《化学》电子教案

 

课题	第三章  滴定分析法 第三节  氧化还原滴定法
教学目标	1．了解氧化还原反应的概念和常见的氧化剂、还原剂 2．了解氧化还原等滴定法的原理 3．简单了解其他滴定法的原理及应用
教学重点	氧化还原反应、氧化剂和还原剂的判断；氧化还原滴定法的原理
教学难点	氧化还原反应、氧化剂和还原剂的判断
课时安排	2学时
教学方法	启发式教学与讲练结合法
教学手段	多媒体辅助
教学用具	投影仪

 

【教学进程】

提问

1．滴定分析法对化学反应的要求是什么？

2．酸碱滴定法的原理是什么？

引入

我们已经学习了酸碱滴定法，下面来学习另一种滴定分析法——氧化还原滴定法。

板书

第三节  氧化还原滴定法

    过渡

饮用的自来水是用氯气来杀菌的，杀菌原理是利用氯气能溶于水，生成盐酸和次氯酸，而次氯酸是一种日常生活中常用的强氧化剂，能杀灭水里的细菌，是漂白粉杀菌过程中的主要有效成分。常见的高锰酸钾试剂是一种强氧化剂，利用它的氧化性进行器皿消毒、皮肤病的治疗和鱼塘杀菌。氧化剂能够杀菌是氧化还原反应的作用，在农业生产中应用广泛。氧化还原反应也可应用到滴定分析中，测定具有氧化性或还原性的物质。

板书

一、氧化还原反应

讲解

最初人们把一种物质与氧化合的反应称为氧化反应，如炭的燃烧反应，铜丝加热变黑；把含氧化合物失去氧的反应称为还原反应，如氧化铜与氢气的反应。

投影

化合价升高，被氧化

                             

2Cu＋O2     2CuO

 

化合价降低，被还原

  CuO＋H2     Cu＋H2O

讲解

铜和氧气反应，铜发生了氧化反应，在此反应中铜的化合价从0升高到＋2价；氧化铜和氢气反应，氧化铜发生了还原反应，反应中铜的化合价从＋2价降低到0。

    投影

Cu＋Cl2     CuCl2

CuSO4＋Fe     FeSO4＋Cu

讲解

通过观察发现，在这两个反应中，Cu元素的化合价变化和前面投影中的两个反应相似。虽然化学反应中没有得氧和失氧的过程，但本质上与上述反应是相同的，都属于氧化还原反应，其共同特征是参加反应的物质中有某些元素的化合价改变了。随着人们对事物认识的不断深入，人们发现所有的氧化还原反应都伴有电子的转移或电子对的偏移。

因此，我们把有电子得失或共用电子对偏移的反应叫做氧化还原反应。在氧化还原反应中，得电子总数等于失电子总数；得电子（或电子对偏向）的物质是氧化剂，发生的是还原反应；失电子（或电子对偏离）的物质是还原剂，发生的是氧化反应。

板书

氧化还原反应：有电子得失或共用电子对偏移的反应。

得电子的物质是氧化剂，发生的是还原反应。

失电子的物质是还原剂，发生的是氧化反应。

投影

判断下列哪些反应发生的是氧化还原反应、哪些不是。

（1）Fe＋CuCl2      FeCl2＋Cu

Pt

△

 

（2）H3PO4＋2NaOH     Na2HPO4＋2H2O

（3）4NH3＋5O2      4NO↑＋6H2O

（4）2FeCl3＋SnCl2     2FeCl2＋SnCl4

讲解

常见的氧化剂有活泼的非金属如卤素、氧气、过氧化物（Na2O2、H2O2）等；高价化合物如KMnO4、HNO3、浓H2SO4、KClO3、FeCl3等。

常见的还原剂有活泼的金属如K、Na、Mg、Al等；低价化合物如H2S、HI、CO、FeSO4等；一些单质如H2、C等；具有中间价态的一些化合物如SO2、FeSO4、H2SO3等既可作还原剂也可作氧化剂。

过渡

氧化还原滴定法是建立在氧化还原反应基础上的滴定分析方法。氧化还原滴定法不仅可以测定具有氧化性或还原性物质，而且可以测定能与氧化剂或还原剂定量反应生成沉淀的物质。由于氧化还原反应的广泛存在，因此，氧化还原滴定法应用也十分普遍，可直接或间接测定许多无机物和有机物。

板书

二、氧化还原滴定法的原理和方法

讲解

氧化还原反应与酸碱反应相比较，其特点是反应机理比较复杂，而且反应速率一般较慢，往往需要加热。因此要创造条件，使它符合滴定分析的基本要求，同时在滴定过程中，必须注意滴定速率与反应速率相适应。

根据标准溶液所用氧化剂或还原剂的不同，氧化还原滴定法又有不同的方法，其中最常用的方法是高锰酸钾法和重铬酸钾法，此外，还有碘量法等。

板书

（一）高锰酸钾法

讲解

将KMnO4配成标准溶液，并准确标定其浓度。用KMnO4标准溶液滴定一般在酸性溶液中进行，到滴定终点时，被测溶液由无色转变为浅紫色，故不必另外使用指示剂。KMnO4是强氧化剂，可直接滴定许多还原性物质。

板书

-

MnO4＋8H+＋5e-     Mn2+＋4H2O

 

讲解

高锰酸钾法的优点是KMnO4溶液呈深紫色，在强酸性溶液中可被还原为无色Mn2+，颜色变化明显，因此自身可作指示剂。KMnO4氧化能力强，可以与许多还原性物质发生反应，是应用较广的氧化还原滴定法。

板书

优点

（1）自身可做指示剂

（2）应用较广。

讲解

高锰酸钾法的缺点是选择性差，标准溶液不稳定，能与水中微量的有机物、空气中的尘埃、氨等还原性物质作用析出MnO(OH)2沉淀，还能自行分解。一般不易获得纯品，故不能用直接法配制其标准溶液。

板书

缺点

（1）选择性差，标准溶液不稳定，不能用直接法配制其标准溶液。

讲解

KMnO4还原为Mn2+的反应，在常温下进行较慢。因此，在滴定较难氧化的物质如Na2C2O4等时，常需加热。滴定亚铁盐、H2O2等时虽不必加热，但开始滴定时速率也不宜过快。

板书

（2）在常温下反应进行较慢；开始滴定时速率不宜过快。

强调

高锰酸钾标准溶液经常与Na2C2O4一起使用，用Na2C2O4进行标定。滴定时的条件如温度、酸度、滴定速率以及终点观察等方面均需注意，使用高锰酸钾法应认真注意操作要求。

板书

（二）重铬酸钾法

讲解

将K2Cr2O7配成标准溶液，也在酸性溶液中进行滴定。K2Cr2O7是一种较强氧化剂，可以直接滴定一些还原性物质。

2-

板书

Cr2O7 ＋14H+＋6e-     2Cr3+＋7H2O

讲解

重铬酸钾法与高锰酸钾法相比，具有以下优点：重铬酸钾易得到99.99%以上的纯品，在105～110 ℃温度条件下干燥后，准确称量就可以直接配制标准溶液；其标准溶液非常稳定，保存在密闭容器中，浓度可长期保持不变；在1 mo/L盐酸溶液中及室温条件下，不与Cl-反应，故可在盐酸溶液中滴定Fe2+，测定铁质量分数，这是重铬酸钾法一个最重要的应用。

板书

优点：可直接配制标准溶液；其标准溶液非常稳定。

讲解

氧化还原滴定法不仅可以测定具有氧化性或还原性的物质，而且还可以测定能与氧化剂或还原剂发生定量反应的物质。如钙离子可与草酸根离子反应，再用标准高锰酸钾溶液测定草酸根离子，从而间接测定钙离子的含量。

氧化还原计量点的确定，多采用氧化还原指示剂。如二苯胺磺酸钠、邻菲咯啉等都是常用的氧化还原指示剂。

过渡

滴定分析法中除以上酸碱滴定法和氧化还原滴定法外，还有配位滴定法和沉淀滴定法。

板书

三、其他滴定法

（一）配位滴定法

讲解

硬水会给印染、医药、热化设备等带来严重危害，饮用水中若重金属离子超标会对人类健康造成严重影响，而缺乏人体发育需要的某些金属离子也会影响人的生长。因此，在工业生产、日常生活及环境监测等方面，经常需要测定水的硬度及某些金属离子的含量等，所使用的分析方法常用配位滴定法。配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析法。

板书

以配位反应为基础的滴定分析法。

指出

在配位滴定法中，应用最广、最重要的是以乙二胺四乙酸（EDTA）作为配位剂的EDTA滴定法。EDTA滴定法主要应用于金属离子浓度的分析，如水硬度的测定。

板书

（二）沉淀滴定法

讲解

在医药、兽药、农药、食品、饲料、土壤及环境监测等方面经常需要测定Cl-、Br-、I-的含量。多数情况下，采用沉淀滴定法。沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的滴定分析法。

板书

以沉淀反应为基础的滴定分析法。

指出

沉淀反应很多，但能用于沉淀滴定的反应却并不多，目前最常用的是生成难溶银盐的反应，如

Ag+＋Cl-     AgCl↓

Ag+＋SCN-    AgSCN↓

以这类反应为基础的沉淀滴定法称为银量法，可用于测定Cl-、Br-、I-、CN-、SCN-和Ag+ 等离子。

小结

1．氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念和判断。

2．氧化还原等滴定法的原理。

作业

思考与练习 2、3。

综合练习 7、8。

 

【板书设计】

第三节  氧化还原滴定法

一、氧化还原反应

氧化还原反应：有电子得失或共用电子对偏移的反应。

得电子的物质是氧化剂，发生的是还原反应。

失电子的物质是还原剂，发生的是氧化反应。

二、氧化还原滴定法的原理和方法

（一）高锰酸钾法

-

MnO4 ＋8H+＋5e-  　 Mn2+＋4H2O

优点：

（1）自身可作指示剂。

（2）应用较广。

缺点：

（1）选择性差，标准溶液不稳定，不能用直接法配制其标准溶液。

（2）在常温下反应进行较慢，开始滴定时速率不宜过快。

2-

（二）重铬酸钾法。

Cr2O7 ＋14H+＋6e-      2Cr3+＋7H2O

优点：可直接配制标准溶液；其标准溶液非常稳定。

三、其他滴定法

（一）配位滴定法

以配位反应为基础的滴定分析法。

（二）沉淀滴定法

以沉淀反应为基础的滴定分析法。

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