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32氧化还原反应氧化还原反应 80中学化学组 于乃佳 本节教材是化学1第二章化学物质及其变化的第三节，在这一章的第一节物质的分类中，学生已学习了简单的分类法及其应用。在第一节的“思考与交流”教学活动，学生曾对化学物质和化学反应进行了简单的分类。学生在初三已学习过化学反应从得失氧的角度分类可分为氧化反应和还原反应，按反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少把化学反应可分为四种基本反应类型，即化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。学生在初三已经学习了化合价，初步认识了化合价的变化跟电子的转移有一定的关系。 教学目标 知识与技能： 1通过方程式的对比，使学生认识到化学反应可以从有无电子转移进行分类，建立氧化还原反应的概念。 2学会用化合价升降及电子转移的观点来理解氧化还原反应。 3通过学生尝试画出四种基本反应类型与氧化还原的交叉分类示意图，进一步理解四种基本反应与氧化还原的关系，认识到用有无电子转移对反应分类更为本质。 4认识到氧化还原反应与我们生活密切相关。 过程与方法： 1通过设计问题情境，由表及里培养思维的深刻性，由此及彼培养思维的逻辑性。 2运用对比、类推的方法，形成科学的探究精神，学会分析反应过程中电子转移的方向和数目。 3通过提出问题、讨论交流、分组合作，揭示氧化还原反应的本质和特征，培养学生从微观角度准确理解概念的能力。 情感态度与价值观： 1通过交流、讨论，形成合作学习的意识及自我表达的能力 2在理解电子得失、氧化和还原的相互依存和相互对立的关系上对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育。 3通过对氧化还原反应概念认识的过程，培养学生用发展的观点、科学的态度，体会科学探究的基本方法，提高科学探究能力，使学生体验到知识的发展是有局限性的，是要不断推陈出新的。 4了解氧化还原反应在工农业生产、日常生活中的应用，认识并理解化学这门学科对提高人类生活质量、促进社会发展的重要作用。 重点、难点 教学重点：引导学生用相关知识从化合价升降和电子转移观点认识氧化、还原、氧化还原反应等概念，从而归纳出氧化还原反应的特征与本质。 教学难点：从电子转移的观点来分析理解氧化还原反应的本质。因为观察事物的外部特征比较容易，但透过现象揭示本质时学生往往觉得较难。 教学过程： 教师活动 谜语引入：前世生在海中，炼得一身晶莹，三餐离它不行，遇水无影无踪。 展示：氯化钠样品 提问：实验室中可通过哪些不同的反应原理得到氯化钠呢？ 投影：(1)盐酸与氢氧化钠的反应 (2)金属钠与氯气的反应 演示实验：钠在氯气中燃烧 设计意图 激发兴趣 学生通过身边的相互讨论 氯化钠入手，复学生能举出：通过复分解、习初中学过的几化合等反应实现 类反应 学生活动 初步观察两个方程式 观察反应现象，迅速得到氯化钠 布置任务：宏观上看，上述两种方法都能得到氯化钠，但从微观角度看，两个反应还是有很大差别的，你能找出这两个反应的本质区别吗？ 教师及时引导学生从反应前后元素是否变化，原子重新组合时是否变化的微观角度去对比两个反应 投影：初中金属钠与氯气反应卡通图 提问：钠原子为什么要把电子给氯原子呢？ 分析：金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程 动画演示：氯化钠的形成 使学生明白，完成这个反应的同时化合价也发生了变化 进一步分析这两个方程式 学生分组讨论 联系前面学习的离子反应，能够得出反应前后都是离子，微粒没有变化；联系初三离子化合物的形成，可分析出反应前微粒为原子，而反应后微粒为离子。 增加学生对钠和氯气反应的感性认识，为钠原子和氯原子得失电子的分析作铺垫。 设置先行组织者，从前面的知识认识化学反应前后，微粒可能发生改变 培养学生用不同视角观察反应，从宏观上、微观上认识两个反应的不同点 观看 使学生了解为什从原子核外电子排布和8么要转移电子 电子稳定结构上分析 初步认识到某些化学反应中有电子的转移。 教师演示双线桥表示电子转移的观察、了解表示方法 方法 布置任务：化合价的升降与电子学生讨论，完成学案 的转移具体关系如何呢？ 思考讨论 投影：化合价数轴 得出定性关系：化合价升-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 高，元素失去电子 +7 从定性定量角度进一步将化合价的变化与电子的得失联系在一起 演示实验：锌粒和硫酸铜反应时电流检验，观察现象 讲解：铜的产生，说明有新物质生成，这说明发生了一个化学反应，在此反应过程中我们观察到了有电流通过，充分说明反应过程中有电子的转移。 结论：从宏观上看，化学反应的本质是有新物质生成；从微观上看，化学反应前后元素种类不变，但反应前的微粒在重新结合成新物质时，会出现两种情况：一种是无电子的转移，一种是有电子的转移。 由此，我们依据是否有电子转移的标准把化学反应分为两大类 讲解：电子的转移是个微观过程，我们不可能把所有的反应都用这套装置来检验是否有电子的转移，这就需要我们从反应前后物质的化合价是否有改变角度去判断。 布置任务：判断下列反应过程中有无化合价的改变？ CaO + CO2 = CaCO3 2HgO = 2Hg+ O2 H2 + CuO = Cu + H2O CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCl 提问：我们看到，有的化学反应反应前后化合价无变化，有的反应化合价有变化，你能给化合价有变化的反应起个名字吗？ 引出：其实科学家们早已起好了，我们把有化合价改变的化学反应叫做氧化还原反应，把无化合价改变的化学反应叫做非氧化还原反应。 观察，好奇 验证自己的判断，产生成就感 同时感觉到理论可以由实验来验证 通过实验验证，使学生体会到电子转移的真实存在 激发学生进一步学习的兴趣 初步认识到化学反应中可能有电子的转移 使学生从微观角度去认识反应，去给反应分类 倾听、记忆 学习另一种给反应分类的方法 有电子转移 化学反应 无电子转移 学会用理论判断 找到理论判断依据 运用初三所学常见化合价，认识到化学反应能正确进行判断 中有的有化合价改变，有的没有 为氧化还原概念的引出作铺垫 思考，给反应起名字 引起学生学习新学生进一步理解这类反应概念的兴趣 的特征和本质 倾听、记忆 可能有的学生会与初中的氧化、还原反应挂钩，产生认识的矛盾 给出氧化还原反应的概念 使学生明确化合价的改变是判断氧化还原反应的标准 讲解：氧化还原反应定义、特征、学生接受新知识 本质 了解氧化还原中的对立统及氧化还原反应的组成 给出氧化反应和还原反应的定义，讲解二者对立统一关系 布置任务：请同学们指出下列化学反应的类型？ 4Na + O2 = 2Na2O CaO + CO2 = CaCO3 Cu(OH)2 = CuO + H2O 2KClO3 = 2KCl+ 3O2 H2 + CuO = Cu + H2O Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCl Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 布置任务：四类基本反应和氧化还原反应的关系 讨论分析，可分为化合、分解、复分解、置换反应；可能有同学分析得出有的属于氧化反应、有的属于还原反应；也可能有的同学直接分为两类，氧化还原和非氧化还原反应 建立较完整的氧化还原理论 揭示氧化还原反应的本质和特征，培养学生从微观角度准确理解概念的能力 从不同视角给反应分类 试着从氧化还原视角看反应 使学生对化学反应的分类有了新的认识，即化学反应可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。 让学生尝试画出四种基本反应类型与氧化还原的交叉分类示意图，进一步理解四种基本反应与氧化还原的关系 从氧化还原角度认识反应更为本质 初中和高一的知识不矛盾，高中电子转移认识氧化还原的层次更高，原有理论并不是完全抛弃，是认识发展的体现 从集合角度分析氧还反应和四类基本反应的关系 置换反应全部属于氧化还原反应 有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应 复分解反应全部属于非氧化还原反应 将初中学的氧化反应、还原反应与今天讲的氧化还原反应联系起来 举出几个氧化反应和还原反应的例子 判断出这些例子都是氧化还原反应 同学们在初中接触过氧化还原反应吗？你能举几个例子吗？ 从化合价升降角度看，他们是氧化还原反应吗？ 以H2 + CuO = Cu + H2O为例，进行分析，同一个反应随着历史的发展，认识不断深化 讲解化学史：氧化还原概念的起源，历史发展，认识不断深化 了解概念的发展，新事物的不年代 重大理论突断发现，人们认氧化反应 还原反应 破 识事物本质更深18世纪入了 发现氧气 得氧的反应 失氧的反应 末 将初高中知识统19世纪定义了化合化合价升高化合价降低的一起来 中 价 的反应 反应 失去电子或 19世纪得到电子或电发现了电子 电子偏离的 末 子偏向的过程 过程 初步 认识 特征 本质 讲解：21世纪氧化还原在我们的世界中发挥着重要的作用。 氧化还原的应用(1)实现能量的转化化学2继续学习 价值 使学生认识到氧(2)解决生活中问题：金属防腐、食物防腐等化学与生活继化还原的社会功续学习 能 高价低价 (3)实现物质的转化 低价高价 对应举出实例进行分析 原电池装置的现实作用 思考，把这个装置和生感受到有电如果把检流计换成小灯泡呢？那么这活中的电池联系在一起 子转移的反个化学反应装置就可以看成什么了应可以作为呢？ 化学电源，是有用途的 学生思考，运用氧化还使学生对氧实例分析：钢铁生锈的反应 原知识解决生活问题 化反应和还4Fe +3O2 +2nH2O =2Fe2O3·nH2O 能从氧化反应、还原反原反应作为用最简单的方式防止铁生锈？ 应是同时发生缺一不可矛盾的共同的角度，分析出隔绝氧体有一个全气可以防止铁生锈 面的认识。 练习：下列哪些变化，需要用氧化还利用化合价改变来分析加深及巩固原原理才能实现的？ 物质的变化，将氧还还化合价升降Fe2O3Fe CuOCuCl2 原原理用于解决实际问与氧化还原Fe2+Fe3+ HClCl2 题 反应关系的认识和理解。 练习：分析下列两个反应的共同点，并指出KMnO4发生了氧化反应还是还原反应？ 2KMnO4+10KI+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5I2 +8H2O 2KMnO4+5H2S+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5S+8H2O 使学生从氧化还原角度认识反应，从氧化反应、还原反应角度去认识物质。 结束语：今天学了氧化还原反应，我们今后就要试着从氧化还原角度去认识反应，KMnO4除了可以制取氧气外，我们看到他在上述反应中还可以发生还原反应，除了高锰酸钾外，哪些物质还可以发生还原反应呢？请听下一讲，氧化剂和还原剂。 第二课时： 氧化还原反应 北京市第八十中学 徐 辉 本节教材是化学必修一的第二章化学物质及其变化的第三节。其中的第二部分内容，教材从分析氧化还原反应中元素的化合价的升高和降低，电子的转移直接定义了氧化剂和还原剂的概念；然后介绍了一些常见的氧化剂和还原剂。 教学目标 知识与技能： 通过对化学反应和元素化合价的分析，使学生建立氧化剂、还原剂的概念，并与氧化性、还原性产生联系。 了解常见的氧化剂、还原剂。 通过实验，初步认识物质的氧化性和还原性的研究方法。 过程与方法： 利用分类常识，进行氧化剂、还原剂的探究。感受科学探究的方法、过程与意义，提高自身的科学探究能力。 情感态度与价值观： 培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。 发展学习化学的兴趣，乐于探究氧化还原的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐，感受用发展的眼光看问题。 教学重点： 认识并建立氧化剂与还原剂、氧化性与还原性的概念。 根据元素的化合价推断物质可能具有的性质。 教学难点： 根据元素的化合价推断物质可能具有的性质。 教学过程： 教师活动 学生活动 设计意图 上节课我们提到，利用氧学生回答 通过回忆，快速化还原反应，可以实现物质转化。 进入学习状态。 如何实现从氧化铁到铁的物质转化？ 学生回答。 回忆复习，结合如何从新的角度对该反应从化合价变化角度将反分类的观点，引进行类型分类？ 应分类。 出本节课的内如何从新的角度对反应物进行分从所含元素化合价升高容。 类？ 或降低的角度将反应物分类。 2.3.2氧化剂和还原剂 在氧化还原反应中，氧学生回答。 结合老师的讲化剂具有什么性质？还原剂具有解，以类比的方什么性质？氧化剂被 法，将初中的知， 识发展到高中阶 还原剂被 。 怎样分析一种物质是否具学生思考、讨论、记录。 让学生联系氧化有氧化性或还原性呢？ 还原的知识，建分析物质所含元素的化合立分析物质的新价。 观点。 怎样分析物质中所含元素感受并学习分析的化合价呢？ 方法。 1、了解常见元素的常见小结分析方法和化合价。 常用规律，让学一般规律： 生能很好地应用。 物质中所含元素的化合价学生思考、讨论、回答。 提出新的问题，可以降低，该物质就一定适合做常用疑问激发学生见的氧化剂吗？物质中所含元素进行思考。 的化合价可以升高，该物质就一定适合做常见的还原剂吗？ 请大家以氯化钠为素材进行讨论。 并介绍一些常见元素的较稳定的化合价。 怎么分析物质中的重点元学生思考、回答。 以具体的实例，素，即核心元素？ 引导学生寻找并信息：铜与浓硫酸反应 分析物质中的核信息：硝酸能与许多金属反应 心元素，寻求这方面的突破。 哪些常见的物质能在氧化学生思考回答 利用书上的实还原反应中承担氧化剂或还原剂例，进一步熟悉的角色？ 寻找并分析物质布置任务：阅读课本P37最后一中的核心元素的段。 方法。 引导学生分析其中的核心元素。 了解常见元素的常见化合价，再分析物质中核心元素的价态，即可预测其可能具有的氧化性或还原性。 现有物质H2O2，预测学生讨论、回答。 结合实验方案设其可能具有的性质 体验成功的感怎样验证你的预测是否正确？ 觉，体会实践出某同学设计了如下实验方案： 真知的真理。 实验一：取适量高锰酸钾溶液于试管中，滴加双氧水。 实验二：取适量碘化钾溶液于试管中，滴加双氧水。 请分析该同学的设计意图，并预测实验现象。 实验、观察现象、得出结 论。 学生记录。 分析物质氧化性或还原性 帮助学生理清思的一般程序。 路，加深印象。 第三课时： 氧化还原 探究铁及其化合物的氧化性和还原性 80中学化学组 于乃佳 一、教学目标： 1、知识与技能 (1) 从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发, 通过+3价和+2价的铁的重要化合物实验探究活动，了解Fe3+的检验方法，认识这些化合物。培养学生基本实验操作技能、观察和描述实验现象能力；以及由实验现象分析得出结论的能力。 (2) 从氧化还原的角度，认识不同价态的铁的化合物的性质；掌握选用不同的氧化剂与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。 2、过程与方法 (1) 通过铁的化合物的实验探究活动，使学生初步建立研究物质性质基本思路和基本方法。 (2) 学会根据元素的化合价，建立研究元素化合物的氧化性和还原性的思路方法和程序。 (3) 通过铁及其化合物性质的学习，让学生建构起分类观和转化观等化学基本方法。 3、情感、态度、价值观 (1) 通过对铁的化合物性质的学习，让学生体验科学探究成功的喜悦；培养他们的探究意识和善于与他人合作的精神。 (2) 通过本节课的学习，了解铁的化合物知识在人类生活和生产中的重要作用，明确化学来源于生活并服务于生活的思想。 二、教学重点、难点 重点：从氧化还原角度认识+2价和+3价铁的化合物的性质 难点：用氧化还原反应原理预测和验证物质的科学方法 三、教学过程 教师活动 引入：当今社会人们关注健康的程度越来越高，化学一直在为人们的健康服务。 展示：图片 大脖子病 骨质疏松 婴儿不爱笑 人常见性贫血是因为血液中缺哪种金属元素？ 学生活动 教学意图 了解生活中常见疾病与创设情境，引入新化学元素的关系 课。 学生根据了解的情况给由缺铁性贫血引出出是缺铁 课题，使学生产生求知的欲望。 展示目前生活中常见的补铁试观看图片，了解一些补 剂和铁强化酱油 铁试剂 我们脑海中都有哪些含铁的物质呢？ 布置任务：请同学们按照化合价的不同和物质种类的不同填表 布置任务：讨论不同化合价的物质其化合价还能发生怎样的变化？在变化中表现氧化性还是还原性？如何使他们表现出相应的性质呢？ 布置任务：将实验桌上给的药品按常见的氧化性物质、还原性物质、既有氧化性又有还原性物质进行分类，不了解的放在旁边。 投影：含铁物质分类坐标系 提问：你感觉这里哪些物质能作为补铁口服液呢？ 投影：两张补铁口服液说明书 讲解补铁试剂主要用的是二价铁的盐，同时指出两张说明书的共同点，密封保存、都谈到了与Vc有关 请同学们思考实验桌上的哪个试剂可以用来替代补血口服液的中的琥珀酸亚铁呢？ 布置任务：观察氯化亚铁溶液的颜色，你能预测一下氯化亚铁有哪些性质吗？ 引导探究Fe2+性质，Fe2+采用FeCl2溶液。 归纳学生预测的结论 布置实验，教师指导 学生提取已有知识，完将含铁物质按物质成学案 种类和化合价进行 化 分类 合 价 物质类别 学生思考，并进行讨论，汇报讨论结果 正三价铁的化合物表现氧化性，应寻找还原剂使其发生反应，表现出氧化性 其他略 学生回忆上节课介绍的常见氧化剂和还原剂，并结合给定试剂核心元素的价态，对实验桌药品动手分类 学生思考，提出自己的见解 学生阅读，了解补铁试剂成分 产生疑问，为什么要密封，为什么要用Vc 根据铁的三种常见价态分析出不同价态铁具有氧化性还是还原性，并能指出选择对应的氧化剂或还原剂验证它们的性质 复习第二课时内容 将头脑的的含铁物质与生活中的补贴试剂联系起来 使学生明白补的是正二价的铁的化合物 指出FeCl2溶液 学会用实验室的物明确化合价相同，其化质代替生活中的物学性质相似 质来研究问题 学生观察 培养学生观察能力 预测Fe2+具有氧化性和学会研究物质的程还原性 序 设计实验方案，并讨论氧化产物或还原产物的检验方法 学生实验，观察实验现通过学生自己动手象，探讨Fe2+的性质。 实验，观察、比较和讨论，得出结论。实验过程中体现合作探究、深刻体验的精神。 总结实验中的问题和实验结果 对比自己的实验结果，指出Fe3+用观察颜色的方法验成功之处、不足之处有证是不准确的 哪些 想了解Fe3+的检验方法 魔术：FeCl3与KSCN的显色 观察魔术，了解到Fe3+介绍Fe3+的鉴别方法 溶液与KSCN相遇会变成血红色溶液 布置实验：FeCl2溶液+KSCN 进行对比实验 FeCl3溶液+KSCN 小结：Fe2+的性质 化合价降低 化合价升高 Fe Fe2+ Fe3+ +Zn +Cl2水或KMnO4 展示一瓶新制FeCl2溶液和一瓶隔夜的FeCl2溶液 布置任务：观察颜色，预测隔夜的FeCl2溶液中铁的存在形态 布置任务：如何检验其中的Fe2+和Fe3+ 根据溶液变为黄绿色，培养学生解决实际预测出可能含有Fe2+和问题的能力 Fe3+ 学生讨论，Fe3+溶液与KSCN相遇会变成血红色溶液，Fe2+可使酸性KMnO4溶液褪色 鼓励学生发挥想象力，利用已有的知识结构解决问题，进行成功的体验，提高学习兴趣，培养逻辑思维能力 观察实验现象 培养学生观察能力，分析问题能力。学习老师规范的实验操作 学生回答氧气 体会到氧气的氧化性，了解到FeCl2在空气中易变质 学生讨论，设计方案 进一步用氧化还原原理解决物质转化问题 学生选取铁粉、铁屑进培养动手能力 行实验 感受物质间反应的神奇 培养学生动手能力 将理论知识和实验在头脑中进行整合 演示实验：隔夜FeCl2溶液中Fe2+和Fe3+的检验 提问：是谁将Fe2+氧化成Fe3+了？ 布置任务：如何将FeCl2溶液中Fe3+在转化成Fe2+呢？ 布置实验，讲解实验注意事项，固液反应充分振荡，加入KSCN以验证Fe3+完全转化了 布置实验：将Vc投入到血红色学生实验，感到惊奇，感受Vc较强的还原溶液中振荡 Vc使血红色溶液红色性 很快褪去 提问：Vc的作用？实验室保存防止二价铁被氧化 FeCl2溶液应加入哪种物质？补可加入Vc 贴口服液中防止二价铁氧化可加入哪种物质？ 小结：Fe3+的性质 化合价降低 化合价升高 Fe Fe2+ Fe3+ +Zn +Cl2水 / KMnO4 / O2 化合价降低 +Fe / Cu / Vc 投影：补铁试剂说明书 结合今天研究的内容，讲解今天的收获之一：读懂了这倾听讲解 张说明书的一些内容 密封保存，与VC服用效果更好。 投影：补铁后婴儿灿烂的笑了 倾听 药补不如食补，食补预防缺铁性贫血上选。 介绍几种含铁量高的食物，合理的饮食搭配和食谱的介绍。 提问：你今天学习后，有哪些知学生畅谈自己的收获 识和方法上的提高呢？ 教师总结： 倾听、记忆 知识小结：给出铁三角，完成部分方程式 方法小结：研究物质性质的程序，研究物质氧化性或还原性的方法 拓展作业： 课下完成 Fe(OH)2为白色固体，不溶于水，但在用FeSO4溶液与NaOH溶液制备Fe(OH)2时得到的却是绿色沉淀，随着时间推移，沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色，试用氧化还原原理解释这一过程？并设计能得到白色Fe(OH)2沉淀的方案 解决说明书中Vc的作用 将理论知识和实验在头脑中进行整合 化学知识运用于生活实际，用理论知识指导生活实际，密切联系化学和生活的关系。 了解常见含铁量高的食物 自我评价 将今天所学内容总结归纳 知识的传授不仅体现在课堂中，尤其应该指导学生学习的方法，建立终身学习的观念。拓展教学的时空，满足不同层次学生学习的需求。