2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章元素與物質(zhì)世界第3節(jié)氧化還原反應(yīng)第3課時(shí)氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用課件魯科版必修第一冊(cè)

第3課時(shí)氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用學(xué)業(yè)基礎(chǔ)核心素養(yǎng)學(xué)考評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)要求1．通過(guò)對(duì)氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．通過(guò)了解一些氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中造成的危害，培養(yǎng)學(xué)生辯證地分析、理解事物的能力，體現(xiàn)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng)。3．通過(guò)學(xué)習(xí)，體會(huì)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)的密切關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)可以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，體現(xiàn)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)一、研究物質(zhì)的性質(zhì)1．氧化還原反應(yīng)與物質(zhì)分類通過(guò)學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)認(rèn)識(shí)物質(zhì)分類的新視角——從________和________角度研究物質(zhì)的性質(zhì)。氧化性還原性2．研究物質(zhì)氧化性或還原性的思路還原性氧化性氧化性還原性3．H2O2的氧化性和還原性探究(1)性質(zhì)預(yù)測(cè)元素化合價(jià)化合價(jià)變化趨勢(shì)性質(zhì)氫___________________________氧______________________________________________________＋1價(jià)降低氧化性－1價(jià)升高升高－1價(jià)降低氧化性(2)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

1溶液中有_______產(chǎn)生，紫紅色_______H2O2被氧化為______，表現(xiàn)______性2溶液先變_____色，再滴加淀粉溶液后變?yōu)開____色H2O2可氧化KI生成_____，H2O2表現(xiàn)_____性氣泡褪去O2還原黃藍(lán)I2氧化(3)總結(jié)H2O2的性質(zhì)還原氧化

4．物質(zhì)氧化性或還原性強(qiáng)弱的影響因素(1)物質(zhì)氧化性或還原性的強(qiáng)弱是由物質(zhì)得失電子的能力決定的。(2)環(huán)境條件也會(huì)影響物質(zhì)氧化性或還原性的強(qiáng)弱。如酸性越強(qiáng)，KMnO4的氧化性

。越強(qiáng)[即學(xué)即練]1．判斷下列說(shuō)法是否正確，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)預(yù)測(cè)物質(zhì)可能有氧化性或還原性，可以根據(jù)物質(zhì)所含元素價(jià)態(tài)來(lái)判斷(

)(2)FeCl2中Fe元素價(jià)態(tài)為＋2價(jià)，為中間價(jià)態(tài)，因此預(yù)測(cè)Fe2＋既有氧化性又有還原性(

)(3)HBr中Br元素價(jià)態(tài)為最低價(jià)態(tài)，因此HBr只能失電子，只有還原性(

)(4)H2O2中H元素價(jià)態(tài)為＋1價(jià)，因此預(yù)測(cè)H2O2和還原性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，其還原產(chǎn)物為H2(

)(5)物質(zhì)的氧化性或還原性是由其本身性質(zhì)決定的，與溶液酸堿性無(wú)關(guān)(

)(6)反應(yīng)Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O中，H2O2體現(xiàn)氧化性(

)(7)H2O2既有氧化性又有還原性(

)√√××××√2．醫(yī)療上常用3%的H2O2溶液作為消毒殺菌劑，利用H2O2的什么性質(zhì)？為什么稱H2O2為“綠色氧化劑”？______________________________________________________________________________________________________________________3．H2O2在MnO2作用下分解生成O2和H2O，從電子轉(zhuǎn)移的角度分析，H2O2在反應(yīng)中表現(xiàn)了什么性質(zhì)？___________________________________________________________利用了H2O2的強(qiáng)氧化性，可殺死細(xì)菌病毒；H2O2為“綠色氧化劑”的原因?yàn)镠2O2的還原產(chǎn)物為H2O，對(duì)環(huán)境或體系不造成污染。在反應(yīng)中，H2O2中氧元素化合價(jià)既升高又降低，故H2O2表現(xiàn)氧化性和還原性。二、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化與獲得能量1．氧化還原反應(yīng)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用(1)冶煉金屬①金屬冶煉的本質(zhì)金屬陽(yáng)離子________被還原生成金屬單質(zhì)，Mn＋＋________===________。②金屬冶煉方法a．電解法原理：利用外加電源提供電子，使金屬元素的化合價(jià)降低，從而獲得金屬單質(zhì)。例如： 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。得電子ne－M

歸納總結(jié)金屬的冶煉方法金屬活潑性與冶煉方法的關(guān)系如下：

MnO2HCl分液漏斗圓底燒瓶NaOH溶液除去Cl2中少量的HCl氣體干燥氯氣(除去Cl2中的H2O)③收集方法：

排空氣法。④驗(yàn)滿方法：a．將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙

，則證明已集滿。b．將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛氯氣的瓶口，觀察到試紙

，則證明已集滿。⑤尾氣吸收：用氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________，氯氣既表現(xiàn)_____性又表現(xiàn)_____性。⑥其他方法：高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________，氧化劑為______。向上變藍(lán)先變紅，后褪色2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O氧化還原2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2OKMnO42．利用氧化還原反應(yīng)獲取能量

×××√××√2．下列各組金屬最適合用H2或CO把它們從化合物中還原出來(lái)的是(

)A．Ca、Mg B．Al、FeC．Fe、Cu D．Hg、Ag答案：C解析：中等活性金屬的制備方法是熱還原法。金屬活動(dòng)性順序中，K→Al等活潑的金屬一般用電解法冶煉，Zn→Cu等金屬一般用熱還原法冶煉，Hg、Ag等金屬可用熱分解法冶煉，當(dāng)然這些金屬的冶煉方法無(wú)嚴(yán)格的界線，如Cu可用熱還原法冶煉，也可用電解法冶煉。3．工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。你認(rèn)為選擇方法的主要依據(jù)是(

)A．金屬在自然界的存在形式B．金屬元素在地殼中的含量C．金屬熔點(diǎn)高低D．金屬陽(yáng)離子得電子的能力答案：D解析：選擇冶煉金屬的方法是根據(jù)金屬的活動(dòng)性，金屬冶煉是金屬陽(yáng)離子得電子的過(guò)程，即金屬的冶煉方法與金屬陽(yáng)離子得電子的能力有關(guān)。4．18世紀(jì)70年代，瑞典化學(xué)家舍勒將軟錳礦與濃鹽酸混合加熱發(fā)現(xiàn)了氯氣，該方法至今還是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的主要方法，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制氯氣的說(shuō)法中正確的是(

)A．濃鹽酸在反應(yīng)中起到酸性和氧化劑作用B．將87gMnO2和足量濃鹽酸反應(yīng)，與將含有146gHCl的濃鹽酸與足量MnO2反應(yīng)制得的氯氣一樣多C．為防止氯氣污染環(huán)境，必須進(jìn)行尾氣處理，可選用碳酸鈉溶液D．收集氯氣時(shí)，可采用濕潤(rùn)的淀粉KI試紙進(jìn)行驗(yàn)滿答案：D

5．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的原理中，一定量的濃鹽酸和足量的二氧化錳反應(yīng)，鹽酸能否完全反應(yīng)，為什么？______________________________________________________________________________________________________________________6．為防止Cl2的污染，能否用澄清石灰水處理過(guò)量的Cl2？請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________不能。反應(yīng)中HCl為還原劑，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度變稀，還原性變?nèi)?，?dāng)變?yōu)橄←}酸后，就不能與二氧化錳反應(yīng)，故鹽酸不能完全反應(yīng)。吸收Cl2時(shí)不宜用澄清石灰水代替NaOH溶液，因?yàn)镃a(OH)2微溶于水，溶解的量少，不能保證Cl2全部被吸收，化學(xué)方程式為2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。核心素養(yǎng)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法[例]

(1)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，如圖所示操作正確的是

(填字母)。A．用裝置Ⅰ制取少量氯氣B．用裝置Ⅱ除去氯氣中混有的少量氯化氫C．用裝置Ⅲ制取氯氣D．用裝置Ⅳ干燥氯氣D解析：實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO2混合加熱制Cl2，裝置Ⅰ中用的是稀鹽酸，不能與MnO2反應(yīng)生成Cl2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NaHCO3能與HCl反應(yīng)產(chǎn)生CO2，引入新的雜質(zhì)，且Cl2也能與NaHCO3反應(yīng)，應(yīng)用飽和食鹽水除去Cl2中混有的少量HCl，且氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO2反應(yīng)制Cl2，需要在加熱條件下才能進(jìn)行，裝置Ⅲ中缺少加熱裝置，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用裝置Ⅳ干燥Cl2時(shí)，Cl2應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，D項(xiàng)正確。(2)已知高錳酸鉀與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生氯氣。用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置、加熱裝置已省略)來(lái)制備純凈、干燥的氯氣及驗(yàn)證它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是

(填字母)。BD解析：KMnO4與濃鹽酸在常溫下即可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Cl2，裝置A正確；除去Cl2中的HCl雜質(zhì)，應(yīng)將產(chǎn)生的氣體通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶中，裝置B錯(cuò)誤；用濃H2SO4干燥Cl2，氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，裝置C正確；Cl2與金屬在試管中反應(yīng)若用單孔塞，容易造成試管內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大，應(yīng)改用雙孔塞，并且要有尾氣處理裝置，裝置D錯(cuò)誤。[提升]無(wú)水FeCl3呈棕紅色，固體FeCl3極易潮解，100℃左右時(shí)升華。某學(xué)習(xí)小組利用如圖裝置(某些夾持儀器略去)制備并收集無(wú)水FeCl3固體。請(qǐng)回答：(1)按氣流方向各裝置依次連接的合理順序?yàn)開____________________________(填儀器接口的字母，部分裝置可重復(fù)使用)。(2)連接好各裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，

(請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的序號(hào))。①加熱Fe粉反應(yīng)一段時(shí)間②打開分液漏斗活塞通一段時(shí)間氣體③關(guān)閉分液漏斗活塞④停止加熱，充分冷卻(3)裝置F的作用為____________，裝置E中冷水浴的作用為________。(4)寫出裝置D中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式

。(5)若將裝置B中產(chǎn)生的氣體通入水中，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。c→i→j→a→b→d→e→g→h→a→b→f②①④③除去逸出的HCl冷卻收集產(chǎn)品Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2OCl2＋H2O===HCl＋HClO解析：(1)根據(jù)題意裝置依次是制備氯氣、除雜、反應(yīng)裝置、尾氣處理，按照氣流方向連接裝置時(shí)要注意進(jìn)氣的導(dǎo)管要插入液面以下，按此原則可得連接順序?yàn)閏→i→j→a→b→d→e→g→h→a→b→f。(2)連接好各裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先檢查裝置氣密性后，然后裝入藥品，需要先打開分液漏斗產(chǎn)生一會(huì)兒氯氣，再加熱鐵粉，反應(yīng)完全后，停止加熱，待充分冷卻后再停止制氯氣的反應(yīng)，即按②①④③進(jìn)行。(3)F裝置中裝飽和食鹽水，可除去氯氣中的氯化氫；C裝置中鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，E裝置收集生成的氯化鐵。(4)實(shí)驗(yàn)尾氣中有氯氣，要用D中氫氧化鈉溶液吸收，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)裝置B產(chǎn)生氯氣，Cl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2＋H2O===HCl＋HClO。狀元隨筆一般凈化處理裝置的組裝順序根據(jù)前面除雜時(shí)引入的新雜質(zhì)，在后面的除雜過(guò)程中能夠除去的原則，裝置組裝時(shí)應(yīng)考慮制備實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生哪些雜質(zhì)以及對(duì)應(yīng)的除雜順序，一般情況下去除水蒸氣的步驟放在凈化裝置的后面。

關(guān)鍵能力實(shí)驗(yàn)室氯氣的制備(1)實(shí)驗(yàn)裝置制取純凈、干燥Cl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(2)制備過(guò)程(3)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的簡(jiǎn)易方法用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等強(qiáng)氧化劑代替MnO2制取氯氣，反應(yīng)不需加熱且反應(yīng)速率較快，如：①2KMnO4＋16HCl(濃)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O③Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O④K2Cr2O7＋14HCl(濃)===2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O狀元隨筆實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)室用MnO2和鹽酸制Cl2，鹽酸必須為濃鹽酸，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，變成稀鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，反應(yīng)停止。(2)在MnO2和濃鹽酸的反應(yīng)中，濃鹽酸既起還原劑的作用，又起酸的作用，體現(xiàn)了還原性和酸性。(3)尾氣處理時(shí)，不能用澄清石灰水來(lái)吸收Cl2，原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能將Cl2完全吸收。學(xué)考評(píng)價(jià)1．某化學(xué)小組用如圖所示裝置制取氯氣，下列說(shuō)法不正確的是(

)A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯(cuò)誤B．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法不正確C．為了防止氯氣污染空氣，必須進(jìn)行尾氣處理D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤(rùn)的淀粉—碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出答案：B解析：該裝置中未用酒精燈加熱以及沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理，A正確；可用向上排空氣法收集Cl2，B錯(cuò)誤；氯氣有毒，必須進(jìn)行尾氣處理，C正確；在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤(rùn)的淀粉—碘化鉀試紙，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明有氯氣逸出，D正確。2．有下列反應(yīng)：①2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O②2H2O＋Cl2＋SO2===H2SO4＋2HCl下列說(shuō)法不正確的是(

)A．還原性：SO2>HCl>MnCl2B．氧化性：KMnO4>MnO2>Cl2C．反應(yīng)①中HCl表現(xiàn)出酸性和氧化性D．反應(yīng)②中水既不是氧化劑也不是還原劑答案：C解析：一般來(lái)說(shuō)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，由2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O可知，氧化性KMnO4>Cl2，還原性HCl>MnCl2，由2H2O＋Cl2＋SO2===H2SO4＋2HCl可知，還原性SO2>HCl，所以還原性SO2>HCl>MnCl2，故A正確；高錳酸鉀在常溫下可氧化濃鹽酸，而二氧化錳在加熱條件下與濃鹽酸反應(yīng)，可知氧化性KMnO4>MnO2>Cl2，故B正確；反應(yīng)①中氯元素的化合價(jià)升高，被氧化，HCl表現(xiàn)出還原性，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)②中氫、氧元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，水既不是氧化劑也不是還原劑，故D正確。3．Cl2通入70℃的氫氧化鈉溶液中，能同時(shí)發(fā)生兩個(gè)自身氧化還原反應(yīng)(未配平)：NaOH＋Cl2―→NaCl＋NaClO＋H2O，NaOH＋Cl2―→NaCl＋NaClO3＋H2O。反應(yīng)完成后測(cè)得溶液中NaClO與NaClO3的數(shù)目之比為5∶2，則該溶液中NaCl與NaClO的數(shù)目之比為(