高中化学讲义:专题2 第一单元 第二课时 氧化还原反应 溴、碘的提取.pdf
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1、1 第二课时第二课时 氧化还原反应氧化还原反应溴、碘的提取溴、碘的提取 课标要求课标要求 1掌握氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。掌握氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。2会判断氧化还原反应及表示电子的转移。会判断氧化还原反应及表示电子的转移。3掌握溴、碘的提取及其相关性质。掌握溴、碘的提取及其相关性质。,1.氧化还原反应:反应过程中有电子转移的化学反应。氧化还原反应:反应过程中有电子转移的化学反应。2非氧化还原反应:反应过程中没有电子转移的化学反应。非氧化还原反应:反应过程中没有电子转移的化学反应。3还原剂:在氧化还原反应中,失去电子的物质。还原剂:在氧化还原反应中,失去电子的物质。4氧化
2、剂:在氧化还原反应中,得到电子的物质。氧化剂:在氧化还原反应中,得到电子的物质。5用氯气提取溴碘的化学方程式:用氯气提取溴碘的化学方程式:Cl22KBr=Br22KClCl22KI=I22KCl。氧氧化化还还原原反反应应 1氧化还原反应与非氧化还原反应氧化还原反应与非氧化还原反应(1)氧化还原反应:反应过程中有氧化还原反应:反应过程中有电子电子转移的化学反应。转移的化学反应。(2)非氧化还原反应:反应过程中没有非氧化还原反应:反应过程中没有电子电子转移的化学反应。转移的化学反应。(3)氧化还原反应概念间的关系氧化还原反应概念间的关系 2氧化还原反应电子转移的表示方法氧化还原反应电子转移的表示方
3、法 通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。通常用电子转移的方向和数目来表示一个氧化还原反应。(1)双线桥法双线桥法 表明一种元素反应前后的电子得失表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移或偏移)情况。情况。双线桥法表示电子转移的基本步骤:双线桥法表示电子转移的基本步骤:2 注意事项:注意事项:a箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。b采用采用 abe形式表示得失电子数,形式表示得失电子数,a 为得失电子的原子总数,为得失电子的原子总数,b 为每个原子得失电为每个原子得失电子数,子数,a、b 是是“1”时省略。得到与失去的电
4、子总数相等。时省略。得到与失去的电子总数相等。(2)单线桥法单线桥法 表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。单线桥法表示电子转移的基本步骤单线桥法表示电子转移的基本步骤 注意事项注意事项 a单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素,表示反应物中变价表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况;元素原子间电子的转移情况;b箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得得”或或“失失”,只标明电子转移数,只标明电子转移数目。目。3氧化还原反
5、应与四种基本反应类型的关系氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 3 即:即:(1)置换反应一定是氧化还原反应。置换反应一定是氧化还原反应。(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。复分解反应一定不是氧化还原反应。(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。有单质参加的化合反应是氧化还原反应。(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。有单质生成的分解反应是氧化还原反应。1在氧化还原反应中得失电子总数相等吗?在氧化还原反应中得失电子总数相等吗?提示:提示:相等。相等。2配平氧化还原反应方程式,需遵循的两大原则是什么?配平氧化还原反应方程式,需遵循的两大原则是什么?提示:提示:原子守恒和得失电子守恒。原子
6、守恒和得失电子守恒。氧化还原反应方程式的配平氧化还原反应方程式的配平 1配平原则配平原则(1)原子守恒原则:反应物和生成物各元素及其原子个数不变。原子守恒原则:反应物和生成物各元素及其原子个数不变。(2)得失电子守恒原则:氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。得失电子守恒原则:氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。2方法步骤方法步骤 以以 CuHNO3(浓浓)Cu(NO3)2NO2H2O 为例为例“一标一标”标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。Cu0 HNO5 3(浓浓)C u2 (NO3)2NO4 2H2O“二等二等”通过最小公倍数法使化合
7、价升降总数相等。通过最小公倍数法使化合价升降总数相等。“三定三定”确定氧化剂和还原剂的化学计量数。确定氧化剂和还原剂的化学计量数。Cu2HNO3(浓浓)Cu(NO3)22NO2H2O“四查四查”用观察法配平其他物质的化学计量数,并检查原子个数是否相等,配平用观察法配平其他物质的化学计量数,并检查原子个数是否相等,配平后将短线改为等号。后将短线改为等号。Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 4 特别提醒特别提醒根据化合价升降只能确定氧化剂根据化合价升降只能确定氧化剂、还原剂还原剂、氧化产物氧化产物、还原产物的化学计还原产物的化学计量数,其他物质的化学计量数需运用观察法、奇偶法
8、、守恒法等来确定。量数,其他物质的化学计量数需运用观察法、奇偶法、守恒法等来确定。1下列有关氧化还原反应的叙述正确的是下列有关氧化还原反应的叙述正确的是()A元素化合价升高的反应是氧化反应元素化合价升高的反应是氧化反应 B物质在变化中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低物质在变化中失去了电子,此物质中的某一元素化合价降低 C有电子转移的反应就是氧化还原反应有电子转移的反应就是氧化还原反应 D有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应有化合价升降的反应,不一定是氧化还原反应 解析解析:选选 AC失去电子应表现为化合价升高,失去电子应表现为化合价升高,B 项错误项错误;有化合价升降的反应一定是有
9、化合价升降的反应一定是氧化还原反应,氧化还原反应,D 项错误。项错误。2(1)分析下列反应的化学方程式分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。和数目,指出被氧化和被还原的元素。2NaCl2=点点燃燃 2NaCl_;NaOHHCl=NaClH2O_。(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。数目。BaCl2Na2SO4=BaSO42NaCl_;Fe2HCl=FeCl2H2_。解
10、析:解析:首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,首先分析各个反应中元素化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、单、双线桥的表双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。示方法的特点及各自的注意事项。答案:答案:(1)非氧化还原反应非氧化还原反应(2)非氧化还原反应非氧化还原反应 3写出以下化学方程式并配平。写出以下化学方程式并配平。(1)NH3在加热条件下与在加热条件下与 CuO 反应生成反应生成 Cu
11、和和 N2。(2)用浓用浓 HNO3清洗试管壁上的清洗试管壁上的 Ag。(3)向碘盐向碘盐(KIO3)和稀和稀 H2SO4的混合溶液中加入的混合溶液中加入 KI 固体后可生成固体后可生成 I2。(4)Na2S 放置在空气中被氧化变质。放置在空气中被氧化变质。(5)在在 NaOH 环境下,环境下,Cl2与与 NaI 反应时,反应时,每每 1 mol NaI 完全反应转移完全反应转移 6 mol 电子。电子。5 答案答案:(1)3CuO2NH3=3CuN23H2O(2)Ag2HNO3(浓浓)=AgNO3NO2H2O(3)KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O(4)2Na2SO22H
12、2O=2S4NaOH(5)3Cl2NaI6NaOH=NaIO36NaCl3H2O 氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂 1氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂(1)氧化剂:在反应中氧化剂:在反应中得到得到电子电子(或电子对偏向或电子对偏向)的物质的物质(2)还原剂:在反应中还原剂:在反应中失去失去电子电子(或电子对偏离或电子对偏离)的物质的物质(3)常见的氧化剂和还原剂常见的氧化剂和还原剂 物质种类物质种类 常见物质常见物质 部分非金属单质部分非金属单质 O2、Cl2等等 氧化剂氧化剂 含有高价态元素的化合物含有高价态元素的化合物 浓浓 H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3、MnO2等等 活泼的金属单
13、质活泼的金属单质 Al、Zn、Fe 等等 某些非金属单质某些非金属单质 C、H2等等 还原剂还原剂 某些非金属氧化物某些非金属氧化物 CO、SO2等等 特别提醒特别提醒在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。物质,也可以是同一物质。如在反应如在反应 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 中,中,Cl2既是氧既是氧化剂,又是还原剂。化剂,又是还原剂。2氧化性和还原性氧化性和还原性(1)氧化性:氧化剂发生氧化性:氧化剂发生还原还原反应,表现出反应,表现出氧化氧化性。性。(2)还原性:还
14、原剂发生还原性:还原剂发生氧化氧化反应,表现出反应,表现出还原还原性。性。3氧化性、还原性和元素化合价之间的关系氧化性、还原性和元素化合价之间的关系 特别提醒特别提醒物质氧化性物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易程度有关还原性的强弱与得失电子的难易程度有关,而与得失电子的而与得失电子的多少无关。如钠失电子数小于铝,多少无关。如钠失电子数小于铝,但还原性但还原性 NaAl。6 1依据金属活动性顺序,依据金属活动性顺序,你能判断出你能判断出 Zn 和和 Fe 还原性的强弱吗?还原性的强弱吗?提示:提示:在金属活动性顺序中,在金属活动性顺序中,Zn 位于位于 Fe 之前,之前,故故 Zn 比比
15、Fe 的还原性强。的还原性强。2已知还原性已知还原性 KIFeCl2,判断反应判断反应:I22FeCl22KCl=2FeCl32KI 能否进行?能否进行?提示:提示:若反应若反应 I22FeCl22KCl=2FeCl32KI 能够发生,则还原性:能够发生,则还原性:FeCl2KI,与题目中已知的还原性强弱相矛盾,故该反应不能进行。与题目中已知的还原性强弱相矛盾,故该反应不能进行。物质氧化性、还原性强弱的判断物质氧化性、还原性强弱的判断 1根据氧化还原反应方程式判断根据氧化还原反应方程式判断 氧化性:氧化剂氧化性:氧化剂氧化产物氧化产物 还原性:还原剂还原性:还原剂还原产物还原产物 特点:比什么
16、性,找什么剂,产物之性小于剂。特点:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。2根据元素的活动性顺序判断根据元素的活动性顺序判断 特点:上左下右可反应,隔之愈远愈易行。特点:上左下右可反应,隔之愈远愈易行。3根据反应条件判断根据反应条件判断 当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物化合价相同,可根据反应条件的难易当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物化合价相同,可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈,则氧化剂的氧化性越强。如:来判断。反应越易进行或越剧烈,则氧化剂的氧化性越强。如:4HCl(浓浓)MnO2=MnCl22H2OCl2 16HCl(浓浓)2KMnO4=2KCl2MnCl2
17、8H2O5Cl2 氧化性:氧化性:KMnO4MnO2。判断还原剂还原性的原理与此类似。判断还原剂还原性的原理与此类似。4根据氧化产物的化合价高低判断根据氧化产物的化合价高低判断 当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物中元素化合价当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂中元素化合价升得越高,的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂中元素化合价升得越高,7 则氧化剂的氧化性越强。则氧化剂的氧化性越强。如:如:2Fe3Cl2=2FeCl3FeS=FeS 氧化性:氧化性:C
18、l2S。判断还原剂还原性的原理与此类似。判断还原剂还原性的原理与此类似。1下列反应中,水只作氧化剂的是下列反应中,水只作氧化剂的是()ASO2H2O=H2SO3 BCl2H2O=HClHClO C2H2O=通通电电 2H2O2 D2Na2H2O=2NaOHH2 解析解析:选选 DA 项,项,不是氧化还原反应不是氧化还原反应;B 项,氯气既是氧化剂也是还原剂,水既不是项,氯气既是氧化剂也是还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂氧化剂也不是还原剂;C 项,项,水既是氧化剂也是还原剂水既是氧化剂也是还原剂;D 项,钠是还原剂,水是氧化剂项,钠是还原剂,水是氧化剂。2已知反应:已知反应:2FeCl32KI
19、=2FeCl22KClI2 2FeCl2Cl2=2FeCl3 I2SO22H2O=H2SO42HI 判断下列物质氧化能力由强到弱的顺序正确的是判断下列物质氧化能力由强到弱的顺序正确的是()AIFe2ClSO2 BCl2Fe3I2SO2 CFe2IClSO2 DCl2Fe3SO2I2 解析:解析:选选 B根据氧化还原反应中根据氧化还原反应中“前强后弱前强后弱”规律可知氧化能力:规律可知氧化能力:FeCl3I2;Cl2FeCl3;I2SO2,综上所述氧化能力:,综上所述氧化能力:Cl2FeCl3I2SO2。3已知已知 Co2O3在酸性溶液中易被还原成在酸性溶液中易被还原成 Co2,Co2O3、Cl
20、2、FeCl3、I2的氧化性依次的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是()A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3 BCl2FeI2=FeCl2I2 CCo2O36HCl(浓浓)=2CoCl2Cl23H2O D2Fe32I=2Fe2I2 解析解析:选选 A根据题意根据题意,由氧化性由氧化性 Fe3I2知还原性知还原性 IFe2,当当 Cl2与与 FeI2反应时反应时,I优先被氧化优先被氧化,所以所以 A 项错误项错误,B 项正确。再根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧项正确。再根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原
21、剂的还原性大于还原产物的还原性,化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,C、D 项均正确。项均正确。8 溴溴、碘碘的的提提取取 1溴、碘的提取溴、碘的提取(1)反应原理反应原理 实验操作实验操作 实验现象实验现象 反应的化学方程式反应的化学方程式 溶液溶液分层分层 下层溶液下层溶液 显显橙红橙红色色 Cl22KBr=2KCl Br2 溶液溶液分层分层 下层溶液下层溶液 显显紫红紫红色色 Cl22KI=2KClI2 (2)提取原料提取原料 溴的提取:海水提取粗食盐后的溴的提取:海水提取粗食盐后的母液母液,通入氯气将其中的,通入氯气将其中的溴离子溴离子转化为单质溴。转化为单质溴。碘的提
22、取:海水中碘的浓度很低,工业上不直接由海水提取碘,而是以具有碘的提取:海水中碘的浓度很低,工业上不直接由海水提取碘,而是以具有富集富集碘碘能力的植物如海带、海藻为原料提取碘。能力的植物如海带、海藻为原料提取碘。(3)提取流程提取流程 海水提溴的工艺流程:海水提溴的工艺流程:从海带中提取碘的工艺流程:从海带中提取碘的工艺流程:2溴、碘的性质溴、碘的性质(1)单质的物理性质单质的物理性质 Br2 I2 色、态色、态 通常状况下为通常状况下为深红棕深红棕色液体色液体 通常情况下为通常情况下为紫黑紫黑色固体色固体 溶解溶解 性性 微溶于微溶于水水,易溶于易溶于酒精酒精、四氯化碳四氯化碳等等有机溶剂有机
23、溶剂 微溶于微溶于水水,易溶于易溶于酒精酒精、四氯化碳四氯化碳等等有机溶剂有机溶剂 9 特性特性 易易挥发挥发 易易升华升华,淀粉溶液遇碘变淀粉溶液遇碘变蓝蓝色色(2)Br、I的检验的检验 试剂:硝酸银溶液和稀硝酸。试剂:硝酸银溶液和稀硝酸。化学方程式化学方程式:NaBrAgNO3=AgBrNaNO3,NaIAgNO3=AgINaNO3。现象:分别出现现象:分别出现淡黄淡黄色沉淀、色沉淀、黄黄色沉淀。色沉淀。(3)溴、碘及其化合物的重要用途溴、碘及其化合物的重要用途 溴可用于生产熏蒸剂、溴可用于生产熏蒸剂、杀虫剂杀虫剂、抗爆剂等药剂。、抗爆剂等药剂。溴化银是重要的溴化银是重要的感光感光材料。材
24、料。碘是一种重要的碘是一种重要的药用药用元素,也应用于元素,也应用于含碘含碘食品的生产。食品的生产。碘化银可用于碘化银可用于人工降雨人工降雨。1氯气呈气态,溴为液体,碘为固体,由此可得出什么结论?氯气呈气态,溴为液体,碘为固体,由此可得出什么结论?提示提示:按按 ClBrI 顺序,其单质的熔、沸点逐渐升高,顺序,其单质的熔、沸点逐渐升高,故故 Cl2、Br2、I2的状态的状态:气态气态液态液态固态。固态。2 根据化学方程式根据化学方程式 Cl22KBr=2KCl Br2,Cl22KI=2KCl I2,Br22KI=2KBrI2可得出什么结论?可得出什么结论?提示:提示:三个反应均是氧化还原反应
25、,可知,三个反应均是氧化还原反应,可知,氧化性氧化性 Cl2Br2I2,还原性:,还原性:IBrCl。1Cl2、Br2、I2的物理性质的物理性质(1)相似性相似性 单质都有特殊颜色;单质都有特殊颜色;都微溶于水;都微溶于水;都易溶于有机溶剂,在有机溶剂中都显示特殊颜色。都易溶于有机溶剂,在有机溶剂中都显示特殊颜色。(2)递变性递变性(按按 ClBrI 顺序顺序)单质的颜色逐渐加深;单质的颜色逐渐加深;熔沸点逐渐升高,状态:气态熔沸点逐渐升高,状态:气态液态液态固态;固态;密度逐渐增大。密度逐渐增大。(3)特性:氯易液化,溴易挥发,碘易升华。特性:氯易液化,溴易挥发,碘易升华。(4)Cl2、Br
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