教师资格考试高中化学学科知识与教学能力模拟试卷与参考答案

教师资格考试高中化学学科知识与教学能力模拟试卷与参考答案一、单项选择题（本大题有20小题，每小题3分，共60分）1、下列关于物质分类的说法正确的是()A.胆矾、漂白粉、冰水混合物都是纯净物B.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物C.葡萄糖、纤维素和油脂在一定条件下都能发生水解反应D.醋酸、烧碱、纯碱和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物答案：D解析：A.胆矾是五水硫酸铜的俗称，是纯净物；但漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物；冰水混合物是水的两种不同状态，实质上是同一种物质，属于纯净物。因此A选项错误。B.硫酸是酸，生石灰（氧化钙）是氧化物，这两部分分类正确。但纯碱是碳酸钠的俗称，属于盐而不是碱；醋酸钠也是盐。因此B选项错误。C.葡萄糖是单糖，是最简单的糖，不能发生水解反应。纤维素和油脂都是多糖或酯类，可以发生水解反应。因此C选项错误。D.醋酸是酸，烧碱（氢氧化钠）是碱，纯碱（碳酸钠）是盐，生石灰（氧化钙）是氧化物。这四部分分类均正确，D选项正确。2、下列说法正确的是()A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物B.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质C.镁、铝、铜、铁、锌均属于有色金属D.天然气、石油和煤均属于化石燃料答案：B；D解析：A.硫酸是酸，生石灰（氧化钙）是氧化物，这两部分分类正确。但纯碱是碳酸钠的俗称，属于盐而不是碱；醋酸钠也是盐。因此A选项错误。B.蔗糖在水溶液中和熔融状态下都不能导电，是非电解质；硫酸钡虽然难溶于水，但在熔融状态下能完全电离，是强电解质；水只能部分电离，是弱电解质。因此B选项正确。C.有色金属是除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金的统称。镁、铝、铜、锌都属于有色金属，但铁不是有色金属。因此C选项错误。D.天然气、石油和煤都是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的燃料，统称为化石燃料。因此D选项正确。3、下列有关说法正确的是()A.胶体与溶液的本质区别是胶体能发生丁达尔效应，而溶液不能B.胶体能透过滤纸但不能透过半透膜，因此可用渗析的方法分离胶体和溶液C.胶体是纯净物，而溶液是混合物D.胶体粒子很小，可以透过半透膜答案：B解析：A.胶体与溶液的本质区别是分散质粒子直径的大小不同，胶体分散质粒子直径在1nm~100nm之间，溶液分散质粒子直径小于1nm。丁达尔效应是胶体的性质，但不是胶体与溶液的本质区别。因此A选项错误。B.胶体粒子直径大于半透膜孔径，不能透过半透膜；而溶液中的溶质和溶剂分子都能透过半透膜。因此，可用渗析的方法（即利用半透膜）分离胶体和溶液。B选项正确。C.胶体是分散系的一种，属于混合物；溶液也是分散系的一种，同样属于混合物。因此C选项错误。D.胶体粒子直径大于半透膜孔径，不能透过半透膜。因此D选项错误。4、下列关于氧化还原反应的说法正确的是()A.氧化还原反应中一定存在电子的转移B.氧化剂在反应中被氧化，发生氧化反应C.氧化剂对应的产物是还原产物，还原剂对应的产物是氧化产物D.氧化性：Fe3+>Cu答案：A；C解析：A选项，氧化还原反应的本质就是电子的转移，有电子转移的反应就是氧化还原反应，所以A选项正确。B选项，在氧化还原反应中，氧化剂是得到电子的物质，化合价降低，被还原，发生还原反应，而不是被氧化，所以B选项错误。C选项，氧化剂在反应中得电子被还原，所以对应的产物是还原产物；还原剂在反应中失电子被氧化，所以对应的产物是氧化产物，所以C选项正确。D选项，虽然氧化性：Fe3+>Cu2+，说明Fe3+能够氧化Cu，但Fe3+5、下列有关实验现象的描述正确的是()A.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰B.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁C.蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水D.红磷在空气中燃烧，产生大量白烟答案：D解析：A选项，硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，而不是淡蓝色火焰，所以A选项描述错误。B选项，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁是实验结论而不是实验现象，实验现象应该是描述我们能够直接观察到的东西，如颜色、状态、气味等，而不是通过推理得出的结论，所以B选项描述错误。C选项，蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，同样是实验结论，不是实验现象，所以C选项描述错误。D选项，红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，这是我们可以直接观察到的现象，所以D选项描述正确。6、下列叙述正确的是()A.氧化还原反应的本质是元素化合价发生变化B.离子反应的本质是反应物中有离子存在C.胶体的本质特征是分散质粒子的直径在1nm～100nm之间D.电解质的本质特征是在水溶液或熔融状态下能够导电答案：C解析：A选项，氧化还原反应的本质是电子的转移，而不是元素化合价的变化，元素化合价的变化是氧化还原反应的特征，所以A选项错误。B选项，离子反应的本质是某些离子浓度发生改变，即离子之间发生了反应，生成了新的离子或离子结合生成了分子、沉淀等，而不是反应物中有离子存在，所以B选项错误。C选项，胶体的本质特征是分散质粒子的直径在1nD选项，电解质的本质特征是在水溶液或熔融状态下能够自身电离出自由移动的离子而导电，而不是能够导电，因为有些非电解质（如二氧化碳）在水溶液中也能导电（生成了碳酸，碳酸电离出离子），但二氧化碳本身并不能电离出离子，所以它不是电解质，所以D选项错误。7、下列有关溶液的说法正确的是()A.溶液是均一、稳定的混合物B.溶液是无色透明的C.溶液中的溶质只能是固体D.植物油加入水中能形成溶液答案：A解析：A.溶液的定义就是均一、稳定的混合物，均一性指的是溶液各部分的性质完全相同，稳定性指的是当外界条件不变时，溶液长时间放置不会分层也不会析出溶质，故A选项正确；B.溶液不一定是无色的，例如硫酸铜溶液就是蓝色的，故B选项错误；C.溶液中的溶质可以是固体、液体或气体，例如盐酸中的溶质氯化氢就是气体，酒精溶液中的溶质酒精就是液体，故C选项错误；D.植物油加入水中，由于植物油不溶于水，所以不能和水形成均一、稳定的混合物，即不能形成溶液，只能形成乳浊液，故D选项错误。8、下列各组物质混合后，能发生反应且溶液总质量增加的是()A.铝与硫酸铜溶液B.氯化钠溶液与硝酸钾溶液C.碳酸钙与稀盐酸D.碳酸钠溶液与稀盐酸答案：A、C解析：A.铝与硫酸铜溶液反应会生成硫酸铝和铜，由于铝的相对原子质量小于铜，所以根据质量守恒定律，反应后溶液的质量会增加，故A选项正确；B.氯化钠溶液与硝酸钾溶液混合，两者之间不反应，且没有气体或沉淀生成，所以溶液质量不变，故B选项错误；C.碳酸钙与稀盐酸反应会生成氯化钙、水和二氧化碳，虽然生成了气体二氧化碳，但碳酸钙是难溶物，原本不在溶液中，所以反应后溶液的质量实际上是增加的，故C选项正确；D.碳酸钠溶液与稀盐酸反应会生成氯化钠、水和二氧化碳，由于生成了气体二氧化碳逸出，所以反应后溶液的质量是减少的，故D选项错误。注意：原题要求选择一个正确答案，但根据题目描述和解析，这里存在两个正确答案A和C，可能是题目设置上的小瑕疵。在实际情况中，如果题目明确要求选择一个答案，则需要根据题目的具体要求或老师的指导来选择。9、下列关于胶体的叙述不正确的是()A.胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在10^-9~10^-7m之间B.Fe(OH)_3胶体是纯净物C.光线透过胶体时，胶体中可发生丁达尔效应D.胶体具有介稳性，在一定条件下能稳定存在答案：B解析：A.胶体、溶液和浊液是三种不同的分散系，它们的本质区别在于分散质微粒的直径大小。其中，胶体的分散质微粒直径在1nm~100nm之间，即10−B.FeOH3胶体是FeC.当一束光线透过胶体时，从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，这种现象叫丁达尔效应，是胶体特有的性质，故C选项正确；D.胶体具有介稳性，即胶体粒子在分散剂中作不停的、无定向的布朗运动，且胶粒带电荷，在分散剂中能形成稳定的分散系，故D选项正确。10、下列关于物质性质的比较，不正确的是()A.金属性：KB.稳定性：HC.碱性：KD.酸性：H答案：D解析：A选项：同主族元素从上到下，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐增强。因此，金属性：K>Na；同周期元素从左到右，随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱。所以，金属性：NB选项：元素的非金属性越强，其对应的氢化物的稳定性就越强。由于非金属性：F>ClC选项：元素的金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的碱性就越强。由于金属性：K>NaD选项：元素的非金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的酸性就越强。由于非金属性：Cl>S11、下列离子方程式书写正确的是()A.氯气通入冷的氢氧化钠溶液中：CB.氢氧化铁溶于氢碘酸中：FC.碳酸钙溶于醋酸中：CD.铁粉与氯化铁溶液反应：2答案：A解析：A选项：氯气通入冷的氢氧化钠溶液中，氯气与氢氧根离子反应生成氯离子、次氯酸根离子和水，离子方程式为：ClB选项：氢氧化铁溶于氢碘酸中，氢氧化铁与氢离子反应生成铁离子和水，但铁离子具有氧化性，能够氧化碘离子生成单质碘，正确的离子方程式为：2FC选项：碳酸钙溶于醋酸中，碳酸钙与醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，醋酸为弱酸，应保留化学式，正确的离子方程式为：CaD选项：铁粉与氯化铁溶液反应，铁与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式两边电荷不守恒，正确的离子方程式为：Fe12、下列有关电解质溶液的说法正确的是()A.向0.1mol⋅LB.向Na2CO3C.向盐酸中加入氨水至溶液pH=D.将CH3COONa13、下列关于化学平衡常数的说法中，正确的是()A.在任何条件下，化学平衡常数都是一个定值B.当改变反应物的浓度时，平衡常数必变C.平衡常数K只与温度有关，与反应物浓度、压强无关D.从平衡常数K的大小可以推断一个反应进行的程度答案：C、D解析：A选项，化学平衡常数只与温度有关，当温度改变时，平衡常数可能会改变，因此A选项错误。B选项，平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。改变反应物的浓度，平衡会移动，但平衡常数不变，因此B选项错误。C选项，平衡常数K是温度的函数，只与温度有关，与反应物浓度、压强等无关，因此C选项正确。D选项，平衡常数K反映了反应进行的程度。K值越大，说明反应物的转化率越高，反应进行的越彻底，因此D选项正确。14、下列关于化学反应速率的说法中，正确的是()A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加B.化学反应速率为“0.8mol/(L·s)”表示的是时间为1s时，某物质的浓度为0.8mol/LC.化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显答案：C解析：A选项，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，但必须是同一物质，不能是不同物质，因为不同物质的浓度变化可能不成比例，因此A选项错误。B选项，化学反应速率为“0.8mol/(L·s)”表示的是时间为1s时，某物质的浓度变化了0.8mol/L，而不是浓度为0.8mol/L，因此B选项错误。C选项，化学反应速率就是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，因此C选项正确。D选项，反应速率与反应现象没有必然的联系。有些反应速率很快，但现象可能并不明显，如酸碱中和反应；而有些反应速率很慢，但现象可能很明显，如铁生锈，因此D选项错误。15、下列关于原电池的说法中，正确的是()A.原电池中，负极上发生的是还原反应B.原电池放电时，电流的方向是从负极经导线流向正极C.铜锌原电池中，电子从锌片经导线流向铜片D.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属答案：C解析：A选项，原电池中，负极是电子流出的极，也就是发生氧化反应的极，因此A选项错误。B选项，原电池放电时，电流的方向是从正极经导线流向负极，与电子流动的方向相反，因此B选项错误。C选项，在铜锌原电池中，锌的活泼性大于铜，所以锌作负极，铜作正极。负极上锌失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，电子从负极锌片经导线流向正极铜片，因此C选项正确。D选项，构成原电池的两个电极可以是两种不同的金属，也可以是金属和非金属（如碳棒），只要它们能形成电势差即可，因此D选项错误。16、在化学反应中，若反应前后元素化合价发生变化，这类反应称为氧化还原反应。下列反应中属于氧化还原反应的是（）A.HB.ZC.CD.C答案：B解析：本题主要考查氧化还原反应的判断。A.在反应H2B.在反应ZnC.在反应CaD.在反应Ca17、下列关于乙醇的说法正确的是()A.乙醇不能发生取代反应B.乙醇不与金属钠反应C.乙醇的密度比水大D.乙醇在一定条件下能发生氧化反应答案：D解析：本题主要考查乙醇的化学性质。A.乙醇是一种重要的有机化合物，它可以发生多种化学反应。其中，乙醇与乙酸的酯化反应就是一种典型的取代反应，因此A选项错误；B.乙醇分子中含有羟基（−OC.乙醇的密度小于水的密度，这是乙醇的一个重要物理性质，因此C选项错误；D.乙醇具有可燃性，燃烧是一种氧化反应。此外，乙醇还可以被某些氧化剂（如重铬酸钾）氧化为乙酸，这也是一种氧化反应，因此D选项正确。18、下列有关钠及其化合物的叙述中正确的是()A.钠是一种银白色金属，硬度很大B.钠着火时，可用泡沫灭火器灭火C.碳酸钠的水溶液呈碱性D.将一小块钠投入硫酸铜溶液中，有红色物质析出答案：C解析：本题主要考查了钠及其化合物的性质。A选项，钠是一种银白色金属，但其硬度并不大，可以用小刀切割，故A错误；B选项，钠着火时，生成过氧化钠，过氧化钠与水、二氧化碳都反应，因此不能用泡沫灭火器（主要成分为水和二氧化碳）灭火，应用沙土盖灭，故B错误；C选项，碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，故C正确；D选项，钠投入硫酸铜溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，不会生成红色物质，故D错误。综上所述，选C。19、下列有关原子结构与元素周期律、元素周期表的说法中，正确的是()A.元素周期表有7个横行，代表7个周期；有18个纵列，代表18个族B.所有原子的原子核都是由质子和中子构成的C.元素原子的最外层电子数等于元素的最高正化合价D.目前已发现的第VI答案：D解析：A.元素周期表有7个横行，代表7个周期；有18个纵列，但并不是所有的纵列都代表一个族，第8、9、10三个纵列为一族，称为第VIB.并不是所有原子的原子核都是由质子和中子构成的，如氢元素的原子核内就没有中子，B错误；C.主族元素原子的最外层电子数等于元素的最高正化合价，但O、F元素除外，它们没有最高正化合价，C错误；D.第VIIA20、下列说法正确的是()A.分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关D.一定质量的理想气体在等温变化时，若压强增大，则单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数增多答案：ACD解析：A.分子间同时存在引力和斥力，分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，故A正确；B.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，它反映的是液体分子的无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，故B错误；C.温度越高，分子的无规则运动越剧烈，则扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，故C正确；D.一定质量的理想气体在等温变化时，内能不变，若压强增大，根据玻意耳定律可知体积减小，则分子数密度增大，单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数增多，故D正确。二、简答题（本大题有2小题，每小题12分，共24分）第一题题目：请简述高中化学教学中如何有效培养学生的实验探究能力，并举例说明一个具体的实验探究活动。答案：一、如何有效培养学生的实验探究能力激发兴趣，培养探究意识：教师应通过生动的实验演示、有趣的化学现象或与生活紧密相关的化学问题，激发学生对化学实验的兴趣，进而产生探究的欲望。理论指导，掌握探究方法：在实验教学前，教师应详细介绍实验原理、操作步骤、安全注意事项及可能的实验现象，使学生明确实验目的，掌握基本的探究方法，如观察、记录、分析、推理等。设计实验，鼓励自主探究：鼓励学生根据所学知识设计实验方案，可以是验证性实验，也可以是探究性实验。通过小组讨论、方案优化，培养学生的创新思维和团队合作能力。实施实验，注重过程体验：在实验过程中，教师应引导学生仔细观察实验现象，准确记录数据，及时分析遇到的问题，并尝试解决。鼓励学生勇于尝试，不怕失败，从失败中汲取教训。总结反思，提升探究能力：实验结束后，组织学生进行总结反思，分享实验成果和心得。引导学生分析实验成功或失败的原因，提炼出一般性的规律或结论，从而提升学生的实验探究能力。二、具体实验探究活动举例实验名称：探究铁及其化合物的氧化性和还原性实验目的：通过实验探究铁及其常见化合物（如氯化亚铁、氯化铁）的氧化性和还原性，理解氧化还原反应的基本概念和规律。实验步骤：准备试剂：氯化亚铁溶液、氯化铁溶液、硫氰酸钾溶液、铁粉、铜片、稀硫酸等。实验一：探究氯化铁的氧化性向氯化铁溶液中滴加硫氰酸钾溶液，观察溶液颜色变化（变红），说明铁离子具有氧化性，能使硫氰酸根离子显色。将铜片插入氯化铁溶液中，观察铜片表面变化及溶液颜色变化（铜片表面有红色物质析出，溶液颜色变浅），说明铁离子能氧化铜，自身被还原为亚铁离子。实验二：探究氯化亚铁的还原性向氯化亚铁溶液中滴加稀硫酸和铁粉，观察溶液颜色变化（无明显变化），但用硫氰酸钾溶液检验时，无红色出现，说明亚铁离子在酸性条件下稳定，不易被氧化。若有条件，可进一步用高锰酸钾溶液等强氧化剂验证亚铁离子的还原性。总结反思：通过本实验，学生不仅掌握了铁及其化合物的氧化性和还原性，还学会了如何设计并实施实验来验证化学性质，提高了实验探究能力和科学素养。同时，也加深了对氧化还原反应概念的理解。第二题题目：请简述在高中化学教学中，如何有效培养学生的实验设计和探究能力？答案：在高中化学教学中，有效培养学生的实验设计和探究能力是一项重要任务，这不仅能够加深学生对化学原理的理解，还能提高他们的创新思维和实践能力。以下是一些具体的教学策略：理论基础构建：首先，确保学生掌握扎实的化学基础知识，包括元素周期律、化学键、化学反应原理等，这是进行实验设计和探究的基石。引入探究式学习模式：通过设计具有探究性的问题或情境，引导学生主动思考并提出假设。例如，在探究“影响化学反应速率的因素”时，可以让学生观察不同条件下（如温度、浓度、催化剂等）的反应速率变化，并尝试解释原因。实验方案设计指导：指导学生学会设计科学合理的实验方案。这包括明确实验目的、选择适当的实验材料和方法、预测实验结果并设计实验步骤等。同时，强调实验的安全性和环保性，培养学生的安全意识。动手实践与观察记录：鼓励学生亲自动手进行实验，观察实验现象并准确记录数据。在实验过程中，教师应适时引导学生发现问题、分析问题并尝试解决问题。数据分析与结论推导：指导学生运用所学知识对实验数据进行处理和分析，通过逻辑推理得出实验结论。同时，培养学生的批判性思维，让他们学会评估实验结果的可靠性和有效性。交流与反思：组织学生进行实验后的交流与讨论，分享实验经验和心得。鼓励学生提出自己的见解和疑问，通过集体智慧解决问题。同时，引导学生反思实验过程中的不足和改进之处，为今后的实验设计提供参考。拓展与应用：将实验设计与探究能力的培养与实际生活相联系，引导学生运用所学知识解决实际问题。例如，通过设计环保实验方案、探究食品安全问题等，增强学生的社会责任感和使命感。解析：本题考察的是高中化学教师在培养学生实验设计和探究能力方面的教学策略。有效的教学策略应涵盖从理论到实践、从设计到反思的全过程。通过构建理论基础、引入探究式学习模式、指导实验方案设计、鼓励动手实践与观察记录、数据分析与结论推导、交流与反思以及拓展与应用等环节，可以全面提升学生的实验设计和探究能力。同时，这些策略也有助于培养学生的创新思维、实践能力和社会责任感，为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。三、诊断题（16分）题目：某高中化学课堂上，教师讲解了原电池的工作原理，并进行了铜锌原电池的实验演示。随后，教师要求学生设计一个简单的实验，以验证在原电池中，电子是从负极流向正极的。小明同学设计了一个实验方案，他准备了一根导线、一个电流表、一块锌片、一块铜片以及稀硫酸溶液，并计划将锌片和铜片分别插入稀硫酸中，再用导线连接两者，观察电流表指针的偏转方向。问题：请指出小明同学实验设计中的关键步骤，并判断其是否能有效验证电子从负极流向正极。如果电流表的指针发生了偏转，应如何根据偏转方向确定电子的流动方向？答案：小明同学实验设计中的关键步骤是正确连接了原电池装置（锌片为负极，铜片为正极），并使用了电流表来检测电路中是否有电流通过。这个设计是合理的，因为当锌片和铜片分别插入稀硫酸中并用导线连接时，会形成一个闭合回路，锌片会失去电子成为负极，铜片会接受电子成为正极，电子从负极流向正极的过程中会产生电流，电流表能够检测到这个电流，从而间接验证电子的流动方向。如果电流表的指针发生了偏转，说明电路中有电流通过。在电流表中，电流从正极流入时，指针会偏向正极一侧；电流从负极流入时，指针会偏向负极一侧。由于在原电池中，电子是从负极（锌片）流向正极（铜片）的，因此电子的流动方向与电流方向相反。所以，如果观察到电流表的指针偏向了与锌片相连的接线柱一侧，那么说明电子是从锌片流向铜片的，即验证了电子从负极流向正极的假设。解析：本题主要考查了原电池的工作原理以及电流表的使用方法。在原电池中，负极是电子流出的地方，正极是电子流入的地方，电子的流动方向与电流方向相反。通过连接电流表并观察其指针的偏转方向，我们可以间接地判断出电路中电流的方向，进而确定电子的流动方向。小明同学的实验设计巧妙地利用了这一点，成功地验证了原电池中电子从负极流向正极的规律。四、案例分析题（20分）案例描述：在某高中化学课堂上，教师张老师为了让学生更好地理解“氧化还原反应”的概念，设计了一个实验活动。他首先介绍了氧化还原反应的基本概念，即物质在反应中得失电子的过程，导致化合价的变化。随后，他展示了两个实验：实验一：铜与硝酸银溶液的反应。张老师将铜丝浸入硝酸银溶液中，观察到铜丝表面逐渐覆盖了一层银白色的物质，同时溶液由无色变为蓝色。实验二：氢气还原氧化铜的反应。他加热装有氧化铜粉末的试管，并通入氢气，一段时间后，观察到试管内黑色的氧化铜粉末逐渐变为红色的铜，同时管口有水珠生成。问题：分析两个实验中氧化还原反应的具体情况，指出哪些元素发生了化合价的变化，并说明是氧化反应还是还原反应。评价张老师的教学设计，包括其对氧化还原反应概念的引入方式、实验选择的合理性以及对学生理解该概念的促进作用。答案与解析：分析两个实验中氧化还原反应的具体情况：实验一：铜与硝酸银溶液的反应中，铜（Cu）的化合价从0价升高到+2价（形成Cu^2+离子），表明铜失去了电子，因此发生了氧化反应。而银（Ag）的化合价从+1价降低到0价，银离子得到电子析出银单质，因此发生了还原反应。实验二：氢气还原氧化铜的反应中，氢气（H2）的化合价从0价升高到+1价（形成H2O中的H+离子），表明氢气失去了电子，因此发生了氧化反应（尽管在这个语境下，我们通常称氢气为还原剂，但其参与的部分仍是氧化反应）。氧化铜（CuO）中的铜（Cu）的化合价从+2价降低到0价，得到电子析出铜单质，因此氧化铜发生了还原反应。评价张老师的教学设计：引入方式：张老师通过直接介绍氧化还原反应的基本概念，为学生建立了一个清晰的理论框架，为后续的实验观察和理解提供了基础。这种直接而明确的引入方式有助于学生快速抓住学习重点。实验选择的合理性：两个实验都直观地展示了氧化还原反应中元素化合价的变化，特别是通过颜色的变化和新物质的生成，使学生能够直观地感受到氧化还原反应的发生。同时，这两个实验分别涉及了金属间的置换反应和气体还原固体的反应，覆盖了不同类型的氧化还原反应，有助于学生全面理解这一概念。对学生理解的促进作用：通过实验观察，学生能够将抽象的氧化还原反应概念与具体的实验现象相结合，加深了对化合价变化、电子得失等核心概念的理解。此外，实验过程中的讨论和交流也有助于学生形成合作