第3节 氧化剂和还原剂(第2课时)
白少伟 山东省泰山中学
一、教材分析
(一)本部分内容地位、作用分析
通过本节课的学习,同学们可以理解氧化还原反应的概念、特征、反应实质,氧化剂和还原剂、氧化性和还原性、被氧化和被还原、氧化产物和还原产物等内容,对于化学反应的规律的认识,将从初中的四大反应类型的形式认识上升到物质间反应有无电子转移的本质认识,实现从简单到复杂、从表象到本质的认识飞跃。学好了这一部分内容,就等于抓住了元素化合物学习的纲,或者说脉络,使学习得以事半功倍;而这一部分也是高考的必考内容,是高考试题中的亮点、热点、拔高点。
(二)知识脉络
本节教材主要介绍氧化还原反应的知识,从物质在化学反应中所起的作用的角度引出氧化剂和还原剂,以铁及其化合物为例,应用氧化还原反应的知识,研究物质的氧化性和还原性。
在第一部分内容中,教材从分析初中熟悉的化学反应中元素的化合价有无变化入手,引入了氧化还原反应的概念;通过锌与硫酸铜溶液反应的实验“活动·探究”,使学生理解氧化还原反应的实质是电子转移,联系生活、生产实际,了解氧化还原反应对人类社会的利弊。
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,直接定义了氧化剂和还原剂的概念;通过讨论物质所含元素化合价,可推断该物质的氧化性和还原性,并通过KMnO4与KI反应进行验证;最后介绍常见的氧化剂和还原剂。
第三部分内容通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”实验探究活动,意在引导同学们灵活应用氧化还原反应的原理,分析具体的“铁及其化合物”的氧化性和还原性,使学生掌握铁及其化合物的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识,这也体现了编写者所倡导的“学以致用”的教学理念。
(三)本节课知识框架
1.氧化还原反应对立统一关系的两条线:
反应物 反应物性质 实质 元素(判断依据) 反应过程 生成物
还原剂 → 还原性 → 失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 氧化产物
氧化剂 → 氧化性 → 得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 还原产物
2.氧化性、还原性的判断依据:据化合价
(1)判断物质有无氧化性或还原性 口诀:高价氧化低价还、中间价态两边转
(2)判断物质氧化性或还原性的强弱
对于如下某一具体反应:氧化剂+ 还原剂===氧化产物+还原产物,必有:
氧化性 氧化剂>氧化产物
还原性 还原剂>还原产物
3.中学常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂主要有:活泼的非金属单质(如O2、Cl2、Br2)、含活泼非金属单质的高价态含氧酸(如浓硫酸、硝酸等)、上述含氧酸的盐和不活泼金属的高价态盐(如酸性高锰酸钾溶液、氯酸钾、氯化铁等)
常见的还原剂主要有:活泼的金属单质(如钠、钾、镁、铝)、某些非金属单质(如碳单质、氢气)、含有较低价态的元素的氧化物和盐(如一氧化碳、二氧化硫、碘化钾、硫酸亚铁等)
(四)新教材的主要特点:
1、新教材注意以生动的语言、严密的逻辑推理、严格把握教学的深广度,注意突出重点,分散难点,教材不要求补充氧化产物和还原产物的概念,不要求用“双线桥”法表示电子转移的方向和数目,不要求氧化还原反应方程式的配平。
2、重视化学实验的作用。教材收集一些典型有效的实验来描述氧化还原反应等化学概念和原理,加强教学的直观性,例如,采用酸性高锰酸钾溶液与碘化钾溶液的反应,通过溶液的颜色变化,较好的突破了几组核心概念的教学。
3、重视概括和归纳方法的运用。教材在这一部分的最后,使用了简短的文字,概括、归纳了中学化学中的常见氧化剂和还原剂,对下一步的教学具有提纲挈领作用,对培养学生的概括、归纳能力有很好的示范作用。
二.教学目标
(一)知识与技能目标
1、通过对一些化学反应的“交流·研讨”活动,使学生能从化合价变化和电子转移认识并建立氧化剂、还原剂的概念。初步了解化合价与氧化剂、还原剂关系的一般规律。
2、掌握用化合价的变化或电子转移来判断反应类型是否是氧化还原反应。能用化合价的变化或电子转移来判断氧化剂、还原剂,根据元素的化合价推断物质的性质。
(二)过程与方法目标
1、通过引导学生对氧化还原反应的学习,使学生学会怎样从特殊到一般规律,再从一般规律到特殊的认识问题的科学方法。
2、通过引导学生对氧化剂和还原剂这一矛盾体的学习,初步培养学生能用对立统一的观点分析问题的意识。
3、通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
(三)情感态度与价值观目的
1、通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”活动,激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣。
2、通过“酸性高锰酸钾溶液与碘化钾溶液的反应现象”实验探究活动,培养学生严谨认真的科学态度和精神。
3、联系生活、生产实际,初步了解氧化还原反应对人类社会的利弊。
三、教学重点、难点
(一)知识上重点、难点
1、认识并建立氧化还原反应的概念,理解氧化还原反应的本质是电子转移。
2、认识并建立氧化剂、还原剂的概念,能根据元素的化合价预测物质的性质。
(二)方法上重点、难点
“酸性高锰酸钾与碘化钾反应”实验探究方案的设计和分析,培养用“三点(两端和中间)化合价”原理预测和验证物质的氧化性和还原性的科学方法。
四、教学准备
(一)学生准备
1、复习上节课有关氧化还原反应的定义、特征和实质,梳理回顾氧化反应和还原反应的定义。
2、预习52页“交流·研讨”,思考 同一页面的实验方案和实验现象,讨论如何判断物质的氧化性和还原性。
(二)教师准备
教学媒体、课件;
开展实验“酸性高锰酸钾溶液与碘化钾溶液的反应”。
五、教学方法
问题推进法、实验探究法
六、教学过程
第2课时 氧化剂和还原剂
【复习归纳】(多媒体展示 同学完成)
化学反应分为非氧化还原反应和氧化还原反应两大类,其中,后一类反应中,参与反应的两方,一方,失去电子,被氧化,表现出还原性;而另一方,得到电子,被还原,表现出氧化性。
【交流·研讨】(师生互动,)
教材52页的交流研讨1和2。
【新课导学】(多媒体展示 同学回答)
氧化剂和还原剂
氧化剂是在氧化还原反应中, 的反应物(或者是在反应中得到电子的反应物),还原剂是指在氧化还原反应中, 的反应物(或者是在反应中失去电子的反应物),
氧化性与还原性
氧化剂具氧化性,该性质的具体表现是在反应过程中得到电子;
还原剂具还原性,该性质的具体表现实在反应过程中失去电子。
【概括归纳】(多媒体展示 同学回答)
氧化还原反应对立统一关系的两条线:
反应物 反应物性质 实质 元素(判断依据) 反应过程 生成物
还原剂 → 还原性 → 失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 氧化产物
氧化剂 → 氧化性 → 得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 还原产物
【活学活用】
分析教材52页的交流研讨,找出属于氧化还原反应的各个反应的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;
请你举出符合下列要求的氧化还原反应:
(1)氧化剂与还原剂不同,氧化产物与还原产物也不同;
(2)氧化剂与还原剂相同,但氧化产物与还原产物不同;
(3)氧化剂与还原剂不同,但氧化产物与还原产物相同;
(4)氧化剂与还原剂相同,但氧化产物与还原产物不同。
3.氧化性与还原性有无的判断
【实验现象投放】(教师)
向紫色的酸性高锰酸钾中滴加无色的碘化钾溶液,观察溶液颜色的变化:
【引导学生观察、回答,探究原因】:可以看到,溶液由紫色变为棕黄色。这是因为生成了碘单质和锰离子(Mn2+)。
【教师提问】:请你分析该反应的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物:
【学生回答、教师点拨】:该反应的氧化剂是高锰酸钾、还原剂是碘化钾,氧化产物是碘单质,还原产物是硫酸锰(或锰离子)。
【教师提问】:同学们能否从化合价的角度,分析其中的反应物所担负的角色或任务吗?
【学生交流、探究、教师巡视、指导、点拨】
【追根探源】(主要学生来完成):
上述反应中,高锰酸钾中的锰元素的化合价已经达到了+7价,这是最高的化合价了,因为锰单质本身的失电子能力就不很强(或锰单质的活泼性不很强),处于现在(+7价)的状态下,必然有很强的得电子能力(即强的氧化性);而另一反应物碘化钾,其中的碘元素的化合价是-1价,碘原子的最外层已经多得了一个电子,达到了8个,所以在遇到更强的得电子能力的物质时,碘离子(或碘化钾)就把多余的一个电子转给了高锰酸钾中缺电子的锰,体现了碘化钾的还原性。
【教师启发】同学们能否据此提出一个判断物质是否具有氧化性或还原性的依据?
【同学回答】:据物质中有关元素的化合价,若化合价达到最高化合价时,不能再失了,只有氧化性;若化合价达到最低化合价时,就不能再得了,只有还原性;若化合价是该元素的中间化合价,则就既可以得电子,表现氧化性,也可以失电子,表现还原性。
【规律概括】(师生共同完成、并多媒体展示):高价氧化低价还,中间价态两边转。
【教师提问】我们已经知道了如何判断某种物质是否具有氧化性或还原性,我们又如何判断物质氧化性或还原性的强弱呢?
【多媒体展示】:以我们刚才所遇到的反应为例:
氧化剂(高锰酸钾)+ 还原剂(碘化钾)===还原产物(Mn2+)+ 氧化产物(I2)
【教师启发、提问】:
上述反应所生成的还原产物(Mn2+)有还原性,氧化产物(I2)有氧化性,那它们能否通过反应,重新变为反应物呢?
【学生讨论、探究、教师巡视、指导】
【原因探究】(学生回答):这是因为氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性强,还原剂的还原性比还原产物的还原性强,才使反应正向进行,而不能反过来进行。
【形成规律】:(多媒体投放)
判断物质氧化性或还原性的强弱依据:
对于如下某一具体反应:氧化剂+ 还原剂===氧化产物+还原产物,必有如下结论成立:
氧化性 氧化剂>氧化产物
还原性 还原剂>还原产物
【指导阅读】通过刚才的学习,我们已经知道了如何判断物质是否具有氧化性和还原性,以及判断氧化性或还原性的强弱,那么,在中学化学中,常见的氧化剂和还原剂都有哪一些呢?
【学生阅读教材、归纳】:(多媒体投影)
中学常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂主要有:活泼的非金属单质(如O2、Cl2、Br2)、含活泼非金属单质的高价态含氧酸(如浓硫酸、硝酸等)、上述含氧酸的盐和不活泼金属的高价态盐(如酸性高锰酸钾溶液、氯酸钾、氯化铁等)
常见的还原剂主要有:活泼的金属单质(如钠、钾、镁、铝)、某些非金属单质(如碳单质、氢气)、含有较低价态的元素的氧化物和盐(如一氧化碳、二氧化硫、碘化钾、硫酸亚铁等)
【典例精析】
例1.判断下列说法正确的是( )
A. 金属单质在化学反应中只作还原剂
B. 非金属单质在化学反应中只作氧化剂
C. 被氧化的是氧化剂,被还原的是还原剂
D. 失电子的反应是氧化反应,失电子的物质是氧化剂
【解析】:金属单质的化合价价为0,是最低化合价,因此在反应中只能做还原剂,A对;非金属单质如氢气很多情况下都做还原剂,B错;被氧化的是还原剂,被还原的是氧化剂,C错;失电子的反应是氧化反应,失电子的物质是还原剂,D错。选A。
例2.氢化钙(CaH2)常作生氢剂,其中氢元素呈-1价,与水反应的化学方程式为:CaH2 +
2H2O ===2Ca(OH)2 + 2H2 ↑,其中水是( )
A. 还原剂
B. 氧化剂
C. 既是氧化剂又是还原剂
D. 既不是氧化剂又不是还原剂
【解析】氢化钙中的氢元素呈-1价,是最低化合价,水中的氢元素呈+1价,是最高化合价,两者发生反应时,氢化钙是还原剂,水是氧化剂。选B。
【课堂练习】
1.下列微粒:Zn、Cl-、H+、O2,在反应中能得到电子的是 ,表现出 性,在反应中做 剂;具有还原性的微粒是 ,它们在反应中发生的是 电子(填“得”或“失”)的 反应(填“氧化”或“还原”).
2.(2007年山东卷)氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2 + 2NH3 ===N2 + 6
HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A. 若管道漏气遇氨就会产生白烟
B. 该反应利用了氯气的强氧化性
C. 该反应属于复分解反应
D. 生成1molN2有6mol电子转移
【小结】综合得出如下的氧化还原反应对立统一关系的两根推断线:
实质 元素(判断依据) 反应过程 反应物 反应物性质
失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 还原剂 → 还原性
得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 氧化剂 → 氧化性
【作业】课本57至58页“练习与活动”1、、2、3题。
【课后反思】例2中的氧化还原反应是发生在同一元素不同价态微粒之间的氧化还原反应,这对于很多同学来说,理解起来较困难,教学中,我可以再给学生补充介绍教材88页上的最后一个反应,以增加学生这方面的知识积累。探究铁及其化合物的氧化性和还原性
山东省泰山中学 董梅
【教学目标】
知识目标:
1.掌握铁及其化合物的氧化性和还原性。
通过探究实验进一步理解氧化还原反应的相关知识。
过程与方法目标:
1.通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”探究实验,学生学会用氧化还原反应原理。
2.预测和验证未知物性质的科学方法。
情感态度价值观目标:
1. 体会氧化还原反应的普遍存在,并能举例说明生活、生产中常见的氧化还原反应。
2. 通过了解铁与人体健康的内容,知道化学无处不在,并且能更好地为人类服务。
【教学难点】Fe、Fe2+、 Fe3+之间的相互转化。
【教具准备】多媒体课件,Fe粉、铜粉、锌粉、稀硫酸、稀FeCl2溶液、稀FeCl3溶液、高锰酸钾溶液、新制氯水、硫氰酸钾溶液、氢氧化钠溶液,试管等。
【学具准备】学案、记录本等
【教学过程】
[引入] 我们知道,哪里有物质,哪里就有化学,可以说化学无处不在,生活中处处存在化学。缺铁性贫血是体内铁的储存不能满足正常红细胞生成的需要而发生的贫血,我国平均缺铁性贫血发生率为20.1%,儿童为31%,孕妇为29%,全国约有2亿人口患缺铁性贫血。口服硫酸亚铁是一种经济高效的治疗手段。市场上铁锅做的广告中讲到“使用铁锅有利于补铁”的说法是不是科学呢?世界上每年有大约占年产量1/4的铁生锈而被废弃,造成很大的浪费,这些生锈的铁还有用吗?
相信同学们学了今天的内容,很快就知道答案。那除了上面列的这些含铁的物质外,我们还知道哪些物质中含铁元素?(铁单质、Fe2O3、Fe(OH)3 、FeCl2、FeCl3等)。在这些化合物中,铁元素的化合价各为多少?从价态考虑,铁元素主要分为三类:0、+2、+3,这几种价态铁元素的氧化性、还原性如何?这也就是我们今天要学习的内容。
[板书] 第二章 第3节 三、探究铁及其化合物的氧化性和还原性
我们从中选出几个代表性物质来进行探究,下面就以Fe、FeCl2、FeCl3为例探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
[讲述] 同学们先回顾一下研究物质性质的基本程序:
[板书] 观察外观 → 预测性质 → 实验方案 → 实验观察 → 结论解释
[实物展示] 展示Fe、FeCl2、FeCl3试剂
[提问] 它们的外观分别是怎样的?有什么共同点和不同点?
[学生回答]
[讲述] 不同点除了这些,还有什么不同呢?现在请同学们取2只试管分别加入FeCl2溶液、FeCl3溶液,再分别滴加KSCN溶液,观察现象有什么不同
[学生实验]
[小结] 大家可以看到Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色,这个实验非常灵敏,因此我们可以用KSCN溶液来鉴别Fe3+和Fe2+。
[提问] 根据前面氧化还原反应的知识,请同学们对这三种物质的氧化性和还原性进行预测
[学生] 预测与假设
[板书] 具有氧化性的物质:FeCl3
具有还原性的物质:Fe
既有氧化性又有还原性的物质:FeCl2
[过渡] 预测完后我们下一步该怎么做?
[讲述] 下面就通过实验来验证你们的预测是否正确?怎么来验证?现在实验桌上都放有一组试剂(铁粉、稀硫酸、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、稀硝酸、Zn、Cu),请同学们先对它们进行分类。
具有氧化性的试剂:
具有还原性的试剂:
[学生汇报]
[老师点评]
[讲述] 现在要求大家利用这些试剂来设计实验方案,把可行的方案填写在报告纸上。
[学生的方案投影]
[师生共点评]
[过渡] 大家可以看到,方案很多,今天我们每类探究中只选择一种有代表性的方案来进行实验。下面,请同学们分组并按要求来实验,验证刚才的预测,在实验时,认真记录实验现象,并多思考为什么?
序号 实验目的 实验方案 实验步骤
1 探究FeCl3的氧化性 FeCl3 + Cu (粉) →
2 探究Fe 的还原性 Fe + 稀硫酸→
3 探究FeCl2的氧化性 FeCl2 + Zn(粉) →
4 探究FeCl2的还原性 FeCl2 + 氯水→
[学生实验]
学生实验过程,老师视察并予以适当的指导,同时向学生灌输实验安全意识。
[学生汇报] 各组代表带着实验结果到讲台前面汇报实验现象和结论。
[师生共点评]
[板书] 随着学生的汇报,老师进行点评并依次板书相应的结论及方程式。
对FeCl3氧化性的探究:
FeCl3 + Cu 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
现象:Cu粉溶解,溶液变成蓝绿色。
结论:FeCl3具有氧化性
对Fe还原性的探究:
Fe + 稀硫酸 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑
现象:Fe粉溶解,产生气体。
结论:Fe 具有还原性
对FeCl2氧化性的探究:
FeCl2 + Zn FeCl2 + Zn = ZnCl2 + Fe
现象:Zn粉溶解,析出Fe,溶液褪色。
对FeCl2还原性的探究:
FeCl2 + 氯水 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
现象:溶液变成黄色。
结论:FeCl2既有氧化性又有还原性
[小结] 刚才我们对Fe、FeCl2、FeCl3的氧化还原性质进行了探究实验并得到相应结论,现在我们再回头看一下最初的预测和假设,通过这个实验探究有没有得到验证?现在请同学们把各反应的离子方程式写出来。其实在这三种物质中真正导致氧化还原性的是铁元素的化合价。我们再回到课前的那个问题,为什么补铁要补Fe2+?请同学阅读56页-----身边的化学。
中国疾病预防控制中心目前在全国进行推广含铁量很高的铁强化酱油,把人体容易吸收的铁加了进去,在烹饪时一天只需用一勺,就能够补充人体所需的一半的铁量,然后另外一半来自日常饮食就可以了,包括多吃红枣、樱桃等。
[提问] 从这个探究活动,我们可以得到什么结论呢?(不同价态的铁元素之间可以进行相互转化,发生氧化还原反应)
[板书] Fe三角
[迁移·应用]
利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板,你知道其中的道理吗?请写出有化学方程式
在FeSO4溶液里为什么要加一些铁钉或铁粉,你知道其中的道理吗?请写出有关方程式
3. 铝热反应后的产物中有铁单质、铝单质、氧化铁和氧化铝等物质,请设计合理的方案验证混合物中所含铁元素的价态。
4. 假设把铁锈收集起来,你能否设计出利用简单的原料制备硫酸亚铁的方法?
【课后反思】
本节化学教学案例的设计结合本校学生的实际情况,针对学生感兴趣的生产生活中的一些实际问题展开教学。首先提出生活中“缺铁性贫血”和“补铁”的问题,然后给学生一些资料,说明补铁需要的是“二价铁”,自然引出铁的三种价态的“能否相互转化”的问题。
在教学案例的设计过程中,教师重视学生的自主、合作和探究过程,提供了充足的实验用品,同时,注意宏观调控学生的活动,让学生首先讲出自己的实验设计思路,大家共同讨论实验的可行性,然后再动手实验。这样就保证了学生既能够尽可能地发散思维,又不至于盲目地进行实验。
整个教学过程以提出问题(补铁)--鉴别两种铁离子--两种铁离子的相互转化--铁的三种价态的转化关系(铁三角)—-补铁的合理方案。教学设计体现了化学“从生活中来,到生活中去”的学科实用性的特点,提高了学生的学习兴趣,同时培养了学生分析问题、思考和解决问题的能力,而不仅仅是为了传授课本知识,切实符合新课程改革“培养学生能力”的要求。氧化剂 还原剂
泰山中学齐晓勤
教学目标:
1、了解氧化反应、还原反应、氧化还原反应、被氧化、被还原、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等基本概念
2、认识氧化还原反应的基本规律,了解判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法;
3、初步学会氧化还原反应的有关规律解决实际问题,能根据氧化还原反应方程式判断物质氧化性、还原性的强弱
过程与方法
1、 经历对氧化还原反应探究的过程,理解科学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力.
能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神.
情感 态度和价值观
发现学习化学的兴趣,乐于探究氧化还原反应的奥秘,体会科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙和和谐.
树立辩证唯物主义的世界观,培养求真务实,勇于创新,积极实践的科学态度.
重点难点
1、氧化还原反应的基本规律
2、判断物质氧化性、还原性强弱的一般方法
教学过程
[新课导入] 上一节课我们已经从得氧和失氧的角度与化合价变化的角度分别研究了氧化还原反应,并且知道了氧化还原反应的特征就是----化合价的变化.那么这节课我们从本质上再来深入研究氧化还原反应.
[板书] 氧化还原反应
[复习] 现在同学们判断一下以下反应是否是氧化还原反应
请判断下列反应是否是氧化还原反应
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
2KClO==2KCl+3O2↑
2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑
NaOH+HCl==NaCl+H2O
BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl
[点评] (请问学生,并强调从化合价的变化上来判断)
[设疑] 那么在氧化还原反应中,化合价发生升降的本质原因是什么呢 接下来我们从电子的角度上来研究一下.
[板书] 三.、从电子的角度上来分析:
[教学推进] 好,大家看看黑板上的两个反应: 2Na+Cl2==2NaCl;H2+Cl2==2HCl.它们有没有是氧化还原反应呢
[过渡]是氧化还原反应.那么我们从电子的角度上看看.请同学们写出Na ,Cl和氢的电子示意图.(可以请三位同学上黑板上些出来)
生:写 Na Cl H2
金属Na与Cl2反应
被破坏 失去e
金属Na Na原子 Na+
被破坏 得到e NaCl晶体(电子得失)
Cl2 Cl原子 Cl-
H2 和 Cl2反应
被破坏 共用电子对
H2 H原子 电子对偏移 + _
被破坏 HCl (电子偏移)
Cl2 Cl原子
(根据以上板书,对氧化还原反应的本质进行探究)
[解释] Na和Cl2在反应的过程中, Na的最外层电子只有一个,极易得到一个电子达到8电子的稳定结构,Cl最外层有7个电子,在反应的过程中极易得到一个电子达到8电子的稳定结构.所以在一定的条件下, Na给出一个电子给Cl,大家都达到8电子的稳定结构.所以反应之后Na有0价升高到+1价,而Cl就由0价降到-1价.所以在反应的过程中,化合价发生变化的根本原因是由于----电子的得失.
H2和Cl2 反应的过程中,H最外层K层只有一个电子,极易得到一个电子达到2个电子的稳定结构. Cl同样也极易得到1个电子达到8电子的稳定结构,它们都极易得到,但得到电子的能力大小差不多,因此在一定的条件下,它们各给出一个电子,形成一对电子对共用.这样它们都达到了各自的稳定结构,形成了HCl.由于Cl吸引电子对的能力比H的强.所以电子对偏向Cl使化合价由0价降为-1价,H由0价升为+1价,所以电子对的偏移导致了化合价的升降变化.
从中我们可以知道,氧化还原反应的本质是-----电子的转移(电子得失或电子偏移)
[板书] 氧化还原反应的本质—
[过渡] 我们从总体上来看看氧化还原反应中价态和电子转移的关系.
得e 化合价降低 发生还原反应
还原产物
: CuSO4 +Fe==== Cu +FeSO4.
氧化剂 还原剂 氧化产物
失e 化合价升高 发生氧化反应
[解释] 在反应的过程中, Cu得到2个电子由+2价降到0价,化合价降低.发生了还原反应;Fe失去电子,化合价升高,发生了氧化反应.在反应的过程中,得到电子化合价降低的物质,我们称之为氧化产物.而相对应生成的物质我们称之为还原产物;所以CuSO4为这个反应的氧化剂, Cu为还原产物.相反,失去电子化合价升高的反应物,我们称之为还原剂.相对应的生成物我们称之为氧化产物. Fe为反应的还原剂. FeSO4.为氧化产物.
[过渡] 在氧化还原反应中,那么多的新的概念,比较难记.现在我们以一条公式来表示:
[板书]
得e 化合价↓ 发生还原反应
氧化剂 + 还原剂 ====== 还原产物 + 氧化产物
失e 化合价↑ 发生氧化反应
[过渡] 那么多新得名词,我们可以根据记忆口诀来记.
[板书] 记忆口诀:升失氧化还原剂→氧化产物
降得还原氧化剂→还原产物
( 根据上面公式解释记忆口诀)
[板书] 四、氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱比较
1、根据金属活动顺序表
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ H+ Cu2+ Ag+
2、根据化学方程式判断:
得e 化合价↓ 发生还原反应
氧化剂 (氧化性)+ 还原剂(还原性 )====== 还原产物 + 氧化产物
失e 化合价↑ 发生氧化反应
氧化性:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性:还原剂的还原性>还原产物的还原性
3、根据氧化还原反应进行的难易(反应条件)的不同
[师生互动] 下面三种方法均可以制得Cl2
MnO2+4HCl(浓)△〓MnCl2+Cl2+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O
O2+4HCl(浓) 2H2O+2Cl2
三种氧化剂由强到弱的顺序是
4、根据被氧化或被还原程度
[师生互动]:根据反应Fe+2HCl==FeCl2+H2 2Fe+3Cl2△〓2FeCl3 ,
氧化性 >
待学习的深入,我们还得将进一步完善。
[阅读与理解]
五、氧化还原反应的运用
1、制备某些物质
实验室制备氧气、氢气等。
工业上用还原剂冶炼金属。
2、用强氧化剂Cl2、ClO2等进行小型水厂、游泳池水、医院污水、工业污水的处理,即利用强氧化剂进行消毒、杀菌。
3、燃料的燃烧,提供热能等。
4、化学电源的研制、开发及合理利用。
5、电镀以防止金属的腐蚀。
另外有些氧化还原反应会对人类带来危害,例如:易燃物的自燃、食品的腐败、钢铁的锈蚀等。我们运用化学知识来防止这类氧化还原反应的发生或减慢其进程。
[回顾与总结]六、氧化还原反应的重要规律
(一) “两强两弱”规律
对于自发的氧化还原反应(除高温、电解条件),总是强氧化性物质和强还原性物质反应生成弱氧化性物质和弱还原性物质。即氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
(二) “高氧、低还、中兼”规律
对于同种元素不同价态的原子而言,最高价态只具有氧化性,最低价态只具有还原性,中间价态既具有氧化性又具有还原性。
例如:S元素
化合价 -2 0 +4 +6
代表物 H2S S SO2 H2SO4(浓)
S元素的性质 : 既有氧化性又有还原
(三) “单强离弱、单弱离强”规律
1、 金属单质的还原性越强,对应阳离子的氧化性越弱;反之金属单质的还原性越弱,对应阳离子的氧化性就越强。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sb Pb (H) Cu Hg Ag
还原性逐渐减弱
K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+Fe3+Ag+
氧化性逐渐增强
2、 非金属单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱;反之非金属单质的氧化性越弱,对应阴离子的还原性就越弱。
F2 (O2) Cl2 Br2 I2 S F- (OH-) Cl- Br- I- S2-
氧化性逐渐减弱 还原性逐渐增强
利用此规律可比较微粒氧化性、还原性的相对强弱
[练习] 写出下列方程式中的氧化剂和还原剂
(1) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
(2)Cl2+H2O=HCl+HClO
(3)2H2S+SO2=3S+2H2O
(4)6HCl+KClO3=KCl+3Cl2 ↑ +3H2O
(5) H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O
(四) “价态归中,互不交叉”规律
“价态归中”是指同种元素不同价态原子间发生氧化还原反应,总是从高价态与低价态反应后生成中间价态的物质 。
例如: 2H2S+SO2=3S+2H2O
S元素的化合价从-2价和+4价归中到0价
“互不交叉”是指:若反应后生成多种中间价态的产物,则遵从邻近变价,互不交叉的原则。
例如:
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,
S元素的化合价应从-2价变化为0价,从+6价变化为+4价。而不能认为是从-2→+4价,+6→0价。
因此:1、利用此规律可准确确定氧化产物和还原产物。
2、 可判断同种元素不同价态的原子间能否发生氧化还原反应。若有中间价态,则可能发生氧化还原反应,若无中间价态,则不能发生氧化还原反应。
例如:SO2与H2SO4(浓)之间,Fe2+与Fe3+之间,由于无中间价态而不能发生氧化还原反应。
(五) “强易弱难,先强后弱”规律
“强易弱难”是指:同一氧化剂(或还原剂)同时与不同还原剂(或氧化剂)反应,当还原剂(或氧化剂)的浓度差别不大时,总是先与还原性(或氧化性)强的反应,然后再与弱的反应。
例如:将Fe粉放入盛有AgCl和CuCl2的混合液中,因为Cu2+的氧化性要比Ag+的氧化性小所以铁尤先置换AgCl中的Ag
(六) “质、电守恒”规律
质: 质量守恒。 电: 电子转移的数目守恒。
即氧化剂得电子的总数目=还原剂失电子的总数目。这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。
[补充练习]
1.金可溶于王水:Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO↑+2H2O,关于上述反应的有关说法错误的是 ( )
A.盐酸作氧化剂 B.HNO3被还原
C.王水有很强的氧化性 D.HAuCl4中Au的化合价为+3价
2.在氧化还原反应3S+6KOH△K2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化与被还原的硫原子个数比为 ( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.3∶2
3.用下列方法均可制得氧气:
(1)
(2)
(3)
(4)
若要制得相同质量的氧气,反应中电子转移数目之比为 ( )
A.3∶2∶1∶4 B.1∶1∶1∶1 C.2∶1∶2∶2 D.1∶2∶1∶1
4.下列微粒中,既有氧化性,又有还原性的是 ( )
A.Mg B.SO2 C.Zn2+ D.HCl
5.下列几个反应的化学方程式:
①2H2S+SO2=3S+2H2O②2KI+Cl2=2KCl+I2③2FeCl2+Cl2=2FeCl3④2FeCl3 +2HI=2FeCl2+I2+2HCl⑤I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI下列物质的氧化性的强弱排列顺序中,正确的是 ( )
A.Cl2>Fe3+>I2>SO2 B.Cl2>I2>Fe3+>SO2
C.Cl2>Fe3+>SO2>I2 D.Fe3+>I2>Cl2>SO2
6.常温下,在下列溶液中发生如下反应:①16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2=2A3++2B-③2B-+Z2=B2+2Z-由此判断下列说法,错误的是 ( )
A.反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行
B.Z元素在①③反应中均被还原
C.氧化性由强到弱的顺序是XO、Z2、B2、A3+
D.还原性由强到弱的顺序是A2+、B-、Z-、X2+
7.在反应3BrF3+5H2O=HBrO3+9HF+Br2+O2↑,若有0.3molH2O被氧化,则被水还原的BrF3的物质的量是 ( )
A.0.15mol B.0.2mol C.0.3mol D.0.4mol
8.在11P + 15CuSO4 + 24H2O = 5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4反应中,氧化剂为 ,还原剂为 。lmol Cu2+能氧化P的物质的量为 mol。探究铁及其化合物的氧化性或还原性
(山东省泰山中学 王庆峰)
教学目标
知识技能
1.掌握铁及其化合物的氧化性和还原性。
2.通过探究实验进一步理解氧化还原反应的相关知识。
过程与方法
1.通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”探究实验,学生学会用氧化还原反应原理。
2.预测和验证未知物性质的科学方法。
情感、态度、价值观
1. 体会氧化还原反应的普遍存在,并能举例说明生活、生产中常见的氧化还原反应。
2. 通过了解铁与人体健康的内容,知道化学无处不在,并且能更好地为人类服务。
教学重点
1. 用氧化还原反应原理预测和验证物质性质的科学方法。
2.实验探究方案的设计。
教学难点
掌握铁各个价态的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识。
教学方法 实验探究法
教学用具 试管架,试管,胶头滴管、烧杯,氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁等等,氢氧化亚铁和氢氧化铁,FeCl2、 FeCl3溶液,药品 多媒体设备
学生用具 试管架,试管,胶头滴管、烧杯,铁粉、FeCl3溶液、稀硝酸,FeCl2溶液,铜片,KSCN溶液、锌片、稀硫酸,氯水
教学过程
教学环节 教学活动 教学目的
复习氧化还原反应的内容投影 我们学习了氧化还原反应和氧化剂、还原剂的基本知识,请大家回忆一下氧化还原反应的实质以及常见的氧化剂和还原剂?学生回答、老师点评补充我们就要运用之前学过的氧化还原知识探究铁及其化合物在一定条件下通过氧化还原反的应相互转化,以及在转化过程中表现出不同的氧化性或还原性。 引出本节课所需用的氧化还原反应的原理.
介绍常见的铁元素教师实物展示 展示氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁等等,氢氧化物有氢氧化亚铁和氢氧化铁。FeCl2、 FeCl3溶液,观察颜色铁元素的存在形态:游离态:陨铁化合态:常见物质见教材51页学生回答、老师点评补充 通过实例了解铁的常见价态有0、+2、+3
探究准备 同学们先回顾一下研究物质性质的基本程序?1.理论上分析下列物质中的铁元素哪些具有氧化性 哪些具有还原性 Fe 、FeCl2、 FeCl32.如何通过实验证明物质具有氧化性或还原性 1、对氧化还原反应的理论应用2、见课本52页方法导引,为学生探究实验做引导
提示信息 请大家注意,设计的反应一定要现象明显。除了观察颜色外,注意用KSCN验证+3价铁离子的方法。 使学生掌握物质颜色的变化可以说明反应发生了的实验方法。
演示实验 ①Fe3+与KSCN溶液混合②Fe2+与KSCN溶液混合 补充Fe3+的其他检验方法。
探究内容 如何用实验来验证我们的预测:即铁具有还原性,Fe2+既具有还原性,又具有氧化性,Fe3+具有氧化性。 引导学生先提出实验方案,然后再做实验
分组实验探究准备的试剂:铁粉、FeCl3溶液、稀硝酸,FeCl2溶液,铜片,KSCN溶液、锌片、稀硫酸,氯水 强调注意事项,分组实验1、证明铁具有还原性(铁与盐酸反应)2、证明Fe2+具有还原性(Fe2+和稀硝酸反应)3、证明Fe2+具有氧化性(Fe2+和锌反应)4、证明Fe3+具有氧化性(与铁、锌反应) 学生实验过程,老师视察并予以适当的指导学生汇报]各组代表带着实验结果到讲台前面汇报实验现象和结论。师生共点评 通过学生自己动手操作,观察实验现象来验证所设计的实验方案
小结以上实验迁移·应用 刚才我们对Fe、FeCl2、FeCl3的氧化还原性质进行了探究实验并得到相应结论,现在我们再回头看一下最初的预测和假设,通过这个实验探究有没有得到验证?现在请同学们把各反应的离子方程式写出来。其实在这三种物质中真正导致氧化还原性的是铁元素的化合价。我们再回到课前的那个问题,为什么补铁要补Fe2+?请同学阅读56页-----身边的化学解释FeCl2溶液的保存通常加入铁粉的原因学生写出利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板的离子方程式 联系所学知识解决实际问题理解为什么在做实验时现用现配制FeCl2溶液
总结提升 从这个探究活动,我们可以得到什么结论呢?(不同价态的铁元素之间可以进行相互转化,发生氧化还原反应)师生互动,共同完成 Fe三角 掌握利用常见的氧化剂和还原剂完成铁元素的不同价态之间的转化关系,特别是它们的离子方程式
作业 习题4氧化还原反应(第一课时)教学案例
泰山中学 韩惠芳
教学目标:
1、通过化学方程式的观察对比,引导学生积极思维,能从化合价升降观点认识氧化还原反应;培养学生观察能力和质疑能力。
2、通过氧化还原反应、氧化反应、还原反应、被氧化、被还原等基本概念的教学,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。
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。
4、通过“学与问”,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。
5、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。
教学重点:从化合价升降角度认识氧化还原反应以及氧化还原反应的本质
教学难点:从化合价升降角度认识氧化还原反应以及氧化还原反应的本质
教学内容与学生活动的框架设计:教师提出问题,学生从化合价升降角度观察化学方程式发现问题→教师讲解氧化还原反应定义、氧化反应、还原反应概念→学生理解后,教师从微观的角度来进一步讲解电子转移与氧化还原的关系,进而揭示氧化还原反应的本质→通过讲解被氧化、被还原的概念引出双线桥的表示法→学生思考学与问中的问题得出氧化还原反应与四个基本反应之间的关系。
教学环节 问题与任务 教师活动 学生活动
引入 通过化学方程式的观察对比,引导学生积极思维,能从化合价升降观点认识氧化还原反应 请同学们观察两组化学方程式,分析它们分类有依据是什么 A组①2Cu+O2加热2CuO②CuO + H2 加热Cu + H2O ③Fe+CuSO4 == FeSO4 + Cu④2H2O电解2H2↑+O2↑⑤3CO+Fe2O3 高温3CO2+2Fe B组①CaCO3高温CaO+CO2↑②NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓③CaO+ H2O==Ca(OH)2④H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4A组的化学反应叫做氧化还原反应B组的化学反应叫做非氧化还原反应凡是有元素化合价升降的化学反应是氧化还原反应,这是氧化还原反应的外部特征,也是判断依据。提问:氧化还原反应中为什么会有元素的化合价的变化? 学生积极思考与交流 学生发现:A组元素化合价有变化(都有单质);B组元素化合价无变化 学生们试着给氧化还原反应下个定义 理解氧化还原反应的外部特征和判断依据。 学生思考与交流
阅读理解氧化还原反应的本质 从电子转移角度进一步理解氧化反应、还原反应、被氧化、被还原的概念理解在理解电子得失、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。 元素化合价的升降与电子转移密切相关。因此,要想揭示氧化还原反应的本质,需要从微观角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系。指导学生阅读P36—37内容,理解氧化还原反应的本质有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应。失去(或偏离)电子的反应叫做氧化反应,被氧化的元素的化合价升高;得到(或偏向)电子的反应叫做还原反应,被还原的元素的化合价降低; 学生从微观的角度来进一步认识电子转移与氧化还原的关系,进而理解氧化还原反应的本质。并试着举出几个例子:Mg+2HCl==MgCl2+H2↑S + O2 加热 SO2 学生体会与交流 练习说明Mg+2HCl==MgCl2+H2↑中, 元素化合价升高,被 (填“氧化”或“还原”),发生 (填“氧化”或“还原”)反应; 元素化合价降低,被 (填“氧化”或“还原”),发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
学与问:氧化还原反应与四个基本反应之间的关系 通过“学与问”,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 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氧化还原反应。你认为这个说法正确吗?请说明你的理由。请同学们观察以上两组化学方程式讨论这种说法对否。 学生思考后,一名学生口答,师生共同评价,得出氧化还原反应与四个基本反应之间的关系: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 学生思考后理解记忆练习
体会与交流 培养学生总结归纳能力 1、氧化反应与还原反应是共存在一个化学反应中的2、氧化还原反应的特征 某些元素的化合价在反应前后发生了变化3、氧化还原反应的本质 学生回顾、识记进而熟练常握理解并掌握:氧化还原反应的判别依据化合价是否发生变化概括:“升—失—氧;低—得—还”
自我评价练习题 巩固所学知识 巩固已有和新学的知识、初步掌握 学生练习、讨论、交流、掌握
教学反思:本节的教学目标是在复习四种基本反应类型以及从得氧、失氧角度划分氧化反应和还原反应的基础上,使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,重在复习归纳初中的化学反应的分类知识,内容少、难度不大,但非常必要。通过对两组反应的讨论,说明初中所学的化学反应的分类不够全面,也不完善,从而转入到从化合价升降和电子得失的角度来介绍氧化还原反应,并从化合价升降的角度引出氧化还原反应的概念,将氧化还原反应扩大到虽没有得氧、失氧关系,但只要化学反应前后元素化合价有升降的反应都属于氧化还原反应。
在教学中,虽然知识简单但课堂上还是不能急于求成,注意做好初高中衔接,教学中适时复习有关化学反应类型的知识,并将常见反应进行归类,使学生大脑中和知识系统化,再通过对某些反应的具体分析,使学生充分认识到化学反应分类知识的多样性、适用性及局限性,从而增加其深入学习的兴趣和欲望,为下节课奠定基础。第二章 第三节 氧化剂和还原剂
第三课时 铁及铁的化合物的氧化性或还原性
山东省泰山中学 杨晓霞
教学目标:
A.知识目标
1.使学生理解亚铁化合物和铁化合物相互转化的原理
2.掌握Fe3+的检验方法
B.能力目标
1.通过“探索研究”培养学生的实验创新能力以及对知识的迁移能力。
2.通过“分组实验”,培养学生动力操作技能以及对实验现象观察、记录、分析的能力。
C.思想目标。
1.通过整堂课的教学,充分调动和发挥主体能动性,使学生体会创造活动的乐趣。
2.通过铁的化合物的相互转化原理的教学,对学生进行内外因辨证关系教育。
教学重点:Fe2+和Fe3+相互转化的原理和条件
教学难点:Fe2+和Fe3+相互转化时氧化剂、还原剂的选择
仪器和教具:多媒体、铁矿石样品、铁粉、稀硫酸、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、稀硝酸、硫氰酸钾、锌片、铜片、试管等。
教学过程:
[引入]多媒体:铁的各种矿石、铁的冶炼、各种铁的合金、铁元素与人体健康、含铁元素丰富的食品等。
[讲述]铁是远古时代就开始被利用的金属。人类最早发现的铁是从天而降的陨铁。铁陨石的含铁量可高达90%以上。地球上的铁多于铜,铁器时代为什么落在铜器时代之后呢?其关键在于炼铁比炼铜更难一些。现在铁的产量仍居统治地位,主要原因是铁可以制成性能各异的合金。铁在地壳中的藏量为4.2%,是仅次于铝的金属。含铁的矿石种类繁多。铁在地壳中的藏量为4.2%,是仅次于铝的金属。含铁的矿石种类繁多。从另一个角度看,生命活动也离不开铁。铁是生命活力之源。缺铁的人应多吃一些含铁的食物。
[设问] 你能说出哪些铁的化合物?请写出常见铁的化合物的化学式,标出铁元素的化合价,并从化合价角度预测哪些物质具有还原性,哪些物质具有氧化性?
[板书]三、探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
[实验准备]
1.金属铁、氯化亚铁、氯化铁三种样品的颜色特征是什么?
2.氯化铁如何检验?氯化亚铁能否与KSCN溶液反应,有何现象?
3.如何证明物质具有氧化性或还原性?
[活动·探究]
1.提出预测与假设(金属铁还原性;氯化亚铁氧化性和还原性;氯化铁氧化性)
2.设计实验方案,可能的方案有:
物质 金属铁 氯化亚铁 氯化铁
预测的性质 还原性 氧化性、还原性 氧化性
实验验证 铁+硫酸、铁+硝酸、铁+氯水 氯化亚铁+锌、氯化亚铁+硝酸、氯化亚铁+氯水 氯化铁+铜、氯化铁+铁、氯化铁+碘化钾
再加入KSCN溶液 再加入KSCN溶液
师生讨论实验方案,对不同的实验方案给予评价。
3.实验过程(要求仔细观察、认真记录实验现象)。
4.实验结论(交流、讨论)。
5.归纳整理(写出反应的化学方程式,用图示的方法总结金属铁、氯化亚铁、氯化铁之间的相互转化关系)。
[质疑]
1.铁有还原性,与硫酸、硝酸反应是生成Fe2+还是Fe3+?
2.Fe3+有氧化性,与铜、锌反应是生成Fe2+还是Fe?
[小结]铁及其化合物的相互转化关系(“铁三角”)。
强氧化剂主要有:Cl2、O2、浓硫酸、硝酸、酸性KmnO4溶液。
[巩固练习]
1.为什么工业上利用氯化铁溶液腐蚀铜箔制印刷线路板?
2.为什么在FeSO4溶液中常常加入铁钉或铁粉?
Fe
Fe2+
Fe3+
弱氧化剂(H+、S、Cu2+、I2、Fe3+)
AI、Zn
强
氧
化
剂
AI、
Zn
剂
化
氧
强
Cu
I-、
H2S、
Fe第2章 第3节 氧化剂和还原剂
第二课时
泰山中学 尹秀贞
一. 教学目的
1. 认识并掌握氧化剂、还原剂的概念,并能根据元素的化合价推断物质的性质
2. 从电子转移的角度分析氧化剂还原剂,并能预测物质的氧化性还原性
二. 教学重点、难点
氧化剂还原剂的概念,从化合价变化的角度认识氧化剂、还原剂
三、教学过程
【回顾】判断下列反应是否是氧化还原反应,并分析其化合价变化,找出发生氧化反应和还原反应的物质
①CaCO3CaO+CO2 ② C+O2CO2 ③ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑④Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ↑ ⑤ BaCl2+H2SO4=BaSO4 +2HCl;
【引入】在上述属于氧化还原反应的方程式中,物质的化合价变化有什么特点
【板书】1、氧化剂和还原剂的概念
氧化剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低的反应物称为氧化剂;
还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高的反应物称为还原剂。
【练习】指出下列反应中的氧化剂和还原剂
(1)C+O2CO2 (2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑
(3)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (4)Cl2+SO2+H2O=2HCl+H2SO4
(5)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2 (6)3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
特别提醒:
①氧化剂反应时,所含元素化合价降低,得电子,被还原,本身具有氧化性;还原剂反应时,所含元素化合价升高,失电子,被氧化,本身具有还原性。
②物质的氧化性,就是物质所含元素的原子或离子得电子的性质,得电子能力越强,物质的氧化性越强;物质所含元素的原子或离子失电子能力越强,物质的还原性越强。
【板书】常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂:
(1)非金属单质如O2 Cl2 S。
(2)高价金属离子如Fe3+ Cu2+。
(3)高价或较高价氧化物、含氧酸、含氧酸盐,例如MnO2 HClO 浓H2SO4 HNO3 KMnO4 K2CrO4等。
常见还原剂:
(1)活泼金属 如K Ca Na Mg Al。
(2)低价金属阳离子如Fe2+。
(3)非金属的阴离子如 S2- Cl-。
(4)含低价元素的氧化物、氢化物含氧酸、含氧酸盐等,例如:CO SO2 NH3 H2SO3 Na2SO3。
有益补充:在含有变价元素的物质中,具有中间价态元素的物质既可以做氧化剂,又可以做还原剂。例如Cl2 Fe2+ SO2 H2SO3 H2O2 等。
【练习】(1)下列转化需要加入氧化剂才能实现的是( )
A. MnO2→MnSO4 B. AlCl3 → Al(OH)3 C. KI → KIO3 D. HNO3 →NO
(2)下列说法正确的是 ( )
A. 金属单质在反应中只做还原剂
B. 非金属在反应中只做氧化剂
C. 金属原子在反应中失电子越多还原性越强
D. Fe比Cu还原性强,Cu2+比 Fe2+氧化性强
(3)在Fe2+、 Fe3+、、Mg2+ 、 S 、I- 、 H+中,只有氧化性的是_______________,只有还原性的是____________________,既有氧化性又有还原性的是___________________。
答案:(1)C (2)AD (3)Fe3+、、Mg2+ 、H+; I-;Fe2+、S 。
(2)Fe3+的氧化性
【典型例题】
例1. 已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应( )
Ce4+ +Fe2+ = Fe3+ + Ce3+
Sn2+ + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Sn4+
由此可以确定Fe3+、Ce3+、Sn2+ 三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A. Sn2+ 、Fe2+ 、Ce3+ B. Sn2+、Ce3+、Fe2+
C. Ce3+ 、Fe2+、Sn2+ D. Fe2+、Sn2+、Ce3+
答案:A
解析:由第一个离子方程式知还原性:Fe2+>Ce3+ 。由第二个离子方程式知还原性:
Sn2+>Fe2+ 故答案选A
点评:“氧化剂的氧化性大于氧化产物;还原剂的还原性大于还原产物”,这是一个重要规律;“氧化剂是得电子的物质,而还原剂是失电子的物质”,所有这些,都是分析问题的思维起点,应熟练掌握。
例2. 下列反应中硫酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是( )
A. 2H2SO4 (浓)+Cu CuSO4 + 2H2O + SO2 ↑
B. 2H2SO4 (浓)+C CO2 ↑+2H2O + 2SO2 ↑
C. H2SO4 (浓)+NaCl NaHSO4 +HCl↑
D. H2SO4 + Na2SO3 = Na2SO4 +H2O + SO2 ↑
答案: A
解析: 氧化性就是得电子而使组成酸的元素化合价降低;酸性是提供H+而留下酸根,用此标准考查每个反应知答案为A。
点评:物质表现氧化性是指所含元素化合价减低,得电子;表现酸性,则是指具备酸的5条“通性”中的部分性质,在本题中硫酸的酸性主要是指生成了盐中的酸根离子。
例4. 将铁粉投入到盛有Cu2+、Ag+、Fe3+ 的溶液中。反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含的金属离子是____________;若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是____________;若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子是_____________。
答案:Ag+、 Fe3+、 Cu2+; Fe2+; Ag+、 Fe3+
解析: 因为在Ag+、Fe3+、Cu2+中三种离子的氧化性顺序为Ag+> Fe3+> Cu2+ ,当加入铁粉时,按Ag+、Fe3+、Cu2+的顺序反应,当铁粉剩余时,Ag+、Fe3+、Cu2+ 将全部反应,若铁粉不剩余时,溶液中一定含有的离子只有Fe2+,溶液中不含 Cu2+ 时,因为Fe3+、Ag+的氧化性比Cu2+强,所以一定不再有Ag+和 Fe3+。
点评:多种氧化剂跟一种还原剂发生反应,要注意氧化剂氧化性顺序。氧化性较强的氧化剂首先跟还原剂发生反应,直至这种氧化剂被消耗完;另一种氧化剂再接着跟还原剂发生反应,依次类推,直至还原剂消耗完,多种还原剂跟一种氧化剂发生反应的情况相同,首先还原性最强的还原剂跟氧化剂发生反应,直至这种还原剂被消耗完,依次类推。第三节 氧化剂与还原剂
第 1 课时 编写:泰山中学 陈旭
[学习目标]
1、能从化合价的变化这一特征,建立氧化还原反应的概念。
2、通过实验探究,初步理解氧化还原反应的本质。
3、掌握用化合价的变化或电子转移来判断反应类型是否是氧化还原反应。
4、会判断氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
[学习重点]
1、掌握氧化还原反应的概念,并会学会判断。
2、明确化合价升降与电子转移的关系。
[学习难点]
用双(单)线桥分析电子转移和元素化合价的升降情况。
[学习过程]
[课前准备]:
1、写出下列反应化学方程式,并指出各个反应属于什么反应类别?
(1)铜与氧气反应
(2)氧化铜与氢气反应
(3)碳酸钙高温分解
(4)铁与硫酸铜溶液反应
(5)NaCl溶液与AgNO3溶液反应
2、分析以上反应中各物质所含元素的化合价的变化情况。
[新课学习]
一、氧化还原反应
1、氧化还原反应定义: 叫氧化还原反应。由此可知:根据反应过程中的____________________________,可将化学反应分为和非氧化还原反应。
[针对练习]:
1、在以上5个反应中,属于氧化还原反应的有:
2、在氧化铜与氢气的反应中,铜元素的化合价 ,由铜生成氧化铜过程的反应称为 ;氢元素的化合价 ,由氢气生成水过程的反应称为 。
[形成结论]:
(1)氧化反应是指反应物所含元素化合价升高的反应。
(2)还原反应是指反应物所含元素化合价降低的反应。
3、在同一反应中,氧化反应和还原反应同时发。若有化合价的降低,必有化合价的 ,而且,化合价升高的总价数 化合价降低的总价数。
[针对练习]:
在已知的正在进行的某一氧化还原反应体系中,有如下几种微粒:Fe3+、Fe2+、SO2、SO42-等,若Fe3+为反应物,则化学反应的变化关系为:Fe3++ + 。
[探究质疑]:
[观察思考]:
1、在2Na+Cl2=2NaCl中,NaCl中存在的微粒是: ,反应中的微粒是: 。
2、由反应物到产物的微粒转变是如何实现的?
[实验]:
1、写出Zn与CuSO4反应的离子方程式,判断它是否是氧化还原反应
2、写出Zn与CuSO4反应的离子方程式,判它是否是氧化还原反应?
3、课本P47页活动与探究:
你观察到了什么现象?
(1)Zn表面有红色物质产生说明了: .
(2)电流表指针偏转说明了: .
(3)由该反应方程式可知:反应物 失去电子,所含元素化合价 ,发生了氧化反应;反应物 得到电子,所含元素化合价 ,发生了还原反应。
(4)氧化还原反应的实质是电子转移,反应物失去电子的总数 得到电子的总数。
[形成结论]:
氧化反应:物质失去电子,化合价升高的反应。
还原反应:物质得到电子,化合价降低的反应。
[针对练习]:在H2+CuO=Cu+H2O中:在H2中元素化合价变化 , 电子,发生 反应;在CuO中元素化合价变化 , 电子,发生 反应。
2、氧化还原反应的实质是电子转移。
[例题解析]
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[课堂练习]分析下列氧化还原反应中化合价的变化关系,用双线桥注明电子转移的方向和数目。
①
②
③
④
3、四种基本反应类型与氧化还原反应的关系:
[例题]:请判断以下类型的反应是否是氧化还原反应?
(1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应。( )
(2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应 。( )
(3)所有的置换反应是氧化还原反应 。( )
(4)所有的复分解反应是氧化还原反应 。( )
(5)请用交叉分布图绘出四种基本反应类型与氧化还原反应、非氧化还原反应的关系:
[课堂小结]:
实质 特征(判断依据) 反应过程
失e- → 化合价升高 → 氧化反应
得e- → 化合价降低 → 还原反应
[课后思考]:
举出日常生活上应用氧化还原反应例子。
[巩固训练]
1.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.不一定所有元素的化合价都发生变化
C.置换反应一定属于氧化还原反应
D.化合反应和分解反应不可能是氧化还原反应
2.氧化还原反应的实质是( )
A、氧元素的得失 B、化合价的升降
C、电子的得失或偏移 D、分子中原子的重新组合
3.下列反应属于氧化还原反应的是( )
A、 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ B、H2SO4+BaCl2= BaSO4 ↓ +2HCl
C、Zn+2 HCl=ZnCl2+ H2 ↑ D、Cu2(OH)2CO3=2 CuO+CO2 ↑+ H2O
E、2 KMnO4=K2MnO4+ MnO2+O2 ↑ F、 2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2
G、Cl2+H2O=HClO+HCl H、Na2O+2H2O=2NaOH
4.某元素在化学反应中由化合态变为游离态,则该元素( )
A、一定被氧化 B、一定被还原
C、化合价降为 0 D、可能被氧化,也可能被还原
5.下列说法完全正确的是( )
A、有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B、没有氧元素参加的反应一定不是氧化还原反应
C、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
D、复分解反应一定是氧化还原反应
6.下列各步变化中发生的是氧化反应的是( )
A.Cl-→Cl2 B.Fe3+→Fe2+ C.CuO→Cu D.H2SO4→BaSO4
7.苹果汁是人们喜爱的饮料。由于此饮料中含有 Fe2+,现榨的苹果汁在空气中会因与氧气作用而由淡绿色逐渐变为棕黄色(变为Fe3+)。若榨汁时加入维生素 C ,则可有效防止这种现象发生。这说明维生素 C ( )
A、得到电子 B 、发生氧化反应 C、失去电子 D、化合价降低
8.一定条件下, ClO3-与 Cl-反应,Cl2,则与 1 mol ClO3-反应所需Cl-的物质量为( )
A、3.0 mol B 、2 mol C、 1.0 mol D、5 mol
[课后感悟]:
在氧化还原反应过程中,①有氧化和还原反应过程同时共存,即:如有化合价的升高,必有化合价的降低。不能出现同升同降的情况 。②化合价升高总数等于降低的总数。③化合价升降数等于电子转移的数目。④有无化合价的变化是判断是否是氧化还原反应的依据。
附答案:1、BC 2、C 3、ACEFG 4、D 5、C 6、A 7、BC 8、D
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+第二章 第3节 探究铁及其化合物的氧化性和还原性
泰山中学 刘启东
教学目标
知识与能力:
1.掌握铁及其化合物的氧化性和还原性
2.通过探究实验进一步理解氧化还原反应的相关知识
过程与方法:
通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”探究实验,学生学会用氧化还原反应原理
预测和验证未知物性质的科学方法
情感、态度、价值观:
1. 体会氧化还原反应的普遍存在,并能举例说明生活、生产中常见的氧化还原反应
2. 通过了解铁与人体健康的内容,学生知道化学无处不在,并且能更好地为人类服务
教学重点
1. 用氧化还原反应原理预测和验证物质性质的科学方法
实验探究方案的设计
3. 学生掌握铁及其化合物的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识
教学过程
[引入]大家可以看到,这些补铁试剂都是铁的化合物,都是几价的铁(+2)?那为什么要补二价的铁?能否直接补铁单质?
这就是科学的奥秘!相信同学们学了今天的内容,很快就知道答案。那除了上面列的这些含铁的物质外,我们还知道哪些物质中含铁元素?(铁单质、Fe2O3、Fe(OH)3 、FeCl2、FeCl3等)。在这些化合物中,铁元素的化合价各为多少?从价态考虑,铁元素主要分为三类:0、+2、+3,这几种价态铁元素的氧化性、还原性如何?这也就是我们今天要学习的内容。
[板书] 第二章 第3节 探究铁及其化合物的氧化性和还原性
我们从中选出几个代表性物质来进行探究,下面就以Fe、FeCl2、FeCl3为例探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
[讲述] 同学们先回顾一下研究物质性质的基本程序:
[板书] 观察外观 → 预测性质 → 实验方案 → 实验观察 → 结论解释
[实物展示] 展示Fe、FeCl2、FeCl3试剂
[提问] 它们的外观分别是怎样的?有什么共同点和不同点?
[学生回答]
[讲述] 不同点除了这些,还有什么不同呢?现在请同学们取2只试管分别加入FeCl2溶液、FeCl3溶液,再分别滴加KSCN溶液,观察现象有什么不同
[学生实验]
[小结] 大家可以看到Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色,这个实验非常灵敏,因此我们可以用KSCN溶液来鉴别Fe3+和Fe2+。
[提问] 根据前面氧化还原反应的知识,请同学们对这三种物质的氧化性和还原性进行预测
[学生] 预测与假设
[板书] 具有氧化性的物质:FeCl3
具有还原性的物质:Fe
既有氧化性又有还原性的物质:FeCl2
[过渡] 预测完后我们下一步该怎么做?
[讲述] 下面就通过实验来验证你们的预测是否正确?怎么来验证?请同学们阅读课本54页的方法导引。现在实验桌上都放有一组试剂(铁粉、稀硫酸、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、稀硝酸、Zn、Cu),请同学们先对它们进行分类。
具有氧化性的试剂:
具有还原性的试剂:
[学生汇报]
[老师点评]
[讲述] 现在要求大家利用这些试剂来设计实验方案,把可行的方案填写在报告纸上。
[学生的方案投影]
[师生共点评]
[过渡] 大家可以看到,方案很多,今天我们每类探究中只选择一种有代表性的方案来进行实验。下面,请同学们分组并按要求来实验,验证刚才的预测,在实验时,做好记录,并多思考为什么?
序号 实验目的 实验方案 实验步骤
1 探究FeCl3的氧化性 FeCl3 + Cu (粉) →
2 探究Fe 的还原性 Fe + FeCl3 →
3 探究FeCl2的氧化性 FeCl2 + Zn(粉) →
探究FeCl2的还原性 FeCl2 + Cl2 →
[学生实验]
[学生汇报] 各组代表带着实验结果到讲台前面汇报实验现象和结论。
[师生共点评]
[板书] 随着学生的汇报,老师进行点评并依次板书相应的结论及方程式。
对FeCl3氧化性的探究:
FeCl3 + Cu 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
结论:FeCl3具有氧化性
对Fe还原性的探究:
Fe + FeCl3 Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2
结论:Fe 具有还原性
对FeCl2氧化性的探究:
FeCl2 + Zn FeCl2 + Zn = ZnCl2 + Fe
对FeCl2还原性的探究:
FeCl2 + Cl2 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
结论:FeCl2既有氧化性又有还原性
[小结和呼应] 刚才我们对Fe、FeCl2、FeCl3的氧化还原性质进行了探究实验并得到相应结论,现在我们再回头看一下最初的预测和假设,通过这个实验探究有没有得到验证?现在请同学们把各反应的离子方程式写出来。其实在这三种物质中真正导致氧化还原性的是铁元素的化合价。我们再回到课前的那个问题,为什么补铁要补Fe2+?请同学阅读56页-----身边的化学。
[提问] 从这个探究活动,我们可以得到什么结论呢?(不同价态的铁元素之间可以进行相互转化,发生氧化还原反应)
[师生互动,共同完成]
[迁移·应用]
补充实验:
利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板,你知道其中的道理吗?请写出有化学方程式
在FeSO4溶液里为什么要加一些铁钉或铁粉,你知道其中的道理吗?请写出有关方程式
实验药品: 铁粉、稀硫酸、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、稀硝酸、Zn、Cu
具有氧化性的试剂:
具有还原性的试剂:
实验目的 实验方案 实验现象 结论与解释
1. 探究FeCl3的____性 FeCl3 + _____ →
FeCl3 + _____ →
FeCl3 + _____ →
FeCl3 + _____ →
2. 探究Fe 的______性 Fe + _______ →
Fe + _______ →
Fe + _______ →
Fe + _______ →
3. 探究FeCl2的_____性 FeCl2 + ______ →
FeCl2 + ______ →
FeCl2 + ______ →
4. 探究FeCl2的____性 FeCl2 + ______ →
FeCl2 + ______ →
FeCl2 + ______ →
FeCl2 + ______ →
板书设计:
第二章 第3节 探究铁及其化合物的氧化性和还原性
一、研究物质性质的基本程序:
观察外观 → 预测性质 → 实验方案 → 实验观察 → 结论解释
FeCl3 棕黄色 氧化性 FeCl3 + Cu 棕黄色变为蓝色 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
Fe 灰色 还原性 Fe + FeCl3 棕黄色变为浅绿色 Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2
FeCl2 浅绿色 氧化性 FeCl2 + Zn 浅绿色变为无色 FeCl2 + Zn = ZnCl2 + Fe
还原性 FeCl2 + Cl2 浅绿色变为血红色 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
二、Fe、FeCl2、FeCl3 之间的转化第三节 氧化剂和还原剂第二课时
泰山中学于淑荣
教学目标
1.了解在氧化还原反应中哪种元素的原子会失去电子、哪种元素的原子会得到电子,根据化合价变化情况,总结出什么是氧化剂、还原剂。
2能够判断什么物质可做氧化剂、还原剂。
教学重点难点
1.认识并建立氧化剂、还原剂的概念。
2.根据元素的化合价推断物质的氧化性和还原性性质。
教具准备
KMnO4(酸性)溶液,KI溶液,Na2SO3溶液,氯水,Na2S溶液
学具准备
投影仪,多媒体课件
教学过程
[学生共同练习,完成下列问题:] 1.下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?为什么?
①Cu + Cl2 == CuCl2
②Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
③CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
④Cl2 + H2O== HCl + HClO
2.在以上的氧化还原反应中,哪些元素的化合价升高了?哪些元素的化合价降低了?指出含有这些元素的具体物质。
[学生交流、研讨]
分学习小组讨论,,并由小组派代表回答问题。
[小结]
(1) ①②④属于氧化还原反应。
(2)Cu、Zn、Cl元素的化合价升高,Cl、 H元素的化合价降低了。
(3)具体物质为:Cu、Zn、 Cl2 、H2SO4
[设疑]
在铜与氧气反应的过程中,氧气起什么作用?
[学生思考与讨论]氧气作为氧化剂,化合价降低。
[归纳总结]氧化剂:在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂。
还原剂:在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。
[提问]在练习1的反应中,哪些是氧化剂?哪些是还原剂?
[回答]氧化剂:Cl2 、H2SO4 ; 还原剂 Cu、Zn、Cl2。
[讲后练习]下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?哪些是氧化剂?哪些是还原剂?
Fe + 4HNO3 == Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑
BaCl2 + H2SO4== BaSO4↓+ 2HCl
2H2O2 == 2H2O +O2↑ Fe2O3 + 3CO== 2Fe + 3CO2
[设疑]请同学们分析上述练习中元素的价态与氧化剂还原剂的关系
[学生思考与讨论]
[归纳总结]氧化剂具有氧化性,化合价降低,发生还原反应。
还原剂具有还原性,化合价升高,发生氧化反应。
[设疑]元素的化合价与物质的氧化性、还原性有什么关系?
[引导学生概括总结]含有最高价态的元素的物质具有氧化性;含有最低价态的元素的物质具有还原性;含有中间价态的元素的物质既有氧化性又有还原性。
[归纳总结]规律:高价氧化低价还,中间价态两边转。
[设疑]如何判断物质具有氧化性、还原性?
[学生分组实验]分析KMnO4(酸性)和KI溶液的性质。
[实验探究] KMnO4(酸性)和KI混合
现象:溶液由紫色变为无色
[知识支持] KMnO4(紫色)→Mn2+(无色),KI(无色)→ I2 (棕红)
[分析]从化合价可推断KMnO4中Mn为+7价,为最高价态,具有氧化性,可以推测该物质可做氧化剂; KI中碘为-1为最低价态,有还原性,可以推测该物质可做还原剂。
[师生共同概括]从这个反应中我们得到启发,若判断某物质具有氧化性,我们首先选定一种还原剂(KI溶液、Na2S溶液),看是否能够发生氧化还原反应;若与还原剂发生了氧化还原反应,那么该物质具有氧化性,反之亦然。
[学生分组实验]实验证明Na2SO3的氧化性与还原性。
备注:每个学习小组的实验桌上都有各种价态的含硫元素的物质,通过进一步的实验,使学生体会成功的喜悦。
[想一想]
通过实验,在你所了解的众多物质中,哪些物质具有氧化性,可做氧化剂?哪些物质具有还原性,可做还原剂?
[学生分组讨论]
[归纳总结] 重要的氧化剂、还原剂
物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂,主要取决于元素的化合价。
①元素处于最高价时,它的原子只能得到电子,因此该元素只能作氧化剂,如,KMnO4、浓H2SO4、HNO3、KClO3、FeCl3、F2、Cl2、Br2、O2。
②元素处于中间价态时,它的原子随反应条件不同,既能得电子,又能失电子,因此该元素既能作氧化剂,又能作还原剂,如,SO2 。
③元素处于最低价时,它的原子则只能失去电子,因此该元素只能作还原剂如,H2S,Na,K,Zn,Fe。
[课后作业]
1.写出用实验证明Na2SO3的氧化性与还原性中的氧化剂和还原剂。
2.判断下列物质中哪些具有氧化性?( );哪些具有还原性?( );哪些既有氧化性又有还原性?( )。
A.Zn 、Na、Cu、H2、C B.KMnO4、Cl2、CO2、Fe3+
C.H+、HNO3、Fe2+、SO2、H2O2 D.HCl、H2SO3
3.针对以下A~D四个设计H2O2的反应(未配平),填写下列空白:
A.Na2O2 + HCl — H2O2 + NaCl
B.Ag2O + H2O2 —Ag + O2↑+ H2O
C.H2O2 — O2↑+ H2O
D .H2O2 + Cr2(SO4)3 + KOH — K2CrO4 + K2SO4 + H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的反应是(填代号,下同) 。
(2)H2O2既体现了氧化性有体现了还原性的反应是 。
(3)H2O2体现出弱酸性的反应是 ,理由是 。
教学反思
1.建立氧化剂、还原剂、物质的氧化性和还原性的概念后,通过具体实验探究,将抽象的理论知识转为具体的物质,使学生产生兴趣。
2.时间太紧,在设计过程中去处理氧化剂、还原剂,留给学生探究时间太少,不得不回避实验中学生暴露的问题和实验操作中的规范问题。有条件的学校可以多准备些试验用品,让学生自己去发现问题,探究试验,极大地激发了学生学习的积极性。
3.不同的学生对学习要求不一样,部分基础较薄弱的学生的核心知识依然达不到要求。
4.转变了教育观念,认清教师在学生学习过程中的作用和地位,明白了什么是真正有意义的教学形式,什么是学生对知识的建构过程。探究铁及其化合物的氧化性或还原性
泰山中学 殷培海
[教学目标]
知识目标:
1.掌握铁及其化合物的氧化性和还原性。
2.通过探究实验进一步理解氧化还原反应的相关知识。
过程与方法目标:
1.通过“铁及其化合物的氧化性和还原性”探究实验,学生学会用氧化还原反应原理。
2.预测和验证未知物性质的科学方法。
情感态度价值观目标:
1. 体会氧化还原反应的普遍存在,并能举例说明生活、生产中常见的氧化还原反应。
2. 通过了解铁与人体健康的内容,知道化学无处不在,并且能更好地为人类服务。
[教学重点]
1. 用氧化还原反应原理预测和验证物质性质的科学方法来进行实验探究方案的设计。
2.通过探究认识Fe,Fe2+, Fe3+的氧化还原性及Fe, Fe2+ ,Fe3+的相互转化关系,学生掌握铁各个价态的相互转化关系,进一步巩固氧化还原反应的知识。
[教学难点]
准确认识Fe,Fe2+, Fe3+的相互转化关系
[教学方法]
实验探究法
[教学用具]
实验仪器,药品
[教学过程]
第一阶段 创设情境,提出问题
教学环节 教学活动 教学目的
复习氧化还原反应的内容投影 1.氧化剂具有 性,在反应中 电子,化合价 ,发生 反应.2.物质所含元素处于最高价态,则该元素具有_____ 性,所含元素处于最低价态,则该元素具有 性,所含元素处于中间价态,则该元素既有 又有 性. 准备本节课所需用的氧化还原反应的知识.
介绍常见的铁元素 铁元素的存在形态:游离态:陨铁化合态:常见物质见课本51页展示FeCl2、 FeCl3溶液,观察颜色 通过实例了解铁的常见价态有0、+2、+3
创设问题情境,提出探究主题 1.理论上分析下列物质中的铁元素哪些具有氧化性 哪些具有还原性 Fe 、FeCl2、 FeCl32.如何通过实验证明物质具有氧化性或还原性 1、预测出只具有还原性,即具有氧化性又具有还原性,只具有氧化性。2、提出问题:怎样验证预测是否正确?
探究前还需解决的问题 提出问题:如果Fe 和FeCl3能反应,那么我们能通过什么实验现象证明发生了反应? 使学生掌握物质颜色的变化可以说明反应发生了的实验方法。
新的教学内容 演示实验①Fe3+与KSCN溶液混合②Fe2+与KSCN溶液混合 补充Fe3+的其他检验方法。
第二阶段 分析问题,提出探究方案
教学环节 教学活动 教学目的
提出试验探究内容 如何用实验来验证我们的预测:即铁具有还原性,Fe2+既具有还原性,又具有氧化性,Fe3+具有氧化性。 先让学生提出实验方案,然后再做实验
分组实验探究准备的试剂有:铁粉、FeCl3溶液、稀硝酸,FeCl2溶液,铜片,KSCN溶液、锌片、稀硫酸,氯水 1、铁与稀硫酸、稀硝酸、氯水反应验证其具有还原性。2、氯化亚铁与氯水、稀硝酸的反应验证其具有还原性。3、氯化亚铁与锌的反应,验证其具有氧化性。4、氯化铁与锌、铜的反应验其具有氧化性。 通过学生自己动手操作,观察实验现象来验证所设计的实验方案
第三阶段 实施探究方案并得出结论
在这个阶段,学生分组根据设计完成实验,注意观察实验现象,及时记录实验现象,并注意实验结论和预测结果有何不同,进行分析。让实验中出现问题的小组成员进行交流讨论,给予适当的指导。教师指导学生填写实验记录表,写出化学方程式,同时归纳整理得出实验结论。
实验记录:
实验内容 实验现象 结论
验证铁的还原性以铁与氯水反应为例 验证氯化亚铁的还原性以氯化亚铁与氯水为例 验证氯化亚铁的氧化性氯化亚铁与锌 验证氯化铁的氧化性以氯化铁与铁反应为例 向盛有少量铁粉的小试管中加入过量的新鲜氯水;铁粉消失后,向溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液显红色。 向FeCl2溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液不变色;向其中滴加氯水,溶液变红色。 向盛有锌粒的小试管中滴加适量的FeCl2溶液;一段时间后,溶液的浅绿色逐渐褪去,锌粒表面有黑色物质附着。 向盛有少量的铁粉的小试管中滴加适量的FeCl3溶液;剧烈振荡后,溶液的棕黄色褪去,向其中滴加KSCN溶液,溶液颜色没有变化。 氯水将氧化至,同时体现出还原性。 氯水将氧化至,同时体现出还原性。 锌粒将还原至,同时体现出氧化性。 铁粉将还原至,同时体现出氧化性。
实验结论:金属铁具有还原性,氯化铁具有氧化性,氯化亚铁既有氧化性又有还原性。它们之间的相互转化关系可以用下面的图示来表示:
教师要鼓励学生自己归纳总结,用口头表达和图示的方式展示与交流探究成果。教学是“双边”活动,在充分发挥学生主体作用的同时,教师的主导作用切不可忽视。教师应及时对学生得出的结论进行梳理,并根据教材和大纲的要求,结合教材重难点对某些知识点进行必要的补充讲解,对本课所学知识进行科学而系统地归纳总结,形成知识网络。
第四阶段 迁移应用
得出结论后,尤其要强调知识的迁移应用,让学生充分认识到利用探究学习到的知识可以解决和认识许多实际问题。在阅读课本第53页的“迁移应用”部分,让学生解释:
利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷线路板,你知道其中的道理吗?请写出有化学方程式
在FeSO4溶液里为什么要加一些铁钉或铁粉,你知道其中的道理吗?请写出有关方程式
学生汇报
老师给出以上两个问题的答案: 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
Fe + 2FeCl3 = 3FeCl2
同时,教师应适当的给出一些与生活相关的资料和信息,丰富学生的知识,如:补铁营养品中含有铁元素的物质是什么?其中铁元素的价态是多少?怎样补铁才是科学的?通过扩展应用,使学生对所学知识掌握更牢固,也使学生分析问题、解决问题的能力得到了锻炼和提高,也进一步培养了学生的化学情感,充分认识化学在社会、生活中的应用。
[教学反思]
[课下作业]
某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是 。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录(划斜线部分不必填写):
序号 实验内容 实验现象 离子方程式 实验结论
① 在FeCl2溶液中滴入适量氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 Fe2+具有还原性
② 在FeCl2溶液中加入锌片 Zn+Fe2+=Zn2++Fe
③ 在FeCl3溶液中加入足量铁粉 Fe+2Fe3+=3 Fe2+ Fe3+具有氧化性
④ Fe3+具有氧化性
实验结论: 。
(3)根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有: 。(填序号)
A.Cl2 B.Na C.Na+ D.Cl- E.SO2 F.NO2
(4)亚铁盐在溶液中易被氧化,而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时
应该如何防止亚铁盐被氧化 。
【参考答案】(1)试管
(2)①Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
②Fe2+有氧化性
③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色
④在FeCl3溶液中加入铜片。
实验结论:Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
(3)A E F
(4)在亚铁盐溶液中加入少量稀硫酸和铁粉。第2课时 氧化剂和还原剂
泰山中学 张增东
二.教学目标
(一)知识与技能目标
1、通过对一些化学反应的“交流·研讨”活动,使学生能从化合价变化和电子转移认识并建立氧化剂、还原剂的概念。初步了解化合价与氧化剂、还原剂关系的一般规律。
2、掌握用化合价的变化或电子转移来判断反应类型是否是氧化还原反应。能用化合价的变化或电子转移来判断氧化剂、还原剂,根据元素的化合价推断物质的性质。
(二)过程与方法目标
1、通过引导学生氧化剂、还原剂的学习,使学生学会怎样从特殊到一般规律,再从一般规律到特殊的认识问题的科学方法。
2、通过引导学生对氧化剂和还原剂这一矛盾体的学习,初步培养学生能用对立统一的观点分析问题的意识。
3、通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
(三)情感态度与价值观目的
通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”活动,激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣。
三、教学重点、难点
(一)教学重点
认识并建立氧化剂、还原剂的概念,能根据元素的化合价预测物质的性质。
(二)方法上重点、难点
从化合价和电子转移的角度判断氧化剂还原剂,预测物质所具有的氧化性与还原性
四、教学方法
问题推进法、类比法、媒体展示
五、学习方法
逻辑推理、类比法、演绎归纳
六、教具准备
①多媒体课件②学生实验药品:酸性高锰酸钾溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液、小烧杯
七、教学过程
【媒体显示】
1.下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?为什么?
Cu + Cl2 == CuCl2
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
CaCO3+ 2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
Cl2 + H2O== HCl + HClO
2.在以上的氧化还原反应中,哪些元素的化合价升高了?哪些元素的化合价降低了?指出含有这些元素的具体物质。
【交流 研讨】师生交流,共同总结
说明:设置问题引导学生通过交流讨论认识到,任何氧化还原反应的反应物中,都有化合价升高的物质,也同时必然有化合价降低的物质,实现氧化还原反应反应物的归类,进而引入以下关于氧化剂、还原剂的教学。
【板书】
二、氧化剂和还原剂
1、氧化剂是所含元素的化合价降低的反应物。
还原剂是所含元素的化合价升高的反应物。
【设问】在上述的反应中,哪些物质是氧化剂?哪些物质是还原剂?
【点评】学生复习旧知识,巩固了对氧化还原反应的判断,自然过渡到氧化剂、还原剂概念
【设问】氧化还原反应的实质是电子转移,物质得电子,化合价升高,失去电子,化合价降低,从电子转移的观点说明氧化剂、还原剂的实质是什么?
【追问】从化合价升降和电子转移角度讨论,氧化剂、还原剂与氧化还原反应有何关系?
【分析】以氢气还原氧化铜反应为例说明。
【归纳】氧化剂失去电子,化合价升高,发生还原反应。还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应。
【板书】2、氧化性是氧化剂具有性质,即具有使还原剂发生氧化反应的性质。
还原性是还原剂具有性质,即具有使氧化剂发生还原反应的性质。
【点评】理解氧化剂和还原剂的对立统一关系。
【练习2】
下列化学反应中,哪些属于氧化还原反应?哪些是氧化剂?哪些是还原剂?
Fe+4HNO3 == Fe(NO3)3+2H2O+NO↑
BaCl2 + H2SO4 == BaSO4↓+ 2HCl
2H2O2 == 2H2O +O2↑
Fe2O3+3CO == 2Fe + 3CO2
【设问】分析练习2中元素的价态与氧化剂还原剂的关系。
【板书】3、元素的化合价与物质的氧化性、还原性关系
【概述】含有最高价态的元素的物质具有氧化性;含有最低价态的元素的物质具有还原性;含有中间价态的元素的物质既有氧化性又有还原性。
【设问】以KMnO4和KI为例,讨论元素的化合价与物质的氧化性、还原性有何关系?
【预测】从化合价可推断KMnO4具有氧化性和KI有还原性。
【实验验证】 验证KMnO4和KI的性质
【点评】通过KMnO4和KI的性质实验探究,理解元素的化合价与氧化剂、还原剂的一般规律,进一步巩固氧化剂、还原剂的判断方法。学会预测物质的性质,用实验进行验证的科学方法。
【迁移 应用】在一般情况下,下列物质反应中是氧化剂,还是还原剂?
O2、Cl2、H2、Na、Cu、SO2、S2-、HNO3、浓H2SO4、Fe3+、HCl
【追问】列举出你所熟悉或知道的物质中常作氧化剂或还原剂的物质
【板书】4、常见的氧化剂和还原剂
氧化剂:氧气、氯气(活泼非金属单质);硝酸、浓硫酸(高价含氧酸);高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁(高价盐)
还原剂:氢气、碳(非金属单质);一氧化碳、二氧化硫(低价非金属氧化物);亚硫酸钠、绿化亚铁(低价盐)
【点评】通过练习,培养学生的知识应用能力和迁移能力。
【小结】
综合得出如下的氧化还原反应对立统一关系的两根推断线:
实质 元素(判断依据) 反应过程 反应物 反应物性质
失e- → 化合价升高 → 氧化反应 → 还原剂 → 还原性
得e- → 化合价降低 → 还原反应 → 氧化剂 → 氧化性
八、课后反思
以上设计的本堂课从实际操作的感觉来看,设计思路比较严谨环环相扣,尤其是在问题设置上,引导学生在思考中发现规律,在规律中探寻理论的实质,从而在用理论指导实践,较好地调动了学生的思维,同时也比较充分地实现了三维目标。氧化还原反应教学设计案例及课件
泰山中学 金海英
一、 教学设计思路 通过实验探究及对实验中电流计指针偏转现象的分析,得出有电子转移的反应是氧化还原反应;再分析钠与氯气的反应,揭示电子转移过程中所伴有的元素化合价变化的特点,从而得出有元素化合价变化的反应是氧化还原反应;从寻找电子转移与元素化合价变化之间的联系入手,整合电子得失、元素化合价升降、氧化反应与还原反应三者间的关系,从而使学生更全面、更深刻地理解氧化还原反应。本节课按照:实验探究——现象分析——揭示本质——寻找特征——形成概念的基本教学思路,抓住学生的思维特点和认知规律,创造性地使用教材,有效落实三维目标。教案课题氧化还原反应授课人马辉 淮北实验高级中学教学目标[知识与技能目标]1、 从化合价变化的分类标准认识氧化还原反应。2、 理解氧化还原反应的本质3、 掌握得失电子、元素化合价的升降、氧化反应与还原反应的关系4、 了解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系[过程与方法目标]1、通过“温故知新”,培养学生迁移、类比、分析、推理、归纳的能力2、通过“实验探究”,体会实验在解决实际问题中的作用,培养学生的实验探究能力[情感态度与价值观目标]1、重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的意识和能力2、对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育重点氧化还原反应的外观特征和电子转移的本质重点氧化还原反应的外观特征和电子转移的本质难点氧化还原反应本质的理解难点氧化还原反应本质的理解教学方法诱思—探究—实验,分析—推理—归纳教学方法诱思—探究—实验,分析—推理—归纳仪器、药品药品:锌片、铁片、稀硫酸、氯化铁溶液等仪器:电流计、导线、电解槽、烧杯等教学环节教师活动预设学生活动预设设计意图引入新课[引入] 宋代大词人苏轼曾写过这样的名句:“但愿人长久,千里共婵娟”,表达了人们渴求团圆的美好愿望,历来为人们所称道。其实,词里在这前面还有两句写得也非常精彩:“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,这两句揭示了一个深刻的哲理:悲欢、离合、阴晴、圆缺这一对立统一的现象客观在存在于我们的人生和自然界之中。 [板书]氧化还原反应学生倾听教师的讲解并积极思考体会人类社会和自然界中的对立统一关系初中的氧化还原反应的定义[质疑] 判断Zn + Ag2O==ZnO + 2Ag化学反应属于哪种基本反应类型?思考初中的四种基本反应类型和氧化反应与还原反应整合初中的氧化反应和还原反应实验探究[过渡]对于该反应我们可以设计成这样一个实验[讲解] 请同学们在根据学案中的实验步骤,实验装置图完成下列两组实验。探究前,先注意以下几个问题。1、各小组确定发言人2、及时记录实验现象3、实验结束后请将反应物取出,并整理实验仪器和药品学生分组实验1、 锌与稀硫酸2、 铁与氯化铜溶液学生在学案中记录实验现象通过学生亲自观察实验了解在反应发生时伴有的电流计指针偏转的现象汇报实验现象[调控实验]请同学们将实验的固体反应物取出,放入一空烧杯中。哪一小组汇报实验现象[师生总结]这两个反应发生时,都伴有电流计指针偏转的现象学生分小组汇报实验现象1、 溶液中有气泡产生,电流计指针偏转2、 溶液颜色变浅,电流计指针偏转在汇报实验现象中,共享信息,并提供相互学习的机会增强学生实验探究的成功感教学环节教师活动预设学生活动预设设计意图播放flashZn + Ag2O==ZnO + 2Ag的实验动画认真观察初步体会氧化还原反应发生时,会使电流计指针发生偏转分析现象[质疑]怎样才能形成电流?[师生总结]这些反应在发生时伴有电子的转移学生积极利用物理学知识,解释化学反应时伴有的现象 电流计指针偏转说明形成了电流,电流的产生说明有电子的定向移动使学生知道这些反应在发生时伴有电子转移氧化还原反应的本质[质疑]这些反应我们统称为氧化还原反应,同学们想想初中的得氧、失氧的判断角度还适用吗?为什么?请同学们根据实验结果大胆的为“氧化还原反应”重新定义![学生回答]不适用,因为这里有没有得失氧的氧化还原反应 有电子转移的化学反应叫氧化还原反应体会知识是有阶段性的,许多概念是不断的完善和发展的,鼓励学生树立正确的学习态度分析钠与氯气的反应[质疑]:怎样判断一个化学反应是否是氧化还原反应?请同学们根据所学判断反应2Na+Cl2==2NaCl是不是氧化还原反应提示:1、NaCl晶体中有哪些微粒?2、这些微粒是怎样形成的? 和前面的三个实验进行对比[师生总结]电子转移中,元素的化合价也发生了变化[学生回答]看有没有电子转移学生讨论加深学生对氧化还原反应中电子转移的理解,在分析中,体会电子转移过程中伴有元素化合价变化的特点氧化还原反应的特征[鼓励]请同学们再次为“氧化还原反应”重新定义[质疑]若有一个化学反应,让你判断是否为氧化还原反应,你愿意使用哪种判断依据?谈谈你的看法。[学生回答]有元素化合价变化的化学反应叫氧化还原反应多角度认识氧化还原反应教学环节教师活动预设学生活动预设设计意图定义整合梳理电子转移与元素化合价的因果关系[过渡]以上是我们从两个角度定义的氧化还原反应,这两个角度有什么内在联系呢?根据刚才分析的钠与氯气的反应,你得到什么启示?学生讨论[学生回答]元素化合价的变化是电子转移的必然结果,而电子的转移则是元素化合价变化的内在原因使学生理解电子转移与元素化合价变化的关系。强化本节的重点。梳理电子转移与元素化合价变化的对应关系[质疑]电子转移中的电子得失、元素化合价的升降有什么对应关系?[学生回答]元素的原子得到电子,该元素的化合价降低;元素的原子失去电子,该元素的化合价升高使学生深刻理解电子转移与元素化合价变化的关系元素化合价升降与氧化反应和还原反应的对应关系[讲解]氧化还原反应是氧化反应和还原反应对立统一的整体。[质疑]根据锌和氧化银的反应,请同学们总结元素化合价升降与氧化反应和还原反应的对应关系[学生回答]反应物中有元素化合价升高的反应叫氧化反应;反应物中有元素化合价降低的反应叫还原反应;整合电子得失、元素化合价升降、氧化反应与还原反应三者间的关系电子得与失、元素化合价的升与降、氧化反应与还原反应的对立统一的关系[质疑] 同学们想一想,氧化还原反应中有没有元素化合价只升高不降低或只降低不升高?又为什么?[学生回答] 没有。因为电子有得必有失进一步促成学生对立统一观点的形成学以致用[投影]课堂练习(略)采用竞赛的方式由小组讨论完成强化重点整合氧化还原反应与四种基本反应类型的关系板书设计主板书副板书一、有电子转移的化学反应是氧化还原反应(本质)二、有元素化合价变化的化学反应是氧化还原反应(特征)失电子→元素化合价升高→氧化反应得电子→元素化合价降低→还原反应