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第03讲氧化还原反应
【化学学科素养】
证据推理与模型认知:建立氧化还原反应的观点,掌握氧化还原反应的规律,结合常见的氧化还原反应理解有关规律;通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应计算和配平的思维模型。
科学探究与创新意识:认识科学探究是进行科学解释和发现。创造和应用的科学实践活动;能从氧化还原反应的角度,设计探究方案,进行实验探究,加深对物质氧化性、还原性的理解。
【必备知识解读】
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应的本质和特征
(1)氧化还原反应的本质是电子转移;
(2)氧化还原反应的特征反应过程中有化合价的变化。
2.氧化还原反应的相关概念及其关系
例如,反应MnO2+4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,氧化产物是Cl2。生成1molCl2时转移电子数目为2NA,被氧化的HCl的物质的量是2mol,盐酸表现的性质是酸性和还原性。
【特别提醒】元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
①表示方法
写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用双线桥标出电子转移的方向和数目:
②注意事项
a.箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”。
b.箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。
c.失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法
①表示方法
写出Cu与稀硝酸反应的化学方程式并用单线桥标出电子转移的方向和数目:
。
②注意事项
a.箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。
b.不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。
c.线桥只出现在反应物中。
4.一些特殊物质中元素的化合价
eq\o(Mn,\s\up6(+2))(OH)2
eq\o(Mn,\s\up6(+4))O(OH)2
eq\o(Fe,\s\up6(+3))PO4
Lieq\o(Fe,\s\up6(+2))PO4
K2eq\o(Fe,\s\up6(+6))O4
Cueq\o(Fe,\s\up6(+2))eq\o(S2,\s\up6(-2))
eq\o(Cu,\s\up6(+1))Cl
eq\o(Cu2,\s\up6(+2))(OH)2Cl2
eq\o(Cu,\s\up6(+1))eq\o(H,\s\up6(-1))
eq\o(As2,\s\up6(+3))S3
H3eq\o(As,\s\up6(+5))O4
H3eq\o(As,\s\up6(+3))O3
Naeq\o(Cl,\s\up6(+1))O
Naeq\o(Cl,\s\up6(+3))O2
Naeq\o(Cl,\s\up6(+5))O3
eq\o(Cl,\s\up6(+4))O2
eq\o(N2,\s\up6(+1))O
eq\o(N2,\s\up6(-2))H4
eq\o(N2,\s\up6(+4))O4
Lieq\o(N,\s\up6(-3))H2
Aleq\o(N,\s\up6(-3))
Keq\o(C,\s\up6(+2))eq\o(N,\s\up6(-3))
H2eq\o(C2,\s\up6(+3))O4
Na2eq\o(S2,\s\up6(+2))O3
Naeq\o(B,\s\up6(+3))eq\o(H4,\s\up6(-1))
K2eq\o(Cr2,\s\up6(+6))O7
K2eq\o(Cr,\s\up6(+6))O4
Na2eq\o(S2,\s\up6(+4))O5
5.氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系
(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。
(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(3)有单质参加或生成的化学反应,不一定是氧化还原反应,如3O2eq\o(=====,\s\up7(放电),\s\do5())2O3。
(4)所有的置换反应都是氧化还原反应。
(5)所有的复分解反应都不是氧化还原反应。
二、氧化剂与还原剂
1.常见氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。如:
【特别提醒】
(1)O2、O3在水溶液中的还原产物,其中酸性条件下是H2O,中性、碱性条件下是OH-;而当还原产物为固态时是O2-或Oeq\o\al(2-,2)。
(2)浓硝酸的还原产物是NO2,稀HNO3的还原产物是NO。
2.常见还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。如:
3.既可作氧化剂,又可作还原剂
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