高中化学 氧化还原反应教材分析Word格式文档下载.docx
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通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里以及由特殊到一般的逻辑推理方法。
【情感态度与价值观】
通过“氧化”和“还原”这一对典型矛盾的深入研究,深刻体会自然现象中的对立与统一关系,树立辩证思想。
根据新课标要求与教学目标,我确定了如下的重难点:
四、说教学重难点
【重点】
氧化还原反应的特征
【难点】
氧化还原反应的本质
为了解决重点,突破重点,我确定了如下的教学方法。
五、说教学方法
讲授法、小组合作探究法
好的教学方法应该在好的教学设计中应用,接下来我将重点说明我的教学过程。
六、说教学过程
教学过程包括了四个环节:
导入新课、新课讲授、巩固提升、小结作业。
我将会这样展开我的教学:
环节一:
导入新课
由于学生在初中的时候就已经知道了什么是氧化反应,什么是还原反应,但是仅仅能从得失氧的角度来进行区分,因此我采用了温故知新的方式导入本节新课:
首先提问学生什么是氧化反应,什么是还原反应,并请学生举出几个具体的实例。
通过学生举出的实例,我会请学生观察碳还原氧化铜的化学反应方程式:
,学生会从得失氧的角度得出碳发生了氧化反应,氧化铜发生了还原反应。
由此我会提出,氧化反应与还原反应是同时发生的,我们就把这样的反应称为氧化还原反应。
进入氧化还原反应的特征和本质的学习。
环节二:
新课讲授
1.氧化还原反应的特征
当学生知道了什么是氧化还原反应之后,我会请学生举出几个其他的氧化还原反应,但是学生目前对于氧化还原反应仅仅是停留在得失氧的层次上,那么我会请学生从化合价的角度思考什么是氧化还原反应。
学生就会发现发生氧化反应的元素化合价升高;
发生还原反应的元素化合价降低。
接着我会提出铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应,是否只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应。
目的是引导学生认识到有元素化合价变化的反应就是氧化还原反应,并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
这就是有关氧化还原反应特征的讲解。
2.氧化还原反应的本质
我会承接氧化还原反应的特征来提问:
为什么在氧化还原反应中会出现化合价的升降变化,元素化合价的升降与什么有关,引导学生从原子结构的角度分析氧化还原反应的本质
先请学生从原子结构的角度分析NaCl的形成过程,并且渗透双线桥法的应用,学生会发现在这一反应中发生了电子的得失:
钠元素失电子,化合价升高,发生了氧化反应,氯元素得电子,化合价降低,发生了还原反应。
五条基本规律/氧化还原反应
编辑
一、守恒律化合价有升必有降,电子有得必有失,对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数与得电子总数相等。
从还原剂转移到氧化剂示意图图册
二、强弱律较强氧化性的氧化剂和较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性氧化产物。
应用:
在适宜的条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质,亦可用于比较物质的氧化性或还原性的强弱。
三、先后律一种氧化剂(或还原剂)同时和多种还原剂(或氧化剂)相遇时,总是依还原性(或氧化性)强弱顺序先后去氧化还原剂(或去还原氧化剂)。
四、价态律:
元素处于最高价,只有氧化性(如Fe3+);
元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-等);
元素处于中间价态,既有氧化性又还有性,但主要呈现一种性质(如Fe2+以还原性为主)。
物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。
判断物质的氧化性或还原性。
五、转化律:
氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;
同种元素不相邻价态之间若发生反应,元素的化合价只相靠不交叉;
同种元素,相邻价态之间不发生氧化还原反应。
分析判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。
反应实验/氧化还原反应
实验目的
1.了解原电池的装置以及浓度对电极电势的影响(Nernst方程式)。
2.熟悉常用氧化剂和还原剂的反应。
3.了解浓度、酸度对氧化还原反应的影响。
实验内容
(一)原电池电动势的测定
实验示意图图册
影响氧化还原反应的因素
/氧化还原反应
1、浓度对氧化还原反应的影响
4HNO3(浓)+Zn=
Zn(NO3)2
+2NO2+H2O
10HNO3+4Zn=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
气室法检验NH4+:
NH4++OH-=NH3+H2O
酚酞试纸显红色
注意1:
不同浓度的硝酸与Zn作用的反应产物和反应速率有何不同?
注意2:
NH4+的检验方法
气室法:
用两块干燥、洁净的表面皿(一大一小),在大的一块表面皿中心放3滴6molL-1的NaOH溶液,混合均匀。
在小的一块表面皿中心粘附一小条润湿的酚酞试纸,盖在大的表面皿上形成气室。
将此气室放在水浴上微热2min,酚酞试纸变红,表示存在NH4+。
Nessler试剂:
用Nessler试剂(K2[HgI4]的KOH溶液),现象:
从红棕色到深褐色的沉淀。
干扰:
如果试液中含有Fe3+、Co2+、Ni2+、Cr3+、Ag+、S2-等,会干扰NH4+的鉴定。
清除干扰的方法:
可在试液中加碱,使逸出的氨与滴在滤纸条上的Nessler试剂反应,观察现象。
2、介质对氧化还原反应的影响
(1)介质对氧化还原反应方向的影响
IO3-+6H++5I-=3I2+3H2O
3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O
(2)介质对氧化还原反应产物的影响
H2SO4介质紫红色褪去2KMnO4+3H2SO4+5Na2SO3=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O
示意图图册
中性水介质出现棕黑色沉淀2KMnO4+H2O+5Na2SO3=2MnO2+3Na2SO4+2KOH
NaOH介质绿色2KMnO4+2NaOH+Na2SO3=2Na2MnO4+K2SO4+H2O
表示方法/氧化还原反应
双线桥法
用于表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况
标出各发生氧化还原反应的元素的氧化数。
画出如右图所示的线,其中一条由氧化剂中氧化数降低的元素指向还原产物中的相应元素,另一条线由还原剂中氧化数升高的元素指向氧化产物中的相应元素。
标出“失去”或“得到”的电子数,格式为“得/失
发生氧化还原反应的原子数×
单位原子得失的电子数"
。
单线桥法
用于表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况
用一条如右图所示的线连接方程式左边的氧化剂与还原剂,箭头由失电子的还原剂指向得电子的氧化剂
标出电子转移的数量,格式为“发生氧化还原反应的原子数×
单位原子转移的电子数"
氧化-还原半反应式
为了将氧化还原反应与电子得失相联系起来,并简化研究,可以将氧化还原反应拆成两个半反应。
于是所有氧化还原反应便可以表述为两个半反应的加和[5]。
例如有半反应:
将所有半反应根据统一规定来改写,便成为氧化-还原半反应式,其书写有以下要求:
反应式的左边总是氧化型物质(元素的氧化数高的物质),右边总是还原型物质(元素的氧化数低的物质)。
反应中的得失电子数在反应式左边写出,用+/e-表示;
半反应式必须配平;
在溶液中,物质须写成在此溶剂中的主要存在形态,例如水中,强酸需要写成酸根的形式;
反应式中有且仅有一种元素的氧化数可以发生改变。
半反应式从左到右,是氧化剂得到电子,生成其共轭还原剂的过程,即还原反应;
从右到左,是还原剂得到电子,生成其共轭氧化剂的过程,即氧化反应。
半反应中的氧化型物质与还原型物质互称共轭氧化剂/还原剂,这种反应关系则被称为氧化还原共轭关系。
通常可以使用氧化还原反应电对来表示一组共轭的氧化还原剂,例如MnO4-/Mn2+,其左边为氧化型物质,右边为还原型物质。
半反应式中,氧化数未发生改变的元素被称作非氧化还原组分,酸碱组分、沉淀剂、络合剂等一般都属于这一范畴。
举例/氧化还原反应
燃烧
燃烧是物质迅速氧化,产生大量光和热的过程,其本质是一种剧烈的氧化还原反应。
酒精测试
K2Cr2O7是一种橙红色具有强氧化性的化合物,当它在酸性条件下被还原成三价铬时,颜色变为绿色。
据此,当交警发现汽车行驶不正常时,就可上前阻拦,并让司机对填充了吸附有K2Cr2O7的硅胶颗粒的装置吹气。
若发现硅胶变色达到一定程度,即可证明司机是酒后驾车。
这时酒精被氧化为醋酸:
工业炼铁
这个反应中,Fe2O3中的铁由Fe(III)变为Fe(0)(氧化数降低,为氧化剂),而CO中的碳由C(II)变为C(IV)(氧化数升高,为还原剂)。
复分解反应
大多数无机复分解反应都不是氧化还原反应,因为这些复分解反应中的离子互相交换,不存在电子的转移,各元素的氧化数没有变化。
基本操作/氧化还原反应
1.原电池的组装与测试(正负极勿连错)
2.NH4+的检验方法
注意事项
1、KMnO4+NaOH+Na2SO3实验时,Na2SO3用量不可过多,否则,多余的Na2SO3会与产物Na2MnO4生成MnO2;
2、废液倒入废液桶中;
3、涉及浓硝酸,浓盐酸,溴水、氯水等刺激性操作应在通风橱内操作;
4.安全
氧化还原方程式的配平/氧化还原反应
电子守恒法
1、配平原理
发生氧化还原反应时,还原剂失去电子、氧化剂得到电子。
因为整个过程的本质好比是还原剂把电子给了氧化剂,在这一失一得之间,电子守恒。
故根据还原剂失去电子的数目和氧化剂得到电子的数目相等,结合二者化合价的改变情况,可以分别把氧化剂、还原剂的计量数计算出来,这样整个氧化还原反应就顺利配平了。
2、方法和步骤
①标出发生变化的元素的化合价,并确定氧化还原反应的配平方向。
在配平时,需要确定先写方程式那边物质的计量数。
有时先写出方程式左边反应物的计量数,有时先写出方程式右边生成物的计量数。
一般遵循这样的原则:
自身氧化还原反应→先配平生成物的计量数;
部分氧化还原反应→先配平生成物的计量数;
一般的氧化还原反应→既可先配平生成物的计量数,也可先配平反应物的计量数。
②列出化合价升降的变化情况。
当升高或降低的元素不止一种时,需要根据不同元素的原子个数比,将化合价变化的数值进行叠加。
③根据电子守恒配平化合价变化的物质的计量数。