高一化學(xué)《2.3氧化還原反應(yīng)》課件(必修一).ppt
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1.氧化還原反應(yīng)的概念及其關(guān)系 (1)氧化還原反應(yīng):有元素化合價(jià)的升降或 (得失或偏移)的化學(xué)反應(yīng). (2)氧化還原反應(yīng)的特征: ——判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)的依據(jù). (3)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì):,電子轉(zhuǎn)移,元素化合價(jià)的升降,電子的轉(zhuǎn)移.,(4)一般的氧化還原反應(yīng),(5)例證:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O在該反應(yīng)中,氧化劑是 ,還原劑是 ;被氧化的是Cu,氮元素的化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng)的是 ,氧化產(chǎn)物是 ,還原產(chǎn)物是,HNO3,Cu,HNO3,Cu(NO3)2,NO.,2.常見的氧化劑和還原劑 (1)常見的氧化劑——一般指活潑的非金屬單質(zhì)和含高價(jià)態(tài)元素的化合物. ①活潑的非金屬單質(zhì),如 等. ②含高價(jià)態(tài)元素的化合物,如 等. ③某些金屬性較弱的高價(jià)金屬陽離子,如 等. ④過氧化物,如 等.,Cl2、Br2,HNO3、KMnO4,Fe3+、Cu2+,Na2O2、H2O2,(2)常見的還原劑——一般指活潑的金屬單質(zhì)和含低價(jià)態(tài)元素的化合物. ①活潑的金屬單質(zhì),如 等. ②含有低價(jià)態(tài)元素的化合物,如 等. ③一些容易使電子偏離的物質(zhì),如 等. (3)具有中間價(jià)態(tài)元素的化合物和大多數(shù)非金屬單質(zhì)既可作氧化劑又可作還原劑,如 等.,K、Al、Zn、Fe,HI、KI、H2S、K2S,H2、CO,MnO2、SO2、Fe2+、H2O2、S,3.氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法 (1)雙線橋法:在反應(yīng)物和生成物之間表示電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果,該法側(cè)重于表示 的原子(或離子)間的電子轉(zhuǎn)移,如:,同一元素,【注意】 ①線橋從方程式的左側(cè)指向右側(cè)的同一種變價(jià)元素;②箭頭不表示方向,只表示變化;③一定要標(biāo)明“得到”或“失去” .,(2)單線橋法:在反應(yīng)物中的還原劑與氧化劑之間,箭頭指向氧化劑,具體講是箭頭從 的元素出發(fā)指向 的元素.如:,失電子,得電子,【注意】 強(qiáng)調(diào)方向和電子數(shù)目,不必注明得失,因?yàn)榧^指向中已包含了得失.,1.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述中正確的是( ) A.在反應(yīng)中不一定所有元素化合價(jià)都發(fā)生變化 B.肯定有一種元素被氧化另一種元素被還原 C.非金屬單質(zhì)在反應(yīng)中只能得電子 D.金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失電子被還原,答案:A,解析:元素以其最高價(jià)態(tài)參與氧化還原反應(yīng)時(shí),只能表現(xiàn)出氧化性;元素以其最低價(jià)態(tài)參與氧化還原反應(yīng)時(shí),只能表現(xiàn)出還原性.在A項(xiàng)中F-、I-、S2-,C項(xiàng)中的Mg,D項(xiàng)中的Al都各自是這些元素的最低價(jià)態(tài),若參與氧化還原反應(yīng)時(shí),只能用作還原劑,A、C、D三項(xiàng)不是本題答案;B項(xiàng)中+3價(jià)的Fe、+7價(jià)的Mn、+5價(jià)的N都分別是這些元素的最高價(jià)態(tài),故B項(xiàng)為正確答案. 答案:B,A.Na2O2,既是氧化劑又是還原劑 B.Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 C.3 mol Na2O2發(fā)生反應(yīng),有12 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 D.在Na2FeO4中,F(xiàn)e為+4價(jià),具有強(qiáng)氧化性,能消毒殺菌 解析:該反應(yīng)中鐵元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+6價(jià),過氧化鈉中氧元素的化合價(jià)從-1價(jià)降到-2價(jià),故Na2O2作氧化劑被還原;當(dāng)有3 mol Na2O2參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移6 mol電子,反應(yīng)中Na2FeO4既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物. 答案:B,氧化性、還原性的強(qiáng)弱主要取決于物質(zhì)得失電子的難易,與得失電子的數(shù)目無關(guān).另外還跟反應(yīng)的條件,如溶液的酸堿性、濃度、溫度等因素有關(guān),可依據(jù)以下幾個(gè)方面判斷:,1.根據(jù)方程式判斷,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物 還原性:還原劑還原產(chǎn)物,2.根據(jù)物質(zhì)活動(dòng)性順序判斷 (1)金屬活動(dòng)性順序(常見元素),3.根據(jù)元素在周期表中的位置判斷,單質(zhì)還原性逐漸減弱,氧化性逐漸增強(qiáng), 陽離子氧化性逐漸增強(qiáng),陰離子還原性逐漸減弱,4.依據(jù)反應(yīng)條件及反應(yīng)的劇烈程度判斷 反應(yīng)條件要求越低,反應(yīng)越劇烈,對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng),如是否加熱、有無催化劑及反應(yīng)溫度高低和反應(yīng)物濃度大小等.例如:,2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 4HCl+O2 2H2O+2Cl2 由上述反應(yīng)條件的不同,可判斷氧化性: KMnO4MnO2O2.,(2)相同條件下,不同還原劑使同一種氧化劑還原程度大的,其還原性強(qiáng).例如: Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+ 3Zn+2Fe3+===3Zn2++2Fe 還原性:ZnCu,6.某些氧化劑的氧化性或還原劑的還原性與下列因素有關(guān) 溫度:如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸強(qiáng). 濃度:如濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng). 酸堿性:如KMnO4溶液的氧化性隨溶液酸性的增強(qiáng)而增強(qiáng).,7.根據(jù)原電池、電解池的電極反應(yīng)判斷 (1)兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的兩極,負(fù)極金屬是電子流出的極,正極金屬是電子流入的極.其還原性:負(fù)極正極. (2)用惰性電極電解混合溶液時(shí),在陰極先放電的陽離子的氧化性較強(qiáng),在陽極先放電的陰離子的還原性較強(qiáng).,[例題1] 已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱.下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是 ( ) A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3 B.Cl2+FeI2===FeCl2+I(xiàn)2 C.Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O D.2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2,點(diǎn)撥:本題考查有關(guān)氧化劑氧化性強(qiáng)弱的比較.一般地,氧化性強(qiáng)的物質(zhì)可將氧化性弱的物質(zhì)的對應(yīng)離子(或物質(zhì))氧化而生成弱氧化性的物質(zhì),符合“兩強(qiáng)制兩弱”規(guī)律. 解析:由于Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱,故Cl2可將Fe2+、I-氧化生成Fe3+、I2,Co2O3可將Cl-氧化生成Cl2,F(xiàn)e3+可將I-氧化生成I2,故A不正確. 答案:A,(2009聊城模擬)物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱,不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān),還與物質(zhì)的濃度和反應(yīng)溫度等有關(guān).下列各組物質(zhì): ①Cu與HNO3溶液 ②Cu與FeCl3溶液 ③Zn與H2SO4溶液 ④Fe與HCl溶液 由于濃度不同而能發(fā)生不同氧化還原反應(yīng)的是( ) A.①③ B.③④ C.①② D.①③④,解析:①Cu與HNO3反應(yīng),隨HNO3濃度變化,其生成物不同,HNO3濃度大時(shí)生成NO2,濃度小時(shí)產(chǎn)生NO等.②Zn與H2SO4反應(yīng),若H2SO4濃度較大時(shí),H2SO4表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,生成SO2;若為稀H2SO4,則與Zn反應(yīng)釋放出H2.②④組的物質(zhì)其反應(yīng)產(chǎn)物與它們的濃度無關(guān). 答案:A,1.守恒規(guī)律(四大守恒) (1)氧化劑獲得電子的總數(shù)必等于還原劑失去電子的總數(shù),即得失電子守恒. (2)氧化劑中元素化合價(jià)降低總數(shù)等于還原劑中元素化合價(jià)升高總數(shù),即化合價(jià)升降守恒.化合價(jià)升降總數(shù)也等于電子轉(zhuǎn)移總數(shù). (3)反應(yīng)前后各元素種類不變,各元素原子的數(shù)目不變,即質(zhì)量守恒.,(4)在有離子參加的氧化還原反應(yīng)中,反應(yīng)前后離子所帶電荷總數(shù)相等,即電荷守恒. 應(yīng)用:計(jì)算和配平氧化還原反應(yīng)方程式.,(2)元素處于最低價(jià)態(tài)時(shí),在反應(yīng)中只能失電子而不能得電子,所以元素處于最低價(jià)態(tài)時(shí),只有還原性而沒有氧化性,即只能作還原劑,不能作氧化劑.如Fe、Cu、S2-、I-、Br-等.,應(yīng)用:判斷物質(zhì)氧化性、還原性及反應(yīng)的可能性.,3.強(qiáng)弱規(guī)律 相對較強(qiáng)氧化性的氧化劑跟較強(qiáng)還原性的還原劑反應(yīng),生成弱還原性的還原產(chǎn)物和弱氧化性的氧化產(chǎn)物.,應(yīng)用:在適宜條件下,用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì).亦可用于比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱.,4.轉(zhuǎn)化規(guī)律 氧化還原反應(yīng)中,以元素相鄰價(jià)態(tài)間的轉(zhuǎn)化最容易;同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生反應(yīng),元素的化合價(jià)只靠近而不交叉;同種元素,相鄰價(jià)態(tài)間不發(fā)生氧化還原反應(yīng). 應(yīng)用:分析判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生,元素化合價(jià)如何變化.例如濃H2SO4與SO2不會(huì)發(fā)生反應(yīng);KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O反應(yīng)中,KClO3中+5價(jià)的氯不會(huì)轉(zhuǎn)化為KCl中-1價(jià)的氯.,5.難易規(guī)律 越易失電子的物質(zhì),失電子后就越難得電子,越易得電子的物質(zhì),得電子后就越難失電子. 一種氧化劑同時(shí)和幾種還原劑相遇時(shí),還原性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng).同理,一種還原劑遇多種氧化劑時(shí),氧化性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng). 應(yīng)用:判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序.(注意:難失電子的物質(zhì)不一定易得電子,例如稀有氣體既難失電子,又難得電子),[例題2] 已知氧化還原反應(yīng): 2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4===2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O其中 1 mol氧化劑在反應(yīng)中得到的電子為 ( ) A.10 mol B.11 mol C.12 mol D.13 mol,答案:B,向100 mL FeBr2溶液中通入Cl2 3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)并全部被還原,測得溶液中c(Br-)=c(Cl-),則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度是 ( ) A.0.75 mol/L B.1.5 mol/L C.2 mol/L D.3 mol/L,答案:C,對于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算,要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等,即得失電子守恒. 比較常見的題型有:計(jì)算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比或質(zhì)量之比;計(jì)算參加反應(yīng)的氧化劑或還原劑的量;確定反應(yīng)前后某一元素的價(jià)態(tài)變化等.其解題步驟一般為:,(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物. (2)找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意:化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)). (3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和電子守恒列出等式: n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)- 低價(jià))=n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)變化值(高價(jià)-低價(jià)),[例題3] 某反應(yīng)體系中的物質(zhì)有:NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O. (1)請將Au2O3之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi).,(2)反應(yīng)中,被還原的元素是________,還原劑是________. (3)將氧化劑與還原劑填入下列空格中,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目. (4)紡織工業(yè)中常用氯氣作漂白劑,Na2S2O3可作為漂白后布匹的“脫氯劑”,Na2S2O3和Cl2反應(yīng)的產(chǎn)物是H2SO4、NaCl和HCl,則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為________.,點(diǎn)撥:該題考查了氧化還原反應(yīng)的基本概念,電子轉(zhuǎn)移的表示方法及有關(guān)計(jì)算.解答該題時(shí)關(guān)鍵是利用氧化還原反應(yīng)的特征——元素化合價(jià)的升降,從而準(zhǔn)確判斷出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物.進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí),要利用得失電子守恒來求解.,解析:Au2O3轉(zhuǎn)化為Au2O時(shí),Au元素的化合價(jià)降低,說明在反應(yīng)中Au2O3是氧化劑,在Na2S4O6中硫元素的平均化合價(jià)為+2.5價(jià),Na2S2O3中硫元素的平均化合價(jià)為+2價(jià),所以Na2S2O3應(yīng)是還原劑,Na2S4O6是氧化產(chǎn)物.在(4)中,1 mol Na2S2O3轉(zhuǎn)化為H2SO4時(shí)失去8 mol e-,而1 mol Cl2轉(zhuǎn)化為Cl-時(shí)得到2 mol e-,所以還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶4.,答案:(1)Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH (2)Au Na2S2O3,根據(jù)下列反應(yīng)判斷: ①H2SO3+I(xiàn)2+H2O===H2SO4+2HI ②2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I(xiàn)2 ③3FeCl2+4HNO3=== 2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3 (1)NO、Fe2+、I-、H2SO3的還原性由強(qiáng)到弱順序?yàn)開_____________________; (2)I2、FeCl3、HNO3、H2SO4的氧化性由強(qiáng)到弱順序?yàn)開___________________.,解析:據(jù)反應(yīng)①判斷:氧化性I2H2SO4,還原性H2SO3HI; 據(jù)反應(yīng)②判斷:氧化性FeCl3I2,還原性HIFeCl2; 據(jù)反應(yīng)③判斷:氧化性HNO3FeCl3,還原性FeCl2NO. 由此可得出結(jié)論:還原性H2SO3I-Fe2+NO,氧化性HNO3FeCl3I2H2SO4. 答案:(1)H2SO3I-Fe2+NO (2)HNO3FeCl3I2H2SO4,某化學(xué)小組欲探究鐵及其化合物的氧化性和還原性,請回答下列問題: (1)除膠頭滴管外,你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)必不可少的一種玻璃儀器是________.,(2)請幫他們完成以下實(shí)驗(yàn)報(bào)告: 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_______. 二、試劑:鐵粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、鋅片、銅片. 三、實(shí)驗(yàn)記錄(劃余線部分不必填寫):,四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論: Fe只具有還原性,F(xiàn)e3+只具有氧化性,F(xiàn)e2+既具有氧化性,又具有還原性. 五、聯(lián)想發(fā)散: ①簡述Fe2+的檢驗(yàn)方法:___________________. ②將FeCl2溶液加熱蒸干并灼燒,最后得到的固體物質(zhì)是________,原因是____________________.,解析:本題是根據(jù)新課標(biāo)對考生探究能力的要求而設(shè)計(jì)的,包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、選擇儀器,填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及對結(jié)果進(jìn)行分析、綜合、遷移的能力.其中,相對較難的是最后的聯(lián)想發(fā)散部分.檢驗(yàn)Fe2+的方法不止一種,例如在含有Fe2+的溶液中加入NaOH溶液,可以生成白色的氫氧化亞鐵沉淀,白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色的氫氧化鐵沉淀;,再如,在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液,不會(huì)出現(xiàn)紅色,然后滴加適量氯水,F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-反應(yīng)得到紅色溶液.將FeCl2溶液加熱蒸干的過程中,HCl揮發(fā),促使Fe2+的水解平衡向右移動(dòng),生成的氫氧化亞鐵很快被氧化成氫氧化鐵,灼燒時(shí)氫氧化鐵分解生成Fe2O3.,答案:(1)試管 (2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄胯F及其化合物的氧化性和還原性 實(shí)驗(yàn)記錄:①Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ ②Fe2+具有氧化性 ③鐵粉逐漸溶解,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色 ④向FeCl3溶液中加入銅片,聯(lián)想發(fā)散:①取適量待測液于試管中,滴加少量KSCN溶液,無紅色出現(xiàn),在混合液中滴入少量氯水,溶液變?yōu)榧t色,則證明有Fe2+(或其他合理答案) ②Fe2O3 在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2HCl,加熱時(shí),HCl揮發(fā),平衡右移,生成的氫氧化亞鐵很快被氧化成氫氧化鐵,灼燒時(shí)氫氧化鐵分解生成Fe2O3,1.氮化鋁(AlN,Al和N的相對原子質(zhì)量分別為27和14)廣泛應(yīng)用于電子、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域.在一定條件下,AlN可通過反應(yīng)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO合成.下列敘述正確的是 ( ),A.上述反應(yīng)中,N2是還原劑,Al2O3是氧化劑 B.上述反應(yīng)中,每生成1 mol AlN需轉(zhuǎn)移3 mol電子 C.AlN中氮元素的化合價(jià)為+3 D.AlN的摩爾質(zhì)量為41 g,解析:Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO,反應(yīng)中氧化劑為N2,還原劑為C,反應(yīng)中每生成1 mol AlN,需轉(zhuǎn)移電子數(shù)3 mol;AlN中N為-3價(jià);AlN的摩爾質(zhì)量為41 g/mol. 答案:B,2.(NH4)2SO4在高溫下分解,產(chǎn)物是SO2、H2O、N2和NH3.在該反應(yīng)的化學(xué)方程式中,化學(xué)計(jì)量數(shù)由小到大的產(chǎn)物分子依次是 ( ) A.SO2、H2O、N2、NH3 B.N2、SO2、H2O、NH3 C.N2、SO2、NH3、H2O D.H2O、NH3、SO2、N2,解析:利用得失電子守恒可將方程式配平. (NH4)2SO4在高溫下分解的化學(xué)方程式為: 3(NH4)2SO4 3SO2↑+6H2O+N2↑+4NH3↑ 答案:C,3.(2010山西長治模擬)氯氣是一種重要的工業(yè)原料. 工業(yè)上利用反應(yīng)3Cl2+2NH3===N2+6HCl檢查氯氣管道是否漏氣.下列說法錯(cuò)誤的是 ( ) A.若管道漏氣遇氨就會(huì)產(chǎn)生白煙 B.該反應(yīng)利用了Cl2的強(qiáng)氧化性 C.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng) D.生成1 mol N2有6 mol電子轉(zhuǎn)移,解析:由反應(yīng)3 Cl2+2NH3===N2+6HCl可以看出,生成1 mol N2有6 mol電子轉(zhuǎn)移,此反應(yīng)中Cl2是氧化劑,NH3是還原劑,屬于氧化還原反應(yīng),而非復(fù)分解反應(yīng),反應(yīng)生成的HCl遇NH3冒白煙,生成NH4Cl. 答案:C,解析:金屬單質(zhì)及處于最低價(jià)態(tài)的元素只具有還原性,故A正確. 答案:A,5.“綠色試劑”雙氧水可作為礦業(yè)廢液消毒劑,如消除采礦業(yè)廢液中的氰化物(如KCN),反應(yīng)的化學(xué)方程式為: KCN+H2O2+H2O===A+NH3↑ 回答下列問題: (1)生成物A的化學(xué)式為________. (2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有0.448 L氨氣生成,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________.,(3)反應(yīng)中被氧化的元素為________. (4)H2O2被稱為“綠色氧化劑”的理由是____________________.,解析:(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素守恒原則可知,A的化學(xué)式為KHCO3;(2)H2O2中O的化合價(jià)為-1價(jià),反應(yīng)后變?yōu)椋?價(jià),每生成1 mol NH3轉(zhuǎn)移2 mol電子,0.448 L NH3的物質(zhì)的量為0.02 mol,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.04 mol,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2.4081022; (3)反應(yīng)中被氧化的元素為C,C元素的化合價(jià)由+2價(jià)變?yōu)椋?價(jià).,答案:(1)KHCO3 (2)2.4081022 (3)C(碳) (4)H2O2作氧化劑,還原產(chǎn)物為H2O,沒有毒性及污染,- 配套講稿:
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- 2.3氧化還原反應(yīng) 高一化學(xué) 2.3 氧化 還原 反應(yīng) 課件 必修
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