2017-2018学年人教版必修1 氧化还原反应第二课时 教案

示范教案第二课时氧化剂和还原剂eq\o(\s\up7(),\s\do5(整体设计))三维目标1．知识与技能(1)掌握四种基本反应类型和氧化还原反应间的关系，理解氧化剂和还原剂的概念；(2)了解氧化还原反应在日常生活、生产中的应用。2．过程与方法(1)通过氧化还原反应概念的教学，培养学生准确描述概念、深刻理解概念、比较辨析概念的能力；(2)通过对氧化剂还原剂概念认识的过程，体会科学探究的基本方法，提高科学探究能力。3．情感态度与价值观(1)通过氧化还原反应概念的演变，培养学生用发展的观点、科学的态度、探索的精神学习化学；(2)通过创设问题情景，引导学生积极思维，激发学生学习化学的兴趣和求知欲望。教学重点氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系。教学难点氧化还原反应的概念的应用。eq\o(\s\up7(),\s\do5(教学过程))知识回顾[提问]从物质得氧失氧、化合价的升降、电子的转移三个角度给氧化还原反应下定义。氧化还原反应的特征、本质以及规律分别是什么？[回答]物质得氧失氧的反应是氧化还原反应，有元素的化合价升降的反应是氧化还原反应，有电子的转移的反应是氧化还原反应。其特征是元素的化合价升降，本质是电子的转移。规律是：高、失、氧，低、得、还。[练习]某元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质)，则该元素()A．一定被氧化B．一定被还原C．可能被氧化，也可能被还原D．以上都不是分析：元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质)，该元素可能被氧化，也可能被还原。如：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，铜元素从化合态变成游离态，被还原，又如：2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑，氧元素从化合态变成游离态，被氧化。所以答案为C。导入新课[思考]若从化合价变化来分，应怎样对化学反应分类？[分析]一类是化合价有变化的反应，如：Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑。一类是化合价没有变化的反应。如：CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl。我们可以根据反应中是否有元素的化合价发生变化，将化学反应分为两大类：氧化还原反应和非氧化还原反应。推进新课一、氧化还原反应与非氧化还原反应1．化学反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氧化还原反应：有元素的化合价升降的反应,非氧化还原反应：无元素的化合价升降的反应))[练习]判断下列反应属于哪种基本反应类型？是否属于氧化还原反应？1．2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl2．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu3．2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑4．NH4NO3eq\o(=,\s\up7(△))N2O↑＋2H2O5．CaO＋H2O=Ca(OH)26．3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O47．BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl8．CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑分析：反应1属于化合反应，是氧化还原反应；反应2属于置换反应，是氧化还原反应；反应3属于分解反应，是氧化还原反应；反应4属于分解反应，是氧化还原反应；反应5属于化合反应，是非氧化还原反应；反应6属于化合反应，是氧化还原反应；反应7属于复分解反应，是非氧化还原反应；反应8属于分解反应，是非氧化还原反应。[讨论]根据以上这个练习，请同学们总结四种基本反应类型与氧化还原反应之间的关系。[总结]化合反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应，如：反应2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2NaCl是氧化还原反应，而反应CaO＋H2O=Ca(OH)2就不是氧化还原反应。分解反应可能是氧化还原反应，也可能不是氧化还原反应，如：反应2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑是氧化还原反应，而反应CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑就不是氧化还原反应。置换反应肯定是氧化还原反应。复分解反应肯定不是氧化还原反应。那是因为反应物在反应中是交换阴阳离子的，元素的化合价没有变化。2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系[思考]1．有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部是氧化还原反应。你认为这个说法正确吗？请说明你的理由。2．尝试画出化合反应、分解反应、置换反应与氧化还原反应的交叉分类示意图，并列举具体的化学反应加以说明。[分析]1．这种说法是正确的。因为在置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应中都有单质，不管是单质转变成化合物，还是化合物转变成单质，都有元素的化合价发生变化，所以这些反应肯定是氧化还原反应。2．[练习]1．判断下列说法是否正确。①有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应；()②有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应；()③有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应。()2．判断下列反应是否属于氧化还原反应？①CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O②MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO④2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑⑤CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2答案：1．①√②√③×2．①②③④都是氧化还原反应；⑤是非氧化还原反应。[过渡]在上述练习2的反应①中，H2→H2O的变化实质是失去了电子，被氧化，而CuO→Cu的变化实质是得到了电子，被还原。其中，H2为CuO的还原提供了电子，CuO为H2的氧化接受了电子，从而使双方完成了氧化还原反应。在这里，H2起还原作用称为还原剂，CuO起氧化作用称为氧化剂。eq\a\vs4\al(二、氧化剂和还原剂)[思考]1．从电子转移的角度分析什么是氧化剂？什么是还原剂？2．氧化剂和还原剂在氧化还原反应中本身所发生的反应是什么？所含元素的化合价的情况如何？3．氧化剂和还原剂在氧化还原反应中分别表现什么性质？起什么作用？[分析]得电子(或电子对偏向)的物质为氧化剂。失电子(或电子对偏离)的物质为还原剂。在氧化还原反应中，氧化剂得到了电子，所含元素化合价降低，发生了还原反应；还原剂失去了电子，所含元素化合价升高，发生了氧化反应。氧化剂具有氧化性，即得电子的性质；还原剂具有还原性，即失电子的性质。1．氧化剂：得到电子(或电子对偏向)的物质还原剂：失去电子(或电子对偏离)的物质[分析]在氧化还原反应中，氧化剂得电子具有氧化性，起氧化作用，本身被还原后的生成物叫还原产物。还原剂失电子具有还原性，起还原作用，本身被氧化，氧化后的生成物叫氧化产物。2．氧化产物：氧化后的产物还原产物：还原后的产物[讨论]氧化还原反应中各概念间有什么样的关系？[结论][思考]请同学们举例说出常见的氧化剂和还原剂。[举例]在中学化学中，常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、HNO3、KMnO4、FeCl3、浓硫酸等。常用作还原剂的物质有活泼的金属单质如Al、Zn、Fe，以及C、H2、CO等。3．常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂：①活泼的非金属单质：O2、Cl2、Br2②含高价金属阳离子的化合物：FeCl3③含某些较高化合价元素的化合物：浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2eq\a\vs4\al(2常见的还原剂：)①活泼或较活泼的金属：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn(按金属活动性顺序，还原性递减)②含低价金属阳离子的化合物：Fe2＋③某些非金属单质：C、H2④含有较低化合价元素的化合物：HCl、H2S、HI、KI[练习]人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋转变为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有()A．酸性B．碱性C．氧化性D．还原性分析：亚硝酸盐会使Fe2＋转变为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，维生素C所起的作用必定是将Fe3＋重新转变为Fe2＋，这说明维生素C具有还原性。答案选D。[思考]物质的氧化性和还原性的强弱如何来判断呢？[分析]根据氧化还原反应中，氧化剂具有较强的氧化性，还原剂具有较强的还原性，氧化产物具有较弱的氧化性，还原产物具有较弱的还原性，因此，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。4．物质氧化性和还原性强弱的比较：(1)根据反应方程式：氧化性：氧化剂＞氧化产物还原性：还原剂＞还原产物eq\a\vs4\al(2根据金属活动顺序：)KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu从左到右，单质的还原性逐渐减弱，对应的阳离子的氧化性逐渐增强。eq\a\vs4\al(3根据元素的化合价来判断：)一般地，元素的化合价处于最高价态，具有氧化性；元素的化合价处于最低价态，具有还原性；元素的化合价处于中间价态，既有氧化性又有还原性。[过渡]氧化还原反应的实质是电子的转移，下面我们学习如何在方程式上简单地表示反应中电子的转移情况。5．氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法——表示电子得失结果例：[投影]步骤：1．先标化合价，双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素。2．线上标明电子得失数。[练习]用双线桥表示下列氧化还原反应，并指出氧化剂和还原剂。(1)3H2＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))3H2O＋2Fe(2)2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑(3)2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O[分析]通过上面方程式的分析可以看出，在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数是相等的。实际上，在一个反应中，还原剂失去的电子转移到氧化剂上去了。因此，氧化还原反应中电子转移情况还可以用单线桥来表示。eq\a\vs4\al(2单线桥法——表示电子转移情况)例：[投影]步骤：1．单箭号(在反应物之间)；2．箭号起点为被氧化(失电子)元素，终点为被还原(得电子)元素；3．只标转移电子总数，不标得与失(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)。[练习]ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4=2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2A．KClO3在反应中得到电子B．ClO2是氧化产物C．H2C2O4D．1molKClO3参加反应有2mol电子转移分析：在KClO3中氯元素化合价为＋5价，ClO2中氯元素化合价为＋4价；H2C2O4中碳元素化合价为＋3价，CO2中碳元素化合价为＋4价。氯元素化合价降低，KClO3得到电子，被还原，得到的产物ClO2是还原产物，所以A是正确的，B是不正确的。碳元素化合价升高，失去电子，被氧化，所以C是正确的。KClO3中氯元素化合价从＋5价降到＋4价，降低1价，得到1个电子，所以1molKClO3[分析]氧化还原反应是和工农业生产、科学技术、日常生活密切相关的重要反应。它对我们人类既有贡献又有害处，比如我们酿酒、燃料燃烧、金属的冶炼等等都是利用了氧化还原反应，但是铁生锈，食物的腐败，易燃物自燃等等也同样是氧化还原反应。我们在学习了化学之后就可以尽可能避免氧化还原反应的危害，最大限度地利用它来为人类服务。课堂小结本节课我们学习了氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的概念，以及分析了氧化还原反应中电子转移的情况。我们要理解并掌握氧化还原反应的规律，并为我们的生活生产提供服务。eq\o(\s\up7(),\s\do5(板书设计))一、氧化还原反应和非氧化还原反应1．化学反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(氧化还原反应：有元素的化合价升降的反应,非氧化还原反应：无元素的化合价升降的反应))2．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系二、氧化剂和还原剂1．氧化剂：得到电子(或电子对偏向)的物质还原剂：失去电子(或电子对偏离)的物质2．氧化产物：氧化后的产物还原产物：还原后的产物3．常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂(2)常见的还原剂4．物质氧化性和还原性强弱的比较(1)根据反应方程式：氧化性：氧化剂＞氧化产物还原性：还原剂＞还原产物(2)根据金属活动顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu从左到右，单质的还原性逐渐减弱，对应的阳离子的氧化性逐渐增强。(3)根据元素的化合价来判断5．氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法——表示电子得失结果(2)单线桥法——表示电子转移情况eq\o(\s\up7(),\s\do5(布置作业))1．下列反应不一定是氧化还原反应的是()A．化合反应B．分解反应C．复分解反应D．置换反应2．下列反应中，CO2作氧化剂的是()A．Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2OB．CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2COC．2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑D．C＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))2H2＋CO23．在氧化还原反应中，下列叙述正确的是()A．物质失电子的反应为氧化反应B．物质在变化中失去了电子，此物质是氧化剂C．发生电子转移的反应即是氧化还原反应D．发生化合价升降的反应不一定是氧化还原反应4．下列反应中，水作还原剂的是()A．2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑B．Cl2＋H2O=HCl＋HClOC．2F2＋2H2O=4HF＋O2D．SO2＋H2O=H2SO35．下列变化需要加入还原剂才能实现的是()A．CO2→COB．HCl→Cl2C．Fe→Fe3＋D．KClO3→O2[答案]1．AB2．B3．AC4．C5．Aeq\o(\s\up7(),\s\do5(教学反思))教科书中“学与问”的环节要求找出4种基本反应类型与氧化还原反应的关系，教学中要注意回归到分类方法的应用，与第一节的教学内容相呼应，突出整章书的重点是分类标准的讨论与学习，离子反应、氧化还原反应在必修模块中都是作为化学反应的分类类型来介绍的。至于相关的一些比较复杂的知识都将在相应的选修模块中进一步学习。eq\o(\s\up7(),\s\do5(备课资料))1．氧化剂和还原剂氧化剂是氧化还原反应里得到电子或有电子对偏向的物质。氧化剂从还原剂处得到电子自身被还原变成还原产物。氧化剂和还原剂是相互依存的。氧化剂在反应里表现氧化性。氧化能力强弱是看氧化剂得电子能力的强弱，不是看得电子数目的多少，如浓硝酸的氧化能力比稀硝酸强，得到电子的数目却比稀硝酸少。含有容易得到电子的元素的物质常用作氧化剂，在分析具体反应时，常用元素化合价的升降进行判断：所含元素化合价降低的物质为氧化剂。含有容易失去电子的元素的物质常用作还原剂，在分析具体反应时，常用元素化合价的升降进行判断：所含元素化合价升高的物质为还原剂。还原剂是在氧化还原反应里，失去电子或有电子对偏离的物质。还原剂失去电子自身被氧化变成氧化产物，如用氢气还原氧化铜的反应，氢气失去电子被氧化变成水。还原剂在反应里表现还原性。还原能力强弱是还原剂失电子能力的强弱，如钠原子失电子数目比铝原子少，钠原子的还原能力比铝原子强。含有容易失去电子的元素的物质常用作还原剂，在分析具体反应时，常用元素化合价的升降进行判断：所含元素化合价升高的物质为还原剂。应用在焊条及焊丝上，例如Mn、Si、Al、Ti及Zr等元素，可有效阻止氧的渗入使其不致在焊道金属中形成氧化物及气孔。2．常见的氧化剂和还原剂氧化剂主要有活泼的非金属单质，例如：F2、O2、Cl2、Br2、I2、N2、S等；某些金属的阳离子，例如：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋等；非氧化性酸，例如：盐酸、稀硫酸等(它们作氧化剂时，＋1价的氢得电子)；氧化性酸，例如：浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、HClO等(它们的氧化性比非氧化性酸强，作氧化剂时，中心原子得电子)；还有KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、Na2O2、MnO2等。还原剂主要有金属单质；某些非金属单质，例如：C、H2等；负价的非金属，例如：－2价的S、－1价的I等；＋4价的硫——SO2、H2SO3、亚硫酸盐；＋2价的铁等。此外，有些物质既可作氧