教学设计
教科书版本及章节 人教版 高中化学 必修 第一册 第一章物质及其变化 第三节氧化还原反应
课题 从元素的价态改变认识物质的性质与转化
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本课时是这一单元的第三课时,本课时包括运用氧化还原反应的规律分析物质氧化性还原性的强弱,分析氧化还原反应中电子转移的方向和数目,理解守恒规律并运用守恒规律将陌生反应方程式配平;运用氧化还原反应理论预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象,形成物质性质探究的一般思路和方法。
学习者分析
通过第一课时学习学生初步形成氧化还原反应理论模型。在第二课时学习后学生建构了完整了氧化还原反应理论模型,学会了依据元素化合价和物质类别预测物质性质,但对于物质性质的探究并没有形成完整思路,应用氧化还原反应理论解决实际问题的能力还有待提升。
学习目标确定
1.学会依据元素化合价和物质类别进行物质性质的探究形成物质实验探究的一般思路和方法。 2.学会物质性质的判断方法,氧化性还原性的强弱比较的方法。 3.掌握氧化还原反应原理的守恒规律,学会应用氧化还原反应解决实际问题。
学习重点难点
重点:物质性质的探究--氧化性还原性强弱的比较 难点:氧化还原反应理中的一般规律和实际应用
学习评价设计
评价方式:
通过对学生上课提问,课堂练习,课后作业等方式对学生的学习效果进行评价。在课堂教学中学生可以通过语言表达或书面书写等方式进行展示,采取学生互评,师生互评等方式进行评价。 问题评价目标评价标准问题1问题2问题3通过对过氧化氢中元素化合价的分析,推测物质性质并设计实验验证来诊断并发展学生实验探究能力水平。水平A 能根据核心元素化合价预测新物质的性质,但不能进行性质检验的实验设计。水平B 能预测新物质性质并设计简单的实验验证方案,方案中存在明显的不足。水平C 能够设计科学的实验方案对新物质性质进行预测并验证,形成物质性质预测并验证的实验思路。问题4通过对过氧化氢分解制氧气的化学反应的分类评价学生理解守恒关系的能力水平。水平A 不能全面的化学反应进行分类。水平B 能够正确对化学反应进行分类,但氧化还原反应与四种基本反应类型的关系理不清。水平C 能够正确对化学反应进行分类,并能理清氧化还原反应与四种基本反应类型的关系并画出图示进行表示。问题5通过汽车尾气的催化转化装置中发生的化学反应的分析诊断并发展学生应用守恒规律的能力水平。水平A 能够根据化合价变化预测出反应的生成物。水平B 能够根据化合价的变化预测出反应的生成物,并运用守恒规律正确写出反应转化的化学方程式。水平C 能够根据化合价的变化预测出反应的生成物,并运用守恒规律正确写出反应转化的化学方程式,并认识到化学学科在环境保护中起到的重要作用。问题6通过对84消毒液和洁厕灵使用说明书的分析,诊断并发展学生应用氧化还原反应原理解决实际问题的能力水平。水平A 能够根据物质化学式标注元素的化合价,并预测部分物质的性质。水平B 能够根据物质化合价预测物质性质并能够利用化学方程式准确表达说明书中两者不能混用的原因。水平C 能够根据物质化合价预测物质性质并能够利用化学方程式准确表达说明书中两者不能混用的原因。深刻体会到化学学科知识对于指导人们生活的重要意义。
学习效果评价设计:
本课时设计了基础作业和开放性作业,通过基础作业的检测,诊断学生基础知识掌握程度,知识点包括氧化还原反应中氧化剂、还原剂的辨识和强弱比较,作业难度属于推理预测水平,依据给定强弱关系分析反应发生情况的分析属于更高的能力要求,发展并诊断学生的概括关联的思维能力,在习题中还渗透了守恒规律的考查,发展并诊断学生的复杂推理的思维能力。开放性作业能够检测学生对氧化还原反应的理论在实际生产生活中的具体应用价值的认识。也是对学生学科价值观的诊断。
学习活动设计
教师活动学生活动环节一:氧化还原反应的规律教师活动1 探究过氧化氢参与氧化还原反应时体现的性质。 回顾上节课所学的内容,元素处于最高价,具有氧化性;元素处于最低价,具有还原性;元素处于中间价,既具有氧化性又具有还原性。 问题1:利用元素的化合价预测,你认为过氧化氢具有什么性质?
问题2:根据预测过氧化氢可能具有还原性,请以给定物质中选择试剂验证预测是否正确,并预测产物。 (有条件的可以安排学生实验) 酸性高锰酸钾溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液
教师根据学生设计的实验方案进行演示实验或教师及时评价学生的实验操作是否正确,引导学生分析物质中核心元素化合价,分析物质性质,强调学生认真观察实验现象并记录实验现象,根据实验现象推测反应产物。 问题3:根据预测过氧化氢可能具有氧化性,请以给定物质中选择试剂验证预测是否正确,并解释相关现象。 酸性高锰酸钾溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液
教师根据学生设计的实验方案进行演示实验或教师及时评价学生的实验操作是否正确,引导学生分析物质中核心元素化合价,分析物质性质,强调学生认真观察实验现象并记录实验现象,根据实验现象推测反应产物。 小结:研究物质氧化性和还原性的思路 拓展延伸:根据上述探究发现过氧化氢遇到不同物质时表现不同性质,过氧化氢本身具有氧化性,当它遇到高锰酸钾溶液时却可以被高锰酸钾氧化,说明高猛酸钾的氧化性比过氧化氢还要强一些,因此不同氧化剂的氧化性有强弱之分,不同还原剂的还原性也有强弱之分。化学反应一般满足强制弱的原理,因此可以得出结论:氧化性:氧化剂>氧化产物、还原性:还原剂>还原产物 据此进行物质性质的比较。 布置课堂练习任务:请你预测HCl的性质。根据元素化合价进行预测并设计实验方案进行验证并预测产物。 教师可以介绍几个氯化氢参与的化学反应辅助学生思考,及时评价学生设计的实验方案。学生活动1 学生在头脑中回忆物质性质与物质所含元素化合价的关系。 学生动笔标注过氧化氢中元素化合价。氢元素为+1价、氧元素为-1价。核心元素氧元素的化合价可以由-1升高到0价,具有还原性,也可以由-1价降低为-2价,具有氧化性,-1是属于中间价态,所以过氧化氢既有氧化性又有还原性。 学生分析给定物质中核心元素化合价,结合上节课所学,知道高锰酸钾具有氧化性,且其溶液呈现紫红色,想要验证过氧化性具有还原性要让其与氧化剂发生反应,所以选择高锰酸钾溶液。 学生设计实验方案或根据自己的实验方案动手实验,取少量过氧化氢溶液至于试管中,向其中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,观察到溶液紫红色变浅甚至褪色,证明预测是正确的。根据产生气泡的现象以及元素化合价变化情况预测产物有氧气。 学生分析给定物质中核心元素化合价,结合上节课所学,知道碘化钾具有还原性,且其溶液呈现无色色,加入淀粉溶液仍为无色,想要验证过氧化性具有氧化性要让其与还原剂发生反应,所以选择碘化钾溶液和淀粉溶液。 学生设计实验方案或根据自己的实验方案动手实验,取少量碘化钾溶液至于试管中,向其中滴加几滴淀粉溶液,溶液仍为无色,然后滴加无色的过氧化氢溶液,观察到溶液变为蓝色,说明有碘单质生成。证明过氧化氢有氧化性。 学生形成探究物质性质的一般思路:先根据核心元素化合价进行预测,选取相反性质试剂(设计实验方案),预测产物及现象(提出猜想和假设),实验验证,得出结论。 学生根据元素化合价进行性质预测,设计实验方案进行验证。环节二:氧化还原反应的实际应用教师活动2 问题4:初中阶段我们就知道过氧化氢在催化剂的作用下可以分解生成氧气,请从物质的分类、性质、物质发生的反应等角度进行分析。 教师引导学生写出反应方程式,并分析元素化合价变化,并且强调反应中得失电子数是相等关系。
问题5:汽车尾气会对环境和人们身体健康产生危害,目前,汽车尾气系统中均安装催化转化器,汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮在催化剂的作用下发生反应,你知道发生了怎样的变化吗?你是如何分析得出的? 教师对学生的推测进行及时评价,并提醒学生注意问题情境中提到环保,减少污染的情况,因此推测产物是无污染的。 教师进一步引导学生分析反应中的电子转移情况,强化得失电子数相等的守恒规律。 展示图片 介绍氧化还原反应在生产生活中的实际应用 问题6:生活中,家庭常用84消毒液(主要成分为NaClO)和洁厕灵(主要成分为盐酸)进行消毒和清洁。某品牌消毒液的包装上说明如下: 注意事项: 1.本品对金属制品有腐蚀作用。 2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。 请你根据所学知识,分析为什么消毒液对金属制品有腐蚀作用?解释为什么消毒液不能与洁厕灵同时使用?学生活动2 学生应用氧化还原反应原理进行分析 学生标注反应中电子转移情况,认识到守恒关系。
学生根据物质具有的性质出发进行分析,一氧化碳是常见还原剂,一氧化氮中氮元素为+2价,有降低趋势,推测一氧化氮可能具有氧化性,因此推测 2CO+2NO= 2CO2+N2 反应中一氧化碳为还原剂,一氧化氮为氧化剂。 标注反应中电子转移情况,理解守恒规律。 学生观察图片,感受氧化还原反应在生产生活中的真实存在,认识到掌握氧化还原反应可以让人们趋利避害,使生活更美好,树立正确化学价值观念,认识化学学科价值。 学生分析物质核心元素化合价,NaClO中氯元素为+1价,有降低趋势,具有氧化性。金属是常见的还原剂,两者相遇可能发生氧化还原反应,导致金属制品被腐蚀。HCl中的氯元素为-1价,有升高趋势,具有还原性,消毒液与洁厕灵相遇两者可能会发生氧化还原反应,从而使消毒液失效。小结:引导学生总结氧化还原反应的规律并体会氧化还原反应在生产生活中的应用 氧化性:氧化剂>氧化产物 强弱规律 还原性:还原剂>还原产物 守恒规律 氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
板书设计
1.3氧化还原反应 氧化还原反应的规律
1.强弱规律
2.守恒规律
作业与拓展学习设计
基础作业 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+、Ce4+、Sn4+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是( ) A.Ce4+ Fe3+ Sn4+ B.Sn4+ Ce4+ Fe3+ C.Sn4+ Fe3+ Ce4+ D.Fe3+ Sn4+ Ce4+ 2.已知还原性:I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,下列反应的化学方程式或叙述不成立的是( ) A. Br2+2HI=I2+2HBr B.2FeCl2+Cl2=2FeCl3 C.2FeCl2+2HCl+I2=2FeCl3+2HI D.Cl2通入NaBr和NaI的混合溶液中,I-先被氧化 3.已知:常温下,在溶液中发生反应:①16H++10Z-+2XO4-=2x2++5Z2+8H2O ②2A2++B2=2A3++2B- ③2B-+Z2=B2+2Z-。由此推断下列说法错误的是( ) A.反应Z2+2A2+=2A3++2Z-可以进行 B.反应③中Z2被还原,反应①中Z-被氧化 C.氧化性由强到弱的顺序是XO4-、Z2、B2、A3+ D.还原性由强到弱的顺序是Z-、B-、A2+、X2+ 4.现有离子反应: ①Cr2O72-+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O,②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-, ③2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,④Cl2+2Br-=2Cl-+Br2下列有关性质的比较正确的是( ) A.氧化性:Cr2O72->Cl2>Fe3+ B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O72- C.还原性:SO2Cr3+>Fe2+ 5.反应①②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应: ①2NaI+MnO2+3h2SO4=2NaHSO4+mnSO4+2H2O+I2, ②2NaIO3+5HNaSO3=2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2。 下列说法正确的是( ) A.两个反应中,含硫元素的反应物均被氧化 B.反应①中NaI被还原,反应②中NaIO3被氧化 C.氧化性:MnO2>I2 D.反应①②中生成等质量的I2时,转移电子数之比为1:1 6.已知:①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,②2FeCl2+Cl2=2FeCl3, ③2KMnO4+16hcl=2kcl+2mnCl2+5Cl2↑+8H2O。若某溶液中分别存在一定量的Cl-、Fe2+和I-,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,可加入一定量的 7.pbO2、kmnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( ) A.Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ B.10Cl-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O C.2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- D.5Pb2++2mnO4-+2H2O=5PbO2↓+2Mn2++4H+ 8.氧化还原反应在化学研究和工业生产中意义重大,在一定条件下可发生如下两个氧化还原反应:①□Fe+H2SO4(浓)□Fe2(SO4)3+□sO2↑+□H2O
②3S+6KOH 2K2S+K2SO3 +3H2O
试回答下列问题: (1)配平反应①。 (2)反应①中氧化产物为________,还原产物为________。 (3)反应②中,还原剂与氧化剂的质量之比为________。 参考答案 1.A 2.C 3.D 4.A 5.C 6.FeCl3 7.D 8.(1)2 6 1 3 6 (2)Fe2(SO4)3 SO2 (3)1:2 开放性作业 请你课下查阅资料了解氧化还原反应在生产生活中的实际应用情况,结合本节内容的学习请你写一篇对氧化还原反应价值的认识的短文(不少于200字)