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(共22张PPT)
第三节氧化还原反应
第3课时氧化还原反应的应用
第二章 元素与物质世界
学习目标
1.以H2O2为例，学会根据元素化合价预测并设计实验探究物质的氧化性或还原性。
2.了解氧化还原反应在物质转化和能量转化中的应用，能从元素价态变化的视角说明物质的转化路径，学会氯气的实验室制法。
元素化合价的升降趋势
物质的还原性or氧化性
最低价
中间价
最高价
只具有还原性
既具有还原性
又具有氧化性
只具有氧化性
KMnO4 锰元素为最高价态，高锰酸钾具有氧化性
KI 碘元素为最低价态，碘化钾具有还原性
H2O2氧元素为-1价，处于中间价态，过氧化氢既具有氧化性，又具有还原性
知识回顾
活动 · 探究
活动 · 探究
探究物质的氧化性或还原性
过氧化氢（H2O2）中氢元素的化合价为 +1 价，氧元素的化合价为 -1 价。过氧化氢是否具有氧化性或还原性呢？请你设计实验验证自己的预测。
实验用品
5% H2O2 溶液，酸性 KMnO4 溶液，KI 溶液，淀粉溶液；
试管，胶头滴管。
H2O2
-1
0
-2
还原性
氧化性
酸性高锰
酸钾溶液
KI溶液
淀粉溶液
溶液紫色褪去，产生无色无味的气体，该气体能使带火星的木条复燃
溶液变蓝色
H2O2有还原性，
被氧化为O2
H2O2有氧化性，
被还原为H2O
一、研究物质的性质
2MnO4-+5H2O2 +6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O
2I- +2H++H2O2 ==I2+2H2O
氧化剂
还原剂
深度思考
(1)在H2O2和KI反应的实验中，淀粉是什么作用？在这个反应中，能说明H2O2的氧化性强于单质碘的氧化性吗？
提示　在这个反应中，淀粉做指示剂，遇I2变蓝色，可以指示I2生成。反应中H2O2将I－氧化生成I2，说明H2O2得电子能力大于I2的得电子能力，即H2O2的氧化性强于单质碘的氧化性。
(2)H2O2在MnO2作用下分解生成O2和H2O，从电子转移的角度分析，H2O2在反应中表现了什么性质？
提示　在反应中，H2O2中氧元素化合价既升高，同时又降低，故H2O2表现氧化性和还原性。
(3)H2O2常用于杀菌消毒，说明H2O2具有怎样的性质？
提示　H2O2具有强氧化性，可杀死细菌病毒。
思维建模
从氧化还原角度研究物质性质的一般思路
标化合价
预测性质
选取对立
试剂
实验验证
实验结论
确定实验方案
高价态
（氧化性）
低价态
（还原性）
氢化物
单质
氧化物
酸
碱
盐
物质类别
核心元素化合价
+7
+6
+2
+4
0
失电子
得电子
研究物质性质的方法
氧化剂+
+还原剂
小试牛刀
1.下列微粒中只具有氧化性的是（ ），只具有还原性的是（ ）
A. Mg B. Cu C. Cu2+ D. H2O2 E. Cl- F. Cl2
2.实现下列变化一定需要加入氧化剂的是（ ），一定需要加入还原剂的是（ ）
A. Cl2→Cl- B. H+→H2 C. CO32- →CO2 D. SO2→SO3
C
ABE
D
AB
思考：金属在自然界主要以游离态还是化合态形式存在？
Au 单质
Ag 单质
黄铜矿CuFeS2
赤铁矿Fe2O3
铝土矿Al(OH)3
如何得到金属单质？
二、实现物质转化
孔雀石
Cu2(OH)2CO
食盐
NaCl
化合态→游离态
1.金属冶炼的本质
金属阳离子得电子被还原生成金属单质
Mn+ ===M。
+ ne－
2.金属冶炼方法
a.电解法：
利用外加电源提供电子，使金属元素的化合价降低，从而获得金属单质。
2Al2O3 (熔融) ==== 4Al + 3O2 ↑
电解
冰晶石
b.热还原法：
以C、CO、H2等物质作为还原剂，在加热条件下将金属氧化物还原为金属单质。
Fe2O3+3CO ==== 2Fe + 3CO2
高温
（高炉炼铁）
二、实现物质转化
c.湿法冶金：
以活泼金属为还原剂，将目标金属从其盐溶液中还原出来。
CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
d.热分解法：
在加热条件下，物质自身发生氧化还原反应，将金属还原出来。
2HgO ==== 2Hg + O2 ↑
加热
金属的冶炼方法
金属活泼性与冶炼方法的关系如下：
特别提醒　①冶炼Mg时只能电解熔融MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔化时消耗更多能量，增加生产成本。
②冶炼Al时只能电解熔融Al2O3不能电解熔融AlCl3，原因是AlCl3在熔融态时不导电。
方法总结
金属失电子能力：
强→弱
金属离子得电子能力：
弱→强
例：下表中金属在工业上的冶炼方法错误的是（ ）
Al和Na是活泼的金属，冶炼方法分别是电解熔融的Al2O3和NaCl。
选项 A B C D
金属 Ca、Mg Sn、Pb Al、Na Hg、Ag
冶炼方法 电解法 热还原法 热还原法 热分解法
C
迁移 · 应用
迁移 · 应用
0
+4 -1
+2
化合价升高，氧化反应
化合价降低，还原反应
氧化剂
还原剂
MnO2+ 4HCl(浓) ==== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分为MnO2)混在一起加热时发现氯气。
1810年，英国化学家戴维将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。
三、实验室制取氯气
①制备原理
MnO2+ 4HCl(浓) ==== MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O
思考：一定量的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，盐酸是否能完全参与反应？为什么？
不能。一是随着反应的进行，盐酸浓度变小，Cl－的还原性减弱，MnO2不能再氧化HCl，此反应不再进行；二是浓盐酸具有挥发性。
②仪器装置
分液漏斗
圆底烧瓶
NaOH溶液
除去Cl2中少量的HCl气体
干燥氯气(或除去Cl2中的水蒸气)
向上排空气法或排饱和食盐水法
Cl2的尾气处理
仪器装置(制气—除杂—干燥—收集或反应—尾气处理)
资料卡
氯化氢极易溶于水。
氯气可溶于水，但是在饱和食盐水中溶解度却很低。
思考与讨论
如何检验收集到的氯气已集满？
a.将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸变蓝，则证明已集满。
b.将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
实验室用氢氧化钠溶液吸收尾气的原理是什么，氯气表现什么性质？
反应的化学方程式为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，氯气既表现氧化性又表现还原性。
思考与讨论
为防止Cl2污染，能否用澄清石灰水处理过量的Cl2
吸收Cl2时不宜用澄清石灰水代替NaOH溶液，因为Ca(OH)2微溶于水，溶解的量少，不能保证Cl2全部被吸收。
在实验室中也可以利用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取氯气，请预测反应产物，写出该反应的化学方程式。
三、获得能量
煤的燃烧
天然气的燃烧
火力发电厂
燃料电池电车
镁条燃烧
课堂小结
氧化还原反应的应用
研究物质
的性质
实现物质转化与获得能量
研究物质氧化性或还原性
比较氧化性或还原性的强弱
实验室制备氯气
当堂检测
1．南宋著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的原理为4Ag+2H2S+O2=2X+2H2O。下列说法正确的是 A．X的化学式为AgS
B．反应中Ag和H2S均是还原剂
C．银针验毒时，空气中O2失去电子
D．每生成1个X，反应转移2个电子
√
当堂检测
2．已知还原性S2-＞I-＞Fe2+＞Br-＞Cl-，下列判断不正确的是
A．Fe3+与I-在水溶液中不能大量共存
B．氧化性：Cl2＞Br2＞I2
C．将足量Br2加入到FeCl2溶液中，离子反应方程式为Br2+2Cl-═2Br-+Cl2
D．将Cl2通入到FeBr2溶液中，Cl2应优先氧化Fe2+，再氧化Br-
√
当堂检测
3．某氧化剂中，起氧化作用的是X2O72-，在溶液中2个X2O72-恰好能氧化6个SO32-(生成SO42-)，则X2O72-的还原产物中X元素的化合价为
A．+1 B．+2 C．+3 D．+4
√

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