高三化学一轮复习 《氧化还原反应》教学设计.docx
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1、氧化还原反应1引入实验演示实验首先请同学们欣赏大象牙膏实验2009年度美国连线公布的十个最令人惊讶的化学实验之一。向锥形瓶中依次加入适量家用洗洁精做发泡剂、20%H2SO4、KI晶体和10%家用双氧水,实验效果快速明显。你能从哪些角度来表述这一实验?生从反应现象、反应物与产物、微观粒子模型、电子式、热化学方程式等多角度进行表述,老师注意提供相应资料或图片支持,见表1。表1双氧水分解反应的“宏微符”三重表征师总结从宏观实验现象入手,在分子、原子、离子层面上解释和认识化学反应实质的模型,最终通过元素、化学式和化学方程式等符号语言将宏观物质和微观反应建立起有机联系,这是化学学科特有的思维方式,即“宏
2、微符”三重表征。这是研究分析化学问题的一般方法。师你能按照不同的标准对双氧水分解反应进行分类吗?生从物质种类的变化角度分析它属于分解反应,从能量变化的角度分析它属于放热反应,从化合价角度分析它属于氧化还原反应。师可见分析一个问题可以有多种角度,今天我们就从多角度研究氧化还原反应。【设计意图】打破高三复习单一传统的自主梳理,由实验导入增加学生的复习兴趣,从“宏微符”三重表征认识化学反应,并基于合理假设探究验证产物,利于学生形成科学探究的意识、多角度分析化学反应的思维方法、发展“宏观辨识和微观探析”核心素养,为本节课从多角度认识氧化还原反应搭建思维模型,同时为下一步的应用拓展作为主体研究线索。2模
3、型构建师请以双氧水分解反应为例,从化合价的角度概括氧化反应和还原反应的概念,并分析化合价升降变化的关系。生物质所含元素化合价升高的反应称为氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应称为还原反应;反应中化合价升降变化总数相等。师初中教材把得氧的反应叫做氧化反应、把失氧的反应叫做反应,通过高中学习我们发现这种理论是狭隘的,该反应既属于氧化反应又属于还原反应,那么这种现象是偶然、普遍还是必然呢?(根据已有知识学生回答是必然)。科学家们通过大量的实验验证和理论分析,得出是必然的,从而得出氧化还原反应理论模型的第1个结论:结论1:氧化反应(升价过程)和还原反应(降价过程)总是存在于同一反应过程中,我们将这类
4、反应称为氧化还原反应。(简称有升必有降)结论1应用训练(1)向含有酚酞的水中加入钠块,根据溶液变红、放出气体的反应现象,小明认为气体可能是氧气或氢气,需逐一验证;小红则认为必为氢气。你认为谁的说法合理?(2)有人对Mg(NO3)2固体分解的产物进行预测,其中一定不正确的是()A.MgO、NO2、NO B.MgO、NO2、O2 C.MgO、NO2、N2 D.Mg(NO2)2、O2生根据结论1有升必有降判断:(1)题溶液变红生成了NaOH,Na的化合价升高,如果再生成的气体为氧气,则O的化合价也升高,没有化合价降低的元素,因此生成的气体必为氢气,小红的说法合理;同理(2)题一定不正确的是A、C。教
5、师总结氧化还原反应理论可以成功预测产物,为科学研究指明方向,这体现出科学理论对科研、生产的指导意义。师请根据中文语法分析“氢气还原氧化铜”的反应,氧化铜和氢气分别发生了还原反应和氧化反应,在反应中各自充当氧化剂和还原剂,得到的铜与水分别为氧化产物和还原产物。在双氧水分解的反应中氧化剂是H2O2和还原剂是H2O2,氧化产物和还原产物分别是O2和H2O,请同学们牢记“氢气还原氧化铜”这个概念模型,从而厘清氧化还原反应中的几对概念。生建构知识体系如图1,得出氧化还原反应理论模型的第2个结论。图1氧化还原反应概念结构图结论2:氧化还原反应中所含元素化合价升高(失电子)的反应物称为还原剂,还原剂具有还原
6、性,反应中被氧化,得到的产物为氧化产物;所含元素化合价降低(得电子)的反应物称为氧化剂,氧化剂具有氧化性,反应中被还原,得到的产物为还原产物。(简称氧剂得还产)结论2应用训练(1)大象牙膏实验中实际上发生了3个反应,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。H2O2+KI+H2SO4I2+K2SO4+H2O;H2O2+I2HIO;H2O2+HIOI2+O2+H2O(2)月饼盒中的小包装袋内通常放有生石灰和细铁粉,两者的作用分别是什么?如何运用氧化还原反应原理对汽车尾气中的主要成分NOx进行无害化处理?生(1)三个反应均为氧化还原反应(教师提醒三个反应中H2O2分别做氧化剂、氧化剂、还原剂,而合并
7、起来即碘作催化剂双氧水分解总反应中双氧水既是氧化剂也是还原剂,表明一种物质可以有多重性质,要具体情况具体分析;同时反应、无法从化合、分解、置换、复分解四大反应类型分类,表明初中所学按物质种类对化学反应分类的方法是有局限性的,人们对科学的认识是逐渐发展完善的)。(2)生石氧化还原灰作干燥剂,细铁粉作还原剂(脱氧剂)。Fe与月饼盒中的氧气反应从而防止月饼被氧化。在催化剂条件下,用氨气还原NOx得到无污染的氮气。总结可见氧化还原反应在生活中有广泛的应用,化学无所不在。展示教材内容“在中学化学中,常用作氧化剂的物质有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等;常用作还原剂的物质有活泼的金
8、属单质如Al、Zn、Fe,以及C、H2、CO等”。师请用双线桥法和单线桥法表示铁置换铜的反应,注意改写成离子方程式并分析其实质。生铁原子失去的电子给了铜离子,见图2。图2单线桥和双线桥的表达式师说明氧化还原反应中元素化合价的变化是电子转移的体现,化合价升降总数相等或电子转移总数相等是氧化还原反应配平计算的主要依据,得出氧化还原反应理论模型的第3个结论:结论3:氧化还原反应中化合价的变化(升、降)是电子转移(失、得)的必然结果,即电子转移是氧化还原反应的本质;每转移(失、得)1个电子,化合价变化(升、降)数为1;在一个氧化还原反应中,化合价升降总数相等或电子转移总数相等。(简称升降必守恒)结论3
9、应用训练(1)请你配平大象牙膏实验中实际发生的3个反应,并用单线桥和双线桥表示。H2O2+KI+H2SO4I2+K2SO4+H2O;H2O2+I2HIO;H2O2+HIOI2+O2+H2O(2)(2016年江苏高考)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置,加入适量稀H2SO4,将MnO(OH)2与I完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下:O2MnO(OH)2I2S4O62写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式;取加过一定量CaO28H2O的
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