負責(zé)人：黃劍鵬《化學(xué)》電子教案
 
課題 | 第三章 滴定分析法 第三節(jié) 氧化還原滴定法 |
教學(xué)目標(biāo) | 1．了解氧化還原反應(yīng)的概念和常見的氧化劑、還原劑 2．了解氧化還原等滴定法的原理 3．簡單了解其他滴定法的原理及應(yīng)用 |
教學(xué)重點 | 氧化還原反應(yīng)、氧化劑和還原劑的判斷；氧化還原滴定法的原理 |
教學(xué)難點 | 氧化還原反應(yīng)、氧化劑和還原劑的判斷 |
課時安排 | 2學(xué)時 |
教學(xué)方法 | 啟發(fā)式教學(xué)與講練結(jié)合法 |
教學(xué)手段 | 多媒體輔助 |
教學(xué)用具 | 投影儀 |
 
【教學(xué)進程】
提問
1．滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求是什么,？
2．酸堿滴定法的原理是什么？
引入
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了酸堿滴定法,，下面來學(xué)習(xí)另一種滴定分析法——氧化還原滴定法,。
板書
第三節(jié) 氧化還原滴定法
過渡
飲用的自來水是用氯氣來殺菌的,，殺菌原理是利用氯氣能溶于水，生成鹽酸和次氯酸,，而次氯酸是一種日常生活中常用的強氧化劑,，能殺滅水里的細菌，是漂白粉殺菌過程中的主要有效成分,。常見的高錳酸鉀試劑是一種強氧化劑,，利用它的氧化性進行器皿消毒、皮膚病的治療和魚塘殺菌,。氧化劑能夠殺菌是氧化還原反應(yīng)的作用,，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。氧化還原反應(yīng)也可應(yīng)用到滴定分析中,，測定具有氧化性或還原性的物質(zhì),。
板書
一、氧化還原反應(yīng)
講解
最初人們把一種物質(zhì)與氧化合的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng),，如炭的燃燒反應(yīng),，銅絲加熱變黑；把含氧化合物失去氧的反應(yīng)稱為還原反應(yīng),，如氧化銅與氫氣的反應(yīng),。
投影
化合價升高，被氧化
2Cu＋O2 2CuO
 
化合價降低,，被還原
CuO＋H2 Cu＋H2O
講解
銅和氧氣反應(yīng),，銅發(fā)生了氧化反應(yīng)，在此反應(yīng)中銅的化合價從0升高到＋2價,；氧化銅和氫氣反應(yīng),，氧化銅發(fā)生了還原反應(yīng)，反應(yīng)中銅的化合價從＋2價降低到0,。
投影
Cu＋Cl2 CuCl2
CuSO4＋Fe FeSO4＋Cu
講解
通過觀察發(fā)現(xiàn),，在這兩個反應(yīng)中，Cu元素的化合價變化和前面投影中的兩個反應(yīng)相似,。雖然化學(xué)反應(yīng)中沒有得氧和失氧的過程,，但本質(zhì)上與上述反應(yīng)是相同的，都屬于氧化還原反應(yīng),，其共同特征是參加反應(yīng)的物質(zhì)中有某些元素的化合價改變了,。隨著人們對事物認識的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)所有的氧化還原反應(yīng)都伴有電子的轉(zhuǎn)移或電子對的偏移,。
因此,，我們把有電子得失或共用電子對偏移的反應(yīng)叫做氧化還原反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中，得電子總數(shù)等于失電子總數(shù),；得電子（或電子對偏向）的物質(zhì)是氧化劑,，發(fā)生的是還原反應(yīng)；失電子（或電子對偏離）的物質(zhì)是還原劑,，發(fā)生的是氧化反應(yīng),。
板書
氧化還原反應(yīng)：有電子得失或共用電子對偏移的反應(yīng)。
得電子的物質(zhì)是氧化劑,，發(fā)生的是還原反應(yīng),。
失電子的物質(zhì)是還原劑，發(fā)生的是氧化反應(yīng),。
投影
判斷下列哪些反應(yīng)發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),、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
講解
常見的氧化劑有活潑的非金屬如鹵素,、氧氣、過氧化物（Na2O2,、H2O2）等,；高價化合物如KMnO4、HNO3,、濃H2SO4,、KClO3、FeCl3等,。
常見的還原劑有活潑的金屬如K,、Na、Mg,、Al等,；低價化合物如H2S、HI,、CO,、FeSO4等；一些單質(zhì)如H2,、C等,；具有中間價態(tài)的一些化合物如SO2、FeSO4,、H2SO3等既可作還原劑也可作氧化劑,。
過渡
氧化還原滴定法是建立在氧化還原反應(yīng)基礎(chǔ)上的滴定分析方法。氧化還原滴定法不僅可以測定具有氧化性或還原性物質(zhì),，而且可以測定能與氧化劑或還原劑定量反應(yīng)生成沉淀的物質(zhì),。由于氧化還原反應(yīng)的廣泛存在，因此，氧化還原滴定法應(yīng)用也十分普遍,，可直接或間接測定許多無機物和有機物,。
板書
二、氧化還原滴定法的原理和方法
講解
氧化還原反應(yīng)與酸堿反應(yīng)相比較,，其特點是反應(yīng)機理比較復(fù)雜,，而且反應(yīng)速率一般較慢，往往需要加熱,。因此要創(chuàng)造條件,，使它符合滴定分析的基本要求，同時在滴定過程中,，必須注意滴定速率與反應(yīng)速率相適應(yīng),。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液所用氧化劑或還原劑的不同，氧化還原滴定法又有不同的方法,，其中最常用的方法是高錳酸鉀法和重鉻酸鉀法,，此外，還有碘量法等,。
板書
（一）高錳酸鉀法
講解
將KMnO4配成標(biāo)準(zhǔn)溶液,，并準(zhǔn)確標(biāo)定其濃度。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定一般在酸性溶液中進行,，到滴定終點時,，被測溶液由無色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\紫色，故不必另外使用指示劑,。KMnO4是強氧化劑,，可直接滴定許多還原性物質(zhì)。
板書
-
MnO4＋8H+＋5e- Mn2+＋4H2O
 
講解
高錳酸鉀法的優(yōu)點是KMnO4溶液呈深紫色,，在強酸性溶液中可被還原為無色Mn2+,，顏色變化明顯，因此自身可作指示劑,。KMnO4氧化能力強,，可以與許多還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，是應(yīng)用較廣的氧化還原滴定法,。
板書
優(yōu)點
（1）自身可做指示劑
（2）應(yīng)用較廣,。
講解
高錳酸鉀法的缺點是選擇性差，標(biāo)準(zhǔn)溶液不穩(wěn)定,，能與水中微量的有機物,、空氣中的塵埃、氨等還原性物質(zhì)作用析出MnO(OH)2沉淀,，還能自行分解,。一般不易獲得純品,，故不能用直接法配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液。
板書
缺點
（1）選擇性差,，標(biāo)準(zhǔn)溶液不穩(wěn)定,，不能用直接法配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液。
講解
KMnO4還原為Mn2+的反應(yīng),，在常溫下進行較慢,。因此，在滴定較難氧化的物質(zhì)如Na2C2O4等時,，常需加熱,。滴定亞鐵鹽、H2O2等時雖不必加熱,，但開始滴定時速率也不宜過快,。
板書
（2）在常溫下反應(yīng)進行較慢；開始滴定時速率不宜過快,。
強調(diào)
高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)常與Na2C2O4一起使用,，用Na2C2O4進行標(biāo)定。滴定時的條件如溫度,、酸度,、滴定速率以及終點觀察等方面均需注意，使用高錳酸鉀法應(yīng)認真注意操作要求,。
板書
（二）重鉻酸鉀法
講解
將K2Cr2O7配成標(biāo)準(zhǔn)溶液，也在酸性溶液中進行滴定,。K2Cr2O7是一種較強氧化劑,，可以直接滴定一些還原性物質(zhì)。
2-
板書
Cr2O7 ＋14H+＋6e- 2Cr3+＋7H2O
講解
重鉻酸鉀法與高錳酸鉀法相比,，具有以下優(yōu)點：重鉻酸鉀易得到99.99%以上的純品,，在105～110 ℃溫度條件下干燥后，準(zhǔn)確稱量就可以直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,；其標(biāo)準(zhǔn)溶液非常穩(wěn)定,，保存在密閉容器中，濃度可長期保持不變,；在1 mo/L鹽酸溶液中及室溫條件下,，不與Cl-反應(yīng)，故可在鹽酸溶液中滴定Fe2+,，測定鐵質(zhì)量分數(shù),，這是重鉻酸鉀法一個最重要的應(yīng)用。
板書
優(yōu)點：可直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,；其標(biāo)準(zhǔn)溶液非常穩(wěn)定,。
講解
氧化還原滴定法不僅可以測定具有氧化性或還原性的物質(zhì),，而且還可以測定能與氧化劑或還原劑發(fā)生定量反應(yīng)的物質(zhì)。如鈣離子可與草酸根離子反應(yīng),，再用標(biāo)準(zhǔn)高錳酸鉀溶液測定草酸根離子,，從而間接測定鈣離子的含量。
氧化還原計量點的確定,，多采用氧化還原指示劑,。如二苯胺磺酸鈉、鄰菲咯啉等都是常用的氧化還原指示劑,。
過渡
滴定分析法中除以上酸堿滴定法和氧化還原滴定法外,，還有配位滴定法和沉淀滴定法。
板書
三,、其他滴定法
（一）配位滴定法
講解
硬水會給印染,、醫(yī)藥、熱化設(shè)備等帶來嚴重危害,，飲用水中若重金屬離子超標(biāo)會對人類健康造成嚴重影響,，而缺乏人體發(fā)育需要的某些金屬離子也會影響人的生長。因此,，在工業(yè)生產(chǎn),、日常生活及環(huán)境監(jiān)測等方面，經(jīng)常需要測定水的硬度及某些金屬離子的含量等,，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應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。
板書
以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法,。
指出
在配位滴定法中,，應(yīng)用最廣、最重要的是以乙二胺四乙酸（EDTA）作為配位劑的EDTA滴定法,。EDTA滴定法主要應(yīng)用于金屬離子濃度的分析,，如水硬度的測定。
板書
（二）沉淀滴定法
講解
在醫(yī)藥,、獸藥,、農(nóng)藥、食品,、飼料,、土壤及環(huán)境監(jiān)測等方面經(jīng)常需要測定Cl-、Br-,、I-的含量,。多數(shù)情況下，采用沉淀滴定法,。沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法,。
板書
以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法,。
指出
沉淀反應(yīng)很多，但能用于沉淀滴定的反應(yīng)卻并不多,，目前最常用的是生成難溶銀鹽的反應(yīng),，如
Ag+＋Cl- AgCl↓
Ag+＋SCN- AgSCN↓
以這類反應(yīng)為基礎(chǔ)的沉淀滴定法稱為銀量法，可用于測定Cl-,、Br-,、I-、CN-,、SCN-和Ag+ 等離子,。
小結(jié)
1．氧化還原反應(yīng)、氧化劑,、還原劑的概念和判斷,。
2．氧化還原等滴定法的原理。
作業(yè)
思考與練習(xí) 2,、3,。
綜合練習(xí) 7、8,。
 
【板書設(shè)計】
第三節(jié) 氧化還原滴定法
一,、氧化還原反應(yīng)
氧化還原反應(yīng)：有電子得失或共用電子對偏移的反應(yīng)。
得電子的物質(zhì)是氧化劑,，發(fā)生的是還原反應(yīng),。
失電子的物質(zhì)是還原劑，發(fā)生的是氧化反應(yīng),。
二,、氧化還原滴定法的原理和方法
（一）高錳酸鉀法
-
MnO4 ＋8H+＋5e- Mn2+＋4H2O
優(yōu)點：
（1）自身可作指示劑。
（2）應(yīng)用較廣,。
缺點：
（1）選擇性差，標(biāo)準(zhǔn)溶液不穩(wěn)定,，不能用直接法配制其標(biāo)準(zhǔn)溶液,。
（2）在常溫下反應(yīng)進行較慢，開始滴定時速率不宜過快,。
2-
（二）重鉻酸鉀法,。
Cr2O7 ＋14H+＋6e- 2Cr3+＋7H2O
優(yōu)點：可直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液；其標(biāo)準(zhǔn)溶液非常穩(wěn)定,。
三,、其他滴定法
（一）配位滴定法
以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。
（二）沉淀滴定法
以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法,。
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