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第2课时 氧化还原反应的应用
第3节 氧化还原反应
第2章 元素与物质世界
(1)氧元素常见的价态有哪些？
(2)H2O2中氧元素的价态是多少？
(3)预测H2O2具有氧化性还是还原性？
(4)用什么试剂验证你的预测？
思考并讨论下列问题
1.在研究物质性质中的应用
问题引导
讨论实验方案、根据所选试剂进行实验的基本要求：
（1）先确定实验方案再进行实验；
（2）明确分工，记录现象；
（3）注意安全，规范操作；
（4）注意用量（1~2 mL）。
实验探究
实验方案 实验现象 离子方程式
验证H2O2的氧化性
验证H2O2 的还原性
加入KI溶液、淀粉溶液、酸
溶液变为蓝色
H2O2+2H++2I- ═ I2+2H2O
加入KMnO4溶液
溶液先为无色后变为红色
2MnO4-+6H++5H2O2 ═ 2Mn2++5O2 ↑ +8H2O
成果展示
方法引导
探究方法
探究物质具有氧化性
探究物质具有还原性
加入还原剂，使其化合价降低；通过实验证明化合价降低后的产物
加入氧化剂，使其化合价升高；通过实验证明化合价升高后的产物
（1）金属矿物的开发利用
①金属元素的存在：
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。
2.在物质转化和能量转化中的应用
本质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。
n+
M
得电子
M
（被还原）
②金属的冶炼：
金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱，失电子能力减弱
金属离子的得电子能力逐渐增强
理论分析
要根据金属的活动性顺序不同，采取不同的冶炼方法
b.热分解法：适合一些不活泼金属
2HgO ═ 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O ═ 4Ag + O2 ↑
加热
a.物理提取法：适用于极不活泼的金属——Pt、Au
③金属冶炼的方法
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越了金银，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。
然而自从电解制铝法发明后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是Al2O3，当然还是有很多其他杂质的）中冶炼铝的技术，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一落千丈，走入了千家万户。
Al
c.电解法（适合一些非常活泼的金属）
MgCl2 (熔融) ═ Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) ═ 4Al + 3O2 ↑
电解
冰晶石
2NaCl (熔融) ═ 2Na + Cl2 ↑
电解
降低熔点
d.热还原法（适用于大部分中等活泼的金属）
CuO+H2 ═ Cu + H2O
△
Fe2O3+3CO ═ 2Fe + 3CO2
高温
常见的还原剂：C、CO、H2等
（高炉炼铁）
（2）氧化还原与能量转化
火力发电厂
火箭发射
化学电源
(1)根据活动性顺序判断：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au
单质失去电子能力减弱，单质的还原性减弱
离子得到电子能力增强，氧化性逐渐增强
①根据金属活动性顺序判断：
3.氧化性和还原性相对强弱的判断
F2 Cl2 Br2 I2 S P C Si H2
②根据非金属活动性顺序判断：
单质得到电子能力减弱，氧化性逐渐减弱
阴离子失去电子能力增强，还原性逐渐增强
（2）根据氧化还原反应方程式判断
结论：
氧化性：CuO > H2O 还原性： H2 > Cu
0
+1
+2
0
还原剂
如: H2 + CuO ═ Cu + H2O
氧化产物
还原产物
氧化剂
规律简化：
比什么“性” 找什么剂， 产物之“性”小于“剂”。
①最高价态，只显氧化性；
②最低价态，只显还原性；
③中间价态，既显氧化性又显还原性
如：S -2 0 +4 +6
（3）同种元素的不同价态物质氧化性和还原性强弱的判断
低价到高价，氧化性渐增，还原性渐减
高价到低价，氧化性渐减，还原性渐增
（4）根据被氧化或被还原的程度判断
2Fe+3Cl2 ═ 2FeCl3
Fe + S ═ FeS
氧化性：Cl2 > S
0
+3
0
+2
氧化还原反应的基本规律及应用
(1)守恒规律
电子得失守恒。化合价升降总数等于电子转移总数。
(2)转化规律
元素相邻价态之间的转化最容易；
元素的化合价只靠近而不交叉；
同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
(3)难易规律
越易失电子的物质，失后就越难得电子；
越易得电子的物质，得后就越难失去电子。
例如，FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：
2Fe2+＋Cl2 ═ 2Fe3+＋2Cl-，2Br-＋Cl2 ═ Br2＋2Cl-
应用：判断物质的稳定性及反应顺序。
例: 在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
√
在一定条件下KClO3与I2按下式反应：2KClO3＋I2 ═ 2KIO3＋Cl2，下列判断正确的是（ ）
A.该反应属于非氧化还原反应
B.氧化性：KClO3 > KIO3
C.还原性：Cl2 > I2
D.还原剂为KIO3，氧化剂为I2
√
典型例题
4.实验室制取氯气的原理
MnO2 + 4HCl (浓) ═ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl (浓) ═ 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 2KCl + 8H2O
根据反应物的状态及加热与否，一般将装置分为四种类型：
A.固＋固 加热型
B.液＋固 不加热型
C.液＋固 加热型
D.液＋液 加热型
储备1.常见的发生装置
固 + 液(加热)型
有关仪器的名称:铁架台(带铁圈铁夹)、酒精灯、石棉网、烧瓶、双孔塞、分液漏斗、玻璃导管。
发生装置的确定
组装过程：
放好铁架台,根据酒精灯外焰的高度确定铁圈和石棉网的位置,最后固定组合装置
(3)排水（或其他液体）法：适用于在水中(或液体中)溶解度不大且与水(或液体)不反应的气体。
储备2.常见的收集装置
(1)向上排空气法：适用于密度较空气大且在空气中稳定的气体。
(2)向下排空气法：适用于密度较空气小且在空气中稳定的气体。
向上排空气法收集
收集装置的确定
燃烧式
吸收式
相应溶液
收集式
储备3.常见的尾气处理装置
气体的溶解（或吸收）:
溶解性不太大
倒立漏斗式
肚容式
尾气吸收装置的确定
实验室制取氯气的简易装置
氯气的净化装置
先用饱和食盐水吸收氯气中混有的氯化氢气体;再用浓硫酸干燥氯气。
装配原则:先洗气后干燥、气体从长导管进短导管出。
饱和食盐水
浓硫酸
☆收集装置
☆净化装置
☆发生装置
☆尾气处理装置
反应装置
实验室制备完整图
2.检查气密性：
1.连接仪器：
5.加热制备气体
用酒精灯微热，有气泡生成，冷却后导管中能形成一段稳定的水柱说明气密性良好。
3.加药品
固体药品 烧瓶
液体药品 分液漏斗
4.打开开关，让液体试剂与固体接触
从下到上，从左到右
实验过程指导
氯气的实验室制法：
（1）实验原理：MnO2 + 4HCl(浓) ═ MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O　
（2）发生装置：固体＋液体→气体。
（3）除杂试剂及装置：装有饱和食盐水（有的实验中直接用水）的洗气瓶。
（4）干燥试剂及装置：装有浓硫酸的洗气瓶。
（5）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法。
（6）尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收。
除杂装置
发生装置
收集装置
尾气处理装置
实验回顾
1.下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（ ）
A.加热氧化铝
B.加热碳酸钙
C.电解熔融氯化钠
D.氯化钠与铝粉高温共热
C
当堂练习
2.根据金属在金属活动性顺序中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：
①Na____________
②Zn____________
③Hg____________
④Au____________
电解法
加热还原法
加热分解法
物理提取法
当堂练习
3.请根据氯气的实验室制备原理选择合适的装置（ ）　
A
B
C
A
NaOH溶液
A
B
C
4.实验室制得的多余氯气应如何处理？请选择合适的装置（ ）
A
5.实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是( )
①连接好装置，检查气密性
②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出
③在烧瓶中加入二氧化锰粉末
④往分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中
⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收剂中
A.①②③④⑤ B.④③①②⑤
C.①③④②⑤ D.①④③②⑤
C

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