师:同学们,大家好。今天这节课我们一起来学习氧化剂和还原剂。首先请看学习目标:一、知道化学反应按不同标准有不同分类方法,能对指定反应按四种基本反应类型和氧化还原反应进行分类。二、通过分析化学反应和元素化合价,建立氧化剂、还原剂概念,并与氧化性、还原性建立联系。三、能从物质分类和化合价角度列举常见氧化剂和还原剂,能用双线桥法和单线桥法表示氧化还原反应的电子转移和化合价升降过程。

  首先,我们研究氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。

  反应一:钠和氧气生成氧化钠,钠元素化合价由反应前的0价升为反应后的 +1价,氧元素化合价由反应前的0价降为反应后的 -2价,有元素化合价改变,所以反应一是氧化还原反应,基本反应类型属于化合反应。

  反应二:氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙,反应过程中所有元素化合价都未发生改变,所以反应二不是氧化还原反应,基本类型也是化合反应。

  反应三:氯酸钾受热生成氯化钾和氧气,氯元素化合价由反应前的 +5价降为反应后的 -1价,氧元素化合价由反应前的 -2价升为反应后的0价,元素化合价发生改变,所以反应三是氧化还原反应,基本反应类型属于分解反应。

  反应四:氧化铜受热生成氧化铜和水,反应过程中所有元素化合价都未发生改变,所以反应四不是氧化还原反应,基本反应类型也属于分解反应。

  反应五:锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜,锌元素化合价由反应前的0价升为反应后的 +2价,铜元素化合价由反应前的 +2价降为反应后的0价,元素化合价发生改变,所以反应五是氧化还原反应,基本反应类型属于置换反应。

  反应六:氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,反应过程中所有元素化合价都未发生改变,所以反应6不是氧化还原反应,基本反应类型属于复分解反应。

  反应七:三氧化二铁和一氧化碳在高温条件下生成铁单质和二氧化碳,铁元素化合价由反应前的 +3价降为反应后的0价,碳元素化合价由反应前的 +2价升为反应后的 +4价,元素化合价发生改变,所以该反应是氧化还原反应,但四种基本反应类型无法对其归类。

  请同学们根据以上反应分析判断,总结氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系,并画出关系示意图。我们可根据反应过程中元素化合价是否变化,把化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应两大类。有元素化合价变化的化学反应是氧化还原反应,没有元素化合价变化的反应是非氧化还原反应。化合反应既可能是氧化还原反应,也可能是非氧化还原反应;分解反应同样既可能是氧化还原反应,也可能是非氧化还原反应;复分解反应是两种化合物相互交换成分,反应过程中一定没有元素化合价改变,所以复分解反应一定是非氧化还原反应;而置换反应过程中必然有元素化合价改变,所以置换反应一定是氧化还原反应。

  接下来研究氧化剂和还原剂。以钠和氯气点燃生成氯化钠反应为例,反应前钠元素显0价,氯元素显0价,反应后氯化钠中钠元素显 +1价,氯元素显 -1价。钠元素化合价升高,发生氧化反应,也叫被氧化;氯元素化合价降低,发生还原反应,也叫被还原。在反应中,氯元素化合价降低,氯气得到电子,我们定义这样的物质为氧化剂;钠元素化合价升高,金属钠失去电子,我们定义这样的物质为还原剂。也就是说,氧化剂是在反应过程中得到电子或电子对偏向的反应物,其所含元素化合价会降低;还原剂是失电子或电子对偏离的反应物,所含元素化合价会升高。由于化合价变化是氧化还原反应的特征,我们更多从化合价变化角度分析氧化剂和还原剂。

  请同学们分析下列反应,指出哪些物质是氧化剂,哪些物质是还原剂。

  反应一:三氧化二铁和一氧化碳受热生成铁单质和二氧化碳,铁元素化合价由反应前的 +3价降为反应后的0价,碳元素化合价由反应前的 +2价升为反应后的 +4价。铁元素化合价降低,三氧化二铁得到电子,所以氧化剂是三氧化二铁;碳元素化合价升高,一氧化碳失去电子,所以还原剂是一氧化碳。

  反应二:铁和硫酸铜生成硫酸亚铁和铜,反应中铁元素化合价由反应前的0价升为反应后的 +2价,铜元素化合价由反应前的 +2价降为反应后的0价。铜元素化合价降低,硫酸铜得到电子,所以氧化剂是硫酸铜;铁元素化合价升高,铁单质失去电子,所以还原剂是铁单质。

  反应三:氢气和氧气点燃生成水,反应过程中氢元素化合价由反应前的0价升为反应后的 +1价,氧元素化合价由反应前的0价降为反应后的 -2价。氧元素化合价降低,氧气得到电子,所以氧化剂是氧气;氢元素化合价升高,氢气失去电子,所以还原剂是氢气。

  反应四:氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,反应前氯元素显0价,反应后氯元素一部分显 -1价,另一部分显 +1价。化合价升高和降低的元素都是氯元素,即得电子和失电子的物质都是氯气,所以氧化剂和还原剂都是氯气。

  生产生活中常见的氧化剂有哪些呢?常见氧化剂有氧气、氯气、浓硫酸、硝酸、高锰酸钾、三氯化铁等;常见还原剂有铝、锌、铁、碳单质、氢气、一氧化碳和碘化钾等。同学们,能否根据氧化剂和还原剂从物质分类和化合价特征进行分类,看看各自有什么特点?

  从物质分类角度看,常见氧化剂中氧气和氯气属于活泼非金属单质;常见还原剂中铝、锌、铁等金属单质属于常见活泼金属单质,还原剂中也包含碳和氢气这样的非金属单质。从化合价角度看,氧化剂中浓硫酸含 +6价硫元素,硝酸含 +5价氮元素,高锰酸钾含 +7价锰元素,三氯化铁含 +3价铁元素,这些物质都含高价元素,所以高价元素的化合物往往用作氧化剂;还原剂中一氧化碳的碳元素显 +2价,碘化钾的碘元素显 -1价,它们都含较低价态元素,所以低价元素的化合物往往用作还原剂。

  氧化剂和还原剂各自有什么性质呢?仍以钠和氯气反应为例,反应中钠元素化合价由0价升为正价,被氧化;氯气中氯元素化合价由0价降为负价,发生还原反应,被还原。在这个过程中,金属钠失去电子,氯气得到电子。所以,我们定义氧化性是物质得到电子、元素化合价降低的性质,还原性是物质失去电子、元素化合价升高的性质。因为钠在反应中做还原剂,氯气在反应中做氧化剂,显然氧化性是氧化剂的性质,还原性是还原剂的性质。在反应中,还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应;氧化剂得到电子,元素化合价降低,发生还原反应。

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《化学 必修1 第1章 第三节 氧化还原反应 第2课时:氧化剂和还原剂 逐字稿-4,706字 第5版》.docx
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