1、第3课时氧化还原反应的应用1通过对氧化还原反应在生产、生活中的广泛应用的学习，激发学习化学的兴趣，体现化学实用性和社会责任的核心价值。2通过了解一些氧化还原反应在生产、生活中造成的危害，培养学生辩证地分析、理解事物的能力，体现科学探究与创新意识的化学学科核心素养。3通过学习，体会化学与生产、生活、社会的密切关系，引导学生认识到科学技术可以促进社会的发展和进步，体现科学态度与社会责任的化学学科核心素养。绿色氧化剂过氧化氢过氧化氢，化学式为H2O2，纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可与水以任意比例混溶，是一种强氧化剂。H2O2水溶液为无色透明液体，质量分数为3%的H2O2水溶液适用于伤口消毒、环境消
2、毒和食品消毒。H2O2在通常情况下会缓慢分解成水和氧气，但分解速率极慢，加快其反应速率的方法是加入催化剂二氧化锰等或用短波射线照射。H2O2在不同情况下分别体现氧化性和还原性。过氧化氢(H2O2)中氧元素的化合价为1价，处于氧元素的中间价态，过氧化氢是否既具有氧化性，又具有还原性呢？设计实验验证自己的预测。实验用品5%H2O2溶液、酸性KMnO4溶液(紫红色)、KI溶液、淀粉溶液、MnO2粉末、试管、胶头滴管。实验原理酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应的化学方程式：2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO4(无色)5O28H2OH2O2溶液与KI溶液反应的化学方程式：2KIH
3、2O2H2SO4=K2SO4I22H2O碘(I2)遇淀粉变蓝色实验设计实验序号实验操作实验现象向试管中加入约1 mL酸性KMnO4溶液，逐滴加入5%H2O2溶液有大量无色气泡冒出，溶液紫红色褪去向试管中加入约1 mL KI溶液，再滴入23滴淀粉溶液，逐滴加入5%H2O2溶液溶液由无色变成蓝色向试管中加入约5 mL 5%H2O2溶液再加入少量MnO2粉末，立即把带火星的木条伸入试管口有大量无色气泡产生，带火星的木条复燃问题探讨(1)实验中产生气泡的成分是什么？在此反应中H2O2体现了什么性质？提示：气泡的成分是O2；在反应中H2O2中氧元素的化合价由1升高到0，故H2O2体现了还原性。(2)实验
4、中溶液变成蓝色的原因是什么？在此反应中H2O2体现了什么性质？提示：反应中I被H2O2氧化成I2，I2遇淀粉溶液变蓝色。在反应中H2O2中氧元素的化合价由1降低到2，故H2O2体现了氧化性。(3)实验中木条复燃的原因是什么？H2O2在此反应中体现了什么性质？提示：H2O2在MnO2的催化作用下分解产生O2，O2使木条复燃；H2O2在反应中氧元素的化合价既升高又降低，故H2O2既体现了氧化性，又体现了还原性。(4)为什么称过氧化氢是绿色氧化剂？提示：H2O2做氧化剂，其还原产物是H2O，对环境无害，故被称为绿色氧化剂。(5)医疗上常用3%H2O2溶液作为消毒杀菌剂，利用了H2O2的什么性质？提示
5、：强氧化性。过氧化氢的性质H2O2中O元素显1价，是其中间价态，故H2O2既有氧化性又有还原性。不稳定性加热、光照或加催化剂都能使H2O2分解加快，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处，其分解的化学方程式为2H2O22H2OO2弱酸性相当于二元弱酸H2O2HHO，HOHO强氧化性在工业上用10%的H2O2漂白羽毛及丝织品，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；氧化Fe2、SO等还原性物质：H2O22Fe22H=2Fe32H2O，H2O2Na2SO3=Na2SO4H2O；使湿润的淀粉KI试纸变蓝：H2O22I2H=I22H2O弱还原性H2O2中1价的氧遇强氧化剂可被氧化，失去电子转化成0
6、价氧。2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO45O28H2O名师点拨研究物质氧化性或还原性的方法(1)根据物质中所含元素化合价升或降的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；反之，若所含某元素的化合价有降低的趋势，说明该物质可能具有氧化性。(2)如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来验证预测。1下列关于过氧化氢的说法错误的是()AH2O2、Na2O2都属于过氧化物B过氧化氢
7、是绿色氧化剂，可做医疗消毒剂CH2O2具有强氧化性，在反应中只能做氧化剂DH2O2做漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似解析：选CH2O2既有氧化性又有还原性，若与强氧化剂反应则显还原性，若与强还原剂反应则显氧化性。2针对以下AD四个涉及H2O2的反应(未配平)填空：ANa2O2HClH2O2NaClBAg2OH2O2AgO2H2OCH2O2H2OO2DH2O2Cr2(SO4)3KOHK2CrO4K2SO4H2O(1)H2O2仅体现氧化性的反应是_(填字母，下同)，H2O2仅体现还原性的反应是_，H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是_，H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是_。(
8、2)请将D反应配平，并用单线桥标出D反应中电子转移的方向和数目H2O2Cr2(SO4)3KOH=K2CrO4K2SO4H2O，反应中氧化剂是_，被氧化的元素是_。解析：(1)A是一个非氧化还原反应，双氧水既不是氧化剂，也不是还原剂；B.Ag2O被还原成单质银，H2O2仅表现为还原性，其中氧元素转化为O2；C过氧化氢的分解反应，H2O2既表现了氧化性，又表现了还原性；D.双氧水中的氧元素在反应中化合价由1变成2，仅做氧化剂；(2)Cr2(SO4)3反应后变成了K2CrO4，Cr元素化合价升高被氧化，一分子Cr2(SO4)3参与反应，化合价升高6价；H2O2反应生成H2O,1分子双氧水反应，化合价
9、降低2价，化合价变化的最小公倍数为6，所以电子转移的数目为6，则电子转移的方向与数目为答案：(1)DBCA(2) H2O2Cr3H2O2被称为绿色氧化剂，其性质与用途具有多样性，在生产工艺中应用广泛。请回答下列有关过氧化氢的问题：(1)已知H2O2具有弱酸性，写出H2O2的电离方程式：_。 (2)实验室可用H2O2在MnO2做催化剂的条件下制备O2，写出该反应的化学方程式：_，当生成1 mol O2时，转移电子为_mol。 (3)KMnO4是常用氧化剂，H2O2与之反应，H2O2为还原剂。在酸性条件下、KMnO4溶液可以与H2O2反应，已知变化过程中存在KMnO4转化为Mn2的过程，则该反应的
10、离子方程式为_，H2O2发生_反应，该反应中_是还原剂，_是氧化剂。 (4)Fe3可以催化H2O2分解，请写出该反应的化学方程式_；(5)酸性条件下，在FeCl3和FeCl2的混合溶液中加入H2O2以除去Fe2，反应的离子方程式为_。(6)H2O2可用于SO2的尾气处理，请写出反应的化学方程式_。(7)稀H2SO4不与Cu反应，但在稀H2SO4中加入H2O2后则可使Cu溶解，写出该反应的化学方程式，并用单线桥标明电子转移的方向和数目：_。解析：(1)H2O2为弱电解质，电离方程式要用“”：H2O2HHO、HOHO；(2)H2O2既是氧化剂又是还原剂，1 mol H2O2发生反应转移1 mol电
11、子，故生成1 mol O2时，转移2 mol电子；(3)在酸性条件下，KMnO4溶液可以与H2O2反应，KMnO4转化为Mn2，则该反应的离子方程式为2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O。(4)H2O2被Fe3催化分解得O2和H2O。(5)酸性环境下，Fe2被H2O2氧化为Fe3，H2O2被还原，酸性环境下生成H2O。(6)SO2具有还原性，H2O2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成H2SO4，H2O2SO2=H2SO4。(7)Cu与稀H2SO4、H2O2反应的化学方程式为CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O，反应中Cu做还原剂，H2O2做氧化剂，1 mol H2O2反应转移
12、2 mol电子。答案：(1)H2O2HHO、HOHO(2)2H2O22H2OO22(3)2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O氧化H2O2KMnO4(4)2H2O22H2OO2(5)2HH2O22Fe2=2Fe32H2O(6)SO2H2O2=H2SO41氧化还原反应在物质转化中的应用(1)冶炼金属金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mnne=M(写反应通式，用M表示金属)。金属冶炼的方法(用化学方程式表示)(2)制备物质实验室制Cl2。MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O制备金属钛。TiO2TiCl4Ti制备单质硅。SiO2粗硅SiCl4Si2
13、氧化还原反应在能量转化中的应用(1)获得热能：如化石燃料的燃烧。(2)获得电能：如干电池、燃料电池等。1下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是()选项金属存在形式冶炼方法A铜化合态铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼解析：选D一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水不能得到金属钠。2有专家指出，如果利用太阳能使燃烧产物CO2、H2O、N2等重新组合成燃料，使之能够实现循环利用，那么，不仅可以
14、消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环图中太阳能最后转化为()A化学能B热能C生物质能D电能解析：选B从题给信息可知，利用太阳能可以使燃烧产物CO2、H2O、N2等重新组合成燃料，而燃料转化为燃烧产物并放出热量，如此循环，由此可知太阳能最终转化为热能，B项正确。3钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2)，目前大规模生产Ti的方法如下。第一步：金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学
15、方程式为_，该反应的还原剂为_(填名称)。第二步：在氩气的气氛中，用过量的Mg在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)此反应的化学方程式为_。(2)如何从上述所得的产物中获取金属钛？简述实验步骤并写出有关反应的化学方程式。_。解析：由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一的TiCl4，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO。显然Ti元素的化合价不变，而Cl元素的化合价降低，则化合价升高的元素为碳元素，因而反应物炭粉为还原剂。利用上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的，故在反应所得的混合物中提取钛必须除去镁粉和MgCl2，加足量的盐酸可除去镁，
16、之后过滤，将滤渣用水洗涤可得钛。答案：TiO22C2Cl2TiCl42CO炭粉(1)TiCl42MgTi2MgCl2(2)在反应后的混合物中加入足量的盐酸除去剩余的镁，过滤，再用蒸馏水洗涤固体即得金属钛；Mg2HCl=MgCl2H21实验原理二氧化锰(软锰矿的主要成分)和浓盐酸在加热条件下反应：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。2仪器装置主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示。发生装置固体(液体)液体气体净化装置(洗气瓶)先通过饱和食盐水除去HCl，再通过浓H2SO4除去水蒸气收集装置用向上排空气法收集验满方法.观察法(黄绿色
17、)；.湿润的淀粉KI试纸，其原理是Cl22KI=2KClI2，置换出的I2遇淀粉变蓝色；.湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)尾气吸收装置盛有NaOH溶液的烧杯名师点拨(1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2时，盐酸必须为浓盐酸，随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，变成稀盐酸时，反应停止。(2)在MnO2和浓盐酸的反应中，浓盐酸既起还原剂的作用，又起酸的作用，体现了还原性和酸性。(3)不能用澄清石灰水来吸收Cl2，原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小，不能将Cl2吸收完全。3实验室制取氯气的简易方法用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气，反应不需加热
18、且反应速率较快，如：2KMnO416HCl(浓)=2MnCl22KCl5Cl28H2OKClO36HCl(浓)=KCl3Cl23H2OCa(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2OK2Cr2O714HCl(浓)=2CrCl32KCl3Cl27H2O注意：上述反应中，浓盐酸均表现出还原性和酸性。和反应中，Cl2是氧化产物；和反应中，Cl2既是氧化产物，又是还原产物。典例在实验室中用二氧化锰与浓盐酸反应制备并收集干燥纯净的氯气。进行此实验时所用的仪器如图：(1)上述仪器正确的连接顺序是(填各接口处的字母)：_接_，_接_，_接_，_接_。(2)发生装置中发生的化学反应方程式为_。(3)
19、在装置中：饱和食盐水起的作用是 _。浓硫酸起的作用是_。(4)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到_，反应的化学方程式为_。(5)写出烧杯中发生反应的化学方程式：_。解析(1)制备出的氯气中含有氯化氢和水蒸气，分别用饱和食盐水、浓硫酸除去，采用向上排空气法进行收集氯气，最后进行尾气的处理，所以仪器正确的连接顺序是E接C，D接A，B接H，G接F。 (2)发生装置中发生的化学反应方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。(4)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl22KI=2KClI2，I2遇淀粉变蓝色。(5)烧杯中发生反应的化学方程式
20、：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。答案(1)ECDABHGF(2)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(3)除去Cl2中的HCl气体除去Cl2中的水蒸气(4)试纸变蓝2KICl2=2KClI2(5)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O名师点拨有气体参加的探究实验模板1在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是()A防止氯气扩散到空气中造成污染B便于控制加入盐酸的量C长颈漏斗不便于添加液体D尽量避免HCl挥发到空气中解析：选C制取Cl2时需要浓盐酸，为防止HCl气体和氯气通过长颈漏斗扩散到空气中污染环境，同时又
21、为了便于控制盐酸的量和反应速率应使用分液漏斗。2已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并检验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中错误的是()A只有和处B只有处C只有和处D只有处解析：选D实验设计的目的是制备纯净、干燥的Cl2，并检验它的性质；中的NaOH溶液能与Cl2反应而使Cl2被吸收掉；导管应长进短出；试管封闭，易造成危险，还缺少加热装置(缺酒精灯)。3已知：常温下把浓盐酸滴到KMnO4固体上可产生Cl2。下列所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()AabcdefghBaedcbhigCadec
22、bhigDacbdehif解析：选B按制气除HCl除H2O制备FeCl3吸收Cl2的顺序连接。4如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已略)。已知：装置A是氯气的发生装置，发生反应的化学方程式为Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。据此回答下列问题：(1)装置B中饱和食盐水的作用是_。 (2)装置B也是安全瓶，目的是监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出装置C中发生堵塞时装置B中的实验现象：_。 (3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，则装置C中、处依次应放入的物质是_(填字母)。 序号a干燥的有色布条碱石灰湿润的有色布条b干燥的有色布条无水硫酸铜
23、湿润的有色布条c湿润的有色布条浓硫酸干燥的有色布条d湿润的有色布条无水氯化钙干燥的有色布条(4)装置D的作用是_。 解析：(1)实验室制备的氯气中含有氯化氢，氯化氢在饱和食盐水中溶解度较大，氯气在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以用B中的饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体。(2)监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的压强增大，气体将溶液压入长颈漏斗中，装置B中的长颈漏斗内液面上升，形成一段液柱。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性。湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，选项中a、b的中都是干燥的有色布条，中都是干燥剂，再通入中湿润的有色布条不能验证氯气是否具有漂
24、白性；c，浓硫酸为液体，应选用固体干燥剂，所以c不能检验Cl2是否具有漂白性，所以选d。(4)氯气有毒不能直接排放到空气中，故装置D的作用是吸收多余的氯气，防止污染空气。答案：(1)除去Cl2中的HCl气体(2)装置B中的长颈漏斗内液面上升，形成一段液柱(3)d(4)吸收多余的氯气，防止污染环境分级训练课课过关1下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是()A2NaCl(熔融)2NaCl2BAl2O33C2Al3COCFe2O33CO2Fe3CO2D2Ag2O4AgO2解析：选B目前金属铝的制备方法是电解熔融氧化铝，其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。2下列说法中正确的是()A金属
25、的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来B金属冶炼过程中，被冶炼的金属一定被氧化C金属冶炼过程中，被冶炼的金属被还原D金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原解析：选C金属的冶炼是将金属从其化合物中还原出来，金属在化合物中只能显正价。冶炼时金属元素的化合价只可能降低，被还原。3NaClO2可用作造纸的优良漂白剂，它由H2O22ClO22NaOH=2NaClO22H2OO2制得，下列说法正确的是()AH2O2是氧化剂，H2O2中的氧元素被还原B每生成1 mol O2转移的电子的物质的量为4 molCClO2中的氯元素被氧化DClO2是氧化剂，H2O2是还原剂解析：选D根据化学方程式可知，
26、H2O2中氧元素的化合价升高，H2O2是还原剂，A不正确；H2O2中氧元素的化合价从1价升高到0价，因此每生成1 mol O2转移的电子的物质的量为2 mol，B不正确；ClO2中氯元素的化合价从4价降低到3价，得到电子被还原，C不正确；ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，D正确。4“绿色氧化剂”过氧化氢可作为采矿业废液的消毒剂，可消除采矿废液中的氰化物(如KCN)，化学方程式为KCNH2OH2O2=ANH3。(已知KCN中C为2价)(1)生成物A的化学式为_。(2)在标准状况下，有0.448 L氨气生成，转移的电子的物质的量为_。(3)反应中被氧化的元素为_。(4)H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是_。解析：(1)根据原子守恒可知生成物A的化学式为KHCO3。(2)由化学方程式可知，生成1 mol NH3时转移2 mol电子，则在标准状况下，有0.448 L即0.02 mol NH3生成时，转移0.04 mol电子。(3)碳元素化合价升高，反应中被氧化的元素为C。(4)H2O2做氧化剂时，其还原产物一般是H2O，对环境无污染，因此H2O2被称为“绿色氧化剂”。答案：(1)KHCO3(2)0.04 mol(3)碳元素(或C)(4)H2O2做氧化剂时，其还原产物一般是H2O，对环境无污染
