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卤素综合教案
1高一化学
预备单元
【教学结构】
一、知识结构
二、重点与难点:
重点:
通过对初三有关概念的复习,着重提高对氧化还原反应的认识,从元素化合价升降的角度进一步认识氧化反应;还原反应;氧化剂;还原剂;氧化产物;还原产物等概念.学习氧化还原反应方程式的配平.
难点:
氧化还原反应方程式的配平.
三、内容解析
(一)有关氧化还原反应
1.对氧化还原反应的认识可分以下三个阶段:
①从得氧、失氧的角度认识:
H2+CuO
Cu+H2O
从上述反应可知,H2得氧,被氧化成水,发生氧化反应;CuO失去氧,被还原成Cu,发生还原反应.一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应,叫氧化还原反应.
②从元素化合价的升降认识:
从上述反应可知,H2被氧化,其化合价由零价升高到+1价;CuO被还原,其化合价由+2价降低到零价,可见,凡有元素化合价升降的反应均为氧化还原反应,这是氧化还原反应的重要特征.
如:
2Na+CL2=2NaCL
Zn+2HCL=ZnCL2+H2
上述两反应均有元素化合价的变化,则都为氧化还原反应.
③从电子得失的角度认识:
在2Na+CL2=2NaCL这个反应中:
可见,元素化合价的升高与降低,实质是电子的失与得.所以,有电子得失是氧化还原反应的实质.
由上述分析可得结论:
(特征) (实质) (变化) (作用)
化合价升高──→失电子──→被氧化──→还原剂
(氧化反应) (还原性)
化合价降低──→得电子──→被还原──→氧化剂
(还原反应) (氧化性)
2.从元素化合价升降认识有关氧化还原反应的其他概念.
反应物
生成物
还原剂
氧化剂
氧化产物
还原产物
特征
所含元素化合价升高的物质
所含元素化合价降低的物质
含有化合价升高元素的物质
含有化合价降低元素的物质
本质
失去电子的物质
得到电子的物质
失去电子后的生成物
得到电子后的生成物
性质
还原性
氧化性
弱氧化性
弱还原性
比较
还原性:
还原剂>还原产物
氧化性:
氧化剂>氧化产物
例:
氧化剂还原剂氧化产物还原产物
还原性:
NaBr>NaCL
氧化性:
CL2>Br2
(二)氧化还原反应分析式的表示方法
1.双线桥:
表示一种元素得到或失去电子的情况.
例:
2.单线桥:
表示不同元素的原子间电子转移的方向和数目.
例:
H2还原剂CuO氧化剂
(三)氧化还原反应方程式的配平
1.观察法
2.最小公倍数法
3.化合价升降法──化合价升降的总数相等.
步骤:
“一标”指的是写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应元素的正负化合价.
“二等”指的是使变价元素的化合价升高和降低的总数相等.
“三定”指的是根据“二等”所确定的含有变价元素的反应物和生成物系数.
“四平”指的是用观察法配平其他各物质的系数.
“五查”指的是检查设有变价的元素的原子总数在反应前后是否相等,如相等则表明方程式已配平.
例:
配平下列反应的化学方程式:
Cu+HNO3=Cu(NO3)2+NO+H2O
解:
“一标”:
“二等”:
“三定”:
3Cu+HNO3=Cu(NO3)2+2NO+H2O
“四平”:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
在这一步要注意,有2分子HNO3被还原,还有4分子HNO3未参与氧化还原反应,因此参加反应的HNO3共8分子.
“五查”:
反应前氧原子为24个,反应后氧原子也为24个,方程式配平完毕.
(四)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系.
氧化还原反应
非氧化还原反应
化合反应
C+O2
CO2
CO2+H2O=H2CO3
分解反应
2KCLO3
2KCL+3O2↑
CaCO3
CaO+CO2↑
置换反应
Zn+2HCL=ZnCL2+H2↑
复分解反应
NaOH+HCL=NaCL+H2O
小结:
【解题点要】
例1:
有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A氧化还原反应的本质是元素化合价的升降
B还原剂具有还原性,发生还原反应
C被氧化的元素化合价升高,被还原的元素化合价降低
D氧化还原反应中任一反应物,不是氧化剂就是还原剂
分析:
氧化还原反应的特征是有元素化合价的升降,而氧化还原反应的本质是有电子的得失.由于元素失去电子,元素化合价升高.所以A的说法是错误的.
在氧化还原反应规律中我们通常记住四个字,即升→失→氧→还.其含义是,所含元素化俣价升高,失去电子,被氧化发生氧化反应,该物质做还原剂,具有还原性.因此,还原剂具有还原性,发生的是氧化反应,所以B的说法是错误的.
D的说法不对.例如在CL2+H2O=HCl+HCLO的反应中,H2O即不是氧化剂又不是还原剂.
本题正确说法为C.
例2.对于反应:
CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑有下列判断:
(1)H2只是氧化产物;
(2)H2只是还原产物;(3)H2O是氧化剂;(4)CaH2中H元素被还原;(5)此反应中的氧化产物和还原产物均为氢气,且分子数之比为1∶1.上述判断正确的是( )
A
(1) (4) (5) B
(2)(4)
C
(1) D(3)(5)
分析:
根据反应分析:
-1 +1 0
CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑
CaH2中的氢元素显-1价,反应后被水氧化升高到零价;而水中+1价氢元素部分被还原为零价,因此氧化产物和还原产物均为H2,且分子个数比为1∶1.
本题正确答案为D.
例3.用下列方法制取O2:
①KCLO3与MnO2共热;②H2O2中加入MnO2;③KMnO4受热分解.若制得相同质量的氧气,反应中上述各物质(按编号顺序)的电子转移数目之比为( )
A3∶2∶4 B1∶1∶1
C2∶1∶2 D1∶2∶2
分析:
首先,应分析上述三个反应中电子转移的方向和数目:
(1)
(2)
(3)
从上述三个反应可知,若制取32克氧气,反应
(1)转移电子数为4e;反应
(2)为2e;反应(3)为4e.则电子转移数目之比为2∶1∶2
本题正确答案为C.
例4.已知
(1)2FeCL3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
(2)2FeCL2+Cl2=FeCl3
判断下列物质的氧化能力由小到大的顺序是( )
AI2 CFe3+ 分析: 判断物质氧化性或还原性的强弱,应根据氧化还原反应的一般规律来比较,即: 强氧化剂+强还原剂=还原产物+氧化产物 (强氧化性)(强还原性)(弱还原性)(弱氧化性) 其中氧化剂对应的产物为还原产物;还原剂对应的产物为氧化产物. 氧化性或还原性强弱的比较为: 氧化性: 氧化剂>氧化产物 还原性: 还原剂>还原产物 从本题具体分析: 要比较CL2、Fe3+、I2氧化性的大小,首先确定反应 (1)、 (2)中反应物中氧化剂,生成物中的氧化产物,就可以比较这三种微粒氧化性的大小了. 氧化剂 氧化产物 氧化性比较 反应 (1) FeCL3(Fe3+) I2 Fe3+>I2 反应 (2) CL2 FeCL3(Fe3+) CL2>Fe3+ 由上述分析可知这三种微粒氧化性由小到大的顺序是I2 本题正确答案为D 例5.配平下列化学方程式: (1)KCLO3+HCL──KCL+CL2+H2O (2)AS2S3+HNO3+H2O──H2SO4+H3ASO4+NO 分析: 由以上分析可知,有1个+5价氯降低到零价,有5个-1价氯升高以零价,因此在CL2前面添加系数3;则KCLO3前面系数为1;其中有1个-1价氯没有变价,则在HCL前面加系数6,该式配平结果为: KCLO3+6HCL=KCL+3CL2↑+3H2O 注意: 当不同价态同种元素发生氧化还原反应时,化合价升高与降低的程度不能交叉. 即: 由上述分析可知在As2O3前面加系数3;在HNO3前面加系数28,再用观察法配平其他系数. 该式配平结果为: 3AS2S3+28HNO3+4H2O=9H2SO4+6H3ASO4+28NO 注意: 当有多种元素化合价升高或降低时,应加起来一块儿考虑. 【同步练习】 一、选择题: 1.下列反应中属于氧化——还原反应,但水既不做氧化剂又不做还原剂的是( ) ASO3+H2O=H2SO4 BNa2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ C2F2+2H2O=4HF+O2↑ D2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2.硫与热的KOH溶液反应: 3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O该反应中还原剂和氧化剂相比较,正确的是( ) A质量比为1: 2 B分子数之比为1: 3 C质量比为2: 3 D分子数之比为1: 2 3.根据S2O82-+2e→2SO42-Mn2++4H2O→MnO4-+8H-1+5e,请推测氧化8.25克Mn2+需S2O82-的质量是( ) A28.8克 B72克 C62.4克 D60克 4.将M分子的硫化亚铜与足量的稀硝酸反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的分子数为( ) A4M B10M C10/3M D22/3M 5.现有一反应方程式FeCL2+bKNO3+cHCL=dFeCL3+eKCL+fX+gH2O,若b=1,d=3则X的分子式为( ) AN2 BNO CNO2 DNH4CL 6.根据下列三个反应的化学方程式,判断有关物质的还原性由强到弱的顺序是( ) ①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ②2FeCL2+CL2=2FeCL3 ③2FeCL3+2HI=2FeCL2+2HCL+I2 AI-、Fe2+、CL-、SO2 BSO2、I-、Fe2+、Cl- CCL-、Fe2+、SO2、I- DFe2+、I-、Cl-、SO2 7.从下列变化过程中推断氧化性从强到弱的顺序是( ) 2H2S+SO2=3S↓+2H2O 2KI+CL2=2KCL+I2 2FeCl2+CL2=2FeCL3 2FeCL3+2HI=2FeCL2+I2+2HCL I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ACL2>Fe3+>SO2>I2 BCL2>I2>Fe3+>SO2 CCL2>Fe3+>I2>SO2 DCl2>I2>SO2>Fe3+ 8.下列说法中正确的是( ) AHg2+氧化性强于H+ BCL-不具有还原性 C焦炭不具有氧化性 D硫(S)既有氧化性又有还原性 9.已知常温下,在溶液中发生如下反应: ①16H++10Z-+2XO4-=2X2-+5Z2+8H2O ②2A2++B2=2A3++2B- ③2B-+Z2=B2+2Z- 下列论法错误的是( ) A反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行 BZ元素在①、③反应中均被还原 C氧化性由强到弱的顺序是XO4-、Z2、B2、A3+ D氧化性由强到弱的顺序是XO4-、B2、Z2、A3+ 10.常温时,下列3个反应都能向右自发进行: 2W-+X2=2X-+W22Y-+W2=2W-+Y2 2X-+Z2=2Z-+X2 由此得出的正确结论是( ) AX-、Y-、Z-、W-中Z-的还原性最强 BX2、Y2、Z2、W2中Z2的氧化性最弱 C2Z-+Y2=2Y-+Z2不能向右进行 D还原性X->Y- 二、配平下列化学方程式 1. FeS2+ O2── Fe2O3+ SO2 2. Cu2S+ HNO3── Cu(NO3)2+ S+ NO+ H2O 3. P4+ HCLO3+ H2O── HCL+ H3PO4 4. FeS+ H2SO4── Fe2(SO4)3+ SO2+ S+ H2O 5. KMnO4+ H2O2+ H2SO4── MnSO4+ K2SO4+ O2+ H2O 6. Zn+ HNO3── Zn(NO3)2+ NH4NO3+ H2O 附: 参考答案 一、1.B 2.A、D 3.B 4.C 5.B 6.B 7.C 8.A、D 9.B 10.C 二、1.4;11;2;8 2.3;16;6;3;4;8 3.3;10;18;10;12 4.2;6;1;3;2;6 5.2;5;3;2;1;5;8 6.4;10;4;1;3 高中化学第一册 第一章卤素 一、教法建议 【抛砖引玉】 本章内容主要是Cl2、HCl的制法、性质、用途,用电子转移的观点认识氧化—还原反应和过量问题计算。 它是系统地学习和研究化合物知识的开端。 学习本章知识,应采用以下方法: 1.对比法: 即对性质相似的问题通过对比找差异、总结规律。 如氯化氢气体与盐酸的性质学习。 2.联想法: 对于具体问题,采用由此及彼,开展相关联想,以达到概念深化。 3.归纳法: 对一个知识点内容,可通过归纳使之系统化、条理化。 如氯水的性质。 4.网络法: 学习元素化合物知识,涉及许多反应,可采用网络图进行串联、记忆。 【指点迷津】 本章是最典型的非金属元素。 要求掌握氯气、氯化氢的性质、用途和制法;了解卤素性质随着核电荷数的递增和原子半径增大而呈现性质递变的规律性;从电子转移观点理解氧化、还原、氧化剂、还原剂等概念,熟练判断氧化—还原反应;掌握鉴别Cl-、Br-、I-的实验方法和技能。 其重点是: 氯气的性质和制法;氧化还原反应;过量计算;卤素单质性质的递变。 其中较难学的是氧化—还原反应。 不过,学习卤素性质、制法和用途,只要全面掌握了氯气的知识,理解了卤素性质的递变规律,就很容易了。 同时要注意应用原子结构的知识去学习卤素性质的递变性。 要注意体会各概念的内涵,掌握规律,提高认识。 只要掌握了良好的学习方法,学起来并不困难。 二、学海导航 【思维基础】 要学好本章知识,必须掌握如下知识网络,弄清各转化过程化学反应。 掌握上面知识网络的同时,要注意思考下面问题: 1.实验室常用哪些方法制取氯气? 制取时应注意哪些问题? 2.认识氯水 3.实验室制氯化氢要注意哪些问题? 气体的除杂、干燥、吸收有何区别? 4.怎样进行有关过量问题的计算? 想一想试算法、比例法、假设法及极值法。 5.如何判断物质氧化性、还原性的强弱? 6.怎样确定氧化剂、还原剂? 常用氧化剂、还原剂有哪些? 7.实验室制卤化氢有何异同? 8.溴和碘在不同溶剂中的颜色为何不同? 【学法指要】 例1.有些物质如氰(CN)2、硫氰(SCN)2与卤素分子性质相似,请写出下列反应方程式: (1)(SCN)2与NaOH反应: ; (2)HCN与MnO2反应: 。 分析: 氰(CN)2和硫氰(SCN)2虽未学过,但题中已告诉它跟卤素的性质相似的信息,故我们可把它与氯气相类比,根据有关氯气的性质不难写出这两个反应式为: (SCN)2+2NaOH NaSCN+NaSCNO+H2O MnO2+4HCN Mn(CN)2+(CN)2↑+2H2O 分析: 解题时运用了相似类推法,即通过旧知识向新知识的转移切换,实现旧知识的迁移。 例2.足量的MnO2与浓盐酸反应制取17.75克Cl2,问被氧化的盐酸是多少克? 分析: 此题的关键是弄清MnO2与盐酸反应时,参加反应的盐酸只有一半被氧化。 设被氧化的盐酸为X克 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O 2×36.5 71 X 17.75克 X=18.25克 分析: 此题是一道典型的涉及氧化—还原反应的题型。 重点在于判断谁被氧化,谁被还原,氧化了多少,还原了多少,当涉及到具体的被氧化、被还原量时,可以用氧化产物、还原产物的量去考虑。 例3.a克氯气与b克氢气混合点燃爆炸,试讨论a、b满足什么时: (1)恰好完全反应 (2)氯气过量(3)氢气过量,并分别计算出生成氯化氢各多少克? 分析: 氢气与氯气反应方程式为: H2+Cl2=2HCl 2 71 2×36.5 a b Z克 (1)若恰好完全反应则: 2: 71=a: b ∴a= 克,则生成HCl为: Z=36.5a克或Z= =1.03b克 (2)若氯气过量,设a克氢气完全反应时需Cl2为X克 则2: 71=a: XÞX= a克 ∴b> 即为b>35.5a则生成HCl为Z=36.5a克 (3)若氢气过量,设b克氯气完全反应时需H2为y克 则2: 71=y: bÞy= b克 ∴a> b则生成的HCl为Z=1.036b克 分析: 对于涉及过量问题的计算,应从未过量物质入手,通过化学方程式中的比例关系,正确切入主题。 例4.稀硝酸和铜粉可发生如下反应: 3Cu+8HNO3(浓)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 若有6.4克铜完全反应,则被还原的HNO3是多少克? 分析: 解此题的关键是清楚反应中HNO3有一部分反应前后化合价没有变化,即没有电子得失,只起酸的作用。 故还原剂与氧化剂之间的关系式就是(设被还原的硝酸为x克)。 还原剂 氧化剂 3Cu ~ 2NHO3 3×64 2×63 6.4克 x克 即 解得x=4.2克 分析: 很多同学在解此题时,忽略了未发生氧化一还原反应的NHO3,从而造成了计算上的错误。 【思维体操】 例1.有不纯的CuCl2,质量为13.5克,与适量AgNO3溶液反应,可生成29克沉淀,则该氯化铜中所含的杂质是下列中的() A.KClB.CaCl2C.BaCl2D.NaCl 解析: 本题如按常规思路解题,非常繁琐,甚至无法下手。 但如果把AgCl沉淀的质量折算成氯元素的质量,根据“元素守恒法”和“中间值法”巧解,则较为方便。 这类题在近年高考题中频繁出现,应引起足够重视。 29克AgCl沉淀中含氯元素的质量为: 29克× 克 13.5克纯CuCl2中含氯元素的质量为: 13.5克× 克 ∵7.1<7.17 ∴杂质中氯的百分含是>CuCl2中氯的百分含量。 通过比较可知B、D符合题意。 分析: 从此题可看出,用常规方法很难解出的题,甚至无从下手的题,只要我们勇于突破常规,大胆创想,就有可能将问题简化,从而得到一种创造性的解题方法。 例2.不同卤素原子之间可以形成一系列化合物,这类化合物叫卤素互化物。 现将4.66克BrCln溶于水,再通入过量SO2,使其发生如BrCln+(n+1)H2O+ SO2=HBr+nHCl+ H2SO4。 然后将所得溶液调至中性,再加入过量的Ba(NO3)2溶液,除去生成的沉淀后,所得溶液用过量的AgNO3溶液处理,可生成15.46克沉淀。 试确定BrCln中的n值。 解析: 这是一道关于卤素互化物的新信息题。 又和分步反应、过量计算、混合物计算等结合起来,综合性强,难度也较大。 但冷静地采用类比迁移的发散思维则可求解。 (1)有关反应方程式: BrCl2+(n+1)H2O+ SO2=HBr+nHCl+ H2SO4 H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3 HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 HBr+AgNO3=AgBr↓+HNO3 (2)量比关系: 设15.46克沉淀中含A
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