应;

失氧,被还原,发生还原反应。

【设疑 】 氧化反应和还原反应是否同时发生,为什么?

【学生回答】依据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、个数不变。因此,氧化反应与还原反应是同时发生在同一个反应中。

【投影 】请标出以下反应中各元素的化合价,分析氧化还原反应与化合价之间有何關系。

2CuO+ H2△2Cu + H2OCuO+C高温Cu+CO

H2O +C高温CO+ H2

【学生】标出化合价并分析,得出结论。

失氧:所含元素化合价降低,被还原,发生还原反应;得氧:所含元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应。

【设疑 】物质得到氧的反应属于氧化反应,物质失去氧的反应属于还原反应;一种物质得到氧,另一种物质失去氧的反应属于氧化还原反应。是否有未得氧失氧的反应也属于氧化还原反应呢?

【教师引导】写出几个无氧参与的氧化还原反应,分析化合价变化,得出结论。

【设疑】在反应中虽没有得氧和失氧,但也是氧化还原反应,其中哪种物质发生氧化反应,哪种物质发生还原反应?为什么?

【学生】将两种类型的反应进行类比,得出结论:物质所含元素化合价升高,发生氧化反应;物质所含元素化合价降低,发生还原反应。

【总结】由此看来,应该对氧化还原反应进行更科学地定义。

【板书】凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。

分类标准:是否有元素化合价的变化

所含元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应

所含元素化合价降低,被还原,发生还原反应

【投影】一、下列反应哪些是氧化还原反应?标出氧化还原反应中元素化合价的变化。

1、NaOH+HClNaCl+H2O

2、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑

3、2O33O2

4、2KClO32KCl+3O2↑

5、CaCO3CaO+CO2↑

6、2H2+O22H2O

7、CaO+CO2CaCO3

8、Fe+CuSO4FeSO4+Cu

【讲述】双线桥法表示,方法:1、标价态;2、找变化;3、搭线桥;4、写说明

【投影】氧化剂:所含元素化合价降低的反应物

还原剂:所含元素化合价升高的反应物

【投影】二、用双线桥法分析下列氧化还原反应,并指出氧化剂和还原剂

1、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

2、MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

【教师】纠正错误,课堂小结。

【思考】1、用交叉分类法表示氧化还原反应与四大反应类型的关系。

氧化还原反应考点分析 篇7

一、以物质的制备为背景考查氧化还原反应方程式的书写与计算

以物质的制备为背景,根据新情境和相关信息书写氧化还原反应方程式,是考查学生化学素养的有效手段之一。

例题1.(09全国卷Ⅱ6)物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是()。

A.1:4 B.1:5 C.2:3 D.2:5

答案:A

解析:设2 molZn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2mol Zn(NO3)2,显然含有4 molNO3-,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3,根据得失电子守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4,则n(HNO3)=1 mol,即有1 molHNO3被还原。

例题2.(09全国卷Ⅱ13)含有a mol Fe Br2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是()。

A.x=0.4a,2Fe 2++Cl2=2Fe3++2Cl-

B.x=0.6a,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

C.x=a,2Fe 2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-

D.x=1.5a,2Fe 2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

答案:B

解析:由于Fe2+的还原性强于Br-,故根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2。当x/a≤0.5时,Cl2仅氧化Fe2+,故A项正确。当x/a≥1.5时,Fe2+和Br-全部被氧化,D项正确;当介于两者之间时,则要分步书写方程式,然后进行叠加得总反应。如B项,当x=0.5a时,Cl2刚好把Fe2+全部氧化,而当x=0.6a,显然Cl2还要氧化Br-,而选项中没有表示,故错。

启示:(1)注重计算的基本方法,加强基本功训练;(2)在元素化合物学习过程中要注意化学反应过程和研究化学方程式书写过程。

二、以物质的推断为背景考查氧化还原反应

以氧化还原反应为中心的推断题,除要求学生紧紧抓住反应过程中产生的各种现象,如气体的放出、沉淀的生成、颜色的变化等作为突破口,结合所学元素及化合物知识进行推断外,更重要的是能运用氧化还原反应的基本原理和相关规律进行综合分析,得出关键性的结论。

例题3.(09安徽卷27)某厂废水中含5.00×10-3 mol·L-1的,Cr2O72-其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3,+2),设计了如图1所示实验:

流程:

(1)第①步反应的离子方程式是_______;

(2)第②步中用p H试纸测定溶液p H的操作是________;

(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有______;

(4)欲使1 L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5Fe O4。理论上需要加入_______g FeSO4·7H2O。

答案:

(1)Cr2O2-7+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

(2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照。

(3)Fe(OH)3,Fe(OH)2

(4)13.9

解析:

(1)第①步是Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应,方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;

(2)测定溶液的pH的方法是:用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸的中心位置,然后对照标准比色卡,读出对应颜色的数据;

(3)从最终所得磁性材料的化学式可知,滤渣中主要有Cr(OH)3,Fe(OH)2,Fe(OH)3;

(4)1 L废水中的n(Cr2O72-)=5.00×10-3mol,根据关系式:Cr2O72-~4Cr0.5Fe1.5FeO4~10Fe SO4·7H2O,所以理论上n(Fe SO4·7H2O)=0.0 5mol,m(FeSO4·7H2O)=0.05 mol×278 g·mol-1=13.9 g。

“氧化还原反应”复习专题 篇8

纵观近几年高考对氧化还原反应的考查,主要包括下列四点:以生产、生活、社会中的问题为载体,考查氧化还原反应的基本概念及实质;比较物质氧化性、还原性的强弱及相关规律应用;氧化还原反应的配平及计算等.预测它们在2011年高考中仍然出现,也易于出现在离子共存、离子方程式正误判断题目中.

[考点突破]

一、考查氧化还原反应的概念和实质

例1 (2010年安徽省高考题改编)亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高、安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为:Li2NH+H2⇆LiNH2+LiH,下列有关说法正确的是()

(A) Li2NH中N的化合价是-1

(B)该反应中H2既是氧化剂又是还原剂

(C)在反应中有2 mol电子转移

(D) LiNH2是还原产物,LiH是氧化产物

解析:选(B).,(A)项,Li2NH中氮的化合价为-3价,故(A)错;H2发生归中反应,故它既是氧化剂又是还原剂,(B)正确;(C)项,反应中有1 mol电子转移,(C)错;(D)项,LiNH2是氧化产物,LiH是还原产物,(D)错.

解题技巧:正确标注元素化合价,分析元素反应前后的变化,是解题的关键.

知识链接(如图1所示)

例2 (全国高考题改编)下列说法中正确的是[NA表示阿伏加德罗常数]()

(A) 1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2 NA个

(B) 1 mol Cu和足量稀硝酸反应产生NA个NO分子

(C)在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3mol I2转移的电子数为6NA

(D)标准状况下,22.4 L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电于数为NA

解析:选(D).(A)项,不一定为2 mol,如在氯气与水的反应中,转移1 mol电子,(A)错;(B)项,由电子守桓可知,产生的NO分子为;(C)项,该反应中的氧化产物和还原产物都是I2,每生成3 mol I2转移电子数为5NA.

易错分析:(1)误认为氯气在所有的反应中全部作氧化剂,误选(A).(2)没有从电子得失守恒角度分析(B)项,误选(B).(2)不会分析(C)项氧化还原反应而出错,实际上I2既是氧化产物,也是还原产物.

二、考查氧化性、还原性的强弱比较

例3 (2010年山东省高考改编)硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:

I.SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI

II.2HI⇆H2+I2

Ⅲ.2H2SO4=2SO2+O2+2H2O

分析上述反应,下列判断正确的是

a.反应I中I2的氧化性比H2SO4强

b.反应I中SO2氧化性比HI强

c.循环过程中需补充H2O

d.循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2

解析:根据氧化还原反应发生的方向,氧化性:氧化剂>氧化产物,故a正确;反应I中SO2是还原剂,HI是还原产物,故还原性SO2>HI,则b错;将Ⅰ和Ⅱ分别乘以2和Ⅲ相加得:2H2O=2H2+O2,故c正确、d错误.

知识链接

1. 金属(金属的还原性强弱顺序与金属活动性顺序基本一致)

金属的还原性越弱,其对应离子的氧化性越强,即氧化性强弱顺序为Ag+>Cu2+>Fe2+>H+.

2. 非金属

氧化性逐渐减弱;还原性逐渐增强,即还原性强弱顺序为HF

3. 依据氧化还原反应的方向判断氧化性、还原性的强弱:

氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物.

氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物

例4 (2010年全国高考)根据图2,可判断出下列离子方程式中错误的是()

(A) 2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)

(B) Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)

(C) 2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)

(D) 2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq)

解析:选(A).根据原电池的工作原理,充当负极的金属,其金属活动性比正极的金属性要强;由图2可推知,金属性(还原性):Cd>Co>Ag,故离子的氧化性为:Cd2+

知识链接:从装置图中发现有用信息,或运用装置图所提供的信息是解题的关键.

(1)原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极>正极.

(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强.

三、考查氧化还原反应的配平和计算

例5锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水.当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为()

(A) 2 mol (B) 1 mol

(C) 0.5 mol (D) 0.25 mol

解析:选(D):

解法1:化学方程式法:根据题给信息,运用化合价升降法将化学方程式配平,可得该反应的化学方程式为

4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O根据化学方程式可知,稀硝酸的还原产物为NH4 NO3,当生成4 mol Zn(NO3)2时,被还原的硝酸为1 mol,故生成1mol Zn(NO3)2时,被还原的硝酸为0.25 mol,(D)正确.

解法2:电子守恒法:根据题给信息可知该0+2反应中锌为还原剂,由,每生成1 mol Zn(NO3)2,Zn失2 mol电子;硝酸为氧化剂,,每还原1 mol硝酸需得8 mol电子,故生成1 mol Zn(NO3)2时,被还原的硝酸为,(D)正确.

解题技巧:(1)常规解法:配平化学方程式法,再求解;(2)快速巧解:电子守恒法.

易错分析:(1)标错反应中氮元素的化合价.氮元素的主要价态有-3价和+5价,、NH3中氮元素价态为-3价,HNO3、中氮元素的价态为+5价.(2)对被还原的硝酸和起酸性作用的硝酸的“量比”不清楚.

方法技巧:1.在氧化还原反应中,元素得到电子的总数=元素失去电子的总数;或化合价升高的总数=化合价降低的总数.

2. 转移电子数目的计算:

(1)得到电子的物质的量:氧化剂(或还原产物)物质的量×化学式中参加还原反应的原子个数×化合价的差值;

(2)失去电子的物质的量:还原剂(或氧化产物)物质的量×化学式中参加氧化反应的原子个数×化合价的差值.

例6 (2010年上海市高考)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色.如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CC14层会逐渐变浅,最后变成无色.

完成下列填空:

(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色反应的化学方程式(如果系数是1,不用填写):

(2)加碘盐中含碘量为20～50 mg/kg.制取加碘盐(含KI03的食盐)1000 kg,若用KI与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2______L(标准状况,保留2位小数).

解析:(1)由题意可知,氯气氧化了单质碘;分析反应中的化合价变化,磺元素的化合价从0→+5,升高5价,氯元素的化合价从0→-1,降低1价,根据得失电子守恒和质量守恒,可配平出:

I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCI;

(2)写出化学方程式:

KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl

根据化学方程式计算,按最小值计算,则1000 kg加碘食盐中含碘20 g,根据质量守恒可知:换算成碘酸钾的质量为33.70 g,物质的量为0.16 mol,则需要消耗Cl2的体积为:(20 g÷127 g·mol-1)×3×22.4 L/mol=10.58 L.

答案:(1) I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl (2)10.58.

方法技巧:1.根据题意,确定氧化剂和还原剂、氧化产物及还原产物,然后配平,必要时添加相关“缺项”.

2.书写“陌生”化学方程式的一般步骤:

(1)先确定氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物.

(2)根据得失电子守恒进行配平.

(3)利用观察法,将“缺项”添上,一般缺少H2O、H+或OH-等

[名题赏析]

1.(2010年南京模拟)火法炼铜过程中发生如下反应:3Cu2S+3O2=6Cu+3SO2.下列说法正确的是()

(A) Cu2S是还原剂,O2是氧化剂

(B) Cu是还原产物,SO2是氧化产物

(C) 1 mol Cu2S和O2反应生成2 mol Cu,转移电子数的物质的量为6 mol

(D)反应消耗3 mol Cu2S时,被O2氧化的硫(S)的物质的量为3 mol

解析:由反应可知,Cu2S中,Cu的化合价由+1→0,S的化合价由-2→+4,故Cu2S既是氧化剂又是还原剂,(A)不正确.反应中Cu是还原产物,而SO2既是氧化产物也是还原产物,(B)不正确.该反应中只有硫元素是还原剂,且1 mol Cu2S中,S的化合价由-2→+4,共转移6 mol电子,(C)正确.反应消耗3 mol Cu2S时,有3 molO2反应,O2共获得12 mol电子,而1 mol S被氧化,化合价由-2→+4,共失去6 mol电子,故被O2氧化的S为2 mol,(D)不正确.答案选(C).

2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图3所示,则下列化学反应属于阴影3区域的是()

(A) Cl2+2NaI=I2+2NaCl

解析:阴影3所表示的反应类型为氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型.(A)为置换反应,不符合题意;(B)为分解反应,但该反应不是氧化还原反应,应排除;(C)项为有单质参加的化合反应,是氧化还原反应,不符合题意;(D)项不属于四种基本反应类型,属于氧化还原反应,符合题意.答案选(D).

3. 对于反应KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2+H20(未配平),若有0.1 mol KMnO4参加反应,下列说法正确的是()

(A)其转移电子0.5 mol

(B)生成Cl20.5 mol

(C)参加反应HCl为16 mol

(D) Cl2是还原产物

解析:配平该化学方程式为:

2KMnO4+16HCI=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O Mn由+7→+2,得到5电子,则0.1 mol KMnO4参加反应消耗HCl为1.6 mol,转移的电子为0.5 mol,生成的Cl2为0.25 mol,故(A)正确,(B)、(C)不正确;Cl2是氧化产物,故(D)不正确.答案选(A).

4.(2010年潍坊模拟)根据下列事实,判断离子的氧化性顺序为()

①A+B2+=A2++B

(②D+2H20=D(OH)2+H2 T

③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为:E2++2e-=E,B-2e-=B2+

解析:选(A).分析三个反应事实可得如下结论:

综合三个结论可知,氧化性强弱顺序为E2+>B2+>A2+>D2+.

相关技巧:

(1)能在通常条件下置换出水中的氢的金属,金属活动性很强.

(2)原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应.

5. 已知将盐酸滴入酸性高锰酸钾溶液中产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去.现有一个氧化还原反应体系中,共有KCl、CI2、H2SO4、H20、KMNO4、MnSO4、K2SO4七种物质:

(1)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(并配平)______.

(2)上述反应中,氧化剂是______,1 mol氧化剂在反应中______(填“得到”或“失去”)mol电子.

(3)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3溶液又变紫红色.说出NaBiO3的一个性质:______.

解析:(1)首先确定反应物为盐酸、高锰酸钾和硫酸,再确定其他产物;然后根据氧化还原反应的配平方法进行配平.(2)分析KMnO4→MnSO4中锰元素化合价的变化(+7→+2),可知KMnO4为氧化剂,1 mol KMnO4发生氧化还原反应,将得到5 mol电子.(3)由题意可知,NaBiO3能氧化MnSO4而生成KMnO4,说明NaBiO3的氧化性大于KMnO4的氧化性.

答案:(1) 2KMnSO4+10KCI+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H20 (2)KMnO4得到5 (3) NaBiO3的氧化性大于KMnO4

6.(2010年临沂模拟)某体系中存在如下反应:

(1)反应(1)中H2S做______剂,反应(2) 属于______反应(填“氧化”或“还原”).

(2)若在反应(1)中失去0.2 mol电子,则反应(2)中可生成______g碘.

(3)写出并配平碘酸钾与硫化氢反应的化学方程式,同时标出电子转移的方向和数目:______.

解析:(1)反应①中硫元素化合价升高,是氧化反应,作还原剂.反应②中碘元素化合价降低,是还原反应.

(2)氧化反应中得失电子数相等,反应①中失去0.2 mol电子,反应②中必然得到0.2 mol电子,生成碘0.02 mol,质量为5.08 g.

(3)调整系数使两个半反应方程式得失电子数相等,将两个半反应方程式相加,电子由硫转移到碘,电子转移数为40 e-.

答案:(1)还原,还原(2)5.08

氧化反应 篇9

石墨烯是一种理想二维材料,做为载体没有孔径限制。另一方面,石墨烯通常由氧化石墨烯还原得到,而氧化石墨烯表面大量的羟基和羧基基团可为氧化物催化剂提供键合位,将其锚定于石墨烯表面,从而制备出稳定的催化剂材料。最近也有研究指出石墨烯对甲苯具有很强的吸附能力[6]。这些都为石墨烯应用于臭氧催化氧化甲苯提供了可能。传统上经常使用肼来实现氧化石墨烯的还原,由于其具有剧毒性,因此迫切需要开发非肼还原法。本研究拟用一步水热合成法制备出新型催化材料Mn O2/ 石墨烯,利用二氧化锰良好的臭氧催化氧化性能和石墨烯对甲苯良好的吸附性,达到较好的臭氧催化氧化降解甲苯的效果。

1 实验部分

1. 1 复合材料的制备

所用试剂均为分析纯。氧化石墨烯( GO) 由天然石墨粉末采用改进Hummers法[7]制得。Mn O2/ 石墨烯由氧化石墨烯与高锰酸钾在水热条件下直接氧化还原反应制得,具体方法如下:按照质量比Mn O2/ ( Mn O2+ 氧化石墨烯) = 0. 3称取一定量的氧化石墨烯和高锰酸钾,将二者悬浮液超声分散1 h后移入配有温控和压力测试装置的高压釜中,180℃水热老化12 h后,所得产物抽滤,去离子水反复洗涤,120℃真空干燥12 h,即得二氧化锰/石墨烯 ( 标记为Mn O2/ G) 。作为对比,同样条件下制备纯Mn O2和石墨烯。

1. 2 复合材料的表征

催化剂的晶体结构用荷兰PANalytical公司的X'Pert PRO衍射仪测定。Co Kα射线,Fe滤波器,λ = 0. 1789 nm,管电压40 k V,管电流40 m A,扫描范围2θ为5° ~ 90°。复合材料的粒度由日本JEM - CX - II型透射电子显微镜直接观察。样品颗粒研磨后制成乙醇悬浮溶液,并经超声波震荡分散3 h,然后滴于铜网表面进行观察。材料的红外谱图用Themo Nicolet公司的NEXUS型红外光谱仪测定,扫描次数32,波数范围4000 ~400 cm- 1,分辨率为4 cm- 1。BET比表面积采用美国Quantachrom公司的CHEMBET3000脉冲气相色谱化学吸附仪测定。

1. 3 臭氧催化性能评价

图1为实验装置流程示意图。甲苯由氮气作为载气通过VOC发生器 ( VICI Metronics Dynacalibrator,model 150,USA) 产生,臭氧由氧气通过臭氧发生器 ( MEDOZONS Ltd. ,Medozons- BM - 02,Russia) 产生,二者浓度分别设定为4. 13×10- 6mol·L- 1和8. 26×10- 6mol·L- 1,气体在进入反应器前,在预混室内充分混合。反应在室温下进行,气体流速为150 m L/min。原料及反应产物用Bruker Tensor 27型红外光谱仪进行分析。

2 结果与讨论

2. 1 复合材料的形态与结构

图2是不同样品的XRD谱图。对比氧化石墨烯( GO) 谱图,石墨烯( G) 谱图上位于10. 1°( 001) 的氧化石墨烯特征峰消失,同时在24. 5°( 002) 和43°( 100) 处出现了较强的衍射峰,这些结果证明氧化石墨烯已经完全转化为石墨烯[8]。在Mn O2/ G的谱图上,对比标准XRD谱,12°、37°和66°的衍射峰对应的二氧化锰的晶型为α - Mn O2[9],而25°的宽峰是粒径较小的无定型二氧化锰。这些结果表明Mn O2/ G内存在晶体及无定型二氧化锰和石墨烯。

图3是Mn O2/ G复合材料的TEM图。可以看到二氧化锰较为均匀地分散于石墨烯表面。特别地,虽然在TEM分析前Mn O2/ G样品在乙醇中超声分散3 h,但二氧化锰依然牢固地锚定于石墨烯表面,表明二者之间存在着较强的相互作用。这是由于石墨烯中的碳原子和高锰酸根之间发生氧化还原反应,从而使得生成的二氧化锰可以较为均一且稳固地沉积在石墨烯片上[9]。与此同时,生成的二氧化锰也可以阻止多层石墨烯的复合。

图4是不同样 品的红外 谱图。在GO谱图中有C = O( 1719 cm- 1) 、C = C( 1619 cm- 1) 、环氧C - O( 1222 cm- 1) 和烷氧C - O( 1042 cm- 1) 的特征吸收振动峰,位于3420 cm- 1处的吸收峰是由吸附的水所引起[10]。而在石墨烯和Mn O2/ G样品中,位于3420 cm- 1、1719 cm- 1、1619 cm- 1、1222 cm- 1、和1042 cm- 1的吸收峰消失或大幅减弱,说明水热处理后氧化基团大部分被去除。特别地,Mn O2/ G谱图上,在707 cm- 1处出现一个新的吸收峰,可以归属为碳和二氧化锰反应产生的结构单元Mn - O - C键的吸收振动,这更进一步验证了石墨烯和二氧化锰之间存在紧密复合。

表1是不同的样品的BET比表面积。石墨烯的BET比表面积是53 m2/ g ,这相较于其理论比表面积 ( 2700 m2/ g) 相差很大,这是由于水热条件下,石墨烯层间发生大量复合现象导致生成的多为多层石墨烯[11]。Mn O2/ G的比表面是294 m2/ g,这是由于生成的二氧化锰沉积于石墨烯表面,阻止了石墨烯的层间复合,使得石墨烯层数减少,从而使得比表面增加,这一结果与TEM结果相符。

2. 2 复合材料的臭氧催化氧化性能

不同样品的臭氧催化氧化甲苯的反应性能列于表1。为了排除物理吸附的影响,转化率均是在反应稳定后1 h后测定。纯石墨烯对于甲苯和臭氧的转化率均很低,分别为5. 4% 和3. 2% ,这说明虽然石墨烯对甲苯具有较强的吸附能力,但单纯石墨烯的臭氧催化氧化活性依然很差,这与其对臭氧的吸附能力差有关。同时,可以看到纯二氧化锰对臭氧具有较好的降解作用,其转化率达到49% ,这与文献报道一致[12],但与纯石墨烯一样,其对甲苯的降解性能也较差,仅为9. 4% ,这是由于虽然一方面二氧化锰具有较好的吸附臭氧的能力,但另一方面,其对甲苯的化学吸附能力却较差,从而无法有效降解甲苯。但Mn O2/ G对甲苯和臭氧都具有很好的降解能力,转化率分别达到56% 和89% ,这可以归结于二氧化锰和石墨烯的协同作用。一方面二氧化锰的存在可以很好地吸附臭氧分子,并进而形成过氧根自由基·O-2[13]。另一方面,石墨烯中的碳原子是以六边形结构存在,同层六边形内碳原子是以σ键形式联系起来,而不同层间却存在着π键[14],这种π键的存在使得其可以与甲苯分子间形成大π 键耦合效应,从而可以有效吸附甲苯分子。而二氧化锰和石墨烯间的紧密结合使得吸附产生的过氧根自由基可以较为有利地进攻吸附的甲苯分子,从而使得二者得到有效降解。

Condition: toluene: 4. 13 × 10- 6mol·L- 1; ozone: 8. 26 × 10- 6mol·L- 1; reaction temperature: 22 ℃ ; catalyst mass: 0. 08 g; total gas flow rate:150 mL / min.

3 结 论

设计实验探究氧化还原反应 篇10

例题:为了探究浓度对硫酸氧化性的影响, 某学习小组进行了以下探究活动:

探究一称取无锈铁钉 (碳素钢) 12.0 g放入30.0 m L浓硫酸中, 加热, 充分应后得到溶液X并收集到气体Y.

(1) 甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+, 请选择下列试剂, 设计简单的实验方案 (简述操作过程、现象和结论) , 并写出有关离子方程式:_____________.

供选用试剂:a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液c.浓氨水d.酸性KMn O4溶液

(2) 乙同学为了测定气体Y中SO2含量, 设计如下三种方案:

方案Ⅰ:取672 m L (标准状况) 气体Y通入足量溴水 (或足量淀粉I2水溶液) 中, 然后加入足量Ba Cl2溶液, 经适当操作后得干燥固体4.66 g;

方案Ⅱ:向V m L c mol·L-1酸性高锰酸钾溶液中缓慢通入Y气体a L (标准状况) , 溶液恰好完全褪色.

方案Ⅲ:取V L (标准状况) 气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中, 充分反应后, 过滤、洗涤、烘干、称得固体质量为m g.

(1) 其中不合理的方案是_____________, 理由_____________.

(2) 选择合理方案的数据计算气体Y中SO2体积分数 (可用含未知数的代数式表示) :.

探究二分析上述实验中SO2体积分数的结果, 丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体.为此设计了下列探究实验装置 (图中夹持仪器省略) .

(1) 装置A中试剂的作用是_____________.写出产生CO2的化学方程式为_____________.

(2) 简述确认气体Y中含有CO2的实验现象是_____________.

(3) 有同学根据“M干燥管里无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气, 你认为是否可靠?简述理由:.

探究三丁同学设计如下装置定量测定气体Y中含氢气体积分数:

(1) A装置所盛装的试剂是_____________, B装置的作用是_____________.

(2) 测定氢气体积时, 读数之前的一步操作是__________________________.

(3) 若要测定限定体积气体Y中H2的含量 (标准状况下约有28 m L H2) , 除可用测量H2体积的方法外, 可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由__________________________.

解析:本题以氧化还原反应原理为线考查实验设计与评价.碳素钢与浓硫酸反应可能生成二氧化硫、二氧化碳、氢气等, 溶液中可能含硫酸铁和硫酸亚铁.

探究一 (1) 在有Fe3+存在条件下, 检验Fe2+, 必须避开Fe3+干扰.在铁离子存在下, 氯水和KSCN溶液不能检验Fe2+;铁粉将Fe3+还原生成Fe2+离子, 不能检验还原的Fe2+离子;氨气与Fe3+反应生成红褐色氢氧化铁沉淀, 无法观察到白色氢氧化亚铁沉淀是否存在;Fe3+离子浓度较小时, 溶液呈浅黄色, Fe2+离子具有还原性, 能将紫红色酸性高锰酸钾溶液转化成浅色溶液, 有明显现象.

(2) 气体Y中可能含有CO2、SO2和H2, 只有二氧化硫能与溴水、碘水和酸性高锰酸钾溶液反应, 而二氧化硫和二氧化碳都能与氢氧化钡生成沉淀, 且亚硫酸钡易被氧化成硫酸钡, 无法准确计量, 因此, 选择方案Ⅰ和Ⅱ都能正确的测定气体Y中SO2的体积分数.选择方案Ⅰ数据计算:选择方案Ⅱ数据计算:

探究二检验二氧化碳之前必须除去SO2, 并确认SO2已除尽.该实验装置中M与空气相连, 空气中水蒸汽进入M装置, 也能使白色固体变成蓝色, 应在M装置之后连接一个装有碱石灰的干燥管.

探究三测定氢气体积, 必须除尽气体Y中二氧化碳和二氧化硫, 用氢氧化钠溶液除去这两种气体, 用澄清石灰水检验该气体是否除尽.测定氢气体积, 读数之前必须上下移动量筒, 使量筒内外液面相平, 使收集气体的压强与外界压强相等.若托盘天平称量质量, 精确至0.1 g, 样品质量越大, 称量误差越小, 相反, 误差越大.所以, 无法精确称量质量很小的氢气质量 (装置的质量差很小) ;若用分析天平, 可以称量A和B总质量吸收气体前后质量差值.

答案:探究一 (1) 取少量X溶液装于试管, 向试管滴加酸性高锰酸钾溶液, 若溶液褪色, 则证明X溶液含有Fe2+, 否则不含Fe2+.5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (2) (1) 方案Ⅲ二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和亚硫酸钡易被空气中氧气氧化成硫酸钡 (2) 方案Ⅰ:66.7%或方案Ⅱ:

探究二 (1) 吸收并除去 (2) B中品红不褪色, C中溶液变浑浊 (3) 不可靠空气中水蒸汽进入M装置, 使白色粉末变蓝色

探究三 (1) 氢氧化钠、氢氧化钡等强碱溶液确认二氧化碳和二氧化硫已除尽 (2) 上下移动量筒, 使量筒内外液面相平 (3) 否氢气质量很小, 托盘天平无法准确称量A的质量差 (或用分析天平称量A质量差)

氧化还原反应的教学反思 篇11

关键词：氧化还原反应；理论知识；反思

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2011）09-177-01

在老人教版中教材把《氧化还原反应》安排在高中化学必修教材第一册第一章《化学反应基及其能量变化》中的第一节，或者在即将开学的新课改教材中将其安排在第二章《化学物质及其变化》，有其重要的现实意义和实际意义。因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中，《氧化还原反应》占有极其重要的地位，贯穿于中学化学教材的始终，是中学化学教学的重点和难点之一。教材安排在这里是承前启后、合乎情理。它既复习了初中的基本类型反应及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习，又还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。所以这样的编排充分体现了教学大纲“螺旋式上升”的基本思想。

氧化和还原是一对典型的矛盾，它们既对立，又统一，既是相反的，又是相互依存的，有氧化反应发生必然有还原反应发生，它们绝对不可能孤立存在，而是统一在氧化还原反应中。

初三化学教材对氧化还原反应的知识介绍较简单，即“物质跟氧发生的反应属于氧化反应，生成物是氧化剂。氧气是一种常见的氧化剂。”和“含氧化合物里的氧被夺去的发应叫做还原反应。”因此，在教师的引导下学生可以通过从得氧、失氧的角度去分析氧化还原反应，然后从化合价的角度去分析氧化还原反应，最后从本质上理解氧化还原反应。

在教学中发现学生理解能力和我想象的大相径庭，他们的水平参差不齐，个别学生连最基本的元素符号都不会，哪里谈得上反应类型是什么。所以我告诉自己，不能高估学生的能力，虽然知识简单，但课堂上万万不能急于求成，要注意做好初高中知识的衔接，并将常见反应进行归类，使学生大脑中和知识系统化，再通过对某些反应的具体分析，使学生充分认识化学反应分类知识的多样性、适用性及局限性，为下节课奠定基础。

在教学中我先让学生阅读教材，从教材中归纳知识网络，但图1-5、图1-8的直观教学作用没有发挥出来。接着我让学生分组讨论并给出归纳的结果，注意发挥学生的主动性，学生都能积极参加，课堂气氛活跃，但存在的问题仍然不少：总结缺乏主次、有序性（逻辑性）与完整性。如：

1、得电子，氧化剂，被还原，发生还原反应。失电子，还原剂，被氧化，发生氧化反应。

2、得电子（偏向）→化合价降低→被还原→还原反应→还原产物→氧化剂→具氧化性。失电子（偏离）→化合价升高→被氧化→氧化反应→氧化产物→还原剂→具还原性。

3、氧化剂→化合价降低→氧化性→被还原→还原过程→还原产物。还原剂→化合价升高→还原性→被氧化→氧化过程→氧化产物。

4、得氧→被氧化→化合价升高→发生氧化反应→还原剂→具还原性。失氧→被还原→化合价降低→发生还原反应→氧化剂→具氧化性。

随后，我引导学生归纳出合理的知识网络：

氧化剂→具有氧化性→得到电子→化合价降低→本身被还原→发生还原反应

（反应物）（性质）（实质） （特征） （变化）

还原剂→具有还原性→失去电子→化合价升高→本身被氧化→发生氧化反应。

很明显学生对8个概念找不到主次，不能形成有序、清晰的知识结构。从学习认知心理的角度看，就是在习得知识的过程中，未能构建良好的知识结构。但在教学中我只让学生把他们的结论和合理的结论做了简单的比较，未能深入讨论、及时引导学生注意思维的“有序性、逻辑性”。

在接下来的氧化还原反应规律总结中，我让学生自己总结，同学们能利用课前查资料积累的知识准确的回答出：“升、失、氧、还；降、得、还、氧”的规律。于是，我及时设置练习进行巩固，我启发学生让他们重新认识4组概念，并让他们对比总结出的规律，这样程度好的学生基本上已经会判断运用，但还不够熟练。我让他们把刚才的规律变成“升、失、氧、还（剂）；降、得、还、氧（剂）”，然后让他们谈新的认识，很快，大部分学生意识到与前面的区别。接着，我引导学生仿照上述方法分析规律中蕴涵的其它意义，有些同学能够找出一些，但不全面。我启发学生“还原剂→本身被氧化→发生氧化反应→得到氧化产物”，对比“升、失、氧、还（剂）”，不难发现规律中的第三个字“氧”包含有三种含义即“被氧化、发生氧化反应、得到氧化产物”。这样学生便认清了规律，并能理解、掌握、运用于解题中。

在课后的作业布置的设计中，重点让学生在此区分四种基本反映类型和氧化还原反应的区别和联系，同时让学生学会用化合价升降即反应的特征和实质来对反应进行分析。

磷脂环氧化反应的研究 篇12

1 实验部分

1.1 主要原料及仪器设备

大豆磷脂,工业级,齐齐哈尔三泰磷脂有限公司;H2O2,分析纯,天津市凯通化学试剂有限公司;冰醋酸,分析纯;天津市凯通化学试剂有限公司。JJ-1型定时电动搅拌机;温度指示控制仪;旋转蒸发仪;真空泵;分析电子天平。

1.2 大豆磷脂的环氧化

将大豆磷脂、催化剂、醋酸按比例加到带有搅拌装置、温度计和冷凝器的三口烧瓶中,搅拌加热到一定温度,滴加双氧水,控制滴加速度,滴加完毕后,继续搅拌反应一定时间,按试验要求取样。所取样品静置后除去水层,油层用Na Cl溶液洗至无活性氧、无酸性,测其环氧值,以确定反应进行的程度。反应结束后,静置分层,分出水相和树脂,油相用5%的Na OH中和,洗涤至中性,再用旋转蒸发仪减压蒸馏,除去水分,即制得环氧化磷脂。

1.3 环氧值测定

采用盐酸-丙酮法测定[2]。

2 结果与讨论

2.1 催化剂用量对环氧化的影响

传统的环氧化工艺以浓硫酸作为催化剂,但考虑到浓硫酸较大的腐蚀性,并有促进环氧环发生开环反应的作用,本实验采用阳离子树脂作为催化剂,阳离子交换树脂催化效果较好,反应速度快,产物的环氧值也较高[3]。

在反应温度55℃,双氧水浓度40%(对磷脂的质量百分比,下同),冰乙酸用量为9.0%的条件下,考察不同催化剂用量对环氧化值的影响,结果见图1。

从图1可见,催化剂用量不同,对环氧化磷脂的环氧值及环氧化速度都有影响。当催化剂用量为磷脂质量的5%时,因催化剂提供的酸量不足,形成过氧乙酸的速度,跟不上环氧化的速度,导致环氧化反应速率较慢,产物的环氧值也较低;当催化剂用量增加到7%～10%时,环氧化反应速率明显加快,反应6h产物环氧值就达到最高。继续增加催化剂用量,反应速率的增加不再明显,对最高环氧值影响也不大。这是因为增加催化剂会促进过氧酸的形成,但并不影响环氧化的反应速度,而整个反应速度由环氧化反应来决定,因而继续增加催化剂的用量并不能加快整个反应的进程,综合考虑催化剂的用量确定为8%。

2.2 反应温度的影响

在催化剂用量为8%,双氧水浓度为40%(对磷脂的质量百分比,下同),冰乙酸用量为9.0%的条件下,考察了温度对环氧化反应的影响,结果见图2。

由图2可以看出,在反应的初期,随着温度的升高,环氧化反应速率明显加快,达到最高环氧值所需的时间也会缩短,但最高环氧值不是随着温度的升高而增加,70℃时的最高环氧值比50～65℃时的低。在反应的后期,随着温度的升高,环氧值的下降明显。这是因为温度升高在加快环氧化反应的同时也会加快环氧环开环的速度,尤其是反应后期,副反应速率大于环氧化反应速率,因此会使环氧值下降。因此,为减少副反应,获得较高的环氧值,反应温度不宜过高,适宜的反应温度范围为60～65℃。

2.3 H2O2浓度对环氧化反应的影响

在催化剂用量为8%,温度为65℃,冰乙酸用量为9.0%的条件下,考察了双氧水用量对环氧化的影响,结果见图3。

从图3可看出,H2O2浓度较低时,反应的速度较慢,产物的环氧值也较低,随着H2O2浓度的增加,反应速度明显加快,大大缩短反应的时间。这是因为增加H2O2用量,加快了过氧化反应的进行,有利于过氧酸的形成,使体系中过氧酸的浓度增加,从而促进了环氧化反应的进程。但H2O2浓度过高,会使体系中残余的H2O2量过多,这样既浪费了H2O2,又会使在后期用饱和食盐水清洗时给操作带来麻烦,且在利用旋转蒸发仪蒸馏时会产生大量的气泡,不利于水分的去除。综合考虑H2O2浓度确定为40%。

2.4 反应时间对环氧化反应的影响

从以上各因素对反应影响的探讨中可以看出,开始阶段环氧值随着反应时间的延长而增大,但当反应达一定程度时,增加反应时间并不能使环氧值继续增大,反而会呈现下降的趋势.所以说延长反应时间,并不能使反应的最大环氧值得以改变。通过图2可以看出,在催化剂用量为8%,温度为65℃,双氧水浓度为40%的条件下,确定反应时间为6 h左右为宜。

3 结论

环氧化反应中反应温度、催化剂用量、H2O2浓度及反应时间均对产物氧化值、反应速度及开环等副反应有影响。因此可以通过控制反应条件提高环氧值,加快反应速度,减少副反应的发生。得到较佳的工艺条件为:催化剂用量为8%,温度应控制在60～65℃左右,H2O2用量为40%,反应时间确定为6 h左右。

摘要：以强酸性阳离子交换树脂作催化剂,对磷脂的环氧化反应作了研究,考察了反应温度、H2O2浓度、催化剂用量、反应时间对环氧化的影响。研究结果表明:催化剂用量为磷脂质量的8%,较适宜的反应温度为6065℃,所使用H2O2的浓度应为40%,反应时间为6 h。

关键词：磷脂,环氧化反应,环氧值

参考文献

[1]张树军,孟宪忠,尚颖等.大豆磷脂的精制与改性[J].黑龙江日化,1997,(1):2-4.

[2]龚云表,石安富.合成树脂与塑料手册[M].上海科学技术出版社,1993:416~418.