一、在备课中,要从“以学生为主体”的理念去设计教学方案,使教师充当参与、促进和指导的角色
在研究教学方法时,应多思考如何与学生沟通、交流,如何从教学的“独白”转向“对话”。设计师生互相交往、共同发展的教学过程,让师生形成一个真正的“学习共同体”。我们应认真分析学生的知识结构的差异,找准新知识学习的切入点;认真分析学生的学习方式的差异,根据学生的兴趣、爱好、情绪,设计课堂教学,把握学习的鼓动点;认真分析学生的学习需要差异,根据对象确定分层施教,使基础较差的学生“吃得进,消得了”,使学有余力的学生“吃得饱”。只有这样,在掌握学生的个性差异和个体需求的前提下,采取不同的教学方法,才能为每一个学生的发展创造条件,使学生全身心地投入到课堂学习活动中来,使每个人都获得身心的愉悦,并在原有基础上有较大发展。
二、要注意新旧知识的联系
要立足于了解整个中学阶段的教材,弄清本与本、章与章、节与节之间的内在联系,如氧化还原反应,初中讲,高一第一学期讲,第二学期还要讲,但每节都各有侧重点。在讲解这部分知识时,教师应思考如何把握各侧重点,如何引导学生将新旧知识有机的联系起来,让分散的知识点连接成线,形成网络,使之更系统化,更有利于学生掌握和运用。
三、要注意教材的不同特点,从学生的实际出发,周密考虑教学措施
如何突出重点,如何突破难点,怎样做到深浅适宜,怎样使课堂语言清楚准确而无语病。在备课中要经常考虑到学生会在什么地方迷路,自己如何点拨。要经常考虑到教材的什么地方需要铺垫,便于学生掌握。哪个地方需要停顿,给学生以思考的时间,哪个地方需要重锤敲击,引起学生的重视。总之,要站在学生的位置多问几个为什么。有经验的老师,对理论性强的抽象概念多举例,以讲为主;有些如离子方程式的书写,氧化还原方程式的配平、有机化合物的命名则以练为主;对物质的量、气体摩尔体积及物质的量浓度的计算,盐类的水解等则可边讲边练边评,一个类型一个类型的过关;对炼铁这一节,若总结成一原理、二进口、三出口、四阶段、五方程就容易记忆。
四、要注意板书设计
好的板书是教师精心设计的结果,是长期教学经验的积累。它对学生提纲挈领的了解所讲内容,对于把握教材的关键性问题起着很大的作用,板书也是增强教学效果的一种手段。板书的原则是简明扼要,重点突出,知识层次清晰。如炼铁内容教材上写了四页,将板书可设计为:
一原理:利用氧化还原反应,在高温下用还原剂CO把铁矿石里的铁还原出来。
二进口:进料口、进风口。
三出口:渣出口、铁出口、高炉煤气出口。
五、要注意精选习题,做好课后巩固
如何精选习题,如何把学生获得的概念、知识点通过不同角度、不同侧面进一步深化或适度引申,进行匹配的强化训练,如何加强教材部分内容的交叉结合,使之与高考试题层次接轨。如物质的量浓度的计算有一个习题8问,除基本类型外,它还涉及溶液稀释的计算,两种不同浓度溶液混合的计算,两种溶液反应的计算,物质的量浓度与百分比浓度的相互换算,密度的计算,囊括了中学里所有溶液浓度计算的基本类型。通过此题,既复习了初中相关内容,又巩固了物质的量浓度的计算,掌握了解题思路与方法,提高了运用知识的能力。
六、要注意进行课后反思
课前备课、写教案固然重要,但课后反思,更有利于教师的专业成熟与提高。教案的价值并不仅仅在于它是课堂教学的准备,教案作为教师教学思想、方法轨迹的记录,也是教师认识自己、总结教学经验的重要资料。在教学实践中,课堂一旦放开,真正活起来,就会有很多突如其来的可变因素,学生的一个提问、一个“发难”、一个突发事件,都会对原有的教学设计提出挑战。
教师在课后把这些突发事件记录下来,对自己的教学观念和教学行为,学生的表现、教学的成功与失败进行理性的分析,通过反思、体会和感悟,则可以帮助自己总结和积累经验,形成一套能适应教学变化的、能出色驾驭课堂教学的知识体系和本领。
总之,教学方法的好坏直接影响教学效果,而好的教学方法又必须在备课中思考和筛选。只有把课备透、备熟,上起课来才能随机应变,左右逢源,才能把要讲内容有声有色地传授给学生。
【关键词】化学课堂;导入法 课堂导入都一定要符合新课程理念,要为顺利实现三维目标服务。比如要能够关注学生感受,关注学生能力培养,关注学生学科素养的培养。要能够充分体现学生是课堂的主体地位,能够培养学生正确的情感态度价值观,使学生热爱学习,学会学习,终身学习;能够让学生体验知识的再生过程,并着重学生思维品质的培养;当然也为了能够顺利完成本节知识能力目标的教学任务。课堂导入法从大的方面来讲,主要有情境导入法,热点导入法,问题导入法,任务导入法等,下面结合课堂教学实例对这些方法加以诠释。
1. 情境导入法情境导入法是创设与课堂教学内容紧密相关的种种情景,在预设的情境中,使学生深入角色,认真思考,挖掘潜力,启迪智慧,体验本节课知识内容的再生过程,从而实现教学三维目标。情境导入可通过多媒体声、像、图、文,构架生动形象的情景,展示与本节内容息息相关的经典图片,放经典视频,及经典音乐、幽默、故事、漫画等手段实现。通过感官刺激,可以提高学生关注力,激发学生学习兴趣。比如讲《乙醇》这一节内容时,先放一段经典动画:酒香不怕巷子深,牧童指向杏花村;然后几个酗酒者左摇右摆从杏花村出来,撞电线杆后的醉话连篇;酒后驾驶造成人员伤亡车祸现场悲惨而又滑稽的场面;交通警察如何进行酒后驾驶检测等场景,让同学们对乙醇的有关知识产生兴趣,从而进一步学习乙醇的物理性质、结构和化学性质就会取得良好的效果。总之针对情境不同,教师可以用学生熟悉的、比较感兴趣的生活实际中事例创设情景。俗话说兴趣是最好的老师,这样更容易让学生接受,更容易产生共鸣,更容易进入情境。本节教学任务就会在不知不觉中顺利完成。
2. 热点导入法热点导入法是根据教学内容,选择当下社会非常关注而学生也非常熟悉的热点问题让学生分析,一步步引导学生对本节内容进行思考、分析的课堂导入方法。由于该热点问题学生非常熟悉,就会增强学生分析问题、解决问题的信心,激发学生思考问题,回答问题的兴趣。处于既能体现自己对社会的责任感,又能满足了自己的表现欲,学生学习本节课内容就会特别热心、投入、热烈,师生互动、生生互动就更容易实现,学生既能体验知识再生的过程,也能充分享受到学习的乐趣,实现情感态度价值观的教学目标。比如化学课堂讲《新型无机非金属材料》内容时,课前先放一段神六、神七的视频,再放一段嫦娥一号奔月的视频,激发同学们对航空航天事业的热爱和爱国热情,并通过对我国航空航天事业发展迅速的状况进行分析,让学生了解“材料”科学的发展对航空航天技术发展的极大影响,认识“材料”科学发展的重要性,从而导入新课,分析《新型无机非金属材料》。
再比如讲授《蛋白质》内容时,先放一段深受含三聚氰氨奶粉毒害的儿童的悲惨画面,再分析三聚氰氨和蛋白质的关系,讲述奶粉中含三聚氰氨的危害,引起同学们对不法商人的愤怒、谴责和对蛋白质有关知识的好奇及急于探索的热情,对蛋白质的性质和作用的学习,就会水到渠成,取得良好的效果。
3. 问题导入法俗话说学贵有疑,小疑小进,大疑大进。问题导入法是以与本节课内容联系紧密,同学们在日程生活中常遇到的问题进行分层次,多维度提问,在学生对相关问题根据已有的社会、生活及学习经验有初步认识的基础上,激发学生解决问题的欲望和兴趣,引导学生一步步深入学习本节教学内容的课堂导入方法。由于是常见问题,与学生的生活息息相关,是每位同学都想知道答案的问题,问题的趣味性,知识性,文学性,能够激发学生思维,引发学生兴趣。对身边熟悉的问题每个同学都会有不同的体验和感受,解决问题的方法就会不同,同学们讨论问题时就会很热烈,很容易创造良好的课堂氛围,让每位同学积极参与学习过程,大胆解决问题,培养创新思维,体验知识再生过程,顺利实现三维目标,完全符合新课标对课堂的要求。比如化学课讲《酸雨及其防治》内容时,教师先展示被酸雨侵蚀的雕像和树木图片,被酸雨污染的河流图片,建筑物被酸雨侵蚀目不忍睹的图片等,让学生了解酸雨的危害,使学生对酸雨产生“深恶痛绝”的感觉,学生就会努力查找资料、互相询问探讨、认真思考和分析生活中还有哪些事物深受酸雨危害,处于保护自己生存环境的本能,就会急切想知道形成酸雨的物质有哪些?酸雨成分、性质如何,为什么有害?怎样才能防治酸雨,减轻酸雨对我们带来的危害等相关内容。从而提高了学生学习的主动性和课堂积极参与意识,使学习任务在学生查找资料,师生互动、生生互动中主动完成,符合新课标对课堂教学的要求。
关键词: 激发 实验教学 开展 新颖
学习兴趣是一种力求认识世界、渴望获得文化科学知识的意识倾向,能推动人们去寻求知识,钻研问题,开阔眼界,它也是一个人走向成才之路的一种高效能的催化剂。
“兴趣是最好的老师。”
一、上好绪言课,激发学习兴趣
有趣,是初中生学习化学兴趣形成和发展的前提。有趣即化学教学富有趣味性,它包括两个方面的含义:一是化学知识以特殊的方式变得富有魅力;二是传授和学习化学知识的过程生动活泼。经验告诉我们,第一堂化学课是尤为重要的。上好绪言课,首先要精心设计,认真准备。如我的绪言课一开始向学生介绍,从今天起我们开始学习一门新的课程,并将事先填充的氢气球放飞到教室上空。氢气球下系一条红色绸带,上书:欢迎同学们学化学,祝大家成功。此时,学生精神抖擞,课堂上充满欢乐愉快的气氛。接着提问:“什么是化学?”学生面面相觑,不能回答。老师再问:“氢气球为什么能飞?”“如果改用口吹的气球,它能不能飞呢?”学生异口同声地回答:用口吹的气球不能飞。而对于“为什么”,却面带难色-----?最后,老师以科学家诺贝尔的故事结束绪言课的教学。[1]由此不难看出,一堂绪言课对于学生产生兴趣和树立信念具有多么重要的意义和作用。
二、加强实验教学,激发学习兴趣
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验在化学教学中的作用是不容忽视的。中学化学实验包括教师演示实验和学生实验两部分。例如,我在讲述氧化还原反应的概念时,设计下列实验:在空气中用酒精灯烧铜丝,红色铜丝被氧化变黑,然后用氢气还原,又变为原来的红色。通过这个实验事实能引导学生观察和分析,透过现象看本质,从而理解氧化还原的基本概念。例如讲述《酸的性质》一节,我结合教材内容,针对学生易犯的错误设计下列实验:氧化铜加水,再稍稍加热,不反应;氧化铜加酸,加热,反应发生,生成蓝色溶液。 通过这一实验,学生可得到氧化铜不溶于水但溶于酸的正确结论。通过生动活泼的化学实验,可以培养学生学习化学的兴趣。
三、开展丰富多彩的课外活动,激发学习兴趣
化学教学要真正提高学生的素质,培养学生的能力,还应该重视兴趣广泛性的培养和兴趣持久性的协调。一方面利用化学知识与物理学、生物学、数学、美学等学科的密切联系,拓展学生的视野,培养学生兴趣的广泛性。另一方面开展丰富多彩的课外活动,教师可收集大量的趣味化学片断、化学与社会、化学与生活、化学史、化学魔术、化学谜语、化学游戏、化学趣味实验等,通过讲座、表演、比赛等方式丰富学生的课余生活。例如,设计活动测定人体所需的维生素C的含量,这易为学生接受并产生兴趣。用一些身边熟悉的水果(如橙子)和蔬菜(如大白菜)作为原料进行实验测定,进而对各种蔬菜和水果中的维生素C含量作比较。通过实验,同学们懂得了维生素C是人体必不可少的维生素之一,从而在实际操作中情绪高涨,比做课本中的实验更有趣。[2] 再如,经过一系列的活动以后,最后开一个化学晚会,晚会的内容有相声、魔术、谜语、趣味实验等,表演者全部是学生。通过此项活动,对表演者和观众都起到了开阔视野的积极作用,同学们学习化学的兴趣为之大大增加。
四、帮助学生突破难点和知识分化点,激发学生学习化学的兴趣
初中化学的难点及知识分化点一般有:化学用语、溶液的计算、无机物之间的相互转化关系。一个学生即使兴趣较高,一旦几次被难倒,兴趣也会大减,从而影响学习成绩,所以帮助学生突破难点和知识分化点很重要,例如化学用语中元素符号、化学式,采取分批识记,从绪言开始,日积月累。化学方程式的书写教给他们“五查”:一查分子式写的是否对;二查配平是否正确;三查“等号”有没有写;四查条件有没有标注;五查该画的“”或“”有没有画。将常见元素的化合价、酸碱盐溶解性编成口诀帮他们识记。这样有助于学生记忆及掌握,不至于使学生感到为难,从而使他们的学习兴趣不减。
一、上好绪言课,激发学习兴趣
有趣,是初中生学习化学兴趣形成和发展的前提。由生动活泼的绪言课揭开学习化学的序幕,正如俗话所说,“好的开始就等于成功的一半”。经验告诉我们,第一堂化学课是尤为重要的。因此,把第一堂化学课上得生动、有趣,学生学习的兴趣就会大增。
要想上好绪言课,首先要精心设计,认真准备。在教案设计过程中,要把绪言课的教学难点定在激发兴趣和树立信念上,为此整堂课的程序设计为制趣—初立志—讨论—实验—自学—辨析—再立志。如一位老师的绪言课一开始向学生介绍,从今天起我们开始学习一门新的课程,并将事先填充的氢气球放飞到教室上空。氢气球下系一红色绸带,上书:欢迎同学们学习化学,祝大家成功。此时,学生精神抖擞,课堂上充满欢乐愉快的气氛。接着提问:“什么是化学?”学生面面相觑,不能回答。老师再问:“氢气球为什么能飞?”“如果改用口吹的气球,它能不能飞呢?”学生异口同声地回答:用口吹的气球不能飞。而对于“为什么”,却面带难色。老师不作答,而是说,我给大家再变个魔术。学生忽转欢喜,精神放松,课堂气氛又被“魔术”二字调动得活跃起来。随后老师再制趣,只见他手持一杯澄清的石灰水,故意告知学生是一杯“清水”,然后用玻璃管向杯中吹气,不一会儿,杯中的水变成一杯乳白色的“牛奶”。学生欢欣不已,继而表示惊讶,提出疑问:“是真的牛奶吗?”老师摇头。紧接着又做一个茶水变墨水的“魔术”,进而把学生的情绪推到。其后讲到,如果想知道这其中的奥妙,我们就要学习化学知识。至此,学生初步认为化学很“好玩儿”,进而在老师的指导下,总结出化学的研究对象。学生一听化学课以实验为基础,以后自己可以亲自动手做实验,更加兴奋不已。
接下来,老师又演示了课本中的4个实验,通过分析实验现象总结出物理变化和化学变化两个概念。随之,老师又简单地介绍化学与生活的关系,讲解我国化学工业的过去与现状,以此激励同学们发奋图强,将来为我国的化学事业贡献力量。最后,老师以科学家诺贝尔的故事结束绪言课的教学。由此不难看出,一堂绪言课对于学生产生兴趣和树立信念具有多么重要的意义和作用。
二、加强实验教学,培养学习兴趣
化学是一门以实验为基础的自然科学,实验在化学教学中的作用是不容忽视的。中学化学实验包括教师演示实验和学生实验两部分。演示实验生动、鲜明,可以激发学生的学习兴趣。要保证课堂演示实验的成功,教师每次实验前都做好充分准备,努力做到操作规范,速度适中,便于观察。为避免学生只是看实验,觉得好奇、好玩而忽视学习,学生每次观察实验都要有明确具体的观察提纲和真实详细的实验现象记录,逐步培养观察能力。另外,对于课本中的演示实验,有的现象不明显,这就需要教师开动脑筋不断改进实验方法,使实验现象鲜明生动。在学校实验条件允许的情况下,可以把一些观察性较差而方法较简单的实验改为演示实验,让学生在教师指导下边讲边实验。 在具体的教学中,有些化学概念学生不易理解和掌握,如果设计成一个实验,让学生观察、分析,学生就比较容易理解和掌握。例如,氧化还原反应的概念可设计下列实验:在空气中用酒精灯烧铜丝,红色铜丝被氧化变黑,然后用氢气还原,又变为原来的红色。通过这个实验事实能引导学生观察和分析,透过现象看本质,从而理解氧化还原的基本概念。对于化学反应方程式,学生记忆起来比较困难,如果把反应具体化,学生亲自观察到这个反应的发生,记忆起来就容易,就深刻。例如,讲氢氧化钠的性质时,可做下面的实验:向盛有氢氧化钠溶液的试管中先滴入酚酞试液,变成红色后再通入二氧化碳气体,红色褪去后再滴加盐酸,有气泡产生。实验后,再讲反应原理,学生就易于掌握。
三、用新颖的教学方法,稳定学习兴趣
关键词: 微课 化学教学 实际应用
微课是“微型视频课例”的简称,微课的主要呈现方式是以与教学相关的视频,以“微视频”的提供形式结合教学中的习题、例题、问题、难点和相关知识点,提供“微教案、微课件、微习题、微反思”等内容。传统的教学方式以教学课件和课例为核心,所以传统教学方式具有单一性,灵活性不高。与传统教学方式相比,微课是在其基础上在互联网快速发展的大背景下新兴的一种新型教学资源。微课具有教学时间短、教学内容少、知识点突出、资源容量少的特点。本文以人教版高中化学实践为例,研究微课在高中化学教学的应用与思考。
1.微课帮助学生提高学习效率与深度
每个人理解能力和接受新信息的能力不一样,老师很难让每位学生都理解教学难点,所以教学难点是让教师很头疼的一点。但借助微课这个线上学习平台,每位教师都能贡献出自己对教学难度的理解方式和解决方式,微课会给学生提供不同的解决问题的角度。例如在微课上,关于氧化还原反应,其对相关概念、方程式、氧化性与还原性的理解都有不止一种方法,学生可以通过微课更深入细致多方面地理解氧化还原反应,达到帮助学生理解教学难点的效果,从而顺利完成老师布置的学习任务。根据科学研究,人们在五分钟到十分钟之内的学习效率是最佳的,人们的注意力保持非常集中,思考能力和记忆能力均处于最佳状态,对于一个化学知识点的讲解只需要不超过十分钟,通过这个最佳时间段进行授课,学生更容易吸收知识点。微课对于学生来说不会产生很大的精神压力。化学的特点就是有繁多的知识点,通过微课分散的知识点更能帮助学生记忆。同时教学难点不容易理解,微课上会提供更丰富的教学资源,来自不同地方的优秀教师会用各式各样的方法解答,帮助学生理解和突破教学难点,甚至培养学生的创造能力,提供更加有效的解题方法和思路。
2.微课帮助学生培养实验能力和科学精神
化学教学中必不可少的是实验教学,虽然实验教学受到师生的重视,但由于条件的限制或者没有足够的学时,教师会舍弃实验教学选择教学录像或者直接口述讲解实验部分,学生没有足够的兴趣学习化学实验。与其相比,微课为学生的实验体验创造了更大空间。实验型微课可以通过让学生提前把自己设计的实验过程用手机或其他设备录下来,并设计为微课,让学生集体观看。学生不仅可以通过实验方法和明显的实验现象得出正确的结论,而且可以与其他同学交流实验心得和想法,向他人提出建议。学生在互帮互助中提高化学实验能力。通过以微课的形式进行化学实验教学,可以帮助学生理解实验思路,提高动手能力,探究科学的化学实验方法。也许微课的教学方式不一定适合每个教师的教学情况,但是微课录制得当,更多学生会参与,对化学实验感兴趣,从而达到更好的教学效果。
3.微课帮助学生理解微观世界和扫清教学障碍
如果仅靠教师讲解帮助学生理解教学难点,那么对学生来说很难接受和消化教学难点。微课视频可以直观地向学生展示微观世界,形象生动具体地讲解抽象知识,更有利于学生掌握从而顺利扫清教学过程中的障碍。学生只需要看微课的标题就能了解这节课的目的,微课在短时间向学生展示化学实验,例如微课可以利用计算机软件动态展示化学反应中分子、原子、电子等微粒的行为,电子在核外的运动。溶液中结晶、溶解等化学反应的微观过程,生动形象地把各种化学反应展示给学生,帮助学生理解物质的结构、化学变化的基本原理,激发学生对化学的兴趣,培养学生对化学问题的思考与解决能力。
4.微课帮助学生自主学习和满足学习需求
教师通过将课程中的重难点做成微课以供学生参考,便于学生及时点播。微课将学生放置于课堂外的一个学习环境中,从而锻炼学生的自主学习能力。微课具有简单易懂的特点,帮助学生自主学习。学生可以根据自己的学习情况和时间安排选择地点和时间,教师可以提出见解,只要学生有化学学习的意愿就可以实现自主学习。视频的播放速度可以根据每个人的不同情况例如每个学生的接受能力自主决定播放速度。基础较差、接受信息能力较差的学生更可以根据自己的需求反复观看,从而有利于每个接受微课教学的学生的化学学习的进步。
5.微课促进教师研究
微课的制作方法有如下几种:
(1)运用高像素手机等摄像设备录制老师的讲解内容,注意需要把录像设备固定在一个地方避免在录制过程中抖动进而影响拍摄质量,这种方法简单有效。
(2)运用Camtsia Studio,Snagit,Captivate等软件录制授课过程或者利用PPT,Word,画图软件等讲解知识点。
(3)运用Office 2010,Office 2013中的PPT转化为视频格式的文件。
(4)综合运用上述三种方法制作微课。
在微课制作过程中,教师需要结合每个学生的实际情况理解学生在学习上的薄弱环节,从而通过谆谆教导和微课实例帮助学生习得化学知识。教师要注重微课的字体、字号、颜色搭配,尽量减少文字的数量和习题的数量,制作容易使学生理解和接受的微课。要想达到良好的教学效果,就必须设置课前的问题激发学生对新知识的探索欲和主动性,着重讲解重难点,引导学生探究新型案例。教师更要坚持清晰明了的教学方式,合理控制好微课的教学时间。教师制作微课的过程也是加强教学研究的过程,更利于教学反思,加强对知识的管理,增强成就感和自信心。
微课的出现适应了现代快速的生活,结合了精细化的时间和知识点,满足了现代人的需求,不会占用很多时间。今后,微课更应该与时俱进,把微课更好地引用到化学教学中。
参考文献:
[1]钱华.微课在高中化学教学中的实践应用和思考[J].化学教与学,2014(11):52-53,96.
[2]张学瑞.如何利用微课提高高中化学教学的有效性[J].新课程学习・中旬,2014(4):57-57.
[3]鸽,白伟.突出“宏―微―符”化学思维方式的课堂教学――以“化学式”一节课为例[J].化学教育,2012,33(11):49-51.
关键词:高中化学教学 互动教学 实验教学
学生的发展离不开教师能力的研究。教师的能力关系着教育的成败,制约着课改的进程。教师是课程的实施者,解释者,纵观课程改革史,教师的参与程度和状态直接左右着新课程的推行。课程改革给全体教师提出了新的更高的要求,因此必须提高教师的综合素质,以适应课改要求。所谓教师的素质 ,就是指教师在教育教学活动中表现出来的,决定其教育教学效果,对学生身心发展有着直接而显著影响的心理品质的总和。它包括教师的师德素养和业务素质 ,为了适应课程改革的要求,我认为作为化学教师还应在以下几方面加强自身素质建设。
一、激发学生学习兴趣
苏霍姆林斯基指出:“如果学生没有学习的愿望,那我们所有的计划,所有的探索和理论都会变成泡影。”兴趣是认识某种事物或某种活动的心理倾向和动力,是进行教育的有利因素,对鼓舞学生获得知识,发展智能都是有用的。兴趣是获得知识的内动力,它影响着学生的学习行为与效果,因此,在教学中努力激发、调动学生的学习兴趣就成了教学研究的重要课题,化学教学中,激发、调动学生学习兴趣的形式与手段很多,例如:在学习富集在海水中的元素――氯这一节的内容的时候,首先给学生看一段和氯有关的中毒的报道:新华网报道:2005年3月29日,京沪高速公路淮安段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 ,大量液氯外泄。据目击者描述 :”一股黄绿色的气体就像探照灯光一样,‘唰’地射向高空,足有5米高,并有刺激性的气味,眼睛也熏得有些睁不开 。”事发后消防队员不断地用水枪喷射,但时值西南风,氯气迅速向西南方扩散 ,造成350 人中毒进医院救治, 另有28人中毒死亡的特大事故,附近居民采取应急措施, 疏散到一高坡上。从这一段报道中,运用红色的方框圈出关键字眼:“黄绿色,气体,刺激性气味,水枪,中毒,高坡”极大的激发了学生学习的兴趣,并且从这些关键字眼学生可以总结出氯气的物理性质:“黄绿色气体,有刺激性气味,密度比空气大,能溶于水,易液化”,达到了高效学习的目的。
二、加强理论联系实际及与其它学科的联系
化学是一门以实验为基础的学科,它联系社会、生产实践及日常生活等各方面的实际,它不仅可以解释一些现象,还可以指导我们的实践活动。例如:学习化学能与热能这一节的内容时,以物理中的能量守恒为引入,多列举生活中的能量转化形式,如:植物吸收太阳的光能转化为化学能,化学能再燃烧转化为热能;水电厂,水能转化为电能,电能转化为光能,热能,机械能等能量形式;在此铺垫下,引导学生观看课本,就很容易得出化学反应中能量变化的原因:(1)反应物能量>生成物能量,该反应为放热反应;反应物能量
三、增加专业知识储备,提高知识点间的联系
在新课改的要求下,教师学生不再是“一桶水”与“一杯水”的关系,而是引导学生“找到水源”的关系。例如:在讲解元素周期律这一节的知识的时候:讲到同周期,同主族原子半径的大小变化规律的时候,与前面碱金属,卤素的学习相联系,得出结论:半径大的容易失去电子,半径小的容易得到电子;从而引导学生思考:半径如何变化?得电子能力如何变化?联系氧化还原反应,还原性,氧化性如何变化?金属性如何变化?非金属性如何变化?结合金属性,非金属性强弱判断方法,那么最高价氧化物对应水化物酸性,碱性如何变化?氢化物的稳定性如何变化?阳离子氧化性,阴离子还原性如何变化?这样使课堂知识的教学变成了引导学生对一个个问题的思索和解决,形成知识脉络,不仅调动了学生的参与热情 ,而且培养学生独立思考、解决问题的能力。
四、利用化学实验,培养学生的观察能力、动手能力和思维能力
化学学科是一门以实验为主的学科,实验教学在整个生物教学中占有较大的比例,因此如何顺利开展实验教学对生物教师提出了新的更高的要求,尤其是课改后教材中的实验的比重明显加大。实验对于学生掌握物质性质,现象的直观观察描述的同时,可以提高学生的观察能力和语言表达能力。例如:钠与水的反应:在烧杯中加一些水,滴入几滴酚酞溶液,然后把一小块钠放入水中。你看到什么现象?学生通过实验给出现象描述,也许描述不清,教师帮助学生总结:钠浮在水的表面;熔化为光亮的小球;在水面上游动;发出嘶嘶的声响;滴入酚酞溶液变红;归纳为:“浮,熔,游,响,红”简单的五个字,进一步提问,这些现象说明了说明问题:浮:说明小于水的密度;熔:反应放热,钠熔点低;游,响:有氢气产生;红:有碱生成。通过这样的分析,归纳。学生极大程度的训练了语言的表达能力,更有利于学生掌握该反应的实质,便于记忆,理解。
【教学内容、目标】
1、了解化学反应的分类方法,初步认识四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
2、学会用化合价升降和电子转移观点来理解氧化还原反应(能初步运用“对立统一”观点了解有关概念的辩证关系)。
3、初步学会用箭头符号正确表示电子转移方向和数目。
【知识讲解】
本节重点是用化学价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应的概念。
本节难点是用箭头符号表示和分析氧化还原反应。
【知识过程】
一、化学反应的分类方法
1、仅从物质类型分为无机化学反应和有机化学反应。
2、既从物质类别又从物质反应前后种数分为四种基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
3、按反应中有无电子转移分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
4、按反应中微粒形态分为离子反应和非离子反应(分子之间或分子与原子之间的反应)。
5、按反应中能量变化形式如热量的变化分为吸热反应和放热反应。
氧化还原反应
二、氧化还原反应
1、氧化还原反应的特征和本质
初中化学仅以得氧、失氧的观点初步认识氧化反应和还原反应。但是有许多反应尽管没有氧参与,如钠在氯气中燃烧2Na+Cl2NaCl也属于氧化还原反应;而碳在氧气燃烧生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧,发生了氧化反应那么什么物质失去了氧呢?谁被还原了呢?“失氧”的观点不能自圆其说;再如氢气还原氧化铜生成铜和水的反应:++其中氧元素的化合价在反应前后保持-2价没有变化,实质上起氧化作用的是+2价铜元素,并不是-2价的氧元素。因此得氧,失氧观点是不全面,不完整,不确切的一种说法。
其实在化学反应前后,凡涉及元素价态变化的反应都属于氧化还原反应。元素化合价的升降是相辅相成的关系,有升必有降,这是判断氧化还原反应的依据和特征。由于元素化合价数值与正负跟该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及其偏移状况有关,所以氧化还原反应的本质是电子转移。
2、与氧化还原反应有关的“成对”概念及其辩证关系
以下跟氧化还原反应有关的“成对”概念既相互对立又紧密相联缺一不可,都统一于同一反应之中才具有意义。
(1)氧化反应~还原反应
物质失去电子(相应元素化合价升高)的反应就是氧化反应(或称“被氧化”);物质得到电子(相应元素化合价降低)的反应就是还原反应(或称“被还原”)。如:
;
在一化学反应中有物质发生氧化反应,则必然有物质发生还原反应,二者尽管表现不同,但必走同时存在于某一具体反应中。
(2)氧化剂~还原剂
在化学反应中得电子的物质(所含元素化合价降低的物质)称为氧化剂;在化学反应中失去电子的物质(所含元素化合价升高的`物质)称为还原剂。在氧化还原反应中电子是从还原剂转移到氧化剂。必须强调的是在氧化还原反应中氧化剂、还原剂均是指反应物,二者必定同时存在,两者既在不同种反应物中,也可以在同一物质中,甚至可以存在于某一单质中。两者既是对立的(争夺电子)又是统一的(共依共存)。
(3)氧化性~还原性
在化学反应中,氧化剂夺电子的性质称为氧化性(或称氧化能力);还原剂失电子的性质称为还原性(或还原能力)。所谓氧化剂的强弱,就是指它的氧化性强弱;所谓还原剂的强弱,就是指它的还原性的强弱。
(4)氧化产物~还原产物
这一对概念只针对生成物而言。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物;氧化剂得电子被还原后的生成物称为还原产物。氧化产物相对同一反应的氧化剂具有较弱的氧化性;还原产物相对同一反应的还原剂具有较弱的还原性。
上述四对概念之间的关系可归纳如下:
失电子,化合价升高,被氧化(发生氧化反应)
氧化剂 + 还原剂 ==== 还原产物 + 氧化产物
(氧化性强)(还原性强) (还原性较弱)(氧化性较弱)
得电子,化合升降低,被还原(发生还原反应)
也可概括为六个字“失→高→氧,得→低→还。”
3、常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂有:
(1)活泼的非金属单质如:卤素单质(X2)、O2、S等。
(2)高价金属阳离子如:Fe3+、Cu2+等。
(3)高价或较高价含氧化合物如:MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常见的还原剂有:①活泼或较活泼的金属:如K、Na、Z1、Fe等。
②一些非金属单质:如H2、C、Si等。
③较低态的化合物:CO、SO2、H2S等。
一般情形下强氧化剂与强还原剂共存可发生氧化还原反应;而弱氧化剂与弱还原剂则较难发生氧化还原反应。
4、电子转移方向和数目的表示方法:
(1)用双线箭头符号表示(方程式两边同一元素的原子得、失电子的情形
失2×2e
得e 得3e
(2)用单线箭头符号表示(仅在方程式左侧反应物上原子得、失电子的情形)
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
教学目标
1.使学生从化合价升降和电子转移的角度来理解氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价升降法判断氧化还原反应,掌握电子转移的表示方法。
3.理解得失电子、氧化还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
教学过程
【板书】
氧化还原反应
一、化合价升降和氧化还原反应
【提问】
CuO+H2Cu+H2O
1.在以上反应中,氧化铜发生氧化反应,还是还原反应?依据是什么?
2.标出反应中各元素的化合价,从中分析三种元素化合价各有什么变化。
【讲解】
小结初中氧化反应、还原反应的知识后,引导学生把氧化还原反应跟化合价联系起来。
【讨论】
2Na+Cl22NaCl H2+Cl22HCl
这两个反应没有氧的得失,但也是氧化还原反应,为什么?哪种物质发生氧化反应?哪种物质发生还原反应?
【讲解】
小结上述讨论后,得出:
【板书】
物质所含元素的化合价发生变化,这一类反应一定是氧化还原反应。所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应;所含元素化合价降低的物质发生还原反应。
【巩固性提问】
下列反应中哪些是氧化还原反应?发生氧化还原反应的各是什么物质?
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑ Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
【板书】
二、电子得失和氧化还原反应
1.电子得失和化合价升降
【讲解】
以钠跟氯气反应为例,讲清钠原子为什么失去1个电子,氯原子为什么获得1个电子以及得失电子跟化合价升降的关系后,再举铁跟稀硫酸、铁跟氯气、氯化亚铁跟氯气的反应中化合价的变化情况。小结如下:
【板书】
2.电子得失和氧化还原反应
【讲解】
把电子得失跟化合价升降的'关系以及化合价升降跟氧化还原反应的关系联系起来。
【讲解】
凡有电子转移的反应就是氧化还原反应。得到电子的物质是氧化剂,发生还原反应;失去电子的物质是还原剂,发生氧化反应。
【思考题】下列说法是否正确?为什么?
1.氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应。
2.化合反应都是氧化还原反应,分解反应都是非氧化还原反应。
3.置换反应都是氧化还原反应,复分解反应都是非氧化还原反应。
(作业略。)
教学说明 氧化还原反应共三课时。第一课时主要是建立氧化还原反应的概念。从复习初中已有的得氧、失氧角度出发,通过化合价的升降过渡到从电子得失的观点来理解氧化还原反应。第二课时讲解另一种电子转移即电子对偏移(这样安排是为了分散难点),电子转移的表示方法,氧化剂、氧化性、氧化反应等概念的辨析及联系。第三课时是习题课,通过学生自己思考、练习,巩固上两课时内容,能较熟练地判断氧化剂和氧化反应等。
课题:《氧化还原反应》
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力
(三)情感态度与价值观:
理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法
2、氧化还原反应的实质
教学难点:氧化还原反应的.实质
教学方法:讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e- → 该元素化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 该元素化合价降低 → 发生 还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
板书设计:
1、定义
2、特征:有些元素的化合价发生了变化
3、实质:电子转移
4、失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
一、教材分析
中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应是非常重要的知识点,是中学化学教学的重点和难点之一。课标要求学生掌握氧化还原反应的基本概念,真正理解反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。氧化还原反应的基本概念贯穿于整个中学阶段化学知识的学习始终,是非常重要的理论知识。
本节的教学思路是通过分析参加化学反应的各物质所含元素的化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,并探讨氧化还原反应的实质;通过分析参加化学反应的各物质所承担的角色,引出氧化剂和还原剂的概念,加强对氧化还原反应概念的理解和应用。
二、教学目标
1.课标要求
(1)通过熟悉的化学反应,使学生认识到有的化学反应中有元素化合价的变化,建立氧化还原的概念。
(2)通过实验和思考,分析得出氧化还原反应的'实质是电子转移。
2.三维目标
(1)知识与技能:知道氧化还原反应的本质是电子的转移,能举出生产生活中氧化还原反应的实例。
(2)过程与方法:引导学生认识化学反应中元素化合价的变化,认识氧化还原反应的概念;提出问题,引入实验,让学生通过实验现象得出氧化还原反应的本质是电子的转移。
(3)情感态度与价值观:引导学生学习氧化还原反应,认识到氧化还原反应在实际生产和生活中无处不在,而且有利有弊。只有充分学习和研究,才能避免有害的氧化还原反应的发生,让更多的氧化还原反应造福于人类。让学生关注化学与生命活动的联系,体会化学来源于生活,又高于生活。
三、教学分析
1.教材分析
本节包含三部分内容:氧化还原反应,氧化剂和还原剂,探究铁及其化合物的氧化性和还原性。以往教学通常将本节分为3课时,每一部分为一课时。为了培养学生学习化学的兴趣,培养他们科学探究的能力,教师在设计本节课的教学时,以“氧化还原反应”为线索,通过“化合价变化”这一氧化还原反应的标志揭示其实质为“电子的转移”。本节课在设计时注重化学与生活实际的联系,由学生熟悉的五彩缤纷的焰火引入,以生产生活中常见的氧化还原反应结束,交相呼应。
2.学情分析
本节知识内容是中学化学中重要的理论知识,比较抽象,是高一学生在学习了物质的量、电解质之后的又一难点。将这两课时合为一课时,也成为教师教学设计时必须考虑的问题。如果在一节课中将多个概念传授给学生,那就是一节失败的课。真正能让学生在教师的引导下,层层递进地学习、理解这些概念,领悟相互之间的关系,自主地进行探究和思考,那才是一节成功的课。
四、教学重点、难点
1.重点
分析化合价的升降,认识氧化还原反应。
2.难点
理解电子转移是氧化还原反应的实质。
五、教学方法
从学生的认知水平出发,采用启发式教学法。在学生现有的知识水平上设置疑问,并引导学生通过思考、练习、实验来解决疑问。例如,学习了氧化还原反应的概念后,利用学生熟悉的氢气还原氧化铜反应引出氧化反应、还原反应的概念,教学过程顺理成章,易于学生接受。问题的设置应有梯度,循序渐进,由现象到本质,层层深入地引导学生解决新知识学习中的疑问。由于本节内容理论性较强,教学中多处采用举例教学,让学生通过生活中的实例和熟悉的化学反应认识氧化还原反应的标志和实质。通过练习,巩固理论知识的学习,讲练结合,实现高效教学。实验教学是化学教学中最为直观的教学方法。通过实验引发学生思考,发现问题的本质。
六、教学过程
1.情景导入
很高兴引领大家学习氧化还原反应,今天我们将走入氧化还原反应的世界。氧化还原反应是一类十分重要的反应,它在我们的生产、生活中是普遍存在的。
同学们还记得2008年北京奥运会那29个由焰火组成的神奇大脚印和绚丽多彩的焰火吗?这就是由一系列的氧化还原反应产生的。我们学习过的化学反应也有很多属于氧化还原反应。大家请看屏幕(展示图片)。
2.设计思路
氧化还原反应对学生来说是一个较为抽象的概念,导入环节的设置就是先给学生一个感性认识,激发学生的学习兴趣,让学生建立熟悉感,更好地认识氧化还原反应。
3.引入正题
给出常见的几种化学反应,让学生标注化合价。然后分成两类,我们把化合价变化的称为氧化还原反应。在氧化还原反应的实质教学中,先提出问题“什幺因素引起了氧化还原反应中元素化合价的变化呢”,然后以氯化钠的形成为例,以图片的方式展现钠原子和氯原子之间电子的转移。
假设元素化合价的变化是由电子的转移引起的,接下来学生进行分组实验:铁钉和硫酸铜溶液反应可以解释为铁失去电子转移给了溶液中的铜离子,铜离子得电子生成铜,并在铁钉上析出。理论分析如此,那幺实际是否符合理论分析呢?采用演示实验,把铁钉和铜片分别连接导线,串联电流表后插入硫酸铜溶液中。按照理论分析电路中应该有电流产生,则电流表的指针应该发生偏转。实验现象证明确实有指针偏转,说明理论分析正确,电子转移引起了元素化合价的变化。分组实验和演示实验有机结合既充分调动了学生的积极性和探究精神,又节省了时间,达到了实验效果。最后归纳小结,提炼精髓。
4.概况整合
实质标志:电子的转移,化合价变化形成氧化还原反应。
5.课前准备
(1)搜集教学素材,如氧化还原反应的视频、生活中氧化还原反应的图片、防腐剂图片等。
(2)设计幻灯片辅助教学。
(3)准备一个演示实验和两个分组实验。
(4)设计教案,设计、印刷导学案。
七、教学评价
氧化还原反应是中学化学中重要的理论知识,比较抽象。这节课循序渐进、有条理地将氧化还原反应的相关概念一一介绍给学生,在教师的引导下,让学生层层递进地学习、理解这些概念,领悟其中的关系,自主地进行探究和思考。把复杂的问题简单化,帮助学生把难懂的理论知识学得更加轻松,是本节课希望达到的最佳效果,也是最终目的。
教学目标
知识技能:掌握化学反应的实质,理解离子反应及离子方程式的意义;根据化学反应发生的条件对比掌握离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,化学教案-氧化还原。
能力培养:通过观察实验现象学会分析、探究化学反应的实质,培养学生的抽象思维能力。
科学思想:通过观察的化学现象及反应事实,使学生了解研究事物从个别到一般的思想方法,体验研究问题,寻找规律的方法。
科学品质:通过实验操作,培养学生动手参与能力,对反应现象的观察激发学生的兴趣;培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
科学方法:观察、记录实验;对反应事实的处理及科学抽象。
重点、难点
离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法。
教学过程设计
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】复分解反应能够发生的条件是什么?并对应举例说明。
【评价】给予肯定。
【指导实验】全班分为三大组,分别做下面的三组实验,并观察记录:
一、硝酸银溶液分别跟盐酸、氯化钠、氯化钾的反应;
回答:复分解反应是电解质在水溶液中进行的,这类反应必须在生成物中有沉淀、气体、难电离的物质三者之一才能发生。
例:(1)在反应里生成难溶物质。如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
BaCl2+H2SO4=BaSO4↑+2HCl
(2)在反应里生成气态物质,如CO2、H2S、Cl2等。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反应里生成弱电解质,如:水、弱酸、弱碱等。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
分组实验,并记录观察到的现象。
一、均有白色沉淀生成;
复习复分解反应发生的`条件;训练学生实验观察能力,根据提出的问题和实验结果引起学生产生强烈的求知欲望。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
二、盐酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应;
三、硝酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应。
【追问】分别讨论三组实验,参加反应的物质不同,为什么每一组会产生同样的现象?在笔记本上完成其化学方程式。
【讲解】酸、碱、盐都是电解质,在水的作用下能电离(强调离子表示方法)。这些电解质在溶液里发生的反应实质上是离子间反应。
【练习】书写如下电离方程式:HCl、AgNO3、NaCl、KCl、HNO3、Na2CO3、K2CO3。
【板书】一、离子反应
1.离子反应
电解质在溶液里所起的反应属于离子反应。如:复分解反应和在溶液中进行的置换反应等。
【过渡】用什么式子来表示离子反应呢?前面已经通过实验证明AgNO3与NaCl、HCl、KCl均能发生反应,并有白色沉淀生成,请同学分别写出上述实验的化学方程式。
二、均产生无色、无味的气体;
三、均产生无色、无味的气体。
思考并讨论、猜想。
回答:复分解反应均是在溶液中进行的,溶质在溶液中大多数是以离子形式存在的。虽然反应物不同,但都含有某些相同的离子。比如盐酸、氯化钠、氯化钾在溶液中均电离出氯离子,跟AgNO3电离出的Ag+结合,所以均产生白色沉淀氯化银。
练习:
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
AgNO3=Ag++NO3-
NaCl=Na++Cl-
KCl=K++Cl-
完成练习
AgNO3+HCl=
AgCl↓+HNO3
AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
AgNO3+KCl=
AgCl↓+KNO3
复习巩固旧知识,引出新知识,化学教案《化学教案-氧化还原》。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】先把溶液中易电离的物质改写成离子的形式,把难溶的物质仍写成化学式。反应前溶液中大量存在着四种离子(Ag+、NO3-、H+、Cl-)。由于Ag+和Cl-结合成难溶于水的AgCl沉淀,溶液里的Ag+和Cl-迅速减少,反应向右进行。把反应前后没有变化的H+和NO3-即实际没有参加反应的离子的符号删去就写成了“离子方程式”。
【板书】2.离子方程式
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子叫做离
子方程式。
【练习】把上述AgNO3跟NaCl、KCl反应的实验现象用离子方程式表示。
【设问】通过完成AgNO3分别与HCl、NaCl、KCl反应的离子方程式,你们发现了什么?
离子方程式的意义有以下两个方面。
【板书】2.意义
①能揭示反应的实质;
②不仅表示某一个反应,而且表示所有同一类型的离子反应。
【提问】Ag++Cl-=AgCl↓代表的意义是什么?
【讲解】怎样书写离子方程式呢?可分成“写、改、删、查”四步。以石灰石跟稀盐酸反应为例分析。
领悟。
模仿。
板书练习:
甲:AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓
发现反应物虽不同,却都可用同一离子方程式表示。可见离子方程式的意义与化学方程式、电离方程式均不同。
回答:不仅表示AgNO3和HCl溶液间进行的反应,而且表示可溶性的氯化物和可溶性银盐进行的一类反应。
反应的实质是离子间相互交换的过程,探究反应的实质,引出本节的知识点。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【板书】3.书写步骤
(1)写:写出正确的化学方程式(师生同时完成)。
(2)改:把易溶且易电离的物质拆写成离子,凡是难溶、难电离、气体等均写成化学式形式(易溶指易溶于水,凡不溶于水而溶于酸的物质仍写其化学式)。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子;将系数化成最简整数比。
(4)查:检查书写的离子方程式是否符合质量守恒和电荷守恒。①方程式两边各元素原子个数是否相等。②方程式两边电荷数是否相等。
【练习】盐酸跟Na2CO3、K2CO3反应的离子方程式。
CO2↑代表的意义是什么?
【练习】请学生在笔记本上完成
HNO3跟K2CO3、Na2CO3、CaCO3反应的离子方程式,并验证两同学回答是否准确。
CaCO3+2HCl=CaCl2+
H2O+CO2↑
CaCO3+2H++2Cl-=
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3+2H+=
Ca2++H2O+CO2↑
甲:Na2CO3+2HCl=
2NaCl+H2O+CO2↑
=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO2↑
乙:K2CO3+2HCl=
2KCl+H2O+CO2↑
2K++2Cl-+H2O+CO2↑
丙:可溶性碳酸盐跟强酸反应生成二氧化碳和水的一类反应。
分析离子反应如何运用了质量守恒定律;通过对离子方程式的书写规则的练习,要让学生熟练掌握这一重要的化学用语的基本功。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
请写出固体氯化铵与固体氢氧化钙反应的化学方程式。
【设问】有同学将此反应写出离子方
H2O请讨论此写法是否正确?
【评价】对后一组的发言,给予高度的评价。指出,固体物质间的反应,不能写成离子方程式。
【设问】请写出实验室制氯化氢的化
学方程式。此反应能写出离子方程式
吗?
【评价】答案正确。指出学习就要抓住事物的本质。
【投影】课堂练习
一、完成下列离子方程式
1.氢氧化钡跟稀硫酸反应
2.铁跟稀盐酸的反应
二、判断下列离子方程式是否正确?
3.Fe+Fe3+=2Fe2+
4.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
5.实验室制氯气:
写出:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
讨论后回答:
一组代表回答:按上述离子方程式的书写步骤,此式正确。
另一组代表回答:虽然按离子方程式的书写步骤,此式正确,但反应物都是固态,反应物没有发生电离,怎么来的离子方程式?我们认为是错误的。
讨论后回答:
在无水参与的情况下,浓H2SO4以分子形式存在,不发生电离,因此不能写出离子方程式。
完成练习:
=BaSO4↓+2H2O
2.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.不正确,虽然元素原子个数守恒(即遵守了质量守恒)但反应前、后电荷数不等,违反了电荷守恒原则。
4.不正确。不符合反应事实,Fe被非氧化性的酸氧化时生成Fe2+。
培养学生严谨求实,勇于探索的科学态度。及时反馈,进行调控。培养学生综合分析能力。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【总结】离子反应用离子方程式表示;离子方程式不仅能表示一定物质间的反应,而且表示所有同一类型的离子反应;正确的离子方程式可揭示反应的实质。要熟练掌握离子方程式的写法。
5.正确。此题是氧化还原反应,除了要遵循质量守恒、电荷守恒外,同时还应遵守电子守恒。
【随堂检测】
1.H2S通入NaOH溶液中,离子方程式正确的是( )。
(A)H2S+2NaOH=2Na++S2-+2H2O
(B)S2-+2H++2Na++20H-=2H2O+2Na++S2-
(C)H2S+2OH-=2H2O+S2-
(D)2H++2OH-=2H2O
2.下列离子方程式中,正确的是( )。
(A)铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(B)碳酸镁跟稀硫酸反应:
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑
(D)氯化铜与氢氧化钡反应:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
第1题考查的知识点是如何表达反应的离子方程式。
第2题考查学生利用离子方程式的书写规则判断正确结果。
附:随堂检测答案
1.(C) 2.(B)、(D)
化学教案-氧化还原
一、教学目标
【知识与技能】
能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
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,树立辩证唯物主义思想。
二、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。
三、教学过程
环节一:导入新课
【教师提问】回忆一下初中学过的知识,什么是氧化反应,什么是还原反应,能不能举出几个具体的实例呢?
【学生回答】氧化反应:碳与氧气、铁与氧气……
还原反应:氢气还原氧化铜、碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜……
环节二:新课讲授
1.氧化还原反应的特征
【提出问题】能不能举出其他的氧化还原反应?
【学生回答】碳与氢气的反应、氢气还原氧化铜……
【提出问题】观察一下所列举的几个化学方程式,除了得失氧之外,从化合价的角度思考什么是氧化还原反应?
【学生回答】得氧元素发生氧化反应,元素化合价升高;失氧元素发生还原反应,元素化合价降低。
【教师引导】由此可知,氧化还原反应的特征就是有元素化合价升降的变化。
【提出问题】铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应?是不是只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应?
【学生回答】是,铁元素、铜元素的化合价都出现了变化。可知并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质
【提出问题】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?
【学生回答】元素化合价的变化与得失电子(电子转移)有关。
【教师引导】那么就从原子结构的.角度揭秘在氧化还原反应中,元素的化合价为什么会发生变化。
【提出问题】金属钠在氯气中燃烧生成NaCl,从原子结构示意图的角度思考NaCl是怎样形成的?
【提出问题】氢气在氯气中燃烧生成HCl,从原子结构示意图的角度思考HCl是怎样形成的?
【学生思考,教师讲解】从原子结构来看,氢原子最外层有1个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
这两种元素的原子获取电子难易程度相差不大。在发生反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使对方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价。在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。(教师讲解并板书)
【提出问题】根据以上的分析,能不能从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?
【学生回答】有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。(教师总结并板书)
【提出问题】能不能从电子转移的角度分析铁与硫酸铜的反应?
【学生回答】铁元素失去2个电子,化合价升高,发生氧化反应;铁元素得到2个电子,化合价降低,发生还原反应。(教师板书:利用双线桥法)
环节三:巩固提升
【提出问题】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属于氧化还原反应,你认为这个说法正确吗?请说明理由。
提示:正确。因为在这几类反应中,反应前后前后都有元素化合价发生变化。
环节四:小结作业
请学生回答本堂课的收获:氧化还原反应的特征、本质,学到了什么?
布置作业:课下思考,四大反应类型与氧化还原反应有什么关系。
四、板书设计
[教学目标]
1.知识目标
(1)氧化还原反应方程式的配平原则。
(2)掌握配平氧化还原反应方程式的一般步骤。
2.能力和方法目标
通过氧化还原方程式配平的学习,提高知识的综合迁移能力;
3.情感和价值观目标
(1)通过一般氧化还原反应方程式、特殊的氧化还原反应方程式的配平,理解事物的一般性和特殊性,加深具体情况具体分析的思想观念。
(2)通过一些配平技巧、配平的规律的学习,培养学生创造和发现化学学科的科学美、规律美,从中提高学习化学的兴趣。
[教学重点、难点]
重点:使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式的原则和步骤。
难点:氧化还原反应方程式配平的技巧,熟练掌握氧化还原反应方程式配平。
教学中主要通过学生的练习来发现问题、让学生自己总结发现配平的规律,提高氧化还原反应方程式配平的能力。
[教学过程]
[复习氧化还原反应基本概念并引入新课]
问题1.投影下表,教师引导,师生共同讨论:
反应物及性质
化合价改变
得失电子情况
发生的反应
产物
还原剂具还原性
升高
失电子
被氧化、发生氧化反应
氧化产物
氧化剂具氧化性
降低
得电子
被还原、发生还原反应
还原产物
问题2.对于下列氧化还原反应,用双线桥或单线桥法标出电子转移方向和数目
(1)铜跟浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)硫化氢气体通入浓硫酸中:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O
(3)红热炭投入热的.浓硝酸溶液中:C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
通过以上三个氧化还原反应方程式的分析,引导学生总结和巩固氧化还原反应的规律。如电子守恒规律、价态变化规律。
[引入新课]
今天这堂课,我们一起讨论氧化还原反应方程式配平的一般方法。
[板书]
氧化还原反应方程式的配平
[学生活动]让学生自己看书,总结氧化还原反应方程式配平原则、配平步骤、配平依据等内容。
等大多数学生看完书后,提问学生。再师生共同总结。
配平依据:
(1)化合价升降规律:氧化剂得电子总数跟还原剂失电子总数必相等,表现在化合价上就有被氧化元素化合价升高的价数必定跟被还原元素化合价降低的价数必定相等。
(2)质量守恒定律:任何化学反应前后,各元素原子个数必定守恒。
配平的一般步骤:
(1)找出反应前后化合价发生变化的元素;
(2)分析各变价元素的化合价升、降的价数;
(3)以化学式为单位,求出化合价升、降价数的最小公倍数,使有关元素的化合价升、降总价数相等。
(4)用观察法配平其它元素的化学计量数。
(其中1、2、3是为了保证电子得失数相等,第4步是保证反应符合质量守恒定律)
这一阶段中,教师可以找一个相对比较简单的例子,一边跟学生一起配平这个方程式,一边跟学生一起总结氧化还原配平的基本步骤。最后让学明确,在配平氧化还原反应方程式还不熟练的初始阶段,要按部就班根据配平进行训练。熟练后可以跳过某些步骤,直接配平。
[课堂练习]
1.根据以上步骤,配平以下氧化还原反应方程式:
(1)□Cr3++□Na2O2+□OH-—□CrO42-+□Na++□H2O
(2)□CrI3+□Cl2+□KOH—□K2Cr2O7+□KIO4+□KCl+□H2O
(3)□P4+□HNO3+□H2O—□H3PO4+□NO↑
(4)□Mn2++□S2O82-+□H2O—□SO42-+□MnO4-+□H2O
(5)□Zn+□H++□NO3-—□Zn2++□NO+□H2O
(6)□HClO4+□P+□H2O—□HCl+□H3PO4
2.下列有关硫化亚铁跟浓硫酸反应的方程式正确的是( )
(A)2FeS + 6H2SO4= Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+2S +6H2O
(B)4FeS + 18H2SO4= 2Fe2(SO4)3+ 9SO2↑+7S +18H2O
(C)6FeS + 16H2SO4= 3Fe2(SO4)3+6SO2↑ +7S +16H2O
(D)8FeS + 18H2SO4= 4 Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+ 11S+18H2O
[分析和讨论] 有的同学只是机械地分析反应前后各元素的原子总数是否守恒,得出四个反应式都正确的错误结论。这是以氧化还原反应为背景考查质量守恒定律。四个反应中氧化剂都是硫酸,还原剂都是硫化亚铁,氧化产物都是单质硫和硫酸铁,还原产物都是二氧化硫。所以反应物FeS中的铁、硫元素与产物Fe2(SO4)3中的铁 、单质S中的硫元素守恒,四个选项中,只有A选项中还原剂(FeS)与氧化产物(S)相对应。答案选A。
[巩固练习]
1.在反应5NH4NO3=2HNO3+4N2↑+9H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )。
(A)1:1 (B)5:4 (C)5:3 (D)3:5
2.反应NO+O2+NO2+H2O—HNO3(未配平)是多组化学计量数的化学方程式,当氧气有被NO还原时,此反应各物质化学计量数之比为( )。
(A)4:9:24:14:28 (B)1:1:1:1:2
(C)8:9:12:10:20 (D)任意比均可
3.将H2S气体通入四种不同浓度的硝酸溶液中,发生下列反应:
①3H2S+2HNO3= 3S +2NO +4H2O
②4H2S+2HNO3= 4S +NH4NO3+ 3H2O
③H2S+2HNO3= S +2NO2+ 2H2O
④5H2S+2HNO3= 5S +N2+ 6H2O
根据上述反应判断四种硝酸溶液的氧化性由强到弱的顺序是( )。
(A)④②①③ (B)③①④② (C)②④①③ (D)①④②③
4.一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:NH4NO3——HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为( )。
(A)5:3 (B) 5:4 (C)1:1 (D)3:5
5.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+H2O-NaBO2+H2(未配平),下列说法中正确的是( )。
(A)NaBH4既是氧化剂又是还原剂
(B)NaBH4是还原剂,H2O是氧化剂
(C)硼元素被氧化,氢元素被还原
(D)被氧化的元素与被还原的元素的质量比是1:1
6.氧化亚铜(Cu2O)是不溶于水的碱性氧化物,能溶于酸发生自身氧化还原反应生成单质铜和Cu2+。测定一种含氧化亚铜的矿石中氧化亚铜的含量的方法是:将矿石溶于足量的硫酸铁和硫酸的混合液中,然后用高锰酸钾溶液滴定,反应后锰元素以+2价形式存在。
(1)写出配平的化学反应方程式。
①Cu2O与Fe2(SO4)3、H2SO4反应为____________________________。
②滴加高锰酸钾溶液时发生的反应为_____________________________。
(2)Cu2O与上述两反应中氧化剂的氧化性强弱顺序是_____________________。
(3)若某次测定中称取5.0g矿样,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗0.1mol·L-1KMnO4的体积为100mL,则矿样中氧化亚铜的质量分数为______________。
参考答案
1C,2A,3B,4A,5BD。
6.(1)①Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O。
②10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O。
(2)KMnO4>Fe2(SO4)3>Cu2O。
(3)72%。
【教学目标】
1.在复习化合价的基础上,使学生用化合价变化和电子转移的观点认识、理解氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应。
3.掌握用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学重点】
1.氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念及其判断。
2.用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学难点】
电子转移方向和数目的表示法
【教学方法】
启发讨论
【教学设计】
[复习引入]
1.常见元素的化合价
2.写出钠、氯原子的结构示意图,分析其得失电子的情况,推出钠、氯元素在化合物中的化合价
〖学生活动〗
学生交流讨论,得出如下结果:
元素化合价升高→失去电子
元素化合价降低→得到电子
[问题情境]标出2KBr+Cl2=Br2+2KCl反应中各元素的化合价,并分析哪种元素失电子,哪种元素得电子,电子从哪种元素转移到哪种元素?
〖学生活动〗
学生探索、讨论、交流,从而得出氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念。
〖教师活动〗
在氯气与溴化钾的反应中,溴离子失去1个电子形成溴原子,溴原子结合
成溴分子,溴元素的化合价由-1升高到0;同时氯气分子中的氯原子得到溴离子给出的1个电子形成氯离子,氯元素的化合价由0降低到-1。
在反应过程中,溴离子与氯原子之间发生了电子转移,导致了溴元素与氯元素的化合价发生改变。
[强调提醒]
a.“e-”表示电子
b.用双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
〖学生活动〗
由学生归纳概括总结:
氧化还原反应的概念
氧化还原反应:有电子转移的反应
[问题情境]
判断下列反应是否是氧化还原反应,是氧化还原反应的请指出氧化剂和还原剂。
(1)2Fe+3Cl2=2FeCl3(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)Cl2+H2O=HCl+HClO(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(4)NaOH+HCl=NaCl+H2
上述反应各属于四种基本反应类型中的哪一种?四种基本反应类型与氧化还原反应有何关系?
〖学生活动〗
在教师的启发引导下,学生进行分析、讨论、交流,归纳总结如下:
〖教师活动〗[拓展视野]
物质的氧化性和还原性的强弱
在氧化还原反应中,氧化剂表现出氧化性,还原剂表现出还原性。一般情况下,得到电子的'能力趆强,物质的氧化性就趆强;失去电子的能力趆强,物质的还原性就趆强。例如:
氟、氯、溴、碘的单质的氧化性强弱顺序为:F2>Cl2>Br2>I2
离子的还原性强弱顺序为:I->Br->Cl->F-
〖学生活动〗在教师的启发下,学生进行分析、讨论、交流,并由学生总结归纳如下规律:
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数
元素失电子总数=元素得电子总数
〖教师活动〗归纳、概括、小结本课知识要点。
〖巩固练习〗《化学1(苏教版)》P45中的[问题解决]:
请指出下列氧化还原反应中化合价发生变化的元素,分析电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂。
(学生当堂练习,并交流反馈答题结果。教师进行点评。)
〖布置作业〗《化学1(苏教版)》P47~48:1、2、3
〖板书设计〗
一、氧化还原反应的概念
1.氧化还原反应:有电子转移的反应
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法表示电子转移的方向和数目
注意:a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,
应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
2.单线桥法
三、氧化还原反应和四种基本反应类型的关系
四、氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数
元素失电子总数=元素得电子总数
【教材分析】
氧化还原还原反应是进一步学习化学的基础,因此是高中化学的重点内容。通过这部分的学习,学生可以根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移,能够举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。而且删除了旧教材从化合价变化多少、电子转移多少去分析和表示氧化还原反应的过细、过繁、过难的内容,大大降低了难度,减轻了学生负担。学生可以在初中化学的基础上,进一步去了解氧化还原反应的本质,达到优化知识结构的效果。对氧化还原反应在生活中应用的介绍,起到了培养学科感情的目的,同时,教材还辨证地介绍了氧化还原反应会给人类带来危害,以引导学生形成辨证看问题的科学思维方式。知识重难点:氧化还原反应的本质
【教学目标】
了解氧化还原反应、元素化合价的变化、原子之间的电子转移三者之间的关系,从本质上认识氧化还原反应;理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析氧化还原反应;通过对氧化还原反应的学习与研究,感知事物的现象与本质的关系,对立统一的观点。
【教学重点】
用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应;
【教学难点】
用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。学生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系
(1)重、难点的解决方法
①复习化合价概念,抓住化合价的变化跟电子得失的关系,通过分析氢气跟氧化铜的反应,钠在氯气中燃烧等例子,从得氧失氧、化合价的升降、电子转移一环扣一环地由表及里地揭示反应的实质,从而形成氧化还原反应的概念。
②正确理解概念间的相互关系,例如讲氧化剂和还原剂时,应着重说明在氧化还原反应中,氧化剂夺得电子而发生还原反应,还原后的生成物叫做还原产物;还原剂失去电子而发生氧化反应,氧化后的生成物叫氧化产物。让学生认识到氧化剂和还原剂既相互对立,又相互依存,二者缺一不可。
③课堂上要有计划地留出充分的`时间给学生进行练习巩固,并在此过程中注意培养学生运用概念分析问题和解决问题的能力。
【教学对象分析】
授课的班级是普通班,学生对于反应的的综合应用能力及相关的发散思维能力和逻辑思维能力较为薄弱,应多做练习予以掌握。
【教学方法及媒体设计】
根据本节教材的安排特点,引导学生在原有知识基础上提出问题,深入讨论氧化还原反应的概念。通过对氯、溴、碘元素间置换反应的深入分析进一步探讨氧化还原反应的微观本质、宏观判断特征,能根据特征判别氧化剂和还原剂。在讨论的基础上对原有知识进行深化和拓宽,重新建构学生完整的知识网络。运用多媒体进行教学。
【教学过程】
一、创设情境,导入新课
【课件投影】
大家所熟悉的物质铁在工农业生产和日常生活中应用。教师引导:对于下列与铁有关的问题你知道多少?
1、工业生产中是利用怎样的反应来炼铁的?
2、窗户上的铁栏杆常刷上油漆,这样做的目的是什么?
3、一些容易变质食品常采用真空包装或往包装袋中装入一小包铁粉,这样做的目的是为什么?
(设计意图:从生活中的常见问题出发,创设情景,激发学生学习兴趣。)
(简要实录:根据初中学习的金属有关知识进行回答,对所要学习的知识产生浓厚的兴趣。)
二、合作交流 探究本质
(一)整体感知新课
【课件投影】氧化还原反应
[提问]请写出用一氧化碳还原氧化铁制取铁的化学反应式。 (设计意图:从已知的旧知识引入,减少对新知识的陌生感,为教学创设好的心理基础。)
(简要实录:学生回顾,在本子上写出: Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2)
【课件投影】
正确标出黑板所写的化学方程式(包括铁的冶炼)中各物质组成元素的化合价?(巡视并指导学生标出元素的化合价) [提问]针对你们所标的化合价,你们有没有发现什么问题?
(设计意图:教师为引导,设置诱思点,引导学生发现新的分类标准。为认识氧化还原特征打下基础。)
3 (简要实录:学生动脑思,自主发现问题,激起探究兴趣。标出各元素化合价。并发现问题:反应中有的元素化合价发生了变化,有的没有变化。)
(二)问题探究,突破重点、难点
【针对学生回答点评,并指出】
化学反应可以分成两种类型:一种是有元素变价,另一种是没有元素变价的。对所有化学反应可以从元素的化合价在反应前后是否有改变来进行分类。有元素变价的反应叫做氧化还原反应,而没有元素变价的反应叫非氧化还原反应。 [讨论]请同学们尝试对氧化还原反应和非氧化还原反应下个定义。 (设计意图:课堂还给学生,让学生积极思考,分小组讨论,培养学生自我总结规律。让学生对氧化还原反应的实质有更深入的认识。)
(简要实录:学生小组讨论,回答问题积极踊跃)
甲:有元素变价的反应叫做氧化还原反应
乙:没有元素变价的反应叫非氧化还原反应。
(三)总结规律 感悟升华
【课件投影】
1、氧化还原反应是指有元素化合价变化(升降)的化学反应;非氧化还原反应是指有元素化合价变化(升降)的化学反应; [讨论]如何判断一个反应是否属于氧化还原反应呢?
(设计意图:对学生发现的规律进行总结性描述有利于学生形成完整准确的认识。培养学生既要动脑思,又要动口说,还要有合作精神。)
4 (简要实录:理解并与自己发现的规律做对比,小组讨论,总结出定义,找出判断标准。判断一个反应是否为氧化还原反应的依据反应前后是否有元素化合价的改变。)
【课件投影】问题五:通过今天的学习和探究,你收获到了什么?
(设计意图:充分发挥学生的主体作用,自主联想,主动归纳。提高学生理论归纳的能力。 梳理知识点,指出重点,强调难点,更利于完整知识体系的形成)
(简要实录:本题为开放性题目,学生回答的角度不同,但十分精彩。形成了一个学习高潮。
甲:氧化还原反应是指有元素化合价变化(升降)的化学反应。
乙:判断依据:反应前后是否有元素化合价的改变。)
三、迁移应用 拓展深化
【课件投影】
请同学们在对本节知识的理解上,完成下列题目。 (总设计意图:“体验为红线,思维为主攻”。精选习题,学生“跳一跳就能摘到桃子”联系旧知识,以诱达思,开拓思维。及时准确的反馈教学情况对下一步教学有指导意义。)
1、下列反应中,属于氧化还原反应,但不属于置换反应的是( )
A.Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2 B. Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH
C.CaCO3====CaO+CO2↑ D. C+O2====CO2
2、根据下列物质变化中化合价的情况,判断属于还原反应的是( )
A.CuO → Cu B.NaCl → HCl C.C → CO2 D.FeCl2 → FeCl3
5 3.下列基本反应类型中,一定是氧化还原反应的是 ( )
A、化合反应 B、分解反应 C、置换反应 D、复分解反应
4.某元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质),则该元素( )
A.一定被氧化
B.一定被还原
C.可能被氧化,也可能被还原
D.以上都不是
(简要实录:学生动手写过程中,教师可以发现学生的知识基础的差异,在教学中因材施教。)
【课后反思】
本次教学精心设置了诱思点,使学生充分的投入到对知识的分析与探究中,较好的体现了教学以学生为主体,教师为引导的新思想。但是由于学生的观察分析能力还不是很强,对一些问题的思考不够深入,在以后的教学中应加强此方面的训练。
教学目标
知识与技能
1、通过分析多个化学反应,是学生认识到有的化学反应中存在着元素化合价的变化,建立氧化还原反应的概念;
2、通过实验事实和思考,知道氧化还原反应的实质是电子的转移;
3、初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;
过程与方法
1、通过提出问题、讨论交流、分组合作,揭示氧化还原反应的实质和特征,培养学生从微观角度准确理解概念的能力。
2、通过设计问题情境,由表及里培养学生思维的深刻性,由此及彼培养思维的逻辑性。
情感、态度和价值观
了解氧化还原反应在工农业生产、日常生活中的应用,认识并理解化学对提高人类生活质量、促进社会发展的重要作用。
教学重难点
教学重点:用化合价升降的观点理解氧化还原反应。
教学难点:理解氧化还原反应的实质是电子转移。
教学过程
1、基本反应类型
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
一、化学反应的类型
A+B=AB AB=A+B
A+BC=AC+B
AB+CD=AD+CB
2、氧化反应和还原反应
按下列要求各举一个符合条件的化学反应,并写出化学方程式
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2的反应属于
哪种基本反应类型?
氢气还原氧化铜是氧化反应还是还原反应?
初中时所学的氧化还原反应
讨论结果
同一个化学反应用不同的分类方法去分析,结果也不相同。四种基本反映类型并不能包括所有的反应。
初中所学的氧化还原反应比较片面,不能真实地反映氧化还原反应的本质。
对于这一反应,谁得到氧,谁失去氧,得到氧与失去氧的数目关系怎样。
哪种元素化合价升高?哪种元素化合价降低?升高的化合价降低的化合价关系怎样?
二、氧化还原反应
1、什么叫氧化还原反应?
2、特征:
反应前后化合价发生变化(也是判断依据)
一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应
[练习]用化合价升降的观点去判断下面的反应,哪些是氧化还原反应?
关键:1)正确判断各反应物、生成物各元素的化合价及其变化;2)凡是有化合价升降的化学反应都是氧化还原反应
在氧化还原反应中,为什么会发生化合价的变化呢?
[小结]从NaCl的形成看化合价升降的根本原因是电子的
得失,即氧化还原反应的实质是有电子的得失。
4、实质:电子发生转移(得失或偏移)
有电子转移的化学反应都是氧化还原反应
3、氧化反应,失e、价升;还原反应,得e、价降
用双线桥应注意的事项:
正确判断各反应物、生成物各元素的化合价及其变化
两个线桥一个在上、一个在下,线桥的方向是从反应物一方指向生成物一方,首尾都必须对应与发生化合价发生变化的同种元素。
电子符号用“e—”来表示
得失电子总数表示:原子个数×每个原子得失电子数
注意:反应中失去电子的总数等于得到电子的总数
5、氧化还原反应的表示(氧化还原反应、化合价升降、电子得失)
[练习]用双线桥表示下列氧化还原反应的化合价升降及电子转移情况。
① Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
②Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2 ↑
③SO2 + 2H2S == 2H2O + 3S
④2KClO3 2KCl+3O2↑
⑤3Cl2 + 8NH3 == 6NH4Cl + N2
⑥MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O
[练习]用双线桥表示下列氧化还原反应的.化合价升降及电子转移情况。
① MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O
② Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 ↑+2H2O
③ SO2 + 2H2S == 2H2O + 3S
④ 3Cl2 + 8NH3 == 6NH4Cl + N2
三、氧化还原反应与基本反应类型的关系及一般规律
1、化合反应:有单质参加的是氧化还原反应。
2、分解反应:有单质生成的是氧化还原反应。
3、置换反应:全部是氧化还原反应。
4、复分解反应:都是非氧化还原反应。
四、氧化剂和还原剂
氧化剂:得到电子(元素化合价降低)的物质,被还原。
1、定义
说明:
(1)氧化剂和还原剂均是指反应物质,是一种化学试剂,不是某一种元素。
(2)氧化剂本身被还原,发生还原反应,得到的产物是还原产物;
还原剂本身被氧化,发生氧化反应,得到的产物是氧化产物。
还原剂:失去电子(元素化合价升高)的物质,被氧化。
小结:
(1)氧化剂和还原剂分别是不同的物质
(2)氧化剂和还原剂都是同一种物质
(3)氧化剂和还原剂都是同一种物质,而且被氧化与被还原的元素都是相同价态的同种元素
(4)反应物参加反应的总量中仅有一部分为氧化剂,另一部分为反应介质
2、常见的氧化剂和还原剂
氧化剂:O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、 FeCl3等
还原剂:Al、Zn、Fe、C、H2、CO等
3、氧化性、还原性强弱判断
氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性。
还原剂的还原性>还原产物的还原性。
(1)原子或离子的得电子能力越强,物质氧化性越强
一般规律:
(2)原子或离子的失电子能力越强,物质还原性越强
课后习题
作业:完成课后习题。
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握配平氧化还原反应方程式常用技巧。
(2)初步了解一些比较特殊的氧化还原方程式配平的方法。
2.情感和价值观目标
(1)通过一般氧化还原反应方程式、特殊的氧化还原反应方程式的配平,理解事物的一般性和特殊性,加深具体情况具体分析的思想观念。
(2)通过一些配平技巧、配平的规律的学习,培养学生创造和发现化学学科的科学美、规律美,从中提高学习化学的兴趣。
[教学重点、难点]
重点:缺项配平问题、氧化还原反应方程式配平的一些技巧。
难点:氧化还原反应方程式配平的技巧,熟练掌握氧化还原反应方程式配平。
[教学过程]
[引入]上堂课我们学习了氧化还原反应方程式配平的一般方法,这节课我们要学习一些配平的技巧,学会解决一些比较复杂的氧化还原反应方程式配平问题。
第一类:缺项配平问题
例1:完成并配平下列化学方程式:
□ KMnO 4 + □ KNO 2 + □()—□ MnSO 4 + □ K 2 SO 4 + □ KNO 3 + □ H 2 O
解析:参加氧化还原反应的元素为锰和氮两种元素,则有
Mn +7 → Mn +2化合价降5 × 2
N +3 →N +5化合价升2 × 5
得:2KMnO 4 +5KNO 2 + □()— 2MnSO 4 + □ K 2 SO 4 +5KNO 3 + □ H 2 O
分析上述式子或得,由于生成物中多出了SO 4 2-和H,则反应物()内为H 2 SO 4,且系数为3,由此推知H 2 O的系数为3 。
所以答案为:2KMnO 4 +5KNO 2 +3H 2 SO 4 =2MnSO 4 +K 2 SO 4 +5KNO 3 +3H 2 O
[学生练习]
配平下列两个方程式:
(1)□ Mn 2+ + □ S 2 O 8 2- + □ H 2 O —□ SO 4 2- + □ MnO 4 - + □()
(2)□ Zn+ □ H + + □ NO 3 - —□ Zn 2+ + □ NH 4 + + □()
第二类:待定系数法:
对于较复杂的氧化还原反应,在电子转移较难弄清的情况下,可用待定化学计量数法解决配平问题。
例1:P 4 O + Cl 2 — POCl 3 + P 2 Cl 5
主要步骤如下:
第一步将某一反应物化学计量定为1,其他物质的化学计量数分别以a 、 b 、 c ……等字母表示,待定化学计量数的'数目越少越易完成配平。
P 4 O + a Cl 2 —(4-2 b )POCl 3 + b P 2 Cl 5
第二步根据相等条件列出等式(设待定化学计量数时已用过的条件不能再用)。可得等式:
2 a = 5 b +(4-2 b )× 3(Cl原子总数相等)
4-2 b =1(O原子总数相等)
第三步解出方程组。得 a = , b =,原化学方程式可写成:
P 4 O +Cl 2 = POCl 3 +P 2 Cl 5
第四步将方程式中的化学计量数改为最简单的整数比
4P 4 O +21Cl 2 = 4POCl 3 + 6P 2 Cl 5
[学生练习]
例2:根据反应S 2 O x 2- +Mn 2+ +H 2 O → SO 4 2- + MnO 4 - +H + 。解答下列问题:
(1)配平上述离子方程式______________________ 。
(2)该反应中____________元素被还原。
(3)若电子转移仅在两种元素之间发生,已知1mol S 2 O x 2-共转移2mol电子,则 x =______ 。
解析:该反应中电子转移情况较复杂,宜用待定系数法来配平。配平后的离子方程式为:
5S 2 O x 2- + (2 x -14)Mn 2+ + (3 x -16)H 2 O = 10SO 4 2- +(2 x -14)MnO 4 - +(6 x -32)H +
从离子方程式看,锰元素化合价从+2升高到+7,所以Mn 2+是还原剂。
必定有一种元素的化合价降低,氢、硫两种元素的化合价均不可能降低,只可能是S 2 O x 2-中的氧元素。根据题中条件,5mol S 2 O x 2-应转移10mol电子。根据已配平的离子方程式可得:
5(2 x -14)= 10
解得: x = 8
所以答案为:(1)5S 2 O x 2- + (2 x -14)Mn 2+ + (3 x -16)H 2 O = 10SO 4 2- +(2 x -14)MnO 4 - +(6 x -32)H +
(2)氧。(3)8 。
[课堂练习]
1.配平下列反应的化学方程式
(1)KMnO 4 +HCl — KCl+MnCl 2 +Cl 2 +H 2 O
(2)Cu 2 S+HNO 3 — Cu(NO 3 ) 2 +S+NO+H 2 O
(3)KMnO 4 +H 2 C 2 O 4 +H 2 SO 4 — CO 2 +MnSO 4 +K 2 SO 4 +H 2 O
(4)Fe(OH) 3 +NaOH+Cl 2 — Na 2 FeO 4 +NaCl+H 2 O
(5)MnO 2 +I - +H + — Mn 2+ +I 2 +H 2 O
(6)A n +B x - —B m +A x -
2.配平下列离子方程式,并回答问题:
(1)Fe (OH) 3 + ClO - + OH - — FeO+ Cl - + H 2 O
(2)已知有3.21g氢氧化铁参加反应,共转移了5.42 × 10 22个电子,则 n = _________,FeO中铁的化合价为___________ 。
(3)根据(1)(2)推测FeO能与下列哪些物质反应(只填序号)_______ 。
A.氯气B.二氧化硫C.硫化氢D.氧气
3.将NaBiO 3固体(黄色,微溶)加入MnSO 4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi 3+无色),反应的离子方程式为:
□ NaBiO 3 + □ Mn 2+ + □ H +□ Na + + □ Bi 3+ + □()+ □()。
配平上述化学方程式。
4.单质铁溶于一定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下:
a Fe+ b NO 3 - + c H + == d Fe 2+ + f Fe 3+ + g NO ↑ + h N 2 O ↑ + k H 2 O(系数均为自然数)
(1)c 、 g 、 h的关系式是_____________________________ 。
(2)b 、 c 、 d 、 f的关系式是_____________________________ 。
(3)d 、 f 、 g 、 h的关系式是_____________________________ 。
(4)若a=12,铁和硝酸恰好完全反应,则b的取值范围是_____ 。 c的取值范围是____ 。
参考答案
1.(1)2,16,2,2,5,8
(2)3,16,6,2,4,6
(3)2,5,3,10,2,1,8
(4)2,10,3,2,6,8
(5)2,10,16,2,5,8
(6) mx , mny , ny , mnx 。
2.(1)2Fe (OH) 3 +(5-n)ClO - +2n OH - = 2 FeO+ (5-n) Cl - + (n+3)H 2 O
(2)n=2,FeO中铁的化合价为+6 。(3)BC 。
3.5 、 2 、 14,5 、 5 、 2 、 MnO 4 - 、 7 、 H 2 O
4.(1)c= 4g+10h 。
(2)c-b=2d+3f 。
(3)2d+3f =3g+8h 。
(4)6
教学目标:
通过实验设计及实验分析,巩固碱的化学性质,培养学生的创新能力。
学习科学的探究方法,初步形成学科综合思想和科学的探究能力。
通过学生亲身参与科学探究活动,激发学习化学的兴趣,培养学生尊重事实的科学态度。
重点和难点:
重点:设计实验,用实验现象证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。
难点:科学探究思想与方法的初步形成。
实验准备:
大理石 稀盐酸 Ca(OH)2溶液 NaOH溶液 紫色石蕊试液 酚酞试液 试管 滴管 矿泉水瓶 集气瓶 锥形瓶 各类导管 烧杯 单孔橡皮管 U型管 铁架台 气球 鸡蛋 红墨水
教学过程:
复习:碱的通性;写出常见的碱Ca(OH)2 、NaOH与CO2反应的化学方程式。
板书:(一位同学回答碱的通性;一位同学上台书写化学方程式)
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
演示:将CO2分别通入Ca(OH)2、NaOH溶液中。
教师提问:利用反应现象的不同,可以解决哪类问题?
学生回答:鉴别Ca(OH)2与NaOH。
引言:CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成,而与NaOH反应无现象,那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应?对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验,使反应产生一些现象,从而直观地证明两者发生了反应?本节课探究的课题就是:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应。
板书:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应?
提示:我们做过很多的实验,看过很多的实验现象,如:颜色变化,气泡冒出,水位上升等,学习过很多物质的性质。根据反应物、生成物的不同性质,反应物、生成物的状态变化来设计实验方案。
学生讨论:学生根据教师提示,以小组为单位,讨论设计实验方案,画出实验装置图。
教师活动:进行巡视,参与讨论,选择有代表性的设计方案向全班展示。
板书:部分同学将设计的实验装置图画在黑板上。
展示讨论:学生讲解自己的设计方案,其他同学提出问题,分析讨论。
方案一:
生1:由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3,我设计的方案是:将CO2与NaOH反应,在反应后的溶液里滴加HCl,如果有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了反应。
师:大家同意他的说法吗?
生:同意。
师:我有一个问题:CO2也能与H2O反应生成H2CO3,同样含有CO32-,你怎么知道到底是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2,还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2?怎么消除H2CO3的影响?
生1:先将反应后的溶液加热,使H2CO3分解,再滴加HCl。
师:经过改进,这个实验方案变得完整,设计的方案能否成功?我们用实验说明。
(老师根据学生的设计进行实验,方案一获得成功)
师:实验证明,有气泡产生,证明CO2与NaOH确实发生了反应,这位同学的设计获得了成功,我们向他表示祝贺!
方案二:
生2:由于NaOH是碱性的,生成的是盐,应该是中性的,我设计的方案是在NaOH中滴几滴酚酞,这时酚酞显红色,再通入CO2,如果CO2能与NaOH反应,酚酞会褪色。
师:这位同学采用指示剂的方法,大家有异议吗?
生3:我认为不行,因为Na2CO3显碱性,同样会使酚酞显红色。
师:两位同学产生了分歧,到底谁对?我们也用实验来检验。
(老师演示方案二,酚酞没有褪色,方案失败)
师:虽然这位同学的设计没有获得成功,但他考虑到了用指示剂,
这也是思考的一个途径,的确有一些反应可以用指示剂来检验,
如:酸碱的中和反应。
方案三:
生4:CO2与NaOH的反应,是气体被吸收进溶液的反应,气体减少了,会使气压减小,因此我设计的方案是:在集气瓶中收集满CO2,迅速地倒入NaOH,用一个带有U型管的橡皮塞塞紧,如果U型管中的液面发生变化,证明CO2与NaOH发生了反应。
师:他的分析有没有道理?大家认同吗?
生:认同(学生相互讨论)。
师:这位同学的物理学得很好,他从反应物和生成物的状态变化入手,注意到反应引起气压的变化,将化学和物理结合起来,想法很好,能不能达到预想的效果?实验是最好的证明。
(老师演示方案三,实验成功)
师:现象很明显,这位同学同样获得了成功,而且创意新颖。
方案四:
生5:我想到了我们曾经做过的一道题,用气球来做实验。在一个瓶子里收集一瓶CO2,迅速倒入NaOH,然后用一个带有导管的塞子塞紧,导管的'一端套上一个气球,我预计能看到气球鼓起。
师:这位同学很有心,联想到我们曾做过的题,如果能成功,是一个很有趣的设计。
(老师演示方案四,成功)
生:(发出赞叹声,露出惊喜的表情)
方案五:
生6:我设计的方案是:在一个烧杯里放入NaOH溶液,用一个集气瓶收集满一试管CO2,倒扣在烧杯里,如果CO2能与NaOH反应,集气瓶里的气体减少,水会上升到试管里。
师:这位同学应用的原理与前两位同学一样,反应的现象和我们曾经做过的哪个实验相似?
生:测定空气中氧气的含量(大部分同学齐声回答)。
(老师演示方案五,成功)
师:同学们设计出了一些实验,成功地证明了CO2与NaOH能反应,在同学们的设计中都用到了两种以上的化学仪器,能不能将实验装置简化,应用生活中的常见用品来完成实验?
方案六:
生7:(迅速反应)用矿泉水瓶!在矿泉水瓶中收集满CO2,迅速倒入NaOH,盖上瓶盖,矿泉水瓶会变瘪。
(老师演示方案六,现象明显)
师:我们应用生活用品做化学实验,设计出装置简单、现象明显的实验方案。同学们设计出了许多方案,我也思考了这个问题,也设计了一个实验方案,请同学们帮我检验一下,看看我的方案是否可行。
方案七:
师:我设计的方案是在一个干燥的烧瓶里收集满CO2,迅速地倒入NaOH,用一个带有导管的橡皮塞塞紧,导管的中间用止水夹夹住,导管的下端伸入水中,打开止水夹,会有水上升到烧瓶里,形成美丽的景象。
(老师演示方案七,形成喷泉)
生:(一片惊叹声)
师:这个实验能否证明CO2与NaOH发生了反应?
生:能(齐声回答)。
教师:同学们的设计都成功地证明了CO2能与NaOH反应,设计都具有异曲同工之妙,那么同学们主要是从哪些方面考虑的?
生8:从两个方面:一个是从检验产物,一个是从反应物状态的变化引起气压的变化考虑的。
师:好,总结得很好。通过这堂课的学习,你有哪些收获和感受?你获得了哪些启示?
生9:通过这堂课的学习,让我感觉到化学和生活联系很紧密,生活中的用品也能用于化学实验。
生10:我感觉到化学不是一门单独存在的学科,化学和物理是相互联系的,解决化学问题可以应用物理知识。
师:两位同学谈了他们的感受,我相信每一位同学都有自己的所得所获。书中还有很多的实验都是没有明显现象的,我们在平时的学习中可以继续进行探究。
教学反思:
二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显,使学生在学习这一反应时没有感性认识,掌握较难。本节课把学生在课堂学习中遇到的问题作为课题,引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考,设计实验进行探究,验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应。该课以点带面,用一个探究问题带动了许多知识的综合巩固应用,涉及的知识面较广,包括酸的性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律及相关的物理知识等,进行了学科综合训练。课堂上学生积极性高,思维活跃,设计出了许多精彩的实验方案。通过这一探究活动,既培养了学生知识应用能力,发展了学生的创新能力,又使学生明确了探究的一般过程和方法,培养了学生尊重事实的科学态度。
教材分析:
氧化—还原反应是日常生活、工农业生产和现代科技中经常遇到的一类重要的化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。在已学的课程中,燃料的燃烧,金属的冶炼等都涉及到氧化—还原反应。通过这一节内容的学习,了解化学反应有多种不同的分类方法,认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类就是从本质上对化学反应进行分类。
三维目标:
知识和技能:
1.理解氧化—还原反应有关概念;
2.理解氧化—还原反应的特征及氧化—还原反应的本质。
过程和方法:通过提出问题、讨论交流、分组合作,揭示氧化—还原反应的本质和特征,培养学生从微观角度准确理解概念的能力。
情感、态度和价值观:
1.通过交流、讨论,加强学生之间的合作学习;
2.了解氧化—还原反应在工农业生产、日常生活中的应用,认识并理解化学这门学科对提高人类生活质量、促进社会发展的重要作用。
教学重点:
氧化—还原反应的本质及特征
教学难点:
氧化—还原反应的`本质
教学过程:
(多媒体展示):
1. h2燃烧的图象;
2. h2还原氧化铜反应图象
(提问):请同学们写出上述反应的化学方程式。
(学生活动):2h2+o2==2h2o
cuo+h2h2o+cu
(提问):根据初中所学知识判断,以上化学反应是否是氧化还原反应?
(学生讨论、回答):有o2参与的反应是氧化—还原反应。以上两个反应都有o2参与,所以它们是氧化—还原反应。
(提问):上述反应中元素化合价是否有变化,请标出化合价发生变化的元素?
(学生活动):元素化合价在反应前后有变化(以h2+cl2=2hcl为例)
(教师讲解):氧化—还原反应中元素化合价发生变化。
氧化剂(o2/cl)——价降低——被还原
还原剂(h2)——价升高——被氧化
(多媒体展示):判断下列反应方程式是否属于氧化—还原反应?
zn+hcl=h2+zncl2
2na+cl2=2nacl
2kclo3=2kcl+3o2
mno2+4hcl(浓)==mncl2+cl2+h2o
cacl2+na2co3=caco3+2nacl
naoh+hcl=nacl+h2o
(学生讨论、交流):如果从反应物变产物时元素化合价是否发生了变化来分类,可以分为两类:一类是化合价有变化的反应,①②③④都属于这一类反应;另一类是元素化合价没有变化的反应,如⑤⑥。
(教师讲解):氧化—还原反应的特征是:参加反应的某些元素的化合价在反应前后发生了变化。
(多媒体展示):2na+cl2==2nacl h2+cl2==2hcl
(教师提问):以上两个反应是否属于氧化—还原反应?它们的反应过程是否相同?请同学们写出h、na、cl原子的结构示意图。
(学生活动):根据氧化—还原反应的特征是:参加反应的某些元素的化合价在反应前后发生了变化。以上两个反应都是氧化—还原反应。h、na、cl原子的结构示意图如下:
由原子的结构示意图可知,钠原子在反应中易失去电子,氯原子易得到电子,氢原子也易得到电子。
(教师提问):展示课本插图,请同学们根据图片内容,理解nacl、hcl形成过程,并揭示氧化—还原反应的实质。
(学生活动):
从原子结构示意图,可以看出na与cl反应过程是电子的得失过程。na原子最外层有1个电子,cl原子最外层有7个电子。当钠与氯反应时,钠原子失去最外层的1个电子,成为带+1价的阳离子;氯得到1个电子,成为带-1价的阴离子。最后,再由阴阳离子结合而成,形成nacl。2na+cl2==2nacl中,na→na+,失电子,价升高,发生氧化反应;cl→cl-,氯原子得到电子,价升高,发生还原反应。
h2与cl2的反应属于非金属与非金属的反应。从它们的原子结构来看,氢原子的最外电子层上有1个电子,可获得2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。由于氢、氯原子获得电子的难易程度相差不大,所以,在反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对。在hcl分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子,使氯元素显-1价,氢元素显+1价。在反应中,h2是还原剂,cl2是氧化剂。
(教师总结):由上面的练习,可以得出下列规律:
氧化剂→价降低→得电子→发生还原反应→还原产物
还原剂→价升高→失电子→发生氧化反应→氧化产物
(提问):请同学们思考氧化—还原反应与化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应的关系,并能列举具体的化学反应进行说明。
(各学习小组讨论,分析,书写方程式):
①zn+2hcl==h2+zncl2
②cao+h2o==ca(oh)2
③c+o2==co2
④naoh+hcl==nacl+h2o
⑤kmno4==k2mno4+mno2+o2
⑥caco3=cao+co2
学生分组讨论,教师列表总结:
氧化—还原反应是从电子得失或转移角度(微观世界)对化学反应进行分类。它和四种基本化学反应类型间的关系可以用下面的图示表示:
(课堂小结):这节课我们重点学习了氧化—还原反应的概念,判断氧化—还原反应的特征是元素化合价变化、氧化—还原反应的本质是电子的转移。
教学后记
由于学生对原子结构知识认识不深,要求从微观角度认识氧化-还原反应是教学的难点。在课堂教学中,利用教材插图、“思考与交流”栏目、表格、图示等形式,帮助学生理解氧化-还原反应的本质是电子的得失或偏移,从而能形象、深刻地掌握化学基本概念。在课堂教学中,经常地进行学生与学生之间、学生与教师之间的讨论、交流活动,有利于改变学生的学习方式,变“被动学习”为“主动学习”,使学生学会合作学习,学会探究和创新,全面地体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度、价值观”三维课程目标,促进学生全面发展。
教案目标
知识与理解:使学生理解氧化还原反应的基本概念,包括氧化、还原、氧化剂、还原剂等术语。
技能与能力:培养学生识别氧化还原反应的能力,学会使用电子转移的观点分析反应,并能正确书写半反应式和配平氧化还原反应方程式。
态度与价值观:激发学生对化学反应机理探索的兴趣,培养科学探究精神和逻辑思维能力。
教学内容
1. 引入新课
生活实例引入:通过日常生活中的例子(如铁生锈、电池工作原理)引出氧化还原反应的概念。
定义讲解:明确氧化、还原的定义,解释氧化剂与还原剂的角色。
2.理论讲解
电子转移理论:详细阐述氧化还原反应的本质——电子的转移。
氧化数变化规则:介绍如何通过元素的氧化数变化来判断氧化还原情况。
半反应式:讲解如何写出氧化半反应和还原半反应,理解其在配平反应式中的作用。
3. 实例分析
典型例题解析:选取几个典型的氧化还原反应实例,引导学生分析并书写半反应式,配平反应方程式。
互动环节:分组讨论,每组找出并分析一个生活中的氧化还原反应实例,分享交流。
4. 技能练习
习题练习:设计一系列由易到难的习题,包括识别氧化剂和还原剂、书写半反应式、配平反应方程式等。
实验操作:条件允许的情况下,进行简单的氧化还原反应实验,如铜与硝酸银的`置换反应,观察现象并记录。
5. 总结与扩展
知识点回顾:总结氧化还原反应的核心概念、判断方法和配平技巧。
实际应用:讨论氧化还原反应在工业生产、环境保护、能源开发等方面的应用。
课后作业:布置一些综合应用题目,要求学生结合所学知识解决实际问题。
教学方法
讲授与演示:结合多媒体教学工具,清晰展示氧化还原反应的过程和原理。
小组合作学习:鼓励学生相互讨论,共同解决问题,促进思维碰撞。
实验探究:通过实验加深对理论知识的理解和记忆。
评估与反馈
在课堂互动、习题练习和实验操作中观察学生的参与度和理解程度。
通过课后作业和小测试评估学生的学习成果,及时给予反馈,调整教学策略。
一、教学目标
知识与技能:
复习巩固初中化学四种基本反应类型及氧化反应、还原反应的知识。
学会根据化合价变化分析、判断、理解氧化还原反应,并学会利用“双线桥”分析氧化还原反应。
过程与方法:
通过氧化还原反应概念的教学,培养学生准确描述概念、比较辨析概念的能力。
通过对问题的讨论,培养学生善于思考、勇于发现问题和解决问题的'能力。
情感态度与价值观:
对学生进行对立统一等辩证唯物主义教育,帮助学生树立正确的自然观。
二、教学重点与难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应,用“双线桥”法分析氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点理解、分析氧化还原反应,用“双线桥”法分析氧化还原反应。
三、教学过程
引入新课
复习初中四种基本反应类型及氧化反应、还原反应的概念,引导学生思考这些反应是否还有其他分类方法。
讲授新课
以钠和氯气的反应为例,分析电子得失情况,说明氧化还原反应的实质是电子的转移。
引导学生理解电子得失与化合价升降的关系。
以氢气还原氧化铜的反应为例,分析反应前后元素化合价的变化,引出氧化还原反应的概念。
引导学生讨论并总结:反应前后有元素化合价升降的反应叫氧化还原反应。
从化合价角度认识氧化还原反应:
从电子转移角度认识氧化还原反应:
课堂练习
通过具体反应实例,让学生练习用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。
教授“双线桥”法,并让学生练习用该方法分析氧化还原反应。
总结与拓展
总结氧化还原反应的特征、判断依据及本质。
拓展讨论氧化还原反应在日常生活、工农业生产及科学技术中的应用和危害。
四、作业布置
完成课后习题,巩固所学知识。
预习下一节内容,思考氧化还原反应与元素周期律、电化学等知识的联系。
教学目标
知识与理解:学生能够定义氧化还原反应,理解氧化和还原的基本概念,识别反应中的氧化剂和还原剂。
技能与应用:学生能够运用氧化数(氧化态)规则判断反应物在反应中的氧化或还原状态,学会使用半反应方程式书写完整的氧化还原反应方程式。
分析与评估:学生能够分析具体化学反应,判断其是否为氧化还原反应,并能评估氧化还原反应在实际生活和工业生产中的应用。
态度与价值:激发学生对化学反应本质的好奇心,培养严谨的科学思维和探索精神。
教学内容安排
1. 引入新课
生活实例导入:通过生活中常见的铁锈蚀(铁被氧化)现象引入氧化还原的概念,激发学生兴趣。
定义阐述:简要介绍氧化和还原的基本定义,强调氧化不等于“与氧气反应”,还原也不等于“返回原来的状态”。
2. 基本概念讲解
氧化与还原定义:氧化是指物质失去电子的过程;还原则是指物质获得电子的过程。
氧化剂与还原剂:氧化剂是促使其他物质氧化(即本身被还原)的.物质;还原剂则是促使其他物质还原(即本身被氧化)的物质。
氧化数(氧化态):介绍如何确定元素在化合物中的氧化数,并利用氧化数变化来判断氧化或还原反应。
3. 半反应方程式的书写
示范讲解:选取典型例子,如锌与铜离子反应,逐步演示如何写出锌的氧化半反应和铜离子的还原半反应。
练习巩固:提供几个简单反应,让学生尝试独立写出半反应方程式,然后组合成完整的氧化还原反应方程式。
4. 实验演示与观察
演示实验:进行简单的氧化还原反应实验,如铁与硫酸铜反应,观察颜色变化和沉淀形成,结合实验现象讨论氧化还原过程。
结果分析:引导学生根据实验现象分析氧化剂、还原剂以及电子转移过程。
5. 应用拓展
实际应用:介绍氧化还原反应在电池、腐蚀防护、金属提炼等领域的应用,讨论其社会经济价值。
环境保护:讨论氧化还原反应在环境治理,如废水处理中的作用,培养学生的环保意识。
6. 总结与作业
课堂总结:回顾氧化还原反应的关键点,强调氧化还原的本质是电子的转移。
课后作业:
分析并判断给定的几个化学反应是否为氧化还原反应,指出氧化剂和还原剂。
书写几个氧化还原反应的完整方程式,包括半反应方程式。
教学方法与手段
结合讲授、讨论、实验演示和多媒体辅助教学,提高教学互动性和直观性。
鼓励学生小组合作,通过讨论加深理解和记忆。
教学目标
1.使学生从化合价升降和电子转移的角度来理解氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价升降法判断氧化还原反应,掌握电子转移的表示方法。
3.理解得失电子、氧化还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
教学过程
【板书】
氧化还原反应
一、化合价升降和氧化还原反应
【提问】
CuO+H2Cu+H2O
1.在以上反应中,氧化铜发生氧化反应,还是还原反应?依据是什么?
2.标出反应中各元素的化合价,从中分析三种元素化合价各有什么变化。
【讲解】
小结初中氧化反应、还原反应的知识后,引导学生把氧化还原反应跟化合价联系起来。
【讨论】
2Na+Cl22NaCl H2+Cl22HCl
这两个反应没有氧的得失,但也是氧化还原反应,为什么?哪种物质发生氧化反应?哪种物质发生还原反应?
【讲解】
小结上述讨论后,得出:
【板书】
物质所含元素的化合价发生变化,这一类反应一定是氧化还原反应。所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应;所含元素化合价降低的物质发生还原反应。
【巩固性提问】
下列反应中哪些是氧化还原反应?发生氧化还原反应的各是什么物质?
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑ Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
【板书】
二、电子得失和氧化还原反应
1.电子得失和化合价升降
【讲解】
以钠跟氯气反应为例,讲清钠原子为什么失去1个电子,氯原子为什么获得1个电子以及得失电子跟化合价升降的关系后,再举铁跟稀硫酸、铁跟氯气、氯化亚铁跟氯气的反应中化合价的变化情况。小结如下:
【板书】
2.电子得失和氧化还原反应
【讲解】
把电子得失跟化合价升降的关系以及化合价升降跟氧化还原反应的关系联系起来。
【讲解】
凡有电子转移的`反应就是氧化还原反应。得到电子的物质是氧化剂,发生还原反应;失去电子的物质是还原剂,发生氧化反应。
【思考题】下列说法是否正确?为什么?
1.氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应。
2.化合反应都是氧化还原反应,分解反应都是非氧化还原反应。
3.置换反应都是氧化还原反应,复分解反应都是非氧化还原反应。
(作业略。)
教学说明 氧化还原反应共三课时。第一课时主要是建立氧化还原反应的概念。从复习初中已有的得氧、失氧角度出发,通过化合价的升降过渡到从电子得失的观点来理解氧化还原反应。第二课时讲解另一种电子转移即电子对偏移(这样安排是为了分散难点),电子转移的表示方法,氧化剂、氧化性、氧化反应等概念的辨析及联系。第三课时是习题课,通过学生自己思考、练习,巩固上两课时内容,能较熟练地判断氧化剂和氧化反应等。
一、教学目标
知识与技能:初步掌握根据化合价的变化分析及判断氧化还原反应的方法。
过程与方法:学习由表及里以及逻辑推理的抽象思维方法。
情感,态度,价值观:从氧化还原这一对典型的矛盾,领悟对立统一的辩证唯物主义观点。
二、学情分析
1、学生学习本节课的基础:学生已学习了初中的氧化还原反应的基本概念,已掌握了有关氧化还原反应中特殊例子,通过分初中概念的逐步分析,使学习能从初中的特殊例子转移到高中扩大的概念的实质了来。若能从理论上、其它概念的发展的类比上进行分析,学习对其实质的理解还是完全可以接受的。
2、学生学习本课内容的能力:通过对本节课内容的深刻理解,一定会使学生对氧化还原反应有更深层次的认识,一定会理解许多反应的进行的实质,对电化学知识也一定会达到一定的理解程度。对知识的理解一定会使学生的能力提高,也使学生学习化学的理论水平有很大提高,对学生的今后元素化合物性质的学习会起到相当大的帮助作用。
3、学生学习本课内容的心理:新上高一的学生从心理上还未完全从初中的心理、思维方式上转变过来,理解能力还不十分强,但上高中后都有一种好奇心、好胜心,同时也都有一定的进取心,特别是考入重高的学生更是如此,因此,正确引导,逐步培养,是完全可以接受的,也是培养学生心理承受能力、逻辑思维能力的好时期。
三、重点难点
本节课的教学重点是在理解初中氧化还原反应(特例)概念的基础是,理解高中氧化还原反应的本质及特征。
四、教学过程
第一学时
教学目标
知识与技能:初步掌握根据化合价的变化分析及判断氧化还原反应的方法。
过程与方法:学习由表及里以及逻辑推理的抽象思维方法。
情感,态度,价值观:从氧化还原这一对典型的矛盾,领悟对立统一的辩证唯物主义观点。
教学重点
本节课的教学重点是在理解初中氧化还原反应(特例)概念的基础是,理解高中氧化还原反应的本质及特征。
学时难点
氧化还原的'概念及特征
教学活动
活动1
导入:从分类引入氧化还原反应
同学们,今天我们将学习氧化还原反应
板书:氧化还原反应不知道大家看到氧化还原反应这几个字有没有一种似曾相识燕归来的感觉呢?提到反应,大家先来回忆一下,在初中我们学过的基本反应类型有哪些,他们的分类依据是什么?
活动2
讲授:从得失氧角度认识氧化还原反应
过渡:以氢气还原氧化铜为例,初中阶段我们认为它是还原反应。我们仔细思考,在反应中仅仅发生了还原反应吗?如果继续看,会发现氢气得到氧变为水。我们可以这样想,物质它不会消失,既然氧化铁失去了氧,必然有另一种物质得到氧,才能达到平衡。就好比商人,要卖出一件物品,是不是必然要有人来买?买和卖是同时进行的。同样的,得失氧也是同时进行的,换句话说,氧化和还原反应是同时进行的,我们给这种反应起了一个名字,叫做氧化还原反应。
小结:有得失氧的反应称为氧化还原反应。
活动3
讲授:从化合价角度认识氧化还原反应
思考与讨论:下列反应均为氧化还原反应,能否找出它们的共同点?
学生活动:反应中均有化合价变化
学生活动:通过对比观察,思考,归纳,交流,得出结论:这些氧化还原反应中都有某些元素化合价的升高与降低,进而逆推出凡是有化合价变化的反应都属于氧化还原反应。
定义:有元素化合价升降的化学反应称为氧化还原反应。
活动4
讲授:从电子转移角度分析氧化还原反应
思考与讨论:在氧化还原反应中,为什么会有化合价的变化?引导学生探究如下环节:
环节1:以金属钠与氯气反应为例,结合教材阅读,引导学生分析钠原子和氯原子的原子结构特点。教师结合教材中氯化钠形成过程示意图完善该反应中电子得失与化合价变化间联系的表达式。
学生活动:阅读教材36—37页
环节2:分析氢原子和氯原子的原子结构特点及氯化氢形成示意图
3、从电子转移角度分析氧化还原反应
结论:从NaCl和HCl的形成看化合价升降的根本原因是电子的得失或偏移,即氧化还原反应的实质是有电子的转移(得失或偏移)。
活动5
讲授:分析氧化还原反
双线桥法:
(1)标出反应中化合价发生变化的元素的化合价,判断其升降。
(2)画箭头,箭头由反应物中化合价发生变化的元素指向生成物中同种元素。
(3)在桥上标明化合价升、降,电子得、失,被氧化、被还原,同时用a×b e—形式表示得、失电子数。
a—得、失电子的原子总数
b—每个原子得失电子数(a,b为1时可省略)
口诀:升失氧、降得还
练习:双线桥法分析氧化还原反应
活动6
讲授:总结
氧化还原反应
1、特征、判断依据:化合价升降
2、本质:电子的得失与偏移
3、标双线桥口诀:升失氧、降得还
活动7
作业:课后作业
完成学案上习题。
第三节氧化还原反应
课时设计课堂实录
第三节氧化还原反应
【教学目标】
1.在复习化合价的基础上,使学生用化合价变化和电子转移的观点认识、理解氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应。
3.掌握用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学重点】
1.氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念及其判断。
2.用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学难点】电子转移方向和数目的表示法
【教学方法】启发讨论
【教学设计】
[复习引入]
1.常见元素的化合价
2.写出钠、氯原子的结构示意图,分析其得失电子的情况,推出钠、氯元素在化合物中的化合价
〖学生活动〗
学生交流讨论,得出如下结果:
元素化合价升高→失去电子
元素化合价降低→得到电子
[问题情境]标出2KBr+Cl2=Br2+2KCl反应中各元素的化合价,并分析哪种元素失电子,哪种元素得电子,电子从哪种元素转移到哪种元素?
〖学生活动〗
学生探索、讨论、交流,从而得出氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念。
〖教师活动〗
在氯气与溴化钾的反应中,溴离子失去1个电子形成溴原子,溴原子结合
成溴分子,溴元素的化合价由-1升高到0;同时氯气分子中的氯原子得到溴离子给出的1个电子形成氯离子,氯元素的化合价由0降低到-1。
在反应过程中,溴离子与氯原子之间发生了电子转移,导致了溴元素与氯元素的化合价发生改变。
[强调提醒]
a.“e-”表示电子
b.用双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
〖学生活动〗
由学生归纳概括总结:
氧化还原反应的概念
氧化还原反应:有电子转移的反应
[问题情境]
判断下列反应是否是氧化还原反应,是氧化还原反应的请指出氧化剂和还原剂。
(1)2Fe+3Cl2=2FeCl3(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)Cl2+H2O=HCl+HClO(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(4)NaOH+HCl=NaCl+H2
上述反应各属于四种基本反应类型中的哪一种?四种基本反应类型与氧化还原反应有何关系?
〖学生活动〗
在教师的启发引导下,学生进行分析、讨论、交流,归纳总结如下:
〖教师活动〗[拓展视野]
物质的氧化性和还原性的强弱
在氧化还原反应中,氧化剂表现出氧化性,还原剂表现出还原性。一般情况下,得到电子的能力趆强,物质的氧化性就趆强;失去电子的`能力趆强,物质的还原性就趆强。例如:
氟、氯、溴、碘的单质的氧化性强弱顺序为:F2>Cl2>Br2>I2
离子的还原性强弱顺序为:I->Br->Cl->F-
〖学生活动〗在教师的启发下,学生进行分析、讨论、交流,并由学生总结归纳如下规律:
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数
元素失电子总数=元素得电子总数
〖教师活动〗归纳、概括、小结本课知识要点。
〖巩固练习〗《化学1(苏教版)》P45中的[问题解决]:
请指出下列氧化还原反应中化合价发生变化的元素,分析电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂。
(学生当堂练习,并交流反馈答题结果。教师进行点评。)
〖布置作业〗《化学1(苏教版)》P47~48:1、2、3
〖板书设计〗
一、氧化还原反应的概念
1.氧化还原反应:有电子转移的反应
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法表示电子转移的方向和数目
注意:a.“e-”表示电子。
b.双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,
应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
2.单线桥法
三、氧化还原反应和四种基本反应类型的关系
四、氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数
元素失电子总数=元素得电子总数
教学目标
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
氧化还原反应方程式的配平是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出氧化还原反应方程式的配平原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的.离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如: (浓)— 氧化产物是 而不是 或 ,还原产物是 而不是 。 氧化产物 的还原产物 。
典型例题
例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5NH4NO3 ==== 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
升高3×5
降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===>5NH4NO3 === 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
N:+1——→+5 升高4×1
2N:(+1—→0)×2 降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答: 5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2 已知 在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程式: 选题目的:加强对“氧化还原反应方程式的配平依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
【教学内容、目标】
1、了解化学反应的分类方法,初步认识四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
2、学会用化合价升降和电子转移观点来理解氧化还原反应(能初步运用“对立统一”观点了解有关概念的辩证关系)。
3、初步学会用箭头符号正确表示电子转移方向和数目。
【知识讲解】
本节重点是用化学价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应的概念。
本节难点是用箭头符号表示和分析氧化还原反应。
一、化学反应的分类方法
1、仅从物质类型分为无机化学反应和有机化学反应。
2、既从物质类别又从物质反应前后种数分为四种基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
3、按反应中有无电子转移分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
4、按反应中微粒形态分为离子反应和非离子反应(分子之间或分子与原子之间的反应)。
5、按反应中能量变化形式如热量的变化分为吸热反应和放热反应。
氧化还原反应
二、氧化还原反应
1、氧化还原反应的特征和本质
初中化学仅以得氧、失氧的观点初步认识氧化反应和还原反应。但是有许多反应尽管没有氧参与,如钠在氯气中燃烧2Na+Cl2NaCl也属于氧化还原反应;而碳在氧气燃烧生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧,发生了氧化反应那么什么物质失去了氧呢?谁被还原了呢?“失氧”的观点不能自圆其说;再如氢气还原氧化铜生成铜和水的反应:++其中氧元素的化合价在反应前后保持-2价没有变化,实质上起氧化作用的是+2价铜元素,并不是-2价的氧元素。因此得氧,失氧观点是不全面,不完整,不确切的一种说法。
其实在化学反应前后,凡涉及元素价态变化的反应都属于氧化还原反应。元素化合价的升降是相辅相成的关系,有升必有降,这是判断氧化还原反应的依据和特征。由于元素化合价数值与正负跟该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及其偏移状况有关,所以氧化还原反应的.本质是电子转移。
2、与氧化还原反应有关的“成对”概念及其辩证关系
以下跟氧化还原反应有关的“成对”概念既相互对立又紧密相联缺一不可,都统一于同一反应之中才具有意义。
(1)氧化反应~还原反应
物质失去电子(相应元素化合价升高)的反应就是氧化反应(或称“被氧化”);物质得到电子(相应元素化合价降低)的反应就是还原反应(或称“被还原”)。如:
;
在一化学反应中有物质发生氧化反应,则必然有物质发生还原反应,二者尽管表现不同,但必走同时存在于某一具体反应中。
(2)氧化剂~还原剂
在化学反应中得电子的物质(所含元素化合价降低的物质)称为氧化剂;在化学反应中失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)称为还原剂。在氧化还原反应中电子是从还原剂转移到氧化剂。必须强调的是在氧化还原反应中氧化剂、还原剂均是指反应物,二者必定同时存在,两者既在不同种反应物中,也可以在同一物质中,甚至可以存在于某一单质中。两者既是对立的(争夺电子)又是统一的(共依共存)。
(3)氧化性~还原性
在化学反应中,氧化剂夺电子的性质称为氧化性(或称氧化能力);还原剂失电子的性质称为还原性(或还原能力)。所谓氧化剂的强弱,就是指它的氧化性强弱;所谓还原剂的强弱,就是指它的还原性的强弱。
(4)氧化产物~还原产物
这一对概念只针对生成物而言。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物;氧化剂得电子被还原后的生成物称为还原产物。氧化产物相对同一反应的氧化剂具有较弱的氧化性;还原产物相对同一反应的还原剂具有较弱的还原性。
上述四对概念之间的关系可归纳如下:
失电子,化合价升高,被氧化(发生氧化反应)
氧化剂 + 还原剂 ==== 还原产物 + 氧化产物
(氧化性强)(还原性强) (还原性较弱)(氧化性较弱)
得电子,化合升降低,被还原(发生还原反应)
也可概括为六个字“失→高→氧,得→低→还。”
3、常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂有:
(1)活泼的非金属单质如:卤素单质(X2)、O2、S等。
(2)高价金属阳离子如:Fe3+、Cu2+等。
(3)高价或较高价含氧化合物如:MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常见的还原剂有:①活泼或较活泼的金属:如K、Na、Z1、Fe等。
②一些非金属单质:如H2、C、Si等。
③较低态的化合物:CO、SO2、H2S等。
一般情形下强氧化剂与强还原剂共存可发生氧化还原反应;而弱氧化剂与弱还原剂则较难发生氧化还原反应。
4、电子转移方向和数目的表示方法:
(1)用双线箭头符号表示(方程式两边同一元素的原子得、失电子的情形
失2×2e
得e 得3e
(2)用单线箭头符号表示(仅在方程式左侧反应物上原子得、失电子的情形)
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
1.了解氧化反应、还原反应的概念。
2.从化合价升降、电子的得失或电子对偏移角度理解氧化还原反应。(重点)
3.培养由现象到本质的科学探究意识。
4.理解氧化还原反应的本质是电子转移。(难点)
氧化还原反应
[基础·初探]
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
结论:一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
结论:反应前后有元素化合价升降的反应叫氧化还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
结论:凡有电子转移(得失或偏移)的化学反应叫氧化还原反应。
[探究·升华]
[思考探究]
氧化还原反应的概念及联系
(1)CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O和CO+CuO△(=====)Cu+CO2两反应,谁是氧化还原反应?判断依据是什么?
【提示】后者,反应前后化合价有变化。
(2)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑反应中,什么元素被氧化?哪种物质为还原产物?
【提示】Zn被氧化,H2为还原产物。
(3)在反应2KClO3MnO22KCl+3O2↑中,哪种元素被还原?哪种物质是氧化产物?
【提示】氯元素被还原,O2为氧化产物。
(4)氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种?
【提示】不一定。如3CO+Fe2O3高温(=====)3CO2+2Fe就不是四种基本反应类型中的任何一种,但却是氧化还原反应。
[认知升华]
升华1氧化还原反应概念间的关系
记忆口诀:
升→失→氧→氧→氧
降→得→还→还→还
升华2氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
即:
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
[题组·冲关]
题组1氧化还原反应的有关概念的理解与判断
1.下列化学反应中,属于氧化还原反应的是()
A.Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
B.Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
C.2NaHCO3△(=====)Na2CO3+CO2↑+H2O
D.CaO+H2O===Ca(OH)2
【解析】氧化还原反应的特征是化合价发生变化,A、C、D均无化合价的变化,是非氧化还原反应;B是置换反应,是氧化还原反应。
【答案】B
2.下列关于氧化还原反应的说法中错误的是()
A.在反应中失去电子的物质被氧化,得到电子的物质被还原
B.在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一物质
C.氧化还原反应是一种物质首先被氧化,另一种物质再被还原的反应
D.只有氧化没有还原的反应是不存在的
【解析】氧化反应和还原反应是同时发生的,二者既是对立的,又是统一的。
【答案】C
3.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
被氧化的元素是________,被还原的元素是________,发生氧化反应的物质是________,发生还原反应的物质是________,还原产物是________,氧化产物是________。
【答案】CuNCuHNO3NOCu(NO3)2
【题后反思】
氧化还原反应中的4个“不一定”
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如0(Cl2)+H2O===H-1(Cl)+H+1(Cl)O中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4△(=====)K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
题组2氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
4.下列反应中,既是化合反应又是氧化还原反应的是()
A.二氧化硫催化氧化成三氧化硫:2SO2+O2催化剂2SO3
B.氯气通入溴化钠溶液中:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
C.稀盐酸与硝酸银溶液混合反应:HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
D.氧化钠跟水反应:Na2O+H2O===2NaOH
【解析】化合反应是两种或两种以上的物质作用生成一种物质的反应,由此可知,A、D项属于化合反应。判断一个反应是否属于氧化还原反应的关键是看反应前后元素的化合价是否发生变化,由此分析题目所给的四个选项,不难看出C、D项中各元素的化合价在反应前后均未发生变化,它们不属于氧化还原反应;A项中的硫、氧元素,B项中的氯、溴元素的化合价均发生了变化,它们应属于氧化还原反应。综上所述,只有A项符合题意。
【答案】A
5.下列反应是分解反应但又是氧化还原反应的是()
A.BaCO3高温(=====)BaO+CO2↑
B.2KMnO4△(=====)K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2CO+O2点燃(=====)2CO2
D.CO+CuO△(=====)Cu+CO2
【解析】A项,不是氧化还原反应;C项,不是分解反应;D项,不是分解反应。
【答案】B
氧化还原反应中电子转移的.表示
[探究·升华]
[思考探究]
电子转移方向和数目的两种表示方法
(1)双线桥法表示电子转移的方向与数目
H2+CuO△(=====)Cu+H2O
(2)单线桥法表示电子转移的方向与数目
3Cl2+2Fe点燃(=====)2FeCl3
【提示】
[认知升华]
电子转移两种方法的书写步骤
(1)双线桥法的书写步骤
(2)单线桥法的书写步骤
【特别提醒】单线桥法与双线桥法的区别
(1)单线桥法表示时箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素;表示时只标转移电子的数目。
(2)双线桥法表示时①箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素;②表示时要标出“得到”或“失去”;③电子数目且电子数目相等。
[题组·冲关]
1.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是()
【解析】A项,电子转移的方向不正确;C项,Zn失去2e-;D项,Cu失去2e-。
【答案】B
2.(1)写出下列反应的化学方程式,用双线桥法标明电子转移的方向和数目,并注明“被氧化”、“被还原”。
①Fe2O3与CO在高温下的反应:___________________________________。
②KClO3与MnO2在共热条件下反应:________________________________
______________________________________________________________。
③H2S气体和SO2气体反应生成S和水:_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)写出下列反应的离子方程式,并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。
①Cu和AgNO3溶液反应:________________________________________。
②实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl(浓)△(=====)MnCl2+Cl2↑+2H2O:
____________________________________________________________。
③向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3:_______________________________
______________________________________________________________。
【答案】
3.实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2+NH4Cl△(=====)NaCl+N2↑+2H2O,关于该反应的说法正确的是()
A.NaNO2发生氧化反应
B.生成1molN2时转移的电子数为6mol
C.NH4Cl中的氮元素被还原
D.被氧化和被还原的元素是同一种元素
【解析】↑+2H2O中,NaNO2发生还原反应,生成1molN2,转移3mole-,NH4Cl中N被氧化,被氧化和被还原的元素均为N。
【答案】D
一、教学分析
(一)、教材分析
《氧化还原反应》安排在高中化学必修1第二章《化学物质及其变化》中的第三节,有其重要的意义。因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。而且金属的腐蚀及电化学部分是氧化还原的重要应用。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。学生对本节教材掌握的好坏直接影响着其以后对化学的学习。本节教材安排在这里是承前启后,它既复习了初中的基本反应类型及氧化反应、还原反应的重要知识,并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。氧化和还原是一对典型矛盾,它们既是相反的,又是相依存的,通过认真引导使学生逐步理解对系统规律在自然现象中的体现,又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识。
此节内容分两部分,第一是介绍氧化还原反应的概念,第二是了解常见的氧化剂和还原剂及氧化还原反应的应用。
(二)、学生分析
⑴学生在初中化学学习中已经接触了许多反应,并已经掌握按反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少把化学反应分为四种基本反应;从具体的反应理解氧化反应和还原反应,但并没认识到氧化还原反应的本质特征;学习了化合价,理解了化合价的变化。但并没有了解化合价变化的实质以及化合价的.变化与得失电子之间的关系。
⑵学生在初中化学一年的学习中只对化学知识有了初步了解,有了一定的搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力,但仍有待提高。
二、教学目标
(一)、知识与技能:
1、能从化合价的变化,认识并建立氧化还原反应的概念;
2、通过对典型化学反应的分析,理解氧化还原反应的本质是电子转移。
(二)、过程与方法:
1、通过对氧化还原反应的学习,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、通过对氧化剂和还原剂这一矛盾体的学习,具有能用对立统一的观点分析问题的意识;
3、通过“思考与交流”、“问题探究”等活动,增强学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
(三)情感态度价值观:通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学;通过创设问题情景,营造宽松和谐的学习气氛,诱导
学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。通过氧化还原反应有关概念的学习,初步形成对立统一的辨证唯物主义的观点。使学生形成勇于创新的习惯、培养创新能力。
三、教学重、难点
教学重点:用化合价升降和电子转移的观点来理解氧化还原反应。
教学难点:用电子转移的观点分析氧化还原反应
四、教学策略及方法
为了突破重点、难点,调动学生的思维,让他们积极参与到教学过程中,我采用“讨论探究式”的教学方法,通过设计富有驱动性、环环相扣的问题,让学生思考、讨论、归纳,并辅以多媒体教学手段展示微观过程,化抽象为形象,在解决问题的过程中逐步将学生的认识引向深入。
五、教学流程图
思考与交流
分组讨论
思考、讨论
讨论、归纳
练习、归纳、总结
六、教学过程:
第一课时
新课引入
复习引入:
思考1:在初中阶段我们学过哪四种基本反应类型?各举一个反应实例。
思考2:这四种基本反应类型分类的依据是什么?
思考3:Fe2O3 + 3CO == 2Fe+3CO2↑属于哪种基本反应类型?独立思考,回忆所学知识;动手写方程式
复习初中化学反应的分类方法,通过举例,说明初中的分类方法存在局限,引出新的分类方法的必要性。
思考与交流1:请举几个氧化反应和还原反应的实例,指出这类化学反应的分类标准是什么?
分组讨论:氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?为什么?回忆所学知识;动手写方程式
思考、回顾:H2还原氧化铜的实验现象复习初中氧化反应和还原反应的知识。
使学生对氧化反应和还原反应作为矛盾的共同体有一个全面的认识,引出氧化还原反应。
从化合价角度认识氧化还原反应
问题探究1:怎样判断一个反应是不是氧化还原反应?
复习常见元素的化合价
思考
标化合价,思考化合价口诀
引起学生的求知欲
复习化合价知识,为氧化还原反应学习打下基础
思考与交流2:
请分析下列3个氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。
2CuO +C == 2Cu + CO2↑
H2O + C == H2 + CO
CuO + H2 == Cu + H2O
标化合价,思考氧化还原反应与化合价的关系
从化合价升降分析氧化还原反应
练习与思考:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2Na+Cl2 = 2NaCl
H2+Cl2 = 2HCl
是不是氧化还原反应,为什么?
练习、思考、交流
学生通过分析、比较,归纳出化合价升降是氧化还原反应的外部特征及判断依据,培养学生的观察、思维能力和形成规律性知识的认知能力。
从电子转移认识氧化还原反应
问题探究2:在氧化还原反应中,元素化合价发生改变的本质原因是什么?(阅读教材36页)
教师板书:氧化还原反应
1、特征:元素化合价升降(可作为氧化还原反应的判断依据)
2、本质:电子转移(电子的得失或电子对的偏移)以NaCl、HCl为例,从微观的角度分析。
学生思考、做笔记
从微观角度来认识氧化还原反应的实质,培养学生的归纳整理能力
氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
问题探究3:氧化还原反应与四种基本反应类型的关系?
〖练习〗判断下列哪些是氧化还原反应?
Cu+Cl2 === CuCl2
CaO + H2O === Ca(OH)2
CaCO3===CaO+CO2↑
2KClO3===2KCl+3O2↑
Fe+CuSO4 == Cu+FeSO4
NaOH+HCl==NaCl+H2O
思考、归纳、整理
以练习归纳四大基本反应类型与氧化还原反应之间的相互关系,掌握化学反应的不同分类方法,培养逻辑思维能力。
分层训练
1、必做题
1、下列属于氧化还原反应的是A。CuO+2HCl=CuCl2+H2O
B、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
C、Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
D、Ca(OH)2+CO2=CaCO3 + H2O
2、下列四种基本类型的反应中,一定是氧化还原反应的是
A、化合反应
B、分解反应
C、置换反应D。复分解反应
3、下列叙述正确的是()
A、在氧化还原反应中,失去电子的物质,所含元素化合价降低B、凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应
C、在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化
D、氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移)
2、选做题
1、某元素在化学反应中由化合态(化合物)变为游离态(单质),则该元素()
A、一定被氧化
B、一定被还原
C、可能被氧化,也可能被还原
D、以上都不是
2、下列变化属于氧化反应的是
A、Fe2O3 Fe
B、Zn ZnCl2
C、Na2CO3 CO2
D、Al Al2O3
回忆所学知识,独立思考问题,寻求答案;
回答问题,进行组间交流;其他同学进行补充、评价
通过练习,加深对所学内容的理解。
通过分层训练使不同层次的学生都得到提高
小结与作业安排
本章小结:
1、氧化还原反应的特征与本质
2、氧化还原反应的判断
3、氧化还原反应与四种基本类型反应的关系
作业:1、教材P38,1、5、6
2、课外同步练习1
3、预习氧化剂和还原剂部分知识
实践活动:通过报纸、杂志、书籍或互联网等,查阅有关氧化还原反应在日常生活、工农业生产和科学技术中应用的几个具体事例,讨论并交流你对氧化还原反应的认识。
整理记录知识点
规律:高、失、氧;降、得、还
记录思考
培养学生归纳整理能力,与前面的学习目标相呼应
用顺口溜记忆更好
巩固本堂内容
为下节课学习打基础
为下课时氧化还原反应的的应用打伏笔
七、板书设计:氧化还原反应(第一课时)
1、特征:元素化合价升降(可作为氧化还原反应的判断依据)
2、本质:电子转移(电子的得失或电子对的偏移)
3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
三维目标
知识与技能
1、从得氧和失氧的分类标准认识氧化还原反应的概念。
2、从化合价变化的分类标准认识氧化还原反应的特征。
3、培养学生用概念去分析问题、解决问题的能力,培养学生的归纳能力、推理能力。
过程与方法
1、重视培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
2、培养学生的思维能力。
3、探究与活动,氧化还原反应概念的发展。
情感、态度与价值观
对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育,使学生形成勇于创新的习惯、培养创新能力。
教学重点
探究氧化还原反应的'概念及其发展
教学难点
氧化还原反应的特征
教学准备
多媒体课件、投影仪
教学过程
新课导入:
人类的衣、食、住、行,生物体的产生、发展和消亡,化工生产约50%以上的化学反应等等都涉及氧化还原反应。氧化还原反应与我们的生活、生命、生产有着十分重要的关系,例如,研究燃烧中的化学反应、能量变化、燃烧效率及产物对环境的影响等问题与本节知识有密切关系。下面我们就讨论氧化还原反应这一问题。
师:初中学习的燃烧是指可燃物与空气中氧气发生的发光、放热的氧化反应,现在我们来进一步研究。请同学们举出氧化反应和还原反应的实例。
板书:第三节氧化还原反应
新课推进
师:引导学生思考交流(学生填写此表)。
引导学生讨论氧化反应和还原反应的概念。
氧化还原反应方程式
氧化反应
还原反应
分类标准
氧化反应和还原反应是否同时发生
CuO+H2====Cu+H2O
H2跟O2结合生成H2O的过程称为H2的氧化反应
CuO跟H2反应失去O的过程,称为CuO的还原反应
得氧、失氧的角度
是
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2
生:得出以下结论
[板书]根据反应中物质是否得到氧或失去氧,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
分类标准:得失氧的情况。
氧化反应:得到氧的反应。
还原反应:失去氧的反应。
师:在复习化合价概念的基础上,请分析填写下列表格:
氧化还原反应方程式
反应前后化合价升高的元素
反应前后化合价降低的元素
是否属于氧化还原反应
氧化反应与化合价升降的关系
还原反应与化合价升降的关系
是否只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应
CuO+H2====Cu+H2O
2Mg+O2====2MgO
Fe2O3+3CO2====Fe+3CO2
2Al2O3====4Al+3O2↑
2H2O2====2H2O+O2↑
Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
Mg+2H+====Mg2++H2↑
Fe+CuSO4====Cu+FeSO4
Fe+Cu2+====Cu+Fe2+
师:CuO+H2====Cu+H2O
1、在以上反应中,氧化铜发生氧化反应还是还原反应?依据是什么?
2、标出反应中各元素的化合价,从中分析三种元素化合价各有什么变化。
小结初中氧化反应、还原反应的知识后,引导学生把氧化还原反应跟化合价变化联系起来。
合作探究:
2Na+Cl2====2NaCl
H2+Cl2====2HCl
这两个反应虽没有氧的得失,但是氧化还原反应,为什么?哪种物质发生氧化反应,哪种物质发生还原反应?为什么?
课堂小结:
上述[合作探究]讨论后,得出:
物质所含元素的化合价发生变化的一类反应一定是氧化还原反应。所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应;所含元素化合价降低的物质发生还原反应。
板书设计:
思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化: 。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN- 和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设 计量数为 , 计量数为 ,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 中 为+1价,S为-2价,1个 应当失去 ,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的'很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 -和 。生成物继续跟硫作用生成 和 。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 , 跟 反应也完全转化为 。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 ,至少需 和 的物质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含 6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的 中的 值为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和氧化还原反应方程式的配平等知识在解题中的应用。
解析:
(1)① ② ③
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从 ,失电子;从 ,得电子。
所以 完全转化为 所失电子数与 转化为 所得电子数相等,即:
amol amol
由 守恒, 完全转化为 需 和 。
(3)原热碱液中含 ,则反应①中消耗 。根据反应①、②、③,有 ,所以 。
启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。
一、教材分析
中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应是非常重要的知识点,是中学化学教学的重点和难点之一。课标要求学生掌握氧化还原反应的基本概念,真正理解反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。氧化还原反应的基本概念贯穿于整个中学阶段化学知识的学习始终,是非常重要的理论知识。
本节的教学思路是通过分析参加化学反应的各物质所含元素的化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,并探讨氧化还原反应的实质;通过分析参加化学反应的各物质所承担的角色,引出氧化剂和还原剂的概念,加强对氧化还原反应概念的理解和应用。
二、教学目标
1.课标要求
(1)通过熟悉的化学反应,使学生认识到有的化学反应中有元素化合价的变化,建立氧化还原的概念。
(2)通过实验和思考,分析得出氧化还原反应的实质是电子转移。
2.三维目标
(1)知识与技能:知道氧化还原反应的本质是电子的转移,能举出生产生活中氧化还原反应的实例。
(2)过程与方法:引导学生认识化学反应中元素化合价的变化,认识氧化还原反应的`概念;提出问题,引入实验,让学生通过实验现象得出氧化还原反应的本质是电子的转移。
(3)情感态度与价值观:引导学生学习氧化还原反应,认识到氧化还原反应在实际生产和生活中无处不在,而且有利有弊。只有充分学习和研究,才能避免有害的氧化还原反应的发生,让更多的氧化还原反应造福于人类。让学生关注化学与生命活动的联系,体会化学来源于生活,又高于生活。
三、教学分析
1.教材分析
本节包含三部分内容:氧化还原反应,氧化剂和还原剂,探究铁及其化合物的氧化性和还原性。以往教学通常将本节分为3课时,每一部分为一课时。为了培养学生学习化学的兴趣,培养他们科学探究的能力,教师在设计本节课的教学时,以“氧化还原反应”为线索,通过“化合价变化”这一氧化还原反应的标志揭示其实质为“电子的转移”。本节课在设计时注重化学与生活实际的联系,由学生熟悉的五彩缤纷的焰火引入,以生产生活中常见的氧化还原反应结束,交相呼应。
2.学情分析
本节知识内容是中学化学中重要的理论知识,比较抽象,是高一学生在学习了物质的量、电解质之后的又一难点。将这两课时合为一课时,也成为教师教学设计时必须考虑的问题。如果在一节课中将多个概念传授给学生,那就是一节失败的课。真正能让学生在教师的引导下,层层递进地学习、理解这些概念,领悟相互之间的关系,自主地进行探究和思考,那才是一节成功的课。
四、教学重点、难点
1.重点
分析化合价的升降,认识氧化还原反应。
2.难点
理解电子转移是氧化还原反应的实质。
五、教学方法
从学生的认知水平出发,采用启发式教学法。在学生现有的知识水平上设置疑问,并引导学生通过思考、练习、实验来解决疑问。例如,学习了氧化还原反应的概念后,利用学生熟悉的氢气还原氧化铜反应引出氧化反应、还原反应的概念,教学过程顺理成章,易于学生接受。问题的设置应有梯度,循序渐进,由现象到本质,层层深入地引导学生解决新知识学习中的疑问。由于本节内容理论性较强,教学中多处采用举例教学,让学生通过生活中的实例和熟悉的化学反应认识氧化还原反应的标志和实质。通过练习,巩固理论知识的学习,讲练结合,实现高效教学。实验教学是化学教学中最为直观的教学方法。通过实验引发学生思考,发现问题的本质。
六、教学过程
1.情景导入
很高兴引领大家学习氧化还原反应,今天我们将走入氧化还原反应的世界。氧化还原反应是一类十分重要的反应,它在我们的生产、生活中是普遍存在的。
同学们还记得2008年北京奥运会那29个由焰火组成的神奇大脚印和绚丽多彩的焰火吗?这就是由一系列的氧化还原反应产生的。我们学习过的化学反应也有很多属于氧化还原反应。大家请看屏幕(展示图片)。
2.设计思路
氧化还原反应对学生来说是一个较为抽象的概念,导入环节的设置就是先给学生一个感性认识,激发学生的学习兴趣,让学生建立熟悉感,更好地认识氧化还原反应。
3.引入正题
给出常见的几种化学反应,让学生标注化合价。然后分成两类,我们把化合价变化的称为氧化还原反应。在氧化还原反应的实质教学中,先提出问题“什幺因素引起了氧化还原反应中元素化合价的变化呢”,然后以氯化钠的形成为例,以图片的方式展现钠原子和氯原子之间电子的转移。
假设元素化合价的变化是由电子的转移引起的,接下来学生进行分组实验:铁钉和硫酸铜溶液反应可以解释为铁失去电子转移给了溶液中的铜离子,铜离子得电子生成铜,并在铁钉上析出。理论分析如此,那幺实际是否符合理论分析呢?采用演示实验,把铁钉和铜片分别连接导线,串联电流表后插入硫酸铜溶液中。按照理论分析电路中应该有电流产生,则电流表的指针应该发生偏转。实验现象证明确实有指针偏转,说明理论分析正确,电子转移引起了元素化合价的变化。分组实验和演示实验有机结合既充分调动了学生的积极性和探究精神,又节省了时间,达到了实验效果。最后归纳小结,提炼精髓。
4.概况整合
实质标志:电子的转移,化合价变化形成氧化还原反应。
5.课前准备
(1)搜集教学素材,如氧化还原反应的视频、生活中氧化还原反应的图片、防腐剂图片等。
(2)设计幻灯片辅助教学。
(3)准备一个演示实验和两个分组实验。
(4)设计教案,设计、印刷导学案。
七、教学评价
氧化还原反应是中学化学中重要的理论知识,比较抽象。这节课循序渐进、有条理地将氧化还原反应的相关概念一一介绍给学生,在教师的引导下,让学生层层递进地学习、理解这些概念,领悟其中的关系,自主地进行探究和思考。把复杂的问题简单化,帮助学生把难懂的理论知识学得更加轻松,是本节课希望达到的最佳效果,也是最终目的。
一、教学目标
【知识与技能】
能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
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,树立辩证唯物主义思想。
二、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。
三、教学过程
环节一:导入新课
【教师提问】回忆一下初中学过的知识,什么是氧化反应,什么是还原反应,能不能举出几个具体的实例呢?
【学生回答】氧化反应:碳与氧气、铁与氧气……
还原反应:氢气还原氧化铜、碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜……
环节二:新课讲授
1.氧化还原反应的特征
【提出问题】能不能举出其他的氧化还原反应?
【学生回答】碳与氢气的反应、氢气还原氧化铜……
【提出问题】观察一下所列举的几个化学方程式,除了得失氧之外,从化合价的角度思考什么是氧化还原反应?
【学生回答】得氧元素发生氧化反应,元素化合价升高;失氧元素发生还原反应,元素化合价降低。
【教师引导】由此可知,氧化还原反应的特征就是有元素化合价升降的变化。
【提出问题】铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应?是不是只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应?
【学生回答】是,铁元素、铜元素的'化合价都出现了变化。可知并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质
【提出问题】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?
【学生回答】元素化合价的变化与得失电子(电子转移)有关。
【教师引导】那么就从原子结构的角度揭秘在氧化还原反应中,元素的化合价为什么会发生变化。
【提出问题】金属钠在氯气中燃烧生成NaCl,从原子结构示意图的角度思考NaCl是怎样形成的?
【提出问题】氢气在氯气中燃烧生成HCl,从原子结构示意图的角度思考HCl是怎样形成的?
【学生思考,教师讲解】从原子结构来看,氢原子最外层有1个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
这两种元素的原子获取电子难易程度相差不大。在发生反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使对方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价。在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。(教师讲解并板书)
【提出问题】根据以上的分析,能不能从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?
【学生回答】有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。(教师总结并板书)
【提出问题】能不能从电子转移的角度分析铁与硫酸铜的反应?
【学生回答】铁元素失去2个电子,化合价升高,发生氧化反应;铁元素得到2个电子,化合价降低,发生还原反应。(教师板书:利用双线桥法)
环节三:巩固提升
【提出问题】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属于氧化还原反应,你认为这个说法正确吗?请说明理由。
提示:正确。因为在这几类反应中,反应前后前后都有元素化合价发生变化。
环节四:小结作业
请学生回答本堂课的收获:氧化还原反应的特征、本质,学到了什么?
布置作业:课下思考,四大反应类型与氧化还原反应有什么关系。
四、板书设计
本节考点:氧化还原反应的基本概念;氧化性和还原性强弱的判断;根据得失电子守恒推断氧化产物或还原产物;配平氧化还原反应的方程式并标出电子转移的方向和数目。
一、氧化还原反应的基本概念
二、氧化性和还原性强弱的比较
1.在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
例3.根据反应:①I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI ②2FeCl2+Cl2=2FeCl3
③2FeCl3+2HI=2FeCl2+I2+2HCl 可知:I-、Fe2+、Cl-、SO2的还原性由强到弱的顺序是( )
A.I->Fe2+>Cl->SO2 B.Cl->Fe2+>SO2>I-
C.Fe2+>I->Cl->SO2 D.SO2>I->Fe2+>Cl-
判断一个氧化还原反应能否进行,也应遵循“由强到弱”的规律,即反应式中的物质应符合“氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物”。
例4 已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Cl-
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4=SO2+O2+2H2O D.2Fe2++I2=2Fe3++2I-
2.根据元素周期表,同周期元素的单质(或原子)从左到右还原性渐弱,氧化性渐强(稀有气体元素除外),同主族元素单质(或原子)从上到下还原性渐强,氧化性渐弱。例如,氧化性:F2>Cl2>Br2>I2>S(含常识性知识),还原性:Na
3.根据金属活动顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
还 原 性 渐 弱
K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+(H+)Cu2+ Fe3+ Ag+
氧 化 性 渐 强
4.①据原电池电极:负极金属比正极金属活泼(还原性强);②据电解池中放电顺序,先得(或失)电子者氧化性(或还原性)强,其规律为:阳离子得电子顺序(即氧化性强弱顺序):参考3中规律。阴离子失电子顺序(即还原性强弱顺序):S2->I->Br->Cl->OH->NO3- 、SO42-等。
5.同种元素价态越高,氧化性越强(如Fe3+>Fe2+),但例外地,氧化性:HClO>HClO2>HClO3>HClO4),最高价态只有氧化性;价态越低,还原性越强(如S2->S>SO2),最低价态只有还原性;中间价态兼具氧化性和还原性。
6.反应原理相似的不同反应中,反应条件要求越低,说明氧化剂或还原剂越强。
[教学目标]
1.知识目标
(1)氧化还原反应方程式的配平原则。
(2)掌握配平氧化还原反应方程式的一般步骤。
2.能力和方法目标
通过氧化还原方程式配平的学习,提高知识的综合迁移能力;
3.情感和价值观目标
(1)通过一般氧化还原反应方程式、特殊的氧化还原反应方程式的配平,理解事物的一般性和特殊性,加深具体情况具体分析的思想观念。
(2)通过一些配平技巧、配平的规律的学习,培养学生创造和发现化学学科的科学美、规律美,从中提高学习化学的兴趣。
[教学重点、难点]
重点:使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式的原则和步骤。
难点:氧化还原反应方程式配平的技巧,熟练掌握氧化还原反应方程式配平。
教学中主要通过学生的练习来发现问题、让学生自己总结发现配平的规律,提高氧化还原反应方程式配平的能力。
[教学过程]
[复习氧化还原反应基本概念并引入新课]
问题1.投影下表,教师引导,师生共同讨论:
反应物及性质
化合价改变
得失电子情况
发生的反应
产物
还原剂具还原性
升高
失电子
被氧化、发生氧化反应
氧化产物
氧化剂具氧化性
降低
得电子
被还原、发生还原反应
还原产物
问题2.对于下列氧化还原反应,用双线桥或单线桥法标出电子转移方向和数目
(1)铜跟浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)硫化氢气体通入浓硫酸中:H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O
(3)红热炭投入热的浓硝酸溶液中:C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
通过以上三个氧化还原反应方程式的分析,引导学生总结和巩固氧化还原反应的规律。如电子守恒规律、价态变化规律。
[引入新课]
今天这堂课,我们一起讨论氧化还原反应方程式配平的一般方法。
[板书]
氧化还原反应方程式的配平
[学生活动]让学生自己看书,总结氧化还原反应方程式配平原则、配平步骤、配平依据等内容。
等大多数学生看完书后,提问学生。再师生共同总结。
配平依据:
(1)化合价升降规律:氧化剂得电子总数跟还原剂失电子总数必相等,表现在化合价上就有被氧化元素化合价升高的价数必定跟被还原元素化合价降低的价数必定相等。
(2)质量守恒定律:任何化学反应前后,各元素原子个数必定守恒。
配平的一般步骤:
(1)找出反应前后化合价发生变化的元素;
(2)分析各变价元素的化合价升、降的价数;
(3)以化学式为单位,求出化合价升、降价数的最小公倍数,使有关元素的化合价升、降总价数相等。
(4)用观察法配平其它元素的化学计量数。
(其中1、2、3是为了保证电子得失数相等,第4步是保证反应符合质量守恒定律)
这一阶段中,教师可以找一个相对比较简单的例子,一边跟学生一起配平这个方程式,一边跟学生一起总结氧化还原配平的基本步骤。最后让学明确,在配平氧化还原反应方程式还不熟练的初始阶段,要按部就班根据配平进行训练。熟练后可以跳过某些步骤,直接配平。
[课堂练习]
1.根据以上步骤,配平以下氧化还原反应方程式:
(1)□Cr3++□Na2O2+□OH-—□CrO42-+□Na++□H2O
(2)□CrI3+□Cl2+□KOH—□K2Cr2O7+□KIO4+□KCl+□H2O
(3)□P4+□HNO3+□H2O—□H3PO4+□NO↑
(4)□Mn2++□S2O82-+□H2O—□SO42-+□MnO4-+□H2O
(5)□Zn+□H++□NO3-—□Zn2++□NO+□H2O
(6)□HClO4+□P+□H2O—□HCl+□H3PO4
2.下列有关硫化亚铁跟浓硫酸反应的方程式正确的是( )
(A)2FeS + 6H2SO4= Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+2S +6H2O
(B)4FeS + 18H2SO4= 2Fe2(SO4)3+ 9SO2↑+7S +18H2O
(C)6FeS + 16H2SO4= 3Fe2(SO4)3+6SO2↑ +7S +16H2O
(D)8FeS + 18H2SO4= 4 Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+ 11S+18H2O
[分析和讨论] 有的同学只是机械地分析反应前后各元素的原子总数是否守恒,得出四个反应式都正确的错误结论。这是以氧化还原反应为背景考查质量守恒定律。四个反应中氧化剂都是硫酸,还原剂都是硫化亚铁,氧化产物都是单质硫和硫酸铁,还原产物都是二氧化硫。所以反应物FeS中的铁、硫元素与产物Fe2(SO4)3中的铁 、单质S中的硫元素守恒,四个选项中,只有A选项中还原剂(FeS)与氧化产物(S)相对应。答案选A。
[巩固练习]
1.在反应5NH4NO3=2HNO3+4N2↑+9H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )。
(A)1:1 (B)5:4 (C)5:3 (D)3:5
2.反应NO+O2+NO2+H2O—HNO3(未配平)是多组化学计量数的化学方程式,当氧气有被NO还原时,此反应各物质化学计量数之比为( )。
(A)4:9:24:14:28 (B)1:1:1:1:2
(C)8:9:12:10:20 (D)任意比均可
3.将H2S气体通入四种不同浓度的硝酸溶液中,发生下列反应:
①3H2S+2HNO3= 3S +2NO +4H2O
②4H2S+2HNO3= 4S +NH4NO3+ 3H2O
③H2S+2HNO3= S +2NO2+ 2H2O
④5H2S+2HNO3= 5S +N2+ 6H2O
根据上述反应判断四种硝酸溶液的氧化性由强到弱的顺序是( )。
(A)④②①③ (B)③①④② (C)②④①③ (D)①④②③
4.一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:NH4NO3——HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为( )。
(A)5:3 (B) 5:4 (C)1:1 (D)3:5
5.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+H2O-NaBO2+H2(未配平),下列说法中正确的是( )。
(A)NaBH4既是氧化剂又是还原剂
(B)NaBH4是还原剂,H2O是氧化剂
(C)硼元素被氧化,氢元素被还原
(D)被氧化的.元素与被还原的元素的质量比是1:1
6.氧化亚铜(Cu2O)是不溶于水的碱性氧化物,能溶于酸发生自身氧化还原反应生成单质铜和Cu2+。测定一种含氧化亚铜的矿石中氧化亚铜的含量的方法是:将矿石溶于足量的硫酸铁和硫酸的混合液中,然后用高锰酸钾溶液滴定,反应后锰元素以+2价形式存在。
(1)写出配平的化学反应方程式。
①Cu2O与Fe2(SO4)3、H2SO4反应为____________________________。
②滴加高锰酸钾溶液时发生的反应为_____________________________。
(2)Cu2O与上述两反应中氧化剂的氧化性强弱顺序是_____________________。
(3)若某次测定中称取5.0g矿样,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗0.1mol·L-1KMnO4的体积为100mL,则矿样中氧化亚铜的质量分数为______________。
参考答案
1C,2A,3B,4A,5BD。
6.(1)①Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4=2CuSO4+2FeSO4+H2O。
②10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O。
(2)KMnO4>Fe2(SO4)3>Cu2O。
(3)72%。
教学目标
知识技能:掌握化学反应的实质,理解离子反应及离子方程式的意义;根据化学反应发生的条件对比掌握离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,化学教案-氧化还原。
能力培养:通过观察实验现象学会分析、探究化学反应的实质,培养学生的抽象思维能力。
科学思想:通过观察的化学现象及反应事实,使学生了解研究事物从个别到一般的思想方法,体验研究问题,寻找规律的方法。
科学品质:通过实验操作,培养学生动手参与能力,对反应现象的观察激发学生的兴趣;培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
科学方法:观察、记录实验;对反应事实的处理及科学抽象。
重点、难点 离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法。
教学过程设计
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】复分解反应能够发生的条件是什么?并对应举例说明。
【评价】给予肯定。
【指导实验】全班分为三大组,分别做下面的三组实验,并观察记录:
一、硝酸银溶液分别跟盐酸、氯化钠、氯化钾的反应;
回答:复分解反应是电解质在水溶液中进行的,这类反应必须在生成物中有沉淀、气体、难电离的物质三者之一才能发生。
例:(1)在反应里生成难溶物质。如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
BaCl2+H2SO4=BaSO4↑+2HCl
(2)在反应里生成气态物质,如CO2、H2S、Cl2等。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反应里生成弱电解质,如:水、弱酸、弱碱等。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
分组实验,并记录观察到的现象。
一、均有白色沉淀生成;
复习复分解反应发生的条件;训练学生实验观察能力,根据提出的问题和实验结果引起学生产生强烈的求知欲望。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
二、盐酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应;
三、硝酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应。
【追问】分别讨论三组实验,参加反应的物质不同,为什么每一组会产生同样的现象?在笔记本上完成其化学方程式。
【讲解】酸、碱、盐都是电解质,在水的作用下能电离(强调离子表示方法)。这些电解质在溶液里发生的反应实质上是离子间反应。
【练习】书写如下电离方程式:HCl、AgNO3、NaCl、KCl、HNO3、Na2CO3、K2CO3。
【板书】一、离子反应
1.离子反应
电解质在溶液里所起的反应属于离子反应。如:复分解反应和在溶液中进行的置换反应等。
【过渡】用什么式子来表示离子反应呢?前面已经通过实验证明AgNO3与NaCl、HCl、KCl均能发生反应,并有白色沉淀生成,请同学分别写出上述实验的化学方程式。
二、均产生无色、无味的气体;
三、均产生无色、无味的气体。
思考并讨论、猜想。
回答:复分解反应均是在溶液中进行的,溶质在溶液中大多数是以离子形式存在的。虽然反应物不同,但都含有某些相同的离子。比如盐酸、氯化钠、氯化钾在溶液中均电离出氯离子,跟AgNO3电离出的Ag+结合,所以均产生白色沉淀氯化银。
练习:
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
AgNO3=Ag++NO3-
NaCl=Na++Cl-
KCl=K++Cl-
完成练习
AgNO3+HCl=
AgCl↓+HNO3
AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
AgNO3+KCl=
AgCl↓+KNO3
复习巩固旧知识,引出新知识,化学教案《化学教案-氧化还原》。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】先把溶液中易电离的物质改写成离子的形式,把难溶的物质仍写成化学式。反应前溶液中大量存在着四种离子(Ag+、NO3-、H+、Cl-)。由于Ag+和Cl-结合成难溶于水的AgCl沉淀,溶液里的Ag+和Cl-迅速减少,反应向右进行。把反应前后没有变化的H+和NO3-即实际没有参加反应的离子的符号删去就写成了“离子方程式”。
【板书】2.离子方程式
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子叫做离
子方程式。
【练习】把上述AgNO3跟NaCl、KCl反应的实验现象用离子方程式表示。
【设问】通过完成AgNO3分别与HCl、NaCl、KCl反应的离子方程式,你们发现了什么?
离子方程式的意义有以下两个方面。
【板书】2.意义
①能揭示反应的实质;
②不仅表示某一个反应,而且表示所有同一类型的离子反应。
【提问】Ag++Cl-=AgCl↓代表的意义是什么?
【讲解】怎样书写离子方程式呢?可分成“写、改、删、查”四步。以石灰石跟稀盐酸反应为例分析。
领悟。
模仿。
板书练习:
甲:AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓
发现反应物虽不同,却都可用同一离子方程式表示。可见离子方程式的意义与化学方程式、电离方程式均不同。
回答:不仅表示AgNO3和HCl溶液间进行的反应,而且表示可溶性的氯化物和可溶性银盐进行的一类反应。
反应的实质是离子间相互交换的过程,探究反应的实质,引出本节的知识点。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【板书】3.书写步骤
(1)写:写出正确的化学方程式(师生同时完成)。
(2)改:把易溶且易电离的物质拆写成离子,凡是难溶、难电离、气体等均写成化学式形式(易溶指易溶于水,凡不溶于水而溶于酸的'物质仍写其化学式)。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子;将系数化成最简整数比。
(4)查:检查书写的离子方程式是否符合质量守恒和电荷守恒。①方程式两边各元素原子个数是否相等。②方程式两边电荷数是否相等。
【练习】盐酸跟Na2CO3、K2CO3反应的离子方程式。
CO2↑代表的意义是什么?
【练习】请学生在笔记本上完成
HNO3跟K2CO3、Na2CO3、CaCO3反应的离子方程式,并验证两同学回答是否准确。
CaCO3+2HCl=CaCl2+
H2O+CO2↑
CaCO3+2H++2Cl-=
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3+2H+=
Ca2++H2O+CO2↑
甲:Na2CO3+2HCl=
2NaCl+H2O+CO2↑
=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO2↑
乙:K2CO3+2HCl=
2KCl+H2O+CO2↑
2K++2Cl-+H2O+CO2↑
丙:可溶性碳酸盐跟强酸反应生成二氧化碳和水的一类反应。
分析离子反应如何运用了质量守恒定律;通过对离子方程式的书写规则的练习,要让学生熟练掌握这一重要的化学用语的基本功。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
请写出固体氯化铵与固体氢氧化钙反应的化学方程式。
【设问】有同学将此反应写出离子方
H2O请讨论此写法是否正确?
【评价】对后一组的发言,给予高度的评价。指出,固体物质间的反应,不能写成离子方程式。
【设问】请写出实验室制氯化氢的化
学方程式。此反应能写出离子方程式
吗?
【评价】答案正确。指出学习就要抓住事物的本质。
【投影】课堂练习
一、完成下列离子方程式
1.氢氧化钡跟稀硫酸反应
2.铁跟稀盐酸的反应
二、判断下列离子方程式是否正确?
3.Fe+Fe3+=2Fe2+
4.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
5.实验室制氯气:
写出:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
讨论后回答:
一组代表回答:按上述离子方程式的书写步骤,此式正确。
另一组代表回答:虽然按离子方程式的书写步骤,此式正确,但反应物都是固态,反应物没有发生电离,怎么来的离子方程式?我们认为是错误的。
讨论后回答:
在无水参与的情况下,浓H2SO4以分子形式存在,不发生电离,因此不能写出离子方程式。
完成练习:
=BaSO4↓+2H2O
2.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.不正确,虽然元素原子个数守恒(即遵守了质量守恒)但反应前、后电荷数不等,违反了电荷守恒原则。
4.不正确。不符合反应事实,Fe被非氧化性的酸氧化时生成Fe2+。
培养学生严谨求实,勇于探索的科学态度。及时反馈,进行调控。培养学生综合分析能力。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【总结】离子反应用离子方程式表示;离子方程式不仅能表示一定物质间的反应,而且表示所有同一类型的离子反应;正确的离子方程式可揭示反应的实质。要熟练掌握离子方程式的写法。
5.正确。此题是氧化还原反应,除了要遵循质量守恒、电荷守恒外,同时还应遵守电子守恒。
【随堂检测】
1.H2S通入NaOH溶液中,离子方程式正确的是( )。
(A)H2S+2NaOH=2Na++S2-+2H2O
(B)S2-+2H++2Na++20H-=2H2O+2Na++S2-
(C)H2S+2OH-=2H2O+S2-
(D)2H++2OH-=2H2O
2.下列离子方程式中,正确的是( )。
(A)铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(B)碳酸镁跟稀硫酸反应:
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑
(D)氯化铜与氢氧化钡反应:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
第1题考查的知识点是如何表达反应的离子方程式。
第2题考查学生利用离子方程式的书写规则判断正确结果。
附:随堂检测答案
1.(C) 2.(B)、(D)
化学教案-氧化还原
课题:《氧化还原反应》
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力
(三)情感态度与价值观:
理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法
2、氧化还原反应的实质
教学难点:氧化还原反应的实质
教学方法:讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的'实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e- → 该元素化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 该元素化合价降低 → 发生 还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
板书设计:
1、定义
2、特征:有些元素的化合价发生了变化
3、实质:电子转移
4、失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
【教学目标】
1.在复习化合价的基础上,使学生用化合价变化和电子转移的观点认识、理解氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应。
3.掌握用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学重点】
1.氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念及其判断。
2.用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学难点】
电子转移方向和数目的表示法
【教学方法】
启发讨论
【教学过程】
〖复习引入〗
1.常见元素的化合价
2.写出钠、氯原子的结构示意图,分析其得失电子的情况,推出钠、氯元素在化合物中的化合价
〖学生活动〗
学生交流讨论,得出如下结果:
元素化合价升高→失去电子
元素化合价降低→得到电子
[问题情境]标出2KBr+Cl2=Br2+2KCl反应中各元素的化合价,并分析哪种元素失电子,哪种元素得电子,电子从哪种元素转移到哪种元素?
〖学生活动〗
学生探索、讨论、交流,从而得出氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念。
〖教师活动〗
在氯气与溴化钾的反应中,溴离子失去1个电子形成溴原子,溴原子结合
成溴分子,溴元素的化合价由-1升高到0;同时氯气分子中的氯原子得到溴离子给出的1个电子形成氯离子,氯元素的化合价由0降低到-1。
在反应过程中,溴离子与氯原子之间发生了电子转移,导致了溴元素与氯元素的化合价发生改变。
[强调提醒]
a.“e-”表示电子
b.用双线桥法表示时箭头从反应物指向生成物,箭头起止为同一种元素,应标出“得”与“失”及得失电子的总数。
〖学生活动〗
由学生归纳概括总结:
氧化还原反应的概念
氧化还原反应:有电子转移的反应
[问题情境]
判断下列反应是否是氧化还原反应,是氧化还原反应的请指出氧化剂和还原剂。
(1)2Fe+3Cl2=2FeCl3(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)Cl2+H2O=HCl+HClO(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(4)NaOH+HCl=NaCl+H2
上述反应各属于四种基本反应类型中的哪一种?四种基本反应类型与氧化还原反应有何关系?
〖学生活动〗
在教师的启发引导下,学生进行分析、讨论、交流,归纳总结如下:
〖教师活动〗[拓展视野]
物质的氧化性和还原性的强弱
在氧化还原反应中,氧化剂表现出氧化性,还原剂表现出还原性。一般情况下,得到电子的能力趆强,物质的氧化性就趆强;失去电子的能力趆强,物质的还原性就趆强。例如:
氟、氯、溴、碘的单质的`氧化性强弱顺序为:F2>Cl2>Br2>I2
离子的还原性强弱顺序为:I->Br->Cl->F-
〖学生活动〗在教师的启发下,学生进行分析、讨论、交流,并由学生总结归纳如下规律:
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数
元素失电子总数=元素得电子总数
〖教师活动〗归纳、概括、小结本课知识要点。
〖巩固练习〗《化学1(苏教版)》P45中的[问题解决]:
请指出下列氧化还原反应中化合价发生变化的元素,分析电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂。
(学生当堂练习,并交流反馈答题结果。教师进行点评。)
〖布置作业〗《化学1(苏教版)》P47~48:1、2、3
教学目标
1、使学生从化合价升降和电子转移的角度来理解氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2、学会用化合价升降法判断氧化还原反应,掌握电子转移的表示方法。
3、理解得失电子、氧化还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
教学过程
一、化合价升降和氧化还原反应
【提问】CuO+H2Cu+H2O
1、在以上反应中,氧化铜发生氧化反应,还是还原反应?依据是什么?
2、标出反应中各元素的化合价,从中分析三种元素化合价各有什么变化。
【讲解】小结初中氧化反应、还原反应的知识后,引导学生把氧化还原反应跟化合价联系起来。
【讨论】2Na+Cl22NaCl H2+Cl22HCl
这两个反应没有氧的得失,但也是氧化还原反应,为什么?哪种物质发生氧化反应?哪种物质发生还原反应?
【讲解】小结上述讨论后,得出:物质所含元素的化合价发生变化,这一类反应一定是氧化还原反应。所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应;所含元素化合价降低的物质发生还原反应。
二、电子得失和氧化还原反应
1、电子得失和化合价升降
以钠跟氯气反应为例,讲清钠原子为什么失去1个电子,氯原子为什么获得1个电子以及得失电子跟化合价升降的关系后,再举铁跟稀硫酸、铁跟氯气、氯化亚铁跟氯气的反应中化合价的变化情况。
2、电子得失和氧化还原反应
把电子得失跟化合价升降的关系以及化合价升降跟氧化还原反应的关系联系起来。
凡有电子转移的反应就是氧化还原反应。得到电子的物质是氧化剂,发生还原反应;失去电子的物质是还原剂,发生氧化反应。
【思考题】下列说法是否正确?为什么?
1、氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应。
2、化合反应都是氧化还原反应,分解反应都是非氧化还原反应。
3、置换反应都是氧化还原反应,复分解反应都是非氧化还原反应。
教学目标:
知识技能:初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法,加深对氧化、还原、氧化剂、还原剂,氧化—还原反应等概念的理解和掌握;学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;学会用箭头表示电子转移的方向和数目;理解氧化还原的'实质。
能力培养:通过对氧化—还原反应分析,使学生学会分析问题的方法和解决问题的能力。
科学思想:对学生进行对立统一和透过现象看本质的辩证唯物主义观点的教育。
科学品质:激发创造意识,培养勇于探索认识新事物的优良品质。
教学重点、难点:
重点:用化合价的变化和电子转移的观点认识氧化—还原反应、氧化剂、还原剂等概念,理解氧化—还原反应的本质。
难点:从电子转移的观点来分析理解氧化—还原反应的本质,从现象到本质的认识过程。
教学过程:
1、导入新课:
复习初中学生的氧化反应和还原反应,自然过渡到新知识,使学生的思维很快进入课堂学习状态,导语是这样设计的:首先让学生写出氢气还原氧化铜的化学方程式,同学思考回答:“氧化铜失去铜,发生还原反应,氢气得到氧发生氧化反应,像这样一种物质被氧化,另一种物质被还原叫氧化—还原反应。”同学们在氧化反应、还原反应,已经掌握了有关氧化—还原反应的基础知识,现在我们就进一步学习有关知识。
2、讲授新知识
以Na在Cl2中燃烧和H2与CuO反应为例,通过得失氧情况和价态分析,总结如何判断氧化—还原反应,即:
(一)氧化—还原反应的外部特征:化合价升降。启发学生通过现象看本质,分析元素化合价变化原因,认识反应前后元素化合价的改变是氧化还原反应的主要特征。
(二)氧化—还原反应的内部本质:电子转移。电子得失、电子对偏移,氧化反应,失e、价升;还原反应,得e、价降。从而解除疑难,进行下一环学习。
(三)氧化—还原反应、氧化剂、还原剂:氧化剂,得电子的物质(化合价降低),具有氧化性;还原剂,失电子的物质(化合价升高),具有还原性。就这样边讲课边板书,在化学方程式上画线,标明化合价及电子得失,启发学生分析讨论,并总结归纳。教会学生用箭头表示电子转移的方向和数目。即:化合价降低,得2e,被还原。
为了理解,加深记忆,让学生先看几分钟书,然后让一位学生上台写出H2在Cl2中燃烧这个化学反应,并分析,即:价升,(电子对偏离)发生氧化反应;价降,(电子对偏向)发生还原反应。
为了使知识更清晰,可以给出小节,并给出类似题型的练习题,达到巩固加强。最后一起总结出氧化—还原反应的规律,即:
接受电子失去电子;
化合价降低化合价升高;
被还原被氧化;
具有氧化性具有还原性。
3、联系反馈:
写出Zn与HCl反应,Cu在Cl2中燃烧的反应式,并标出化合价、氧化剂、还原剂并同时布置课后作业,以达到巩固新知识,培养分析问题的能力,同时可以发生学生的理解方面存在的问题,及时给予透彻讲解,使其完全理解。
4、小结
5、布置作业
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力。
(三)情感态度与价值观:理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法。
2、氧化还原反应的实质。
教学难点:
氧化还原反应的实质。
教学方法:
讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法。
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?
2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系
(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e-→该元素化合价升高→发生氧化反应
得e-→该元素化合价降低→发生还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
一、教学目标
【知识与技能】:能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】: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,树立辩证唯物主义思想。
二、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。
三、教学过程
环节一:导入新课
【教师提问】回忆一下初中学过的知识,什么是氧化反应,什么是还原反应,能不能举出几个具体的实例呢?
【学生回答】氧化反应:碳与氧气、铁与氧气……
还原反应:氢气还原氧化铜、碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜……
环节二:新课讲授
1.氧化还原反应的特征
【提出问题】能不能举出其他的氧化还原反应?
【学生回答】碳与氢气的反应、氢气还原氧化铜……
【提出问题】观察一下所列举的几个化学方程式,除了得失氧之外,从化合价的角度思考什么是氧化还原反应?
【学生回答】得氧元素发生氧化反应,元素化合价升高;失氧元素发生还原反应,元素化合价降低。
【教师引导】由此可知,氧化还原反应的特征就是有元素化合价升降的变化。
【提出问题】铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应?是不是只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应?
【学生回答】是,铁元素、铜元素的`化合价都出现了变化。可知并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质
【提出问题】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?
【学生回答】元素化合价的变化与得失电子(电子转移)有关。
【教师引导】那么就从原子结构的角度揭秘在氧化还原反应中,元素的化合价为什么会发生变化。
【提出问题】金属钠在氯气中燃烧生成NaCl,从原子结构示意图的角度思考NaCl是怎样形成的?
【提出问题】氢气在氯气中燃烧生成HCl,从原子结构示意图的角度思考HCl是怎样形成的?
【学生思考,教师讲解】从原子结构来看,氢原子最外层有1个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
这两种元素的原子获取电子难易程度相差不大。在发生反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使对方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价。在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。(教师讲解并板书)
【提出问题】根据以上的分析,能不能从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?
【学生回答】有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。(教师总结并板书)
【提出问题】能不能从电子转移的角度分析铁与硫酸铜的反应?
【学生回答】铁元素失去2个电子,化合价升高,发生氧化反应;铁元素得到2个电子,化合价降低,发生还原反应。(教师板书:利用双线桥法)
环节三:巩固提升
【提出问题】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属于氧化还原反应,你认为这个说法正确吗?请说明理由。
提示:正确。因为在这几类反应中,反应前后前后都有元素化合价发生变化。
环节四:小结作业
请学生回答本堂课的收获:氧化还原反应的特征、本质,学到了什么?
布置作业:课下思考,四大反应类型与氧化还原反应有什么关系。
一、教材分析
中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应是非常重要的知识点,是中学化学教学的重点和难点之一。课标要求学生掌握氧化还原反应的基本概念,真正理解反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。氧化还原反应的基本概念贯穿于整个中学阶段化学知识的学习始终,是非常重要的理论知识。
本节的教学思路是通过分析参加化学反应的各物质所含元素的化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,并探讨氧化还原反应的实质;通过分析参加化学反应的各物质所承担的角色,引出氧化剂和还原剂的概念,加强对氧化还原反应概念的理解和应用。
二、教学目标
1.课标要求
(1)通过熟悉的化学反应,使学生认识到有的化学反应中有元素化合价的变化,建立氧化还原的概念。
(2)通过实验和思考,分析得出氧化还原反应的实质是电子转移。
2.三维目标
(1)知识与技能:知道氧化还原反应的本质是电子的转移,能举出生产生活中氧化还原反应的实例。
(2)过程与方法:引导学生认识化学反应中元素化合价的变化,认识氧化还原反应的概念;提出问题,引入实验,让学生通过实验现象得出氧化还原反应的本质是电子的转移。
(3)情感态度与价值观:引导学生学习氧化还原反应,认识到氧化还原反应在实际生产和生活中无处不在,而且有利有弊。只有充分学习和研究,才能避免有害的氧化还原反应的发生,让更多的氧化还原反应造福于人类。让学生关注化学与生命活动的联系,体会化学来源于生活,又高于生活。
三、教学分析
1.教材分析
本节包含三部分内容:氧化还原反应,氧化剂和还原剂,探究铁及其化合物的氧化性和还原性。以往教学通常将本节分为3课时,每一部分为一课时。为了培养学生学习化学的兴趣,培养他们科学探究的能力,教师在设计本节课的教学时,以“氧化还原反应”为线索,通过“化合价变化”这一氧化还原反应的标志揭示其实质为“电子的转移”。本节课在设计时注重化学与生活实际的联系,由学生熟悉的五彩缤纷的焰火引入,以生产生活中常见的氧化还原反应结束,交相呼应。
2.学情分析
本节知识内容是中学化学中重要的理论知识,比较抽象,是高一学生在学习了物质的量、电解质之后的又一难点。将这两课时合为一课时,也成为教师教学设计时必须考虑的问题。如果在一节课中将多个概念传授给学生,那就是一节失败的课。真正能让学生在教师的引导下,层层递进地学习、理解这些概念,领悟相互之间的关系,自主地进行探究和思考,那才是一节成功的课。
四、教学重点、难点
1.重点
分析化合价的升降,认识氧化还原反应。
2.难点
理解电子转移是氧化还原反应的实质。
五、教学方法
从学生的认知水平出发,采用启发式教学法。在学生现有的知识水平上设置疑问,并引导学生通过思考、练习、实验来解决疑问。例如,学习了氧化还原反应的概念后,利用学生熟悉的氢气还原氧化铜反应引出氧化反应、还原反应的概念,教学过程顺理成章,易于学生接受。问题的设置应有梯度,循序渐进,由现象到本质,层层深入地引导学生解决新知识学习中的疑问。由于本节内容理论性较强,教学中多处采用举例教学,让学生通过生活中的实例和熟悉的化学反应认识氧化还原反应的标志和实质。通过练习,巩固理论知识的学习,讲练结合,实现高效教学。实验教学是化学教学中最为直观的教学方法。通过实验引发学生思考,发现问题的本质。
六、教学过程
1.情景导入
很高兴引领大家学习氧化还原反应,今天我们将走入氧化还原反应的世界。氧化还原反应是一类十分重要的反应,它在我们的生产、生活中是普遍存在的。
同学们还记得2008年北京奥运会那29个由焰火组成的神奇大脚印和绚丽多彩的焰火吗?这就是由一系列的氧化还原反应产生的。我们学习过的化学反应也有很多属于氧化还原反应。大家请看屏幕(展示图片)。
2.设计思路
氧化还原反应对学生来说是一个较为抽象的概念,导入环节的设置就是先给学生一个感性认识,激发学生的学习兴趣,让学生建立熟悉感,更好地认识氧化还原反应。
3.引入正题
给出常见的几种化学反应,让学生标注化合价。然后分成两类,我们把化合价变化的称为氧化还原反应。在氧化还原反应的实质教学中,先提出问题“什幺因素引起了氧化还原反应中元素化合价的变化呢”,然后以氯化钠的形成为例,以图片的方式展现钠原子和氯原子之间电子的转移。
假设元素化合价的变化是由电子的转移引起的,接下来学生进行分组实验:铁钉和硫酸铜溶液反应可以解释为铁失去电子转移给了溶液中的铜离子,铜离子得电子生成铜,并在铁钉上析出。理论分析如此,那幺实际是否符合理论分析呢?采用演示实验,把铁钉和铜片分别连接导线,串联电流表后插入硫酸铜溶液中。按照理论分析电路中应该有电流产生,则电流表的指针应该发生偏转。实验现象证明确实有指针偏转,说明理论分析正确,电子转移引起了元素化合价的变化。分组实验和演示实验有机结合既充分调动了学生的积极性和探究精神,又节省了时间,达到了实验效果。最后归纳小结,提炼精髓。
4.概况整合
实质标志:电子的转移,化合价变化形成氧化还原反应。
5.课前准备
(1)搜集教学素材,如氧化还原反应的视频、生活中氧化还原反应的图片、防腐剂图片等。
(2)设计幻灯片辅助教学。
(3)准备一个演示实验和两个分组实验。
(4)设计教案,设计、印刷导学案。
七、教学评价
氧化还原反应是中学化学中重要的理论知识,比较抽象。这节课循序渐进、有条理地将氧化还原反应的相关概念一一介绍给学生,在教师的引导下,让学生层层递进地学习、理解这些概念,领悟其中的关系,自主地进行探究和思考。把复杂的问题简单化,帮助学生把难懂的理论知识学得更加轻松,是本节课希望达到的最佳效果,也是最终目的。
教学目标
知识与技能
1、通过分析多个化学反应,是学生认识到有的化学反应中存在着元素化合价的变化,建立氧化还原反应的概念;
2、通过实验事实和思考,知道氧化还原反应的实质是电子的转移;
3、初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;
过程与方法
1、通过提出问题、讨论交流、分组合作,揭示氧化还原反应的实质和特征,培养学生从微观角度准确理解概念的能力。
2、通过设计问题情境,由表及里培养学生思维的深刻性,由此及彼培养思维的逻辑性。
情感、态度和价值观
了解氧化还原反应在工农业生产、日常生活中的应用,认识并理解化学对提高人类生活质量、促进社会发展的重要作用。
教学重难点
教学重点:用化合价升降的观点理解氧化还原反应。
教学难点:理解氧化还原反应的实质是电子转移。
教学过程
1、基本反应类型
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
一、化学反应的类型
A+B=AB AB=A+B
A+BC=AC+B
AB+CD=AD+CB
2、氧化反应和还原反应
按下列要求各举一个符合条件的化学反应,并写出化学方程式
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2的反应属于
哪种基本反应类型?
氢气还原氧化铜是氧化反应还是还原反应?
初中时所学的氧化还原反应
讨论结果
同一个化学反应用不同的分类方法去分析,结果也不相同。四种基本反映类型并不能包括所有的反应。
初中所学的氧化还原反应比较片面,不能真实地反映氧化还原反应的本质。
对于这一反应,谁得到氧,谁失去氧,得到氧与失去氧的数目关系怎样。
哪种元素化合价升高?哪种元素化合价降低?升高的化合价降低的化合价关系怎样?
二、氧化还原反应
1、什么叫氧化还原反应?
2、特征:
反应前后化合价发生变化(也是判断依据)
一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应
[练习]用化合价升降的观点去判断下面的反应,哪些是氧化还原反应?
关键:1)正确判断各反应物、生成物各元素的化合价及其变化;2)凡是有化合价升降的化学反应都是氧化还原反应
在氧化还原反应中,为什么会发生化合价的变化呢?
[小结]从NaCl的形成看化合价升降的根本原因是电子的
得失,即氧化还原反应的实质是有电子的得失。
4、实质:电子发生转移(得失或偏移)
有电子转移的化学反应都是氧化还原反应
3、氧化反应,失e、价升;还原反应,得e、价降
用双线桥应注意的事项:
正确判断各反应物、生成物各元素的化合价及其变化
两个线桥一个在上、一个在下,线桥的方向是从反应物一方指向生成物一方,首尾都必须对应与发生化合价发生变化的同种元素。
电子符号用“e—”来表示
得失电子总数表示:原子个数×每个原子得失电子数
注意:反应中失去电子的总数等于得到电子的总数
5、氧化还原反应的表示(氧化还原反应、化合价升降、电子得失)
[练习]用双线桥表示下列氧化还原反应的化合价升降及电子转移情况。
① Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
②Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2 ↑
③SO2 + 2H2S == 2H2O + 3S
④2KClO3 2KCl+3O2↑
⑤3Cl2 + 8NH3 == 6NH4Cl + N2
⑥MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O
[练习]用双线桥表示下列氧化还原反应的化合价升降及电子转移情况。
① MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O
② Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 ↑+2H2O
③ SO2 + 2H2S == 2H2O + 3S
④ 3Cl2 + 8NH3 == 6NH4Cl + N2
三、氧化还原反应与基本反应类型的关系及一般规律
1、化合反应:有单质参加的是氧化还原反应。
2、分解反应:有单质生成的是氧化还原反应。
3、置换反应:全部是氧化还原反应。
4、复分解反应:都是非氧化还原反应。
四、氧化剂和还原剂
氧化剂:得到电子(元素化合价降低)的物质,被还原。
1、定义
说明:
(1)氧化剂和还原剂均是指反应物质,是一种化学试剂,不是某一种元素。
(2)氧化剂本身被还原,发生还原反应,得到的产物是还原产物;
还原剂本身被氧化,发生氧化反应,得到的产物是氧化产物。
还原剂:失去电子(元素化合价升高)的物质,被氧化。
小结:
(1)氧化剂和还原剂分别是不同的物质
(2)氧化剂和还原剂都是同一种物质
(3)氧化剂和还原剂都是同一种物质,而且被氧化与被还原的元素都是相同价态的同种元素
(4)反应物参加反应的总量中仅有一部分为氧化剂,另一部分为反应介质
2、常见的氧化剂和还原剂
氧化剂:O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、 FeCl3等
还原剂:Al、Zn、Fe、C、H2、CO等
3、氧化性、还原性强弱判断
氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性。
还原剂的还原性>还原产物的还原性。
(1)原子或离子的得电子能力越强,物质氧化性越强
一般规律:
(2)原子或离子的失电子能力越强,物质还原性越强
课后习题
作业:完成课后习题。
一、本节教材背景
本节教材是化学1(人教版)第二章《化学物质及其变化》的第三节,在这一章的第一节《物质的分类》,我们已学习了简单的分类法及其应用。在第一节的“思考与交流”教学活动,学生曾对化学物质和化学反应进行了简单的分类。
二、教学对象现状分析
(一)学生在初三已学习过化学反应从得失氧的角度分类可分为氧化反应和还原反应,按反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少把化学反应可分为四种基本反应类,即化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,学生掌握情况参差不齐。
(二)学生在初三已经学习了化合价,初步认识了化合价的变化跟电子的转移有一定的关系。
(三)经过第二章第一节的学习,学生已经掌握了树状分类法,知道了分类依据不同,分类结果不同。
(四)学生素质较好,有学好化学的愿望,有一定的理解和分析问题能力,但知识迁移能力、科学的学习方法方面仍有待于进一步的培养和提高。
三、教学目标
采用“三维教学目标”,既重视知识与技能,又重视能力与方法,同时兼顾情感态度与价值观,使学生得到全面的发展。具体如下:
(一)知识目标:
1、复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2、学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;
3、初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;
4、理解氧化还原反应的本质就是发生了电子转移。
(二)技能目标:
通过“活动式”学习方法的训练,培养学生思考及分析,解决问题的能力。
(三)情感目标:
理解氧化跟还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
四、教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。难点:理解氧化还原反应的本质就是发生了电子转移。
五、教学方法
创设情境(提出问题)—探索新知(学生活动)—归纳总结(教师评价)
六、教学策略
根据学生的现有知识和思维水平以及教材特点,对教学策略作了以下设计:
(一)设计学生活动。教师通过创设情境引导组织学生活动,学生相互讨论,以学生活动为主体,以教师为主导,通过活动,学生主动探究,不断建构氧化还原反应新概念,最后教师评价,归纳总结帮助学生完成知识的建构。
(二)采用多媒体辅助教学。本节内容较多,“跨度”比较大,微观角度认识氧化还原反应与电子转移的关系有一定难度,用动画模拟,直观明了,从而帮助学生更好地理解氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系,突破重难点。
七、教学目标设计及实施方法
初中阶段学生是从得氧、失氧的角度形成氧化和还原的初步概念,若将其发展到从电子转移来分析,是一个深化和扩大知识的过程,这两部分知识之间的“跨度”比较大。因此,学生学习会感到难以理解。鉴于学生对元素化合价比较熟悉,把化合价的升降作为两者之间的过渡,设置“桥梁”,是突破重难点所必须的。因此本节教学中,根据学生和教材实际,侧重以培养学生能力为主来设计教学目标。我们设计了如下的3个活动:
设计“活动1”,复习巩固初中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,引导学生提出新的分类标准:从化合价变化对化学反应进行分类。使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。接着高温通过对2CuO+C
2Cu+CO2的反应作进一步研究,让学生在实例分析中认识得氧或失氧时必然有元素化合价的变化,得出“凡物质所含元素化合价发生变化的反应一定是氧化还原反应”的概念。从而完成从得氧、失氧到元素化合价的升降认识氧化还原反应的过渡。设计“活动2”,通过分析NaCl和HCl形成过程,把化合价的数值和正负跟原子的电子得失或偏移联系起来,然后把氧化还原反应的有关概念过渡到从电子转移的角度去认识,使氧化还原反应概念的深化提高。从而完成由元素化合价的升降到电子转移的过渡。第二个过渡中,由于涉及到微观结构,学生在知识的建构上有一定的难度,采用多媒体辅助教学,微观模拟演示NaCl和HCl形成过程,帮助学生理解氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系,从而更易理解氧化还原反应的实质就是发生了电子转移,理解氧化还原的相互依存和对立统一的辩证关系,得到知识与技能和情感态度与价值观的提升。设计“活动3”,让自己学生总结“化合价升降”与“电子转移”以及“氧化还原反应”三者之间的关系,讨论交流,分享学习成果。
课堂小结时,用一个“趣味动画”小结 “化合价升降”、“电子转移”和“氧化还原反应”三者之间的关系,增强学习的兴趣。
八、教学过程
[引入]通过以前的学习,我们知道化学反应从不同的角度可以有多种不同的分类方法[学生活动1]请大家讨论下面这组反应,我们可以将它们分为哪些类型?
高温(1)2CuO+C
2Cu+CO2
(2)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2
高温(3)Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(4)CaO+H2O Ca(OH)2
高温(5)CaCO3 CaO+CO2
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力
(三)情感态度与价值观:
理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法
2、氧化还原反应的实质
教学难点:氧化还原反应的实质
教学方法:讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e- → 该元素化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 该元素化合价降低 → 发生 还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
板书设计:
1、定义
2、特征:有些元素的化合价发生了变化
3、实质:电子转移
4、失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
【教学内容、目标】
1、了解化学反应的分类方法,初步认识四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
2、学会用化合价升降和电子转移观点来理解氧化还原反应(能初步运用“对立统一”观点了解有关概念的辩证关系)。
3、初步学会用箭头符号正确表示电子转移方向和数目。
【知识讲解】
本节重点是用化学价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应的概念。
本节难点是用箭头符号表示和分析氧化还原反应。
一、化学反应的分类方法
1、仅从物质类型分为无机化学反应和有机化学反应。
2、既从物质类别又从物质反应前后种数分为四种基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
3、按反应中有无电子转移分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
4、按反应中微粒形态分为离子反应和非离子反应(分子之间或分子与原子之间的反应)。
5、按反应中能量变化形式如热量的变化分为吸热反应和放热反应。
氧化还原反应
二、氧化还原反应
1、氧化还原反应的特征和本质
初中化学仅以得氧、失氧的观点初步认识氧化反应和还原反应。但是有许多反应尽管没有氧参与,如钠在氯气中燃烧2Na+Cl2NaCl也属于氧化还原反应;而碳在氧气燃烧生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧,发生了氧化反应那么什么物质失去了氧呢?谁被还原了呢?“失氧”的观点不能自圆其说;再如氢气还原氧化铜生成铜和水的反应:++其中氧元素的化合价在反应前后保持-2价没有变化,实质上起氧化作用的是+2价铜元素,并不是-2价的氧元素。因此得氧,失氧观点是不全面,不完整,不确切的一种说法。
其实在化学反应前后,凡涉及元素价态变化的反应都属于氧化还原反应。元素化合价的升降是相辅相成的关系,有升必有降,这是判断氧化还原反应的依据和特征。由于元素化合价数值与正负跟该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及其偏移状况有关,所以氧化还原反应的本质是电子转移。
2、与氧化还原反应有关的“成对”概念及其辩证关系
以下跟氧化还原反应有关的“成对”概念既相互对立又紧密相联缺一不可,都统一于同一反应之中才具有意义。
(1)氧化反应~还原反应
物质失去电子(相应元素化合价升高)的反应就是氧化反应(或称“被氧化”);物质得到电子(相应元素化合价降低)的反应就是还原反应(或称“被还原”)。如:
在一化学反应中有物质发生氧化反应,则必然有物质发生还原反应,二者尽管表现不同,但必走同时存在于某一具体反应中。
(2)氧化剂~还原剂
在化学反应中得电子的物质(所含元素化合价降低的物质)称为氧化剂;在化学反应中失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)称为还原剂。在氧化还原反应中电子是从还原剂转移到氧化剂。必须强调的是在氧化还原反应中氧化剂、还原剂均是指反应物,二者必定同时存在,两者既在不同种反应物中,也可以在同一物质中,甚至可以存在于某一单质中。两者既是对立的(争夺电子)又是统一的(共依共存)。
(3)氧化性~还原性
在化学反应中,氧化剂夺电子的性质称为氧化性(或称氧化能力);还原剂失电子的性质称为还原性(或还原能力)。所谓氧化剂的强弱,就是指它的氧化性强弱;所谓还原剂的强弱,就是指它的还原性的强弱。
(4)氧化产物~还原产物
这一对概念只针对生成物而言。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物;氧化剂得电子被还原后的生成物称为还原产物。氧化产物相对同一反应的氧化剂具有较弱的氧化性;还原产物相对同一反应的还原剂具有较弱的还原性。
上述四对概念之间的关系可归纳如下:
失电子,化合价升高,被氧化(发生氧化反应)
氧化剂 + 还原剂 ==== 还原产物 + 氧化产物
(氧化性强)(还原性强) (还原性较弱)(氧化性较弱)
得电子,化合升降低,被还原(发生还原反应)
也可概括为六个字“失→高→氧,得→低→还。”
3、常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂有:
(1)活泼的非金属单质如:卤素单质(X2)、O2、S等。
(2)高价金属阳离子如:Fe3+、Cu2+等。
(3)高价或较高价含氧化合物如:MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常见的还原剂有:①活泼或较活泼的金属:如K、Na、Z1、Fe等。
②一些非金属单质:如H2、C、Si等。
③较低态的化合物:CO、SO2、H2S等。
一般情形下强氧化剂与强还原剂共存可发生氧化还原反应;而弱氧化剂与弱还原剂则较难发生氧化还原反应。
4、电子转移方向和数目的表示方法:
(1)用双线箭头符号表示(方程式两边同一元素的原子得、失电子的情形
失2×2e
得e 得3e
(2)用单线箭头符号表示(仅在方程式左侧反应物上原子得、失电子的情形)
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
一、教材分析
1、1教材地位和作用
教材把《氧化还原反应》安排在高中化学必修1教材第一册第二章《化学物质及其变化》中的第三节,有其重要的意义。因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。学生对本节教材掌握的好坏直接影响着其以后对化学的学习。
本节教材安排在这里是承前启后、合乎情理(符合学生学习情况、符合由表及里的学习规律)。它既复习了初中的基本反应类型及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,又还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。所以这样的编排充分体现了教学大纲“螺旋式上升”的基本思想。
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既对立,又统一,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在,而是统一在氧化还原反应中。化学中的对立统一现象到处可见,通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观有着举足轻重的作用和意义。
1、2教学目标
知识目标:
1、使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,各分类方法由于划分的依据不同而有不同的使用范围。
2、使学生学会用化合价升降的观点及电子转移的观点来理解氧化还原反应。
3、使学生了解氧化剂、还原剂,氧化产物与还原产物,理清5对概念的关系(氧化剂和和还原剂、氧化产物和还原产物、氧化反应和还原反应、被氧化和被还原、氧化性和还原性)及它们与化合价、电子得失的对应关系。
能力目标:
1、思维能力的培养:由表及里培养思维的深刻性;由此及彼培养思维的逻辑性。
2、表达能力的培养:通过小组讨论、代表汇报的形式锻炼学生的表达能力。
情感目标:通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学;通过创设问题情景,营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
德育目标:进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。
1、3重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应;
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。学生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
2、说教法:
古希腊生物家普罗塔弋说过这样一句话:“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需被点燃的火把。”我觉得,我们在教学时必须特别注意这一点,即不能将学生当作容器来对待,在确定教学方法时,必须遵守叶圣陶先生“教是为了不教”的训令,结合教材及学生的实际准备采取以下教学方法:
1、以激发学生的学习动机为主线,通过提问,讨论等形式,调动学生学习的积极性。
2、以知识有层次结构为基础,通过分析,讲解,让教师的认识转化为学生的认识。
3、以思维训练为核心,通过提问,讨论达到使学生多种感官同时合作,多项信息综合反馈的作用,充分发挥学生的主动作用。
4、多层次,具有代表性的习题,进行巩固提高,为此按照上面思路要突破难点,掌握重点,完成教学目的,并适时指导学生有关的学习方法,和将采用讲述,讲义等具有启发性的综合教学方法,把教师的认识结构转化为学生认识体系,培养训练学生的思维。
3、说学法
3、1学情分析
初三化学教材对氧化还原反应的知识介绍较简单,即“物质跟氧发生的反应属于氧化反应,生成物是氧化剂。氧气是一种常见的氧化剂。”和“含氧化合物里的氧被夺去的发应叫做还原反应。”因此,在教师的引导下学生可以通过从得氧、失氧的角度去分析氧化还原反应,然后从化合价的角度去分析氧化还原反应,最后从本质上理解氧化还原反应。
3、2学法指导
通过学情分析我采用的主要是探索引申、分析讨论的教法,不断给学生提出问题,创设情境,诱导思维,激发兴趣,层层推进,所以学生就沿着由简到繁、由低到高、由表及里的认识规律来思考、推理、判断和概括总结的程序进行学习,这有利于学生对氧化还原反应概念、特征及其本质的理解与掌握。学生在学习过程中,首先发现一个问题,就是在H2还原CuO的这个典型的氧化还原反应中,氢、铜元素的化合价均发生了变化。针对此问题,紧接着提出Na在Cl2中燃烧是不是氧化还原反应的问题,顺势引导学生用化合价升降的观点来分析,得出氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生变化。然后提出元素化合价有升降变化的根本原因是什么的问题。通过分析讲座的学习方法,学生不难得出氧化还原反应的实质是电子发生转移,而且学生在学习过程中会深刻理解,氧化与还原这两个相反的过程总是同时存在于一个氧化还原反应中的原因是,一种物质失去电子,必定同时在另一种物质得到电子,它们是相反的,又是互相依存的。这样一来,学生靠发挥主观能动性去积极思考分析,突破了重点,提示了氧化还原反应的本质与物征。另外通过练习掌握了表示电子转移情况的方法后,其内心自然会产生一种成功的喜悦,对学习产生浓厚的兴趣,有利于增强记忆力,有利于培养学生的逻辑思维,有利于学生形成科学的世界观、科学的学习方法。
4、说教学程序
4、1教材处理
(1)分散重点、难点:课时安排为2课时。第一课时导出氧化还原反应的概念及其与初中四种基本反应类型的关系。第二课时突出氧化还原反应的本质和氧化剂、还原剂等十个、五组概念。
(2)以氧化还原反应这一系统概念的建立为主线,从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入;并以基本类型反应与氧化还原反应的关系、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物等为辅线来充实基本概念;同时加以一定量的应用、练习来巩固、深化和发展概念。通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学。
(3)用电子转移观点来分析氧化—还原反应,由于知识本身较为抽象复杂,且高一学生缺乏对物质结构的认识,分析能力和抽象思维能力都较弱,所以学习此内容时会感到困难,而且氧化剂、还原剂等十个、五组概念易混淆,为了方便记忆,由简入深的方法进行记忆。比如说:通过简单的反应(Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑)来记忆各个概念。这样就可以进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。
4、2教学环节的解决办法
(1)重、难点的解决方法
复习化合价概念,抓住化合价的变化跟电子得失的关系,通过分析氢气跟氧化铜的反应,钠在氯气中燃烧等例子,从得氧失氧、化合价的升降、电子转移一环扣一环地由表及里地揭示反应的实质,从而形成氧化还原反应的概念。
正确理解概念间的相互关系,例如讲氧化剂和还原剂时,应着重说明在氧化还原反应中,氧化剂夺得电子而发生还原反应,还原后的生成物叫做还原产物;还原剂失去电子而发生氧化反应,氧化后的生成物叫氧化产物。让学生认识到氧化剂和还原剂既相互对立,又相互依存,二者缺一不可。
课堂上要有计划地留出充分的时间给学生进行练习巩固,并在此过程中注意培养学生运用概念分析问题和解决问题的能力。
(2)疑点的解决办法
氧化还原反应与化学反应基本类型的关系:置换反应都是氧化还原反应;复分解反应都是非氧化还原反应;对于化合反应、分解反应,看具体的而定。
氧化性、还原性强弱只取决于得失电子的难易,而不取决于得失电子的多少。得失电子的难易往往可以通过反应的条件和反应的程度加以判断,一般说来,反应条件越容易,反应的程度越剧烈,则得失电子越容易。例如:Na和盐酸反应比Al和盐酸反应剧烈。
元素价态与氧化性、还原性的关系:一般常见的处于最低价态的元素具有还原性;处于最高价的元素具有氧化性;而处于中间价态的元素既有氧化性,又有还原性,但通常以一种性质为主。如S、Cl2以氧化性为主。
说明:以上所述解决办法将在教学中灵活运用,故下面教学程序将不再重述。
4、3教学程序
依照教材的安排和特点,结合学生的实际水平,在教学中应以让学生掌握有关氧化还原反应的基本概念和常见反应为主,不宜把问题向纵深引申。我对本节课的安排如下:
第一课时
[引课](以激发学生的学习动机为主线,通过提问,讨论等形式,调动学生学习的积极性。)
(实验)镁条在空气中燃烧,请学生写出反应方程式2Mg+O2=2MgO
(提问)此反应属于什么反应类型?(学生随意发挥:化合反应、氧化反应)
Mg得到氧发生氧化反应。
H2+CuO=Cu+H2O此反应属于什么反应类型?(置换反应、还原反应)
CuO失去氧发生还原反应。
科学家早以从得氧失氧的角度认识了氧化、还原反应,这是最原始最基础的氧化、还原反应概念。问中只属于还原反应吗?否。还属于氧化反应即为氧化—还原反应。由此可知氧化反应和还原反应同时存在,同时发生,它们是对立统一,不能分开的。知识是有阶段性的,许多概念是在不断完善和发展的。(进行“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。)
(提问)2Na+Cl2=2NaCl是否为氧化—还原反应?(学生:不是)
事实是氧化—还原反应。(学生愕然。)
(激发学生思维中的矛盾点,引出氧化还原反应进一步的认识)
(讨论)三个反应的新的共同点,可提示从化合价角度分析。
学生讨论、分析、寻找规律,得出结论:元素化合价有升降。
[新课]氧化还原反应的概念:凡是有化合价升降的反应就是氧化还原反应。
氧化还原反应的特征:元素化合价有升降。
(探究)各写出一个符合下列条件的有关化学方程式,并判断是否氧化还原反应:
两种单质化合;两种化合物化合;单质与化合物化合。
一种物质分解成两种物质;一种物质分解成三种物质。
非金属单质置换非金属单质;金属单质置换金属单质。
复分解反应:氧化物与酸、氧化物与碱、酸与碱、酸与盐、盐与盐。
(联系旧知、巩固新知展开思考、打下伏笔)
(讨论)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
(营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。)
使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,各分类方法由于划分的依据不同而有不同的使用范围;
(复习)反应H2+CuO=Cu+H2O中H2因得氧发生氧化反应,最终H的化合价从0价升高到+1价;CuO因失氧发生还原反应,最终Cu的化合价从+2价降低到0价。得出氧化还原反应与化合价升降的关系。
第二课时
(设问)为什么氧化还原反应前后元素化合价会发生变化?其本质原因是什么?(培养学生由表及里的逻辑性思维)以NaCl、HCl的形成加以分析。
(结论)氧化还原反应的本质:有电子转移(得失电子或共用电子对偏移)。
(小结)氧化还原反应中电子得失与化合价升降的关系。
为了方便记忆,给出口诀:高失氧,低得还,中间看情况。
(讲述)氧化剂、还原剂概念
要求:理清五对概念:氧化剂、还原剂;氧化性、还原性;被氧化、被还原;
氧化反应、还原反应;氧化产物、还原产物。
为了方便记忆,结合简单的方程式(Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑)
和口诀:氧化剂(具有氧化性),被还原,发生还原反应,得到还原产物,还原剂(具有还原性),被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物
(充实概念)常见的氧化剂、还原剂;比较氧化性、还原性强弱的一般方法
(联系实际)氧化还原反应对生产、生活的意义
(总结)氧化还原反应概念间的相互关系(由学生提出观点,相互补充后整理得出)略。
(目的'是构建知识网络,培养学生科学的学习方法。)
5、板书设计
第一章 化学反应及其能量变化
第一节氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.概念:从得失氧分析
2.特征:从化合价的变化分析
3.本质:从电子转移分析
C+CuO====Cu+CO↑
得氧:C氧化反应化合价升高失电子
失氧:CuO还原反应化合价降低得电子
一、教材分析
“氧化还原反应”是人教版高一化学新教材第二章第三节的内容。对于氧化氧化还原反应,在初中阶段从得氧失氧的角度分析理解;在化学必修1中要求在初中化学的基础上,能用化合价升降和电子转移的观点来初步理解氧化还原反应以及了解常见的氧化剂和还原剂即可;通过后续课程如金属及其化合物及非金属及其化合物的学习,对氧化还原反应有了更多更具体的认识后再要求学生深入理解氧化还原反应的有关知识。本节课既要复习初中的基本类型反应及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。起到了承上启下的作用。氧化还原反应的知识是高中化学的重要理论知识,不仅是本章的教学重点,也是整个高中化学的教学重点。
二、教学目标
1、知识与技能:初步掌握根据化合价的升降和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;理解氧化还原反应的实质。
2、过程与方法:体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入的发展过程,通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里和以辩证的观点来思考问题思。
3、情感态度与价值观:通过氧化和还原这一对典型矛盾,它们既相反又相互依存的关系的认识,深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现,树立用正确的观点和方法学习化学知识。
4、重难点设置:
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
三、教学过程
本节课的教学内容难度大,要使同学们掌握氧化还原反应的本质不是一件那么容易的事情。因此,必须精心设计教法,力求深入浅出,而且还要调动学生的思考积极性,让他们积极参与到教学活动中,成为学习的主体者。所以我采用“问题解决法”教学,通过设计富有驱动性的、环环相扣的问题,让学生思考、讨论、归纳,并辅以多媒体教学手段展示微观过程化抽象为形象化微观为宏观,在问题解决的过程中逐步将学生的思考方向引向深入。
问题的设计由以下几个问题的环环相扣来完成。
问题一:让学生回忆出初中学过的氧化反应、还原反应,并举出一些典型的例子。
同学们根据初中的知识从得氧失氧这一方面来判断氧化反应和还原反应,其回答可能会有很多个反应。此时老师挑选出两个比较典型的反应式来进行分析。如:。但初中学习时氧化反应和还原反应是分别介绍的,所以我接着让学生讨论:
问题二:以为例,氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?
学生通过讨论很容易发现还原反应与氧化反应是并存的,有得氧必有失氧,将一个反应中同时发生的两个过程人为地分割开,是不恰当的,也不能反映该类反应本质。所以我们要不断完善,深化对各种问题的认识,以科学的态度来学习。通过这个问题不仅深化了学生的认识,渗透了辩证唯物主义教育,教师还可趁势引入新课,从得氧失氧角度归纳出氧化还原反应的概念。
以上问题的设置可以说是为引入新课作了坚实的铺垫,学生在这些问题的解决的过程中既复习了初中知识,又将学生思维的兴奋点调动起来,使得新课的学习既源于初中,又高于初中。
问题三:标出上述反应的各元素的化合价,观察化合价有无变化,变化有无规律?
学生通过练习、观察不难发现凡物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,化合价降低的反应是还原反应。此时老师重点强调:凡有元素化合价升降的化学反应定义为氧化还原反应。紧接着让学生分析:
问题四:没有得氧失氧,是否是氧化还原反应?
从分析中学生可以得知尽管没有失氧和得氧的关系,但是发生了化合价的升降,因此也是氧化还原反应。由此可见,用化合价的升降来定义的氧化还原反应大大扩展了其内涵。
氧化还原反应及其有关概念从元素化合价的升降到电子转移的过渡,是其概念的升华和对其本质的认识过程,也是教和学的关键环节,也是教学的难点。我紧接着设问:
问题五:是什么原因引起了氧化还原反应中元素化合价的升降?也就是氧化还原反应的本质属性是什么?
在这一过程的教学中我会充分利用学生已有知识,弄清化合价的数值和正负跟原子的电子得失之间的内在联系。在此充分利用多媒体的优势,把氯气和金属钠的反应、氯气和氢气的反应制成动画,把氯化钠和氯化氢的形成过程中电子的转移加以形象化。这样化抽象为具体,化微观为宏观,大大降低了学生理解和想象上的难度,也顺利突破了难点。
至此,本节课的教学任务基本已顺利完成,为了及时巩固所学知识,教师可提出问题:在初中所学到的四种基本反应类型中,哪些反应类型是氧化还原反应,哪些不是氧化还原反应。并对同学们得作答做出解释和说明。
四、教学反思
回顾本节课的教学,我通过环环相扣的五个问题把整个课堂串联起来,学生在这些问题的思考、讨论过程中多种感官同时合作,多项信息综合运用,在问题解决的过程中体验知识获得的过程,学习抽象思维、逻辑推理的方法。教师在其中发挥了主导作用,而学生主体性得到了充分的体现,充分贯彻了新课程的“一切为了学生发展”的理念。
一、设计理念
高中化学概念理论教学的教学设计应遵循建构主义教学理论,学生才是化学科学意义的主动建构者。基于这样的观点,我在设计中特别重视概念形成与发展的思维过程,即知识建构的动态迁移过程。分析教学内容的知识线索,确定教学的知识脉络;分析学生的已有概念与科学概念间的差异,确定教学过程中学生的认知脉络;分析教材的活动线索和STS线索,结合学生的已有知识和探究能力,确定教学过程的问题线索。在教与学的方式上敢于突破传统教学模式,采用问题引导互动启发式教学,讨论式合作学习、自主建构知识学习。与此同时突破教材局限,挖掘深层教学资源,紧密联系生活实际,紧扣“生活走向化学,化学服务社会”的主题,认识到科学的最高价值在于应用。
二、教材分析
1、地位与作用
本节内容是人教版《化学》必修1第二章第三节的内容。《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,具有承上启下的作用,是中学化学教学的重点和难点之一。
2、教学重点和难点
依据新课标的要求,结合本节内容特点,我对本节课的教学重点难点做如下设定:重点是认识氧化还原反应的特征和本质;难点是从电子转移的微观角度来分析理解氧化还原反应的本质。
3、教学目标
只有目标明确,才不会迷失方向。所以下面让我们一起看一下本节课的目标分析,根据教育部制定的化学教学课程标准我将本节课的教学目标确定为以下几个方面。
(1)知识和技能目标:从化合价升降及电子转移的观点来理解氧化还原反应的本质,并进一步理解四种基本反应与氧化还原反应的关系。
(2)过程与方法目标:学生通过观察分析演示实验,提高观察、分析问题的能力,充分运用对比类推的方法解决问题。
(3)情感态度与价值观目标:进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育,体验化学在生活中的应用,促进社会发展的重要作用。
三、教法分析
本节课不仅要让同学们掌握有关氧化还原反应的特征和本质,更重要的是让学生能应用氧化还原反应的角度分析化学反应,从而达到教是为了不教的目的。
教学方法:问题引导互动启发式
设计意图:充分发挥学生的主体作用以及教师的引导作用,引导学生不断进行设疑、析疑和解疑。
教学程序:采用“生活引入-问题引导-实验迁移-抛锚式建构-强化概念-拓展联系-结合应用”程序教学。
设计意图:以学生自己为主体,以已有经验为起点,把学习过程和认知过程有机地统一起来,化被动接受为主动探索,使学生自主完成知识建构,感受到学习的乐趣。
四、学法指导
1、学情分析:学生在初中阶段从得失氧的角度知道了氧化反应和还原反应,而在这之前学生已经具备了常见元素化合价和原子结构的知识了,基本可以运用原子结构及元素化合价的基本理论分析氧化还原反应过程中电子转移的本质。
2、学习方法指导:
(1)实验揭示本质,化学是一门以实验为基础的学科,利用实验解决问题不仅可以激发学生的学习兴趣,同时能够提高学生的动手动脑能力,使素质教育真正的落实到课堂当中来。
(2)教法引导学法:引导学生从感性认识到理性认识、从特征到本质、从未知到已知。让学生懂得举一反三,真正能够做到知识的迁移。
(3)理论结合应用:培养学生从生活中来到生活中去的能力。在建构知识的过程中,适当的分析生活中氧化还原反应的应用,同时提高学生应用学科知识解决生活问题的能力。
五、教学过程:
新课程倡导的是交流合作、主动探究的理念,这也是我们教师在课堂教学中所要积极探索的一个问题。因此我们在教学过程中不仅要让学生学会而且要会学。也正因为这样我把我这节课分成以下四个过程,即新课的导入、概念的建构、关系的建构和拓展视野四个部分组成。
本着贴近生活的原则,我从食盐及氯化钠的制取方法引入,再从化学方程式入手,问题引导,分析反应前后元素化合价变化,引导思考其变化的本质原因,进而从特征和本质上形成完善的氧化还原反应概念。第三部的建构关系是指建立氧化还原反应与四大基本反应类型之间的联系,最后再联系生活,结合应用,进入视野拓展的环节。
问题引导:上面曾多次提到问题引导的方法,本节课的教学过程中精心设计的具有引导启发性的问题主要有以下七个,这七个问题形成问题串,循序渐进,层层深入。
具体教学过程:
第一部分新课的导入,本节课的导入我采用的是贴近生活的实例引入,问题启发法。联系实际,从学生熟悉的的周边生活出发,激发同学们学习兴趣,引出本节课的关键物质NaCl,再趁热打铁,继续追问实验室制备方法得出钠在氯气中燃烧这个关键反应,并用实验演示的方法验证这个反应。
第二部分是概念的建构,由化学方程式 2Na+Cl2=NaCl入手,从微观角度分析反应实质,再进一步通过NaCl微观形成动画揭示反应过程中发生的微观变化,标出化合价,分析化合价前后变化,从而初步理解氧化还原反应的特征。再通过原子结构基本理论知识启发学生思考化合价发生变化的本质原因是什么,继而通过实验演示揭示氧化还原反应的本质是电子发生转移。到这里,氧化还原反应的特征和本质已经得出,所以接着引导学生根据特征和反应本质给这类反应命名,进一步加深学生对特征巩固和对本质的理解。
概念形成之后,第三部分就是建立氧化还原反应与四大基本反应类型的联系。让学生在交流讨论的基础上,回忆初中所学四大基本反应类型,完成所列出的例题,用不同标准给所列反应分类。问题的选择也有意设计了一定的障碍,那么在启发学生可以用化合价变化的标准给反应分类之后,我们可以总结出把反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,而且这样的分类更加本质。根据反应的特征引导学生完成能示意其联系的一张脸谱图,概括其内在联系,通过这个设计吸引同学注意,不仅有助于激发学习激情,同时还深刻揭示了其内在的本质联系,而且便于同学理解记忆。
之后进入教学的最后一个环节,那就是氧化还原反应在生活中的应用。引入一组生活中涉及氧化还原反应应用的图片,我们能清楚的观察削皮之后的苹果一段时间会变锈色,绿茶久置也发生颜色变化,钢铁生锈腐蚀。那么这时候我们就要引导学生提出问题,利用氧化还原反应知识,可以解决我们生活中的哪些现实问题。由此分析氧化还原反应在生活中的主要应用:
1、金属防腐,食物防腐,及时解决图片中的问题;
2、实现物质的转化,与课前钠与氯气反应生成氯化钠相呼应;
3、化学能转化为电能,与原电池的实验演示再一次前后呼应;
这一块的设计意图就是要前后呼应,联系生活,提高学生对化学服务于生活,促进社会发展的认识。
化学是一门应用性很强的学科,学生学习化学并不仅仅是学会做题、学会考试,最重要的是我们要让学生能主动建构知识脉络,利用所学知识分析和解决实际问题,这也是教师在化学教学过程当中急需注意和加大比例的内容。以上就是我对这节课整个教学过程的设计,在设计过程中注意知识的贯通和衔接,一气呵成顺理成章。在教学过程中注意学生在微观层面上对反应的分析能力的培养,以及学生知识和能力的迁移。而本节课最突出的教学特点就是问题启发、实验迁移、主动建构、理论联系应用,体现化学的学科特点。
六、板书设计
最后让我们来看一下我这节课的板书设计,通过简单的文字和示意图涵盖了本节课的所有知识内容。简洁清晰、提纲挈领、一目了然。
以上就是我对“氧化还原反应”这节教材内容的认识和教学过程的设计。
七、反思与体会
总之,对课堂的设计,我始终努力贯彻以教师为主导,以学生为主体,以已有知识为基础,以问题启发为主线;体现“宏观—微观—符号”三重表征的思想,彰显学科特征,理论结合实验,化抽象概念为可视过程;充分利用各种教学手段激发学生学习兴趣,有计划培养学生的自学能力、观察和分析能力、思维能力、应用知识解决实际问题的能力和创造能力。
以上就是我本次说课的所有内容,希望各位专家批评指正,谢谢!
一、教学思想符合新课程理念
从本节课教学设计、课堂教学过程来看,教师是教学活动的组织者、参与者,学生是学习的主人。教学活动以学生的学习活动为中心,比如学生阅读、交流讨论,让学生有更多的机会主动体验、经历探究活动,真正的将教学的重心和立足点从教师的教转移到学生的学上,将学习的主动权交给学生,使学生最大限度地参与了学习的全过程,体现了一切为了学生的发展的新课程理念,周老师具有良好的课改意识。
二、教学设计、教材处理较好地突出重点、突破难点
本节重点是引导学生用相关知识从化合价的升降和电子的转移的观点认识氧化、还原、氧化还原反应等概念,从而引出氧化还原反应的特征和本质。
在教材的处理上,周老师在深入研究教材、学生的基础上,对教材进行合理的调整充实与处理。他从生活中的氧化还原现象——苹果变色、铁钉生锈,引出化学中的氧化还原反应,本来氧化还原反应是非常枯燥的理论知识,这样的引入方式一下就把学生的注意力集中起来,新颖又深刻。然后由此回顾初中知识分析有氧参与的氧化还原反应,再进一步启迪学生思考无氧参与的氧化还原反应,使学生认识到氧化还原反应的特征。然后设计了大量的练习,既很好的巩固了这个知识点,又引出氧化还原反应与四大基本反应类型的关系这个新知识点,设计合理巧妙,使学生很好地掌握了该重点知识。最后通过让学生阅读教材、交流讨论、观看动画视频认识到氧化还原反应的本质内容。
周老师注重初高中知识的衔接、逐步提高、逐步过渡。在引导、练习中逐步让学生掌握本节课的重难点知识。且在课堂中,不断进行知识点小结,从而对课堂教学内容进行提升,使学生从更高的角度去认识本节的知识内容。教学过程中思路的层次、脉络清晰,课堂上教学思路运作的效果较好。这一点是很值得我学习的。
三、教学过程较好体现三维目标
周老师的课堂教学目标制订全面、具体、适宜,从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等“三维目标”来确定;教学目标明确,重视课堂教学中的多媒体教学,体现化学学科的特点;符合学生的实际认知水平。从目标达成来看,教学目标很好地体现在课堂教学每一环节中,课堂教学中通过老师的课件演示、老师与学生之间的交流与讨论、学生的阅读活动和观看动画视频,课堂的教学手段都紧紧地围绕着教学目标,课堂教学的重点突出。
四、课堂教学结构条理清楚
课堂教学各环节的结构严谨、环环相扣,过渡自然,时间分配合理。本节课堂中师生的互动时间充足,课堂中有学生个人独立思考,且学生的参与积极性高,师生的互动流畅,体现了学生的主体性。教学中重视对学生学习兴趣的激发,科学的学习方法的掌握,良好的学习习惯的养成和能力的培养。
五、师生配合好,较好地完成教学目标
教师在教学过程中教学方法的运用灵活、多样,有问题解决、分析与讨论等,做到“教”的方法与“学”的方法的统一。在教学中能利用现代化教育手段,以多媒体辅助教学,同时充分利用书本、板书等多种媒体手段开展教学,使课堂教学充满感染力,又富有艺术性。
教师的教学基本功扎实,板书设计科学合理,简洁、重点突出。教态自然,声音抑扬顿挫、富有感染力,举止大方,师生情感融洽。在声音、语言方面,我也得多向周老师学习。然后能够熟练的利用各种媒体,并达到良好效果。课堂中,学生在宽松自主的课堂氛围中,思维活跃,气氛热烈,不同程度的学生都所有得。
六、建议
之后我也上过这一节课,因为我带的是平行班,基础较差,有的学生甚至不知如何标化合价,所以在化合价判断氧化还原反应的练习中我花了更多的时间。然后在ppt的数量上我有所减少,尽量做到ppt与板书不重复。最后那个氧化还原反应与四大基本反应类型的关系图我是一个关系就出来一张图的,做成的一个动画,也是考虑到平行班的学生基础及注意力问题。
一、教材分析
氧化还原反应是穿插在高一化学第四章囟素中进行学习的,这节内容的学习,在中学化学中占有很重要的地位,因为中学化学学习过程中有很多与氧化还原反应密切相关的反应、理论及应用。如:金属的冶炼与防护,化学电池等。只有掌握了氧化还原反应的基本概念、直观地理解反应的本质,才能更好地学习更多的相关知识,形成知识系统的良性循环,所以本节内容在中学化学中既是重点,又是难点。
二、教学内容分析
1、本节教材包括两节内容:氧化还原反应的概念和氧化还原的本质,其中的氧化反应、还原反应,氧化剂、还原剂,被氧化、被还原、氧化产物、还原产物等几种概念极容易混淆。如按教材的授课顺序,不能最好地突出重点和难点,解决本节课的主要问题,所以本人在授课过程中,以教材为基础,重组了新的知识网络:通过从三个角度分析教材,从而掌握四组概念,理解氧化还原反应本质。三个角度:得氧失氧的角度、化合价升降的角度、得失电子的角度。体现了在二期课改过程中,教师的课程观要发生相应的改变。从传统的“教教材”向“用教材教”转变。
2、化学反应的本质是反应物分子通过断裂旧的化学键形成原子或原子团,原子或原子团再重新组合形成新的化学键,从而形成新生成物分子的过程。这是一个微观世界的反应行为,人的肉眼是看不到了,反应速度也是极快的,为了让微观的世界行为以宏观的形式反应出来,使学生更形象,更直观,更生动地理解反应过程,体现信息技术与学科的有效整合,结合多媒体教学,体现多媒体教学的功能,帮助学生更好地掌握本节内容。
3、氧化还原理论,是进行辩证唯物主义教育的好题材,氧化和还原是一对典型矛盾,既是相反的又是相互依存的,通过认真引导使学生逐步理解对系统规律在自然现象中的体现,又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识。
三、学情分析
结合我校学生知识基础较薄弱、解决问题能力较差的弱势,适当地创设问题情境,问题的提出,不仅要激发学生的学习兴趣,产生求知的欲望,启发学生的思维,同时也要注意让学生“跳一跳够得着”,不能对所要回答的问题失去信心。在问题情境中,使学生产生认知失调,通过解决问题达到更高一级的认知体系。
四、教学目标
1、知识目标:使学生从电子转移的观点加深对氧化、还原、氧化剂、还原剂、氧化还原反应等到概念的理解和掌握,学会用电子转移的观点来判断氧化还原反应,学会用箭头的方法来表示电子转移的方向和数目。
2、能力目标:通过同化、组织精加工学习策略的训练,培养学生运用旧知识学习新知识能力,独立思考解决问题的能力。
3、情感目标:培养对立统一的辩证唯物主义观点。
五、教学重点、难点
重点:从电子转移的观点来认识氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念,理解氧化还原反应的本质。
难点:从电子转移的观点来分析理解氧化还原反应的本质,因为观察反应的外部特征比较容易,但透过现象揭示本质时,学生往往较难理解。
六、教学模式
激活同化模式
七、学习策略
同化学习,组织精加工学习策略
八、任务分析
能使目标1:准确掌握四组概念能灵活运用
能使目标2:揭示氧化还原反应的内部本质即用电子转移的角度定义氧化还原反应
能使目标3:总结氧化还原反应的外在特征即用化合价升降的角度定义氧化还原反应
能使目标4:产生认知失调,用原有旧知识学习新知识,构建新的认知体系
起点能力:知道运用得氧失氧的角度来定义氧化还原反应
九、教学环节
学生原有知识体系激发动机
总结归纳练习反馈
灵活运用
教师复习旧知识创设问题情境探索新知评价
十、教学过程
(一)引入新课
1、复习旧知识——原有旧知识体系
2、创设问题情景——激发学习动机
(二)探索新知识
1、氧化还原反应的外部特征——元素化合价升降
2、氧化还原反应的内部本质——电子的转移
3、归纳总结四组概念
4、用单、双线桥表示电子转移
(三)练习反馈
(四)小结、布置作业
一、氧化还原反应教案设计化学教学背景分析
1、指导思想
新课程标准重在培养学生分析问题,解决问题的能力。基于这样的培养目的,教学设计中要体现出学生作为教学活动的主体,让学生积极的参与到教学实践中来。本节课堂教学模式是在课前预习的基础上,通过课堂创设情景,提出问题,学生讨论交流,进行活动探究,总结得出结论。其目的是让学生在教师的引导下通过自己的思考,分析,实验,得出结论。
2、设计理念
本节课通过分析参加反应的各物质所含元素化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,然后探讨氧化还原的本质。
3、教材分析
在中学阶段的化学基本概念,基础理论知识中,氧化还原反应占有非常重要的地位,是中学化学教学的重点和难点之一。中学涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们真正理解这些反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。
在初中化学学习中,学生已经接触了许多化学反应,并能根据四种基本反应类型对化学反应进行分类,但是,没有从得氧失氧角度认识化学反应,更没有形成氧化还原反应概念。由于得氧失氧并不是氧化还原反应的实质,本节课引导学生直接从化合价的层面认识氧化还原反应。
4、学情分析
学生通过初中的学习已经认识化学中常用的元素的化合价,有能力分析清楚物质中各种元素的化合价,也初步了解了电子转移对元素化合价的影响。为课堂上讨论氧化还原反应的本质奠定了知识基础。学生来自各个初中,讨论问题能力参差不齐,但是经过第一章的前期培养,分析、讨论的能力有所提高。
一
教学目标:
1、知识与技能:
(1)初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法。
(2)会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应,理解氧化还原反应的实质。
2、过程与方法:
(1)体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层
层推进,逐步深入的发展过程。
(2)通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里以及逻辑推理的抽象思维方法。
(3)情感态度与价值观:
通过氧化和还原这一对典型矛盾,它们既相反又相互依存的关系的认识,深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现,树立用正确的观点和方法学习化学知识。
二 教学重难点:
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:理解氧化还原反应的本质。三
教学策略:
教学方法:讨论法、讲授法、总结归纳法、练习反馈法等 四 教学过程
第一课时 新课导入
提问:我们经常发现没吃完的苹果放置一会儿后就会变成黄褐色,泡着的绿茶放置一段时间后颜色变深。这是什么原因呢?学生回答:
1、苹果由粉绿色变成黄褐色;
2、绿茶久置后颜色变深。从而引出氧化还原反应
回顾初中所学的知识,叫学生列举氧化反应和还原反应的有关化学方程式。【思考、讨论】
氧化反应: 2Mg + O2 = 2MgO
还原反应: CuO+H2== Cu+H2O 分类的标准:得氧失氧
请大家再思考一下:在所举的两个反应中是否只发生了氧化反应或还原反应?
例如:CuO+H2== Cu+H2O 【讨论、回答】
铜失去氧,发生了还原反应;氢气得到氧,发生了氧化反应。【小结】
可见有得必有失,有物质得到氧,必定有另一个物质失去氧。也就是说氧化反应和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。【讲述】
氧化还原反应还有什么特点呢?在课本35页《思考与交流》有3个方程式,请大家分别标出这几个反应中每个元素的化合价,观察一下在反应中各元素的化合价在反应前后有没有发生变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。【思考与交流】
元素的化合价在反应前后发生了变化。有元素化合价升高的反应时氧化反应,有元素化合价降低的反应时还原反应。
【板书】
1、特征:元素化合价升降(判断依据)【讲述】
通过以上分析可以看出物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。那么我们再看下面反应:
Zn + 2HCl == ZnCl2+H2↑。在这个反应中有得氧失氧吗?元素的化合价有发生变化吗? 【回答】
1、没有得氧失氧。
2、锌元素的化合价由反应前的0价变为+2价;氢元素的化合价有反应前的+1价变为0价。
2、【小结】
在反应Zn+ 2HCl == ZnCl2+H2↑中虽然没有发生得氧失氧的情况,但是物质中所含元素的化合价发生了升降,这个反应就是氧化还原反应。因此,并非只有得氧失氧的反应才是氧化还原反应。以后我们判断一个反应是不是氧化还原反应应该从化合价有没有发生升降来判断,而不要再用得氧失氧来判断。【课堂练习】
1.2Na +Cl2==2NaCl 2.H2 +Cl2===2HCl 3.Zn+CuSO4=ZnSO4 +H2 4.HCl +NaOH =NaCl +H2O 5.CaCO3=CaO +CO2
第二节
【设问】
上节课我们学到氧化还原反应,那么在氧化还原反应中,为什么元素的化合价会发生升降呢?要想揭示这个问题,需要从微观的原子来分析一下。我们以2Na+Cl2====2NaCl为例一起来分析一下。
【思考、讨论】 引起化合价变化的因素 【提问】
叫学生观察钠和氯的原子结构示意图,钠最外层只有1个电子,因此钠有失去最外层电子的愿望,而氯最外层有7个电子,它有得到1个电子形成8电子稳定结构的愿望,两者相见恨晚,钠把最外层一个电子给了氯,变成钠离子,显+1价,化合价升高了,发生的是什么反应?而氯得到1个电子,变成氯离子,显-1价。从氯化钠的形成我们可以得到,化合价升降的本质是因为发生了电子的得失。用单线桥法分析电子转移:
【回答】
从氯化钠的形成我们可以得到,化合价升降的本质是因为发生了电子的得失。化合价升高了,发生氧化反应原。【讲解】
电子的得失或偏移用“电子转移”来概括。电子转移分成两种情况,如果是金属与非金属进行反应,就发生电子得失,如果是非金属与非金属进行反应,发生的是共用电子对的偏移。通过以上的分析,我们认识到有电子转移的反应,是氧化还原反应。也就是说,氧化还原反应的实质是电子的转移。
即化合价的变化在形成离子化合物时是由于元素得失电子引起的。【板书】 失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。
同样,我们再来分析H2 +Cl2===2HCl。在氢气和氯气反应中,由于生成物氯化氢是共价化合物,在反应过程中,哪一种元素的原子都没有失去或完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于氢原子,而偏向于氯原子,因此氢原子由0价升高到+1价被氧化,氯元素从0价降低到-1价,被还原。所以,共用电子对的偏移也可以使元素化合价发生变化。
[板书]氧化还原反应的实质------电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移
氧化还原反应口诀:升高氧化还原剂,降低还原氧化剂。
即还原剂化合价升高发生氧化反应,氧化剂化合价降低发生还原反应。[本节总结]
我们对氧化还原反应经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解氧化还原反应的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是氧化还原反应,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
教学过程:
【情景导入】
1、将刚削好的苹果与久置的苹果比较,颜色有何变化?
(苹果由粉绿色变成黄褐色,因为苹果中的Fe2+被空气氧化成Fe3+)
2、泡好的绿茶静置后有何变化?
(绿茶久置后颜色变深,因为茶中酚类物质被氧化而发生褐变。)
3、铁丝在氧气中燃烧、煤气燃烧、电池放电、有氧运动、金属的冶炼、栏杆的锈蚀等等都是常见的氧化还原反应,氧化还原反应占生活生产的所有反应的60%,那究竟什么样的反应是氧化还原反应呢?
(一)认识氧化还原反应
【探究一】回忆初中知识,请举几个氧化反应和还原反应的实例,指出这类化学反应的分类标准是什么?(活动一)学生的第一认知 : 角度1:从得氧失氧角度分析
在氢气还原氧化铜中,对于氢气而言,得氧,被氧化,发生氧化反应;对于氧化铜而言,失氧,被还原,发生还原反应;而这两者又集中在同一个方程式中,你能从中得出什么结论? 学生:氧有得必有失,氧化反应和还原反应一定是同时发生的。
教师:因此,从表观上我们可以给氧化还原反应下个定义:有氧得失的反应就是氧化还原反应。
(二)氧化还原反应的特征认识——化合价升降
[探究二] :以下反应中的反应物除了有得失氧之外,还有什么样的变化呢?(活动二)学生:在课本35页《思考与交流》三个方程式分别标出各个元素的化合价。投影:
第1页
教师:强调标化合价与写离子符号电荷的不同。分析每一个化学方程式化合价发生变化的元素。如第一个方程式,氢元素化合价由0价变化到+1价,化合价升高,铜元素由+2价变化到0价,化合价降低。这三个氧化还原反应,从化合价变化的角度看,有什么共同特点?
学生的第二认知:角度2: 从元素化合价的变化分析
教师:因此,我们可以从特征上给氧化还原反应下个定义2:有化合价升降的反应是氧化还原反应。投影:
教师:从得失氧到化合价升降是对氧化还原反应一个概念的推广,初中我们认识氧化还原反应只是从表关上去认识,现在作为一名高中生,应该学会从表象到特征到本质层层深化认知的深度。化合价升降与氧化还原反应有什么关系?
教师:前面我们已经从得失氧的角度分析过这个反应,H2得到氧,被氧化,发生氧化反应而实际上反应的特征是化合价升高;CuO失去氧,被还原,发生还原反应,实际上反应的特征是化合价降低。所以我们可以发现,化合价升降与氧化还原反应存在这样一个关系:
化合价升高,发生氧化反应
化合价降低,发生还原反应 练习:判断下列反应是否氧化还原反应? 氧化还原反应是否一定要有氧的参与? 学生:不是,只要有化合价的升降。
教师:方程式1和2都没有氧的得失,但有化合价的升降,是氧化还原反应,而方程式3没有化合价的升降,不是氧化还原反应,因此,判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是:化合价的升降。
(三)氧化还原反应的本质认识——电子的转移
[探究三]化合价的升降是什么原因引起的?(活动三)
(氯化钠形成微观动画)
(氯化氢形成微观动画)
学生的第三条认知线: 氧化还原反应的本质认识——电子的转移(得失和偏移)
(四)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【探究四】:请同学通过以下题的思考,分析得出氧化还原反应与四种基本反应类型的关系?(活动四)
第2页
投影:
最后小结本节课的知识
一、明确目标, 设计策略
(一) 明确本课教学目标
新课标明确提出了知识与技能、过程和方法、情感态度与价值观的三维课程目标。据此, 氧化还原反应这节课的教学目标应该包括以下三方面内容:
1. 知识目标。
(1) 知道如何鉴别氧化还原反应。 (2) 了解氧化还原反应的本质是在反应中发生了电子转移。 (3) 简单分析氧化还原反应, 指出氧化剂和还原剂, 氧化产物和还原产物。标出电子转移的方向和数目。 (4) 能举例说明生产生活中常见的氧化还原反应。
2. 能力目标。
培养学生分析推理的能力和化学知识的迁移应用能力。
3. 情感目标。
通过氧化还原反应概念的演变, 培养学生用发展的观点、科学的态度、探索的精神学习化学;通过创设问题情景, 引导学生积极思维, 激发学生学习化学的兴趣和求知欲望。
(二) 设计探究性问题策略
氧化还原反应在中学阶段占有非常重要的地位, 也是中学概念构建的重点和难点之一。本课的重点是通过创设探究性问题情境, 使学生认识氧化还原反应的本质;难点是通过剖析反应过程, 让学生理清各概念间的关系。在教学过程中, 如何让学生把握重点, 化解难点, 有效建构和迁移氧化还原反应知识呢?笔者认为, 设计探究性问题的策略是关键。
1. 以问题解决为目的, 在分层思维中建构概念
学生在初中阶段了解了硫、磷、一氧化碳等物质的燃烧及氢气还原氧化铜等实验, 从中能很快理解氧化和还原中存在着得失氧的过程, 这也是学生认识氧化还原反应的已有知识基础。在学生认识了燃烧是一个氧化反应后, 引出氢气在氯气中燃烧也是一个氧化反应!教师通过精心设置探究性问题情境, 引导学生自主发现新旧知识间的矛盾, 通过探究, 在分层思维中建构新知。
2. 以问题探究为导向, 在探究实验中升华知识
德国教育家第多斯惠说过:“教学的艺术不在于传授本领, 而在于唤醒、鼓舞和激励。”探究式学习正是这一教育思想的体现。教师在学生认知了氧化还原反应的本质即是得失电子的过程后, 要求学生考虑:“带电粒子从一种物质转移到另一种物质, 会产生什么现象?”“你能否通过实验来证明 (图1) 的反应中存在电子转移呢?”这时, 学生不约而同想到了利用物理学中的电流计来设计 (图2) 的实验。通过教师的启发, 同学们很快理解了基于氧化还原反应原理的各种电池。通过探究实验学生进一步巩固了对氧化还原反应实质的认识。
二、掌握方法, 优化策略
氧化还原反应教学中概念性的知识较多, 在认知反应本质后, 还需要学生进一步了解氧化剂、还原剂, 氧化产物、还原产物以及它们之间的关系。很多同学习惯于死记硬背, 但对于此类相对立统一的概念, 靠死记往往会以一误十。怎么办?授之以渔, 不如退而结网, 方法很重要!首先要让学生明白氧化剂和还原剂所具有的性质 (笔者习惯称其为本领) 即氧化性和还原性, 接着选择最熟悉也是最简单的氧化还原反应为模板 (如图3) , 如H2+CuO=Cu+H2O, 请学生分析:还原剂是H2, 它发生氧化反应, 所以得到的水是氧化产物;那么氧化铜是氧化剂, 它发生还原反应, 所以得到的铜是还原产物。学生往往会依据原有知识从得失氧的角度及氢气具有还原性快速分析得出正确答案。教师接下来就要帮助学生从化合价的角度再认识氧化剂和还原剂:氢气之所以具有还原性是因为它所含氢元素化合价升高了, 所以所含元素化合价升高的反应物称为还原剂, 所含元素化合价降低的反应物称为氧化剂。最终通过画双线桥使学生明白:氧化剂发生还原反应得到还原产物, 从根本上讲, 是因为氧化剂得电子化合价降低的结果, 理解了氧化剂, 还原剂就迎刃而解了。另外, 教师还可设计一些形象生动的卡通图来帮助学生记忆, 如下图:还原剂失去电子化合价升高, 氧化剂得到电子化合价降低。
三、及时小结, 巩固策略
在自主探索、讨论交流过程中, 学生思维活跃, 但所获取的知识点较为零乱, 不利于记忆。这时教师可引导学生将各个知识点进行归纳小结, 把知识结构化, 以形成系统化的知识体系。最后还可以以图表 (见图4) 或便于记忆的精练语句和典型的实例来进行小结。
参考文献
初中教材曾简单介绍了氧化反应和还原反应,本节是在初中化学的基础上从本质上深入研究氧化还原反应。教材从氧化反应与还原反应具有的共同特点出发,引入氧化还原反应的特征、本质等。本节分两课时:氧化还原反应的特征,表示方法及氧化剂、还原剂;氧化还原反应的本质和表示方法,掌握氧化剂和还原剂的判断。本设计为第一课时教学设计。
重点:氧化还原反应的概念及其发展以及氧化剂、还原剂
难点:探究氧化还原反应的特征
二、学生的知识基础分析
学生已学过的氧化反应与还原反应的概念、常见的氧化、还原反应及判定,元素的化合价等知识,为探究氧化还原反应的特征和本质奠定了一定的理论基础,有助于学生通过典型的反应,探究并总结出氧化还原反应的更接近本质的判定,使概念得到扩展,使学生的认知结构得以合理地重构,并在重构的过程中,体会概念的发展过程。
三、教学的基本策略
1、问题情境的创设
利用学生已有的知识结构,给学生提供常见的化学反应,让其写出化学方程式并判断属于什么反应。在书写过程中,教师一方面可以对学生加强化学用语规范性的教育;另一方面,通过设疑,激发学生用氧化反应、还原反应的判定标准来分析反应。学生分析时,教师继续设疑,观察反应,回答氧化反应和还原反应是否同时发生在同一个化学反应中,引导学生用 “质量守恒定律”来回答。
2、问题探究的过程
根据探究式学习的一般原则,结合学生已有的知识经验,应用一定的化学原理,分析出现的矛盾,引导学生进行有关氧化还原反应概念狭隘性的猜想,让学生分析反应的共同特征,得出扩展后的概念。
四、教学过程的组织
1、情境创设
首先让学生写出化学方程式,进行分类,并继续观察得出:氧化反应与还原反应是同时存在,并在同一个反应中发生的,对学生进行辨证统一观点的教育。学生进一步研究发现,氧化还原反应中伴随着元素化合价的变化,教师此时根据氧化还原反应的表观概念进一步设疑,是否有无得氧失氧的反应也属于氧化还原反应?学生带着问题进行深入的观察,达到激疑的目的。
2、问题探究
矛盾的出现使学生会对已学习的概念产生疑问,教师在适当的引导下,使学生通过观察氧化还原反应的共同特征,得出扩展后的概念,帮助学生解决是非问题。学生在熟悉概念的同时,在练习中了解其用途、用法并与以前的概念对比加深印象。
学生在会判定氧化还原反应的基础上逐步掌握其分析、表示方法,在与教师共同研究中,学会使用双线桥法表示氧化还原反应并总结出该方法的要点,如:标价态,找变化,搭线桥,写说明等。
学生熟悉方法后,教师指出注意事项,给学生更清晰的认识,易于操作,降低难点。通过练习,更进一步理解所学习的方法,达到检查反馈的目的。
最后,通过板书和投影,归纳总结,使学生形成清晰的知识网络。
课后思考题的设置使学生达到新旧知识的交替和整合,为下节课做好铺垫。
3、课堂评价小结
经过探究,学生对氧化还原反应的特征及表示有了明确的认识,并通过教师层层深入的引导,了解了氧化还原概念的发展过程,培养了学生的思维能力和创新能力。
五、教学过程
【导入新课】人类的衣、食、住、行,生物体的产生、发展和消亡,都涉及氧化反应与还原反应。例如,研究燃烧中的化学反应,能量变化、燃烧效率等问题与本节知识有密切的关系。
【教师】请写出化学方程式:1、铜与氧气反应;2、氧化铜与碳反应
【设疑】这两个反应分别属于什么类型的反应,分类标准是什么?
【板书】分类标准:是否有得氧失氧
得氧,被氧化,发生氧化反应;
失氧,被还原,发生还原反应。
【设疑 】 氧化反应和还原反应是否同时发生,为什么?
【学生回答】依据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、个数不变。因此,氧化反应与还原反应是同时发生在同一个反应中。
【投影 】请标出以下反应中各元素的化合价,分析氧化还原反应与化合价之间有何關系。
2CuO+ H2△2Cu + H2OCuO+C高温Cu+CO
H2O +C高温CO+ H2
【学生】标出化合价并分析,得出结论。
失氧:所含元素化合价降低,被还原,发生还原反应;得氧:所含元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应。
【设疑 】物质得到氧的反应属于氧化反应,物质失去氧的反应属于还原反应;一种物质得到氧,另一种物质失去氧的反应属于氧化还原反应。是否有未得氧失氧的反应也属于氧化还原反应呢?
【教师引导】写出几个无氧参与的氧化还原反应,分析化合价变化,得出结论。
【设疑】在反应中虽没有得氧和失氧,但也是氧化还原反应,其中哪种物质发生氧化反应,哪种物质发生还原反应?为什么?
【学生】将两种类型的反应进行类比,得出结论:物质所含元素化合价升高,发生氧化反应;物质所含元素化合价降低,发生还原反应。
【总结】由此看来,应该对氧化还原反应进行更科学地定义。
【板书】凡有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。
分类标准:是否有元素化合价的变化
所含元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应
所含元素化合价降低,被还原,发生还原反应
【投影】一、下列反应哪些是氧化还原反应?标出氧化还原反应中元素化合价的变化。
1、NaOH+HClNaCl+H2O
2、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
3、2O33O2
4、2KClO32KCl+3O2↑
5、CaCO3CaO+CO2↑
6、2H2+O22H2O
7、CaO+CO2CaCO3
8、Fe+CuSO4FeSO4+Cu
【讲述】双线桥法表示,方法:1、标价态;2、找变化;3、搭线桥;4、写说明
【投影】氧化剂:所含元素化合价降低的反应物
还原剂:所含元素化合价升高的反应物
【投影】二、用双线桥法分析下列氧化还原反应,并指出氧化剂和还原剂
1、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2、MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【教师】纠正错误,课堂小结。
【思考】1、用交叉分类法表示氧化还原反应与四大反应类型的关系。
1、创设情境
(1)分析初中化学学过的木炭还原氧化铜的化学反应。(2)分析下列3个氧化中各种元素的化合价在反应前后的变化: ①高温条件下,氧化铜与碳反应生成铜单质和二氧化碳气体 ②高温条件下,水和碳反应生成氢气和一氧化碳 ③氧化铜和氢气在加热条件下反应生成铜单质和水
(3)说明如果从反应物变为产物时元素的化合价是否发生了变化来分类,一类是化合价有变化,即氧化还原反应,另一类元素化合价没有变化,如:氯化钙与碳酸钠反应。
(4)资料1:化学反应的实质是原子之间的重新组合。(5)从微观的角度来认识电子转移与氧化还原反应的关系。例如,钠与氯气的反应属于金属与非金属的反应、氢气与氯气的反应属于非金属与非金属的反应。
2、确定问题
思考问题:(1)氧化反应和还原反应为什么一定同时发生?
(2)氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系?(3)氧化还原反应的实质是什么?
3、自主学习
学习本主题所需要信息资源有:元素化合价的分析,钠原子、氯原子和氢原子的原子结构,最外层电子层的稳定结构等。在教师设疑后,让学生自己运用已掌握的知识和技能去阅读教材和参考资料,动手对化学反应方程式中的元素进行化合价的分析,从而得出氧化还原反应的实质,解决上述的三个问题,从而训练学生的独立思考能力,提高分析解决问题的能力。这是学生主动自觉地进行知识构建的过程,教师要巡视指导。
4、协作学习
开展小组讨论、协商、通过学生相互交流、深化对氧化还原反应的实质的内容的构建,整个协作学习过程由教师组织引导,5、效果评价
从自主学习能力、协作学习过程中做出贡献、是否达到意义构建3个方面的要求进行小组对个人的评价和学生的自我评价,促使学生矫正偏差,找出差距,树立学习的自信心。
氧化还原反应教案
(连续性问题情景式教学模式)
13化学 毕婉红 201324101146
1、课的引入
利用PPT展示图片——森林大火、火箭发射、炼钢、钢铁生锈、电池放电、新型燃料电池(放映完后讲诉:其实大家刚看到的图片的化学过程都伴随着氧化还原反应,也是我们今天所学习内容)
2、活动1:理解氧化反应和还原反应是同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应
【问题情景】在初中,我们曾经学过木炭还原氧化铜的化学反应,想一想,我们除了这个反应,还学过哪些氧化还原反应?写出化学方程式。追问学生,根据初中所学的的知识,什么是氧化反应,什么是还原反应,分类标准是什么,什么是氧化还原反应,氧化还原反应是同时发生的?
【学生讨论】思考交流,回答问题并书写反应方程式 【生生交流】交流所写的方程式,谈论问题答案
【教师强化】取木炭还原氧化铜为例,分析这个反应中氧化铜失去氧变成单质铜,发生了还原反应,碳得到氧变成了二氧化碳,发生氧化反应,也就是说氧化反应和还原反应是同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
3、活动2:理解概念凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应 【问题情景】分析书本第35页中思考与交流中的3个氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。
【学生书写方程式,分析各个元素的化合价的升降】
【生生交流】讨论自己所写的内容是否正确,得出氧化还原反应与元素化合价的升降的关系。
【教师强化】结合学生得出的结论,巩固氧化还原反应的概念。
4、活动3:从微观的角度来认识氧化还原反应的实质是:有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应
【问题情景】我们知道,化学反应的实质是原子之间的重新组合,元素化合价的升降与电子转移密切相关。现在请同学们根据钠与氯气的反应属于金属与非金属的反应和氢气与氯气的反应属于非金属与非金属的反应这两个例子来找出电子转移与氧化还原反应的关系。【学生讨论】通过书本36页的图2-
10、2-11来思考问题,得出初步结论后小组交流讨论。
【生生交流】整合小组成员的结论,总结出一个最终结论。【教师强化】结合学生得出的结论,巩固氧化还原反应的实质是:有电子转移(得失或偏移)的反应是氧化还原反应。
13化学 毕婉红 201324101146
1、“应试素质”是不是素质的一种?是不是一项重要的甚至必备的素质?
答:“应试素质”是素质的一种,是一项重要的甚至必备的素质。因为现在中国的教育主要还是应试教育,拥有良好的应试素质,有利于学生在应试教育的体制中取得更好的成绩。
2、如果“素质教育”的提出就是反对“应试教育”,那么缺乏应试素质的学生,能够成为真正意义上的高素质人才吗?
答:能。考试只是通向成功道路的其中之一条路,要成为一个高素质的人才不一定要接受“应试素质”的培养。
3、如果“素质教育”的内涵实际上和“全面发展教育”的含义差不多,那么有没有必要在“全面发展教育”之外重新提出“素质教育”这个概念?
答:有。虽然“素质教育”的内涵实际上和“全面发展教育”的含义差不多,但是两者的侧重点是不一样的,目的也不同。
4、有没有哪种教育不是以发展学生某方面的素质为目的的?
1、巩固初中四种基本反应类型知识、初中氧化反应和还原反应知识。
2、用化合价变化的观点和电子转移的观点加深对氧化反应、还原反应等概念的理解。二能力目标
通过判断一个反应是否是氧化还原培养学生的逻辑思维能力。三情感目标
培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。重点与难点
巩固初中化学反应分类的知识和主要反应类型的知识并加深认识。教学方法设疑、比较、讨论、讲解、练习教学过程
一、化学反应类型 1基本反应类型
反应类型 举例 表示式 化合反应 C+O2===CO2 A+B====AB 分解反应``` CaCO3====CaO+CO2↑ AB====A+B 置换反应 C+CuO====Cu+CO↑ A+BC====AC+B 复分解反应 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3 AB+CD====AD+CB 讨论以上反应类型的分类依据是什么? 小结依据反应物和生成物的类别及种类来区分。
思考Fe2O3+3CO=== 2Fe+3CO2、CH4+2O2====CO22H2O两反应属种基本反应类型? 小结不属于基本反应类型中的任何一种说明此种分类方法不能囊括所有化学反应
不能反映所有化学反应的本质。根据上面二个反应可以知道四种基本类型反应不能包括所
有反应且不能反映化学反应本质。氧化反应和还原反应的分类也没有反映反应的本质。
练习各写出一个符合下列条件的有关化学方程式。1两种单质化合两种化合物化合单质与化合物化合。2一种物质分解成两种物质一种物质分解成三种物质。
3非金属单质置换非金属单质4复分解反应氧化物与酸、氧化物与碱、酸与碱、酸与盐、盐与盐反应。
[讲述]化学反应还有其他分类方法。例如从得失氧的角度去分类我们还学习了氧 化反应和还原反应。
二、氧化还原反应
1、实验分析
实例CuO + H2 = Cu + H2O ↓ ↓ 从得失氧分析失氧 得氧
↓ ↓ 从升降价分析降价 升价 ↓ ↓ 电子转移分析得e 失e
↓ ↓
反应结论 还原反应 氧化反应--同时发生称为氧化还原反应 教师提示学生全面理解电子转移包括电子的偏移和电子的得失
2、概念迁移
用价态升降和电子转移的观点判断没有得失氧的反应。1电子完全得失2Na + Cl2 === 2NaCl 2电子对偏移H2 + Cl2=== 2HCl 得出氧化还原的本质定义凡是有电子转移得失、偏移的反应。
3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。讨论后完成下表
反应类型 反应实例 是否氧化还原反应 与氧化还原反的关系 化合反应3Fe+2O2 ====Fe3O4 是 相关 化合反应 CaO+H2O=====Ca(OH)2 非
分解反应2H2O=====2H2↑+O2↑ 是 相关 分解反应 CaCO3 =====CaO+CO2 ↑ 非
置换反应 Fe+CuSO4 ====Cu+FeSO4 是 从属 复分解反应NaOH+HCl====NaCl+H2O 非 对立
--
三、氧化剂和还原剂
1、实例分析
CuO + H2 Cu + H2O ↓ ↓
还原反应 氧化反应
↓ ↓
被还原 被氧化
↓ ↓
氧化剂 还原剂
↓ ↓
得电子物质 失电子物质
从反应物中进一步引导学生分析“还原反应-被还原-氧化剂”和“氧化反应-被氧化-还原剂”的内联系
2、归纳小结师生共同讨论。
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 判断依据 元素变化 反应物称为 反应物性质
失e —→ 升价 —→ 被氧化 —→ 还原剂 —→ 还原性
得e —→ 降价 —→ 被还原 —→ 氧化剂 —→ 氧化性 例 根据下列反应
2H2S+O2 === 2S+2H2O 4NaI + O2 +2H2O === 5NaOH + 2I2 Na2S + I2 === 2NaI + S
判断以上反应中氧化剂氧化性由大至小的排列顺序。解析此类试题应首先根据概念判断出各反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。
然后根据“在同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性”的规律比较得出结论。由此可知
反应(1)中氧化性氧化剂O2>氧化产物S 反应(2)中氧化性氧化剂O2>氧化产物I2
教学目标 概览
(一)知识目标
1、巩固初中四种基本反应类型知识、初中氧化反应和还原反应知识。
2、用化合价变化的观点和电子转移的观点加深对氧化反应、还原反应等概念的理解。
(二)能力目标
通过判断一个反应是否是氧化还原,培养学生的逻辑思维能力。
(三)情感目标
培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。
重点与难点:
巩固初中化学反应分类的知识和主要反应类型的知识,并加深认识。
教学方法:设疑、比较、讨论、讲解、练习
教学过程 :
[讲述]在初中历史课中我们学习过人类的进步和发展与火有密切的联系,对于燃烧的探究是个既古老又年轻的课题,过去,现在和将来都研究它。研究燃烧中的反应、能量变化、燃烧效率及产物对环境的影响等问题,与本章知识有密切关系。今天我们学习第一章 化学反应及其能量变化。
[讲述]初中学习的燃烧是指可燃物与空气中氧气发生的发光、放热的氧化反应,现在我们来进一步研究。
[板书]第一节
点燃
[提问]初中学习过C+O2 CO2的反应类型是什么?
化学反应可以从不同的角度进行分类,其目的在于了解各类反应的本质。
[板书]一、化学反应的类型
[讲述]初中主要学习了两种不同的化学反应分类方法:基本类型反应和氧化反应、还原反应。
[板书]1、基本类型反应
[讲述]基本类型反应主要有化合、置换、分解、复分解四种,这种分类的依据是反应物和生成物的类型及反应前后物质种类的多少。
化合:A+B=AB
分解:AB=A+B
置换:A+BC=AC+B
复分解:AB+CD=AD+CB
[板书]
基本类型:
[练习]1、用四种基本反应类型的分类方法,分析下列反应各属于哪种类型的反应。
点燃
点燃
△
△
高温
① H2+O2 H2O ② Ba(OH)2+H2SO4 ===BaSO4↓+2H2O ③Na+Cl2 2NaCl
④H2O+C=== H2+CO ⑤ NH4HCO3 === NH3↑+CO2↑+H2O↑⑥CuO+H2===Cu+H2O
化合反应: ;分解反应: ;置换反应: ;复分解反应: 。
[简单讲评]这些类型是从形式上分的,既不能较深反映化学反应的本质,也不能包括所有类型。化学反应还有其他分类方法。例如,从得失氧的角度去分类,我们还学习了氧化反应和还原反应。
[练习]2、根据反应中物质是否得到氧或失去氧,把化学反应分为 和 。物
△
质 (“得到”或“失去”)氧的反应,叫氧化反应;物质 氧的反应,叫还原反应。如在反应CuO+H2===Cu+H2O中, 得到氧,发生 反应,该物质被 (“氧化”或“还原”); 失去氧,发生 反应,该物质被 。
[小结]:
1、 四种基本类型反应不能包括所有反应,且不能反映化学反应本质。
2、 氧化反应和还原反应同时存在,同时发生,它们既是对立的,也是统一的,不能分开。
3、 知识是有阶段性的,许多概念是在不断完善和发展的。学无止境,我们必须有探究的愿望和穷追不舍的精神。
通过现在的学习,大家已认识到以前我们学习的化学反应分类方法是不完善的,没有体现其本质,那么它的本质是什么呢?下面我们将继续探究.
[板书] 二、
复习初中的得氧失氧分析
[板书] 1、从得氧失氧的角度分析
失去氧,被还原(还原反应)
△
CuO + H2 === Cu + H2O
得到氧,被氧化(氧化反应)
氧化剂: CuO (提供氧的物质) 还原剂: H2 (得到氧的物质)
[讨论] 以氢气与氧化铜的反应为例来分析,与元素化合价的升降有什么关系?
[板书] 2 从化合价角度分析
将上面的双线桥改写:
化合价降低,被还原
△
CuO + H2 === Cu + H2O
化合价升高,被氧化
小结: ①有元素化合价升降的反应是,.(这是的标志和判断依据).;
②化合价升高被氧化,该物质作还原剂;化合价降低被还原,该物质作氧化剂.;
③同一中,化合价升高的总价数=降低的总价数.;
④不仅能分析有得氧、失氧的反应,也能分析无得氧失氧但反应前后元素化合价有变化的反应。
[例题] 分析以下反应,指出元素合价升降情况及发生反应的情况:
点燃
点燃
Na+Cl2 2NaCl S + O2 SO2
高温
高温
高温
点燃
[练习]3、依照例题的分析方法,分析以下反应(不是的不要分析)
Mg+O2 2MgO CO2+C===2CO CaO+SiO2===CaSiO3 CaCO3===CaO+CO2↑
4、练习1中的6个反应属于的有 。
小结:
1、化合反应:可能是,一般说,有单质参加的是。
2、分解反应:可能是,一般说,有单质生成的是。
3、置换反应:全部是。
4、复分解反应:都是非
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点 :用化合价升降和电子转移的观点分析。
化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程 可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程 :
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫。
[板书]二、
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是,进而将初中阶段学习的有关的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是。
[板书]1.的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是。
(2)没有电子转移的反应就是非。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解这一概念,下面就与有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3):有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[练习]分析下列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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是。
(2)复分解反应都不是。
(3)化合反应与分解反应部分是,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是。
[本节总结]
我们对经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业 ]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点:用化合价升降和电子转移的观点分析。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程:
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫。
[板书]二、
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是,进而将初中阶段学习的有关的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是。
[板书]1.的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是。
(2)没有电子转移的反应就是非。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解这一概念,下面就与有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3):有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[练习]分析下列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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是。
(2)复分解反应都不是。
(3)化合反应与分解反应部分是,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是。
[本节总结]
我们对经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业 ]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点 :用化合价升降和电子转移的观点分析。
化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程 可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程 :
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫。
[板书]二、
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是,进而将初中阶段学习的有关的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是。
[板书]1.的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是。
(2)没有电子转移的反应就是非。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解这一概念,下面就与有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3):有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[练习]分析下列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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是。
(2)复分解反应都不是。
(3)化合反应与分解反应部分是,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是。
[本节总结]
我们对经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业 ]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
学习目标:从氧化还原反应的角度来分析化学反应的类型;判断氧化剂和还原剂,标出电子转移的方向和数目;依据有关规律比较氧化性还有性的相对强弱,判断氧化还原反应的可能性及产物;有时还需要应用化学键理论判断是否属于氧化还原反应。典型例题:例1.重铬酸铵[(nh4)2cr2o7]受热分解的反应为氧化还原反应。下列对重铬酸铵受热分解产物的判断符合实际的是( )a. cro3+ nh3+ h2o b.cr2o3+ nh3+ h2o c.cro3+ n2+ h2o d.cr2o3+ n2+ h2o 方法或规律:(nh4)2cr2o7若分解为上述四项,观察哪些元素价态变化,升降情况如何确定选项。例2.化合物a、b、c都只含有两种元素,且a、b均含x元素。已知一定条件下可发生反应:a+b——x+c,x是一种单质,由此可知x元素( ) a、一定是金属元素 b、一定是非金属元素
c、可能是金属元素,也可能是非金属元素 d、无法确定 方法或规律:分析题意:1)a、b、c都是化合物;2)a、b均含x元素;3)反应生成单质x,可以推知该反应为“归中型”氧化还原反应。即化合物a、b中x元素的化合价“一高一低”(一个高于0价、一个低于0价),两者共同作用生成x单质(化合价为0)。由于金属元素在化合物中只呈现正价态,不可能有负价态,因此可以肯定x不是金属元素;只有非金属元素在化合物中才既可呈正价态,又可呈负价态,并在一定条件下可以发生归中反应。例如:2h2s+so2=3s+2h2o,4nh3+6no==5n2+6h2o,所以x应该是非金属,即该题的答案为b。课堂练习1.(试测题6) 将kcl和crcl3两种固体混合物共熔制得化合物x,x由k、cl、cr元素组成。将1.892gx中cr元素全部氧化成cr2o72-, cr2o72-可过量的ki中氧化出2.667g i2,反应的离子方程式是:cr2o72-+6i-+14h+=2cr3++3 i2+7h2o,如果取溶有1.892g x的溶液,加入过量的agno3,可得4.52gagcl沉淀,则表示x组成的化学式为( ) a.k3cr2cl7 b.k3cr2cl5 c.k3cr2cl9 d.k2crcl4 2.制备氰氨基化钙的化学方程式 caco3 + 2hcn = cacn2 + co + h2 + co2 在反应中 ( )。a.氢元素被氧化,碳元素被还原 b.hcn既是氧化剂,又是还原剂c.cacn2是氧化产物,h2是还原产物 d.co为氧化产物,h2为还原产物3.在一定条件下,氯酸钾与碘发往反应kclo3+i2=2kio3+cl2。下列相应的结论中,不正确的是( )a.该反应属置换反应 b.还原性:i2>cl2 c.非金属性:i2>cl2 d.氧化性:kclo3>i2 4.已知cro5结构式如右图。现在稀h2so4酸化的h2o2溶液中,加入乙醚后液体分层,再加入少量的k2cr2o7溶液并振荡,在乙醚层中出现深蓝色。其主要反应的离子方程式为:cr2o72-+4h2o2+h+= 2cro5+5h2o,下列叙述中正确的是( ) a.cr2o72-被氧化成 cro5 b.该反应属于氧化还原反应 c.反应中h2o2被氧化成h2o d.此反应可用于检验cr2o72-的存在
5.(上海23)实验室为监测空气中汞蒸气的含量;往往悬挂涂有cui的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量,其反应为:4cui+hg→cu2hgi4+2cu
(1)上述反应产物cu2hgi4中,cu元素显 价。
(2)以上反应中的氧化剂为 ,当有1molcui参与反应时,转移电子 mol。
(3)cui可由cu2+与i-直接反应制得,请配平下列反应的离子方程式。
cu2++ i-→ cui+ i3-6.由稀有气体元素xe(氙)形成的一种化合物xeo3 极不稳定,易转化为单质而呈强氧化性。将适量的xeo3 投入30ml0.1mol·l—1 mn2+的水溶液中,刚好完全反应,放出唯一气体是xe单质,其在标准状况下的体积为56ml 。则: (1)有关反应现象是________________________________________ (2)若xeo3 是分子晶体,试写出有关的化学方程式:________________________ (3)若将原溶液稀释至90ml ,则稀释后溶液的ph值为___________ 课后练习1.下列叙述正确的是 ⑴元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得 ⑵ 得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强 ⑶阳离子只能得到电子被还原,只能作氧化剂 ⑷含有最高价元素的化合物不一定具有强的氧化性 ⑸有单质参加的反应一定是氧化还原反应 ⑹银镜反应中醛基具有氧化性 ⑺非金属性弱的单质不能制得非金属性强的单质 ⑻化合物与水的反应,水不可能做氧化剂 a.⑴⑵⑷⑹ b.⑴⑷⑸⑺ c.⑶⑸⑹⑻ d。⑴⑷ 2.化合物a、b、c都只含有两种元素,且a、b均含x元素。已知一定条件下可发生反应:a+b——x+c,x是一种单质,由此可知x元素( ) a、一定是金属元素 b、一定是非金属元素
c、可能是金属元素,也可能是非金属元素 d、无法确定 3.根据下列反应,判断m、n、p、q的还原性由强到弱的顺序是( ) ①ncl2+p=n+pcl2; ②2mcl3+3n=2m+3ncl2;③3qcl2+2m=2mcl3+3q a.m>n>p>q b.p>n>m>q c.q>p>n>m d.n>m>p>q 4.被称为万能还原剂的nabh4溶于水并和水反应:nabh4+2h2o=nabo2+4h2↑。下列说法中,正确的是(nabh4中h元素为-1价)( ) a.nabh4既是氧化剂又是还原剂 b.nabh4是还原剂,h2o是氧化剂 c.硼元素被氧化,氢元素被还原 d.被氧化的元素和被还原的元素质量比为1:1 5.g、w、x、y、z均为含氯化合物,我们不了解它们的化学式,但知道它们在一定条件下具有如下的转化关系(未配平)。①g→w+nacl;②w+h2o→x+h2;③y+naoh→g+w+h2o;④z+naoh→w+x+h2o。这五种化合物中的氯元素的化合价由低到高的顺序是( ) a.w、g、z、y、x b.g、y、w、z、x c.g、y、z、w、x d.z、x、g、y、w
6.(广东5)r、x、y和z是四种元素,其常见化合价均为+2价,且x2+与单质r不反应;x2++z=x+z2+;y+z2+=y2++z。这四种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合
a.r2+>x2+>z2+>y2+ b.x2+>r2+>y2+>z2+
c.y2+>z2+>r2+>x2+ d.z2+>x2+>r2+>y2+7.(试测题7)下列粒子在化学反应中既能显示氧化性又能显示还原性的是a.fe3+ b.br- c.al d.h2o28.工业上从含硒的废料中提取硒的方法之一是用h2so4 与nano3处理废料获得亚硒酸和少量硒酸。加入盐酸共热,使硒酸转化为亚硒酸(h2seo4+2hcl==== h2seo3+ cl2↑+ h2o),再将so2通入亚硒酸的溶液中,得到单质硒,据此分析,下列叙述正确的是a.h2seo4氧化性弱于cl2 b.h2seo3氧化性弱于h2so3c.h2seo3还原性强于so2 d.析出1 molse需h2seo3、so2、h2o各1 mol 9.保险粉是连二亚硫酸钠( )的工业俗名,年产量达30万吨,是最大量生产的无机盐之一。生产保险粉主要用甲酸法,其最主要的步骤上是把甲酸与溶于甲醇和水混合溶剂里的naoh混合,再通入 气体,所发生的化学反应是:hcoona+2 +naoh= + + ,以下有关叙述中错误的是 ( ) a.在此反应中,hcoona是还原剂, 是氧化剂b.保险粉的还原性比hcoona的还原性强c.naoh未被氧化也未被还原d.甲醇虽未参加反应,但有助于保险粉的结晶、分离10.已知:①硫酸比氯酸稳定;②硫酸的酸性弱于高氯酸;③h2s比hcl易被氧化;④hcl比h2s更容易由单质合成;⑤盐酸的酸性比氢硫酸的酸性强。上述事实能够说明硫的非金属性比氯弱的是 a.①②③ b.③④⑤ c.②③④ d.①③⑤ 11.(9分)环境监测测定水中溶解氧的方法是:①量取aml水样迅速加入足量的固定剂mnso4(aq)和碱性ki(aq)(含koh),立即塞好瓶子,并振荡摇匀,使之充分反应。②测定:开塞后迅速加入适量硫酸(提供h+)使之生成i2,再用6mol/l的na2s2o3(aq)滴定,消耗了vml na2s2o3(aq)(以淀粉为指示剂)。有关的化学方程式为:2mn2+ + o2 + 4oh—= 2mno(oh)2 (该反应极快) mno(oh)2 + 2i—+ 4 h+ = mn2+ + i2 + 3h2o i2 + 2s2o32—= 2i—+ s4o62— 试回答:(1)水中溶解氧的量(以g·l-1为单位)为 。(2)滴定时,以淀粉为指示剂,终点时溶液由 色变为 色。(3)滴定管经水洗和蒸馏水洗后,直接加滴定剂na2s2o3(aq),滴定时会导致测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。(4)若打开塞子加硫酸时动作缓慢,测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。12.10分)某类硝酸盐受热分解的产物为不含氮元素的固体物质和no2、o2气体:(1)某种硝酸盐受热分解后,若产生no2和o2的物质的量之比为6︰1,则金属元素的价态在反应过程中___ _____(填“升高”、“降低”、“不变”)(2) 现取mg cu(no3)2无水晶体,强热使其分解,得到no2、o2和ng固体。将气体用水充分吸收后,结果还有气体剩余,同时得到100ml溶液。则:残留固体成分可能是_____________ _______________(用化学式表示);所得溶液的物质的量浓度是__________________(用只含m的代数式表示);(3)(2)中m = 3.76,n = 1.52。试通过计算确定残留固体的成分及其质量13.(1)据报道,意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子作用,制成了新型的氧分子o4 ,它的结构很复杂,可能具有与s4相似的长方形结构,下列有关o4的说法不正确的是 : a.o4与o3、o2都是氧的同素异形体 b.合成o4的反应可看作核聚变反应,即不属于化学变化 c.o4分子内存在极性键 d.o4的能量比普通氧分子高,将来可用作更强力的火箭推进的氧化剂 (2)制备o2—、o22—、o2+的化合物是可能的,它们通常是在氧分子进行下列反应时生成的(如右图)。在这些反应中, 相当于氧分子的氧化, 相当于氧分子的还原。(填序号)(3)写出含有o2—、o22—的各一种物质的化学式: 、 。 14.已知硫酸锰(mnso4)和过硫酸钾(k2s2o8)两种盐溶液在银离子催化下可发生氧化还原反应,生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。(1)请写出并配平上述反应的化学方程式。 (2)此反应的还原剂是 ,它的氧化产物是 。(3)此反应的离子反应方程式可表示为:。(4)若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰,当它跟过量的过硫酸钾反应时,除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外,其他的生成物还有 。 15.(98高考试测题)120℃、101.3kpa条件下,有2lh2o、2lco、1lco2、0.5lo2和1lh2组成的混合气体。将混合气体通过分别放有足量cu粉、c粉和cuo粉的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管都能充分反应,且不论三个反应管以何种顺序排列,问: ⑴尾气是否有可能是单一气体? (填“可能”或“不可能”)。若可能,该气体是 ⑵原气体中是否有几种(或一种),不可能再存在于尾气之中: (填“有”或“没有”。若有,它们(或它)是 。⑶原气体中是否有几种(或一种)肯定存在于尾气中? (填“有”或“没有”。若有,它们(或它)是 。参考答案课堂练习1.c解析:本题考查学生信息处理能力和基础知识的应用能力,充分利用氧化还原反应的知识来解答,同时利用化合价的代数和为零,n(cr3+)= 2.667/(127*2)*2/3 =0.007(mol) n(cl)=4.52/143.5=0.0315(mol) n(cr3+): n(cl)=2:7 2.bc 3.c 4.d 5.(1)+1 (2)cui 0.5 (3)2 5 2 16.产生气泡;溶液显紫红色。6mn2+ +5xeo3 + 9 h2o = 6mno4- +5 xe↑ +18 h+课后练习1.d 2.b 3.b 4.b 5.b 6.a 7.d 8.d 9.b 10.c11.(1) 48v/a g/l (2) 蓝 无 (3) 偏高 (4) 偏高12.(1)升高(2分)(2)cuo、cu2o 或cu2o(2分);10m/92 mol/l(2分)(3)cuo 0.8g cu2o 0.72g(各2分)13.(1)b、c (2)② ;①、③ (3)k o2、 na2 o2点评:此类题的解答关键在于:掌握一些基本的化学概念如:同素异形体、化学变化、核聚变反应、氧化还原反应等等;根据化合价的变化确定被氧化和被还原;能根据学过的na2 o2的性质推出比na更活泼的k有k o2 。15.解答:题时若将放有足量cu粉、c粉和cuo粉的三个反应管排列组合,共有6种情况,逐一分析,固然可以求解,但相当费时费力。如运用发散思维从还原剂cu粉、c粉可将o2、co2、h2o还原成co、h2;氧化剂cuo可将co、h2氧化成co2、h2o等角度来考虑,就能找到一个新角度,发现新的解法:
反应管盛放物质
可吸收气体
能反应产生新气体
灼热cu粉(还原剂)
o2
无
灼热c粉(还原剂)
co2、h2o、o2
co、h2
灼热cuo粉(氧化剂)
co、h2
co2、h2o不难发现cu粉、c粉和cuo粉的三个反应管无论如何排列,o2一定不再存在,尾气之中有co2、h2o或co、h2存在。答案:⑴不可能 ⑵有,o2 ⑶没有
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点:用化合价升降和电子转移的观点分析。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程:
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫。
[板书]二、
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是,进而将初中阶段学习的有关的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是。
[板书]1.的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是。
(2)没有电子转移的反应就是非。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解这一概念,下面就与有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3):有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[练习]分析下列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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是。
(2)复分解反应都不是。
(3)化合反应与分解反应部分是,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是。
[本节总结]
我们对经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业 ]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
教学目标 概览
(一)知识目标
1、复习、巩固氧化还原反应的概念。
2、初步掌握氧化还原反应电子转移的表示方法。
(二)能力目标
1、培养学生运用概念去分析问题和解决问题的能力。
2、培养学生形成规律性认识的能力,进一步发展学生的思维能力。
(三)情感目标
培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。
重点与难点:
用化合价的变化和电子得失的观点认识氧化还原反应;氧化还原反应电子转移的表示方法。
教学方法:设疑、比较、讨论、讲解、练习
教学过程 :
[复习引入] 1.下列反应中,属于氧化还原反应的是( )。
A、CaCO3受热分解放出CO2 B、以MnO2为催化剂,KClO3分解放出O2
C、铁与稀硫酸反应 D、固体NaCl与浓H2SO4反应放出HCl气体
2、从得氧失氧角度认识氧化还原反应上升到从元素化合价角度认识氧化还原反应
[提问]什么叫化合价?化合价的数值是如何确定的?
[过渡]元素化合价的升降与电子得失或偏移有密切的关系,由此可见,氧化还原反应与电子转移有密切的关系。
[板书]3、从电子转移的角度分析
指导同学们看课本图1-8,指导学生认识NaCl的形成过程:
指导学生写出双线桥:
失去2×e-, 化合价升高,被氧化
2Na + Cl2 = 2NaCl
得到2×e-,化合价降低,被还原
[归纳] :氧化剂:Cl2,得到电子的物质;还原剂:Na,失去电子的物质。
化合价升高(降低)的价数=失去(得到)的电子数
同一反应中得到电子总数=失去电子总数
请同学们分析氢气与氯气的反应。
化合价升高,被氧化
H2 + Cl2 = 2HCl
化合价降低,被还原
[结论]对于共价化合物的形成,没有完全得失电子,只是电子的偏移,也是氧化还原反应。
[设问]综合上述两种情况,你能说出氧化还原反应的特征和实质吗?
[板书]4、氧化还原反应的特征:反应前后元素的化合价发生了变化。
氧化还原反应的实质:电子的转移(得失或偏移)
小结:氧化还原反应中,电子转移和化合价升降的关系。
失电子(或电子对偏离)→化合价升高→氧化反应↓
得电子(或电子对偏向)→化合价降低→还原反应
↓ ↓
(本质) (特征)
[板书] 三、氧化还原反应电子转移的表示方法——双线桥法
[讨论] 双线桥表示的意义是什么?
表示化学反应中同一元素的原子或离子得失电子的结果。
[讨论]书写双线桥时应注意哪些问题?
注意:(1)首先标出变价元素的化合价。
(2)用双箭号表示,箭号从反应物指向生成物且起止为同一元素。
(3)在线桥上要注明“失去”或“得到”电子的总数, 且得失电子数目应相等。
[练习] 用“双线桥法”标出下列反应电子转移的方向和数目,并分析哪种元素被氧化?哪种元素被还原?哪种物质是氧化剂?哪种物质是还原剂?
(1)MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl2 + 2H2O + Cl2 ↑
(2)2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
介绍氧化产物和还原产物。
[总结]
氧化剂→得电子→化合价降低→被还原→发生还原反应→具有氧化性→变成还原产物
还原剂→失电子→化合价升高→被氧化→发生氧化反应→具有还原性→变成氧化产物
[布置作业 ] 习题一(1) 习题二(1) 习题三(3)
教学目标 概览
(一)知识目标
1、使学生了解氧化剂和还原剂。
2、初步掌握氧化性、还原性及其强弱的判断
(二)能力目标
培养学生的观察、思维能力及形成规律性的认识能力。
(三)情感目标
对学生进行对立统一和透过现象看本质的辩证唯物主义观点的教育。激发创造意识,培养严谨求实的优良品质。
重点与难点:氧化性、还原性及其强弱的判断
教学方法:设疑、讨论、讲解、练习
教学过程 :
[复习引入]1、氧化还原反应的实质是什么?特征是什么?
2.判断下列反应是否属于氧化还原反应;是氧化还原反应的标出化合价变化,指出氧化剂、还原剂;氧化产物,还原产物。
①PCl3+Cl2=PCl5 ②Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
③3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ④AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
3.用双线桥标出电子得失,指出氧化剂、还原剂;哪种物质被氧化,哪种物质被还原?①2Na+Cl2=2NaCl ②MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O
③Cl2+H2O=HCl+HclO ④2H2S+SO2=3S↓+2H2O
[板书]四、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物(建议稍作拓展)
1、 常见的氧化剂:
(1) 活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2等;
(2) 含高价金属阳离子的化合物:FeCl3、CuCl2等
(3) 含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2等。
2、 常见的还原剂:
(1) 活泼或较活泼的金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn等;
(2) 含低价金属阳离子的化合物:FeCl2等;
(3) 某些非金属单质:C、H2等;
(4) 含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、KI等。
3、 在可变元素的化合价的化合物中,具有中间价态的物质既可作氧化剂,又可作还原剂,如:Cl2、S、SO2、H2SO3等;学习中应注意:氧化剂和还原剂的确定要以实际反应为依据,是相对而言的,同一物质在不同条件下,可以作还原剂,也可以作氧化剂。因此对规律性的知识既不能生搬硬套,也不能死记硬背,灵活掌握知识,以辩证的观点去看待问题、解决问题。
4、 氧化性、还原性及其强弱的判断
(1)依据元素化合价判断
最高价——只有氧化性
最低价——只有还原性
中间价——既有氧化性又有还原性
[练习]具有还原的离子是( )
A、MnO4- B、NO3- C、Br- D、Fe3+
(2)根据金属活泼性判断,
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、At、Au
单质的还原性(失电子能力)减弱
对应的金属阳离子的氧化性(得电子能力)增强
注意:氧化性Cu2+ 〈 Fe3+ 〈 Ag=
[讨论]将少量铁置于Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,先析出什么物质?
(3)根据反应方程式判断
化合价降低,得电子,被还原
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
化合价升高,失电子,被氧化
[结论] 氧化性:氧化剂 > 氧化产物
还原性:还原剂 > 还原产物
[练习]:根据化学方程式判断氧化性和还原性的强弱:
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I2
[讨论] 如何用实验证明氧化性:Ag+ > Cu2+
(4)一般而言,对于同一种元素,价态越高,其氧化性越强;价态越低,其氧化性越弱。(注:同一元素相邻价态之间不发生氧化还原反应)。
(5)氧化还原反应越容易进行,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。
(6)一般溶液的酸性越强或温度越高或浓度越大,则氧化剂的氧化性和还原剂的还原性就越强。
注意:氧化还原性的强弱只与该原子得失电子的难易程度有关,而与得失电子数目的多少无关。得电子能力越强,其氧化性就越强;失电子能力越强,其还原性就越强。
[练习]1、下列变化需加入还原剂的是 ( )
A. HCO3-→CO2 B. MnO4-→Mn2+ C. FeO→Fe3O4 D. H3AlO3→HAlO2
2、已知有如下反应:①2BrO3-+Cl2==Br2+2ClO3-,②ClO3-+5Cl-+6H+==3Cl2+3H2O,
③2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2,④2FeCl2+Cl2==2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是 ( )
A. ClO3->BrO3->Cl2>Fe3+>I2 B. BrO3->Cl2>ClO3->I2>Fe3+
C. BrO3->ClO3->Cl2>Fe3+>I2 D. BrO3->ClO3->Fe3+>Cl2>I2
3、今有下列三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI==2FeCl2+2KCl+I2 ②2FeCl2+Cl2==2FeCl3
③2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
若某溶液中有Fe2+和I-共存,要氧化除去I-而又不影响Fe2+和Cl-,可加入的试剂是 ( )
A. Cl2 B. KMnO4 C. FeCl3 D. HCl
[布置作业 ] 习题三(1) (2)
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点 :用化合价升降和电子转移的观点分析。
化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程 可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程 :
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
[1] [2] 下一页
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教材分析
本节内容可分为三部分:化学反应的类型、氧化剂和还原剂。重点是。
化学反应类型,从复习初中的一些化学反应入手,总结归纳四种基本化学反应类型,提出新的化学反应: ,说明初中所学知识不能对它进行分类,从而转入的教学。
本节教学重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
本节教学难点 :用化合价升降和电子转移的观点分析。
是在日常生活,工农业生产和现代科技中经常遇到的一类重要的化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。
教学建议
第一节
的教学建议采用对比法或列表法,教学过程 可分为以下四部分(供参考,可根据实际情况进行删减)。
一、有关的概念
实质
反应中有电子转移(电子得失或电子偏移)。
原子或离子失电子总数=原子或离子得电子总数
特征
原子或离子化合价升高总数=原子或离子化合价降低总数
反应
(氧化反应、还原反应)
反应物中元素(原子或离子)失电子,发生氧化反应(被氧化)
反应物中元素(原子或离子)得电子,发生还原反应(被还原)
反应物
(还原剂、氧化剂)
此反应物(失电子的原子或离子)是还原剂
此反应物(得电子的原子或离子)是氧化剂
生成物
(氧化产物、还原产物)
还原剂被氧化后的生成物叫氧化产物。
氧化剂被还原后的生成物叫还原产物。
性质
(还原性、氧化性)
失电子的性质是还原性,还原剂具有还原性。
得电子的性质是氧化性,氧化剂具有氧化性
二、常见的氧化剂和还原剂
1.氧化剂
活泼的非金属: 等。
含有较高化合价元素的化合物: 、 、 、浓 、 、 、 、 、 等。
2.还原剂
金属: 等;
某些非金属: 等;
含有较低化合价元素的化合物: 、 、 、 、 、 、 等。
注意:氧化剂和还原剂的确定是以实际反应为依据的,是相对而言的。同一物质处于中间价态的在不同条件,不同反应中,可以作还原剂,也可做氧化剂。
三、中电子转移的表示方法
1.单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系,在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
例如:
2.双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上需标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。例如:
四、四种基本类型反应与的关系
置换反应都是;复分解反应都是非;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应都是
教学设计方案
第一节
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析。
3.使学生了解与相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程 :
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫。
[板书]二、
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是,进而将初中阶段学习的有关的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是。
[板书]1.的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是。
(2)没有电子转移的反应就是非。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解这一概念,下面就与有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3):有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[练习]分析下列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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是。
(2)复分解反应都不是。
(3)化合反应与分解反应部分是,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是。
[本节总结]
我们对经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业 ]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
教学目标
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点 :氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如: (浓)— 氧化产物是 而不是 或 ,还原产物是 而不是 。 氧化产物 的还原产物 。
典型例题
例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5NH4NO3 ====2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
升高3×5
降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===>5NH4NO3 ===2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
N:+1——→+5 升高4×1
2N:(+1—→0)×2 降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答: 5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2 已知 在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程式: 选题目的:加强对“依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化: 。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN- 和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设 计量数为 , 计量数为 ,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 中 为+1价,S为-2价,1个 应当失去 ,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 -和 。生成物继续跟硫作用生成 和 。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 , 跟 反应也完全转化为 。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 ,至少需 和 的物质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含 6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的 中的 值为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和等知识在解题中的应用。
解析:
(1)① ② ③
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从 ,失电子;从 ,得电子。
所以 完全转化为 所失电子数与 转化为 所得电子数相等,即:
amol amol
由 守恒, 完全转化为 需 和 。
(3)原热碱液中含 ,则反应①中消耗 。根据反应①、②、③,有 ,所以 。
启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。
教学设计方案
第一节 氧化还原反应
教学目标
知识目标
1.复习巩固初中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,使学生进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同的使用范围的结论。
2.使学生理解、掌握用化合价升降的观点和电子转移的观点分析氧化还原反应。
3.使学生了解与氧化还原反应相关的概念及表示方法和意义。
能力目标
通过“讨论式”学习方法的训练,培养学生独立思考及分析,解决问题的能力。
情感目标
培养对立统一的辩证唯物主义的观点。
教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应,并能灵活运用。
教学方法:复习旧知—创设情境—探索新知—归纳总结—练习反馈
教学手段:投影
教学过程:
[引言]在漫长的历史长河中,火对于人类的发展与进步起到了极其重要的作用,要探索火的奥秘,就必须研究燃烧。而与之相关的燃烧反应的实质、燃烧过程中的能量变化、燃烧效率及燃烧产物对环境影响等问题与本章的学习有密切的联系。
[板书]第一章 化学反应及其能量变化
[提问]在初中化学中,同学们曾学习过燃烧,什么是燃烧呢?(请一位学生回答)
[讲解]燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应,那么本节课我们将进一步研究。
[板书]第一节 氧化还原反应
[提问]初中阶段,我们曾学习过木炭在氧气中燃烧: ,这个反应属于什么反应类型呢?(由学生回答)
[追问]还有其他答案吗?(由学生回答)
[评述]两位同学的答案不同,但都正确,说明从不同的角度分析化学反应则有不同的分类方法。
[板书]一、化学反应的类型
[讲解]刚才第一位同学的答案为化合反应,这是从反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少的角度划分,也就是所谓的“基本反应类型”。
[板书]1.基本反应类型
[提问]基本反应类型分为几种?请各举一例。
[投影]
反应类型
表达式
举例
化合反应
A+B=AB
分解反应
AB=A+B
置换反应
A+BC=AC+B
复分解反应
AB+CD=AD+CB
[练习]将四种基本反应类型各举几例,并加以总结归纳。
[投影]将几名学生的练习投影并讲评,且加以引导,得出相关结论。
[引导]刚才有关“木炭在氧气中燃烧”另一位同学的答案为氧化反应,他的结论是从反应中的物质是否得到氧或失去氧的角度划分,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
[板书]2.氧化反应和还原反应
[学生活动]请两位同学在黑板上分别写出两个氧化反应和还原反应,其它同学在练习本上完成。
[讲评]评述两位同学在黑板上所做练习存在的问题,并得出以下结论。
[投影]
反应类型
得、失氧的情况
举例
氧化反应
物质得到氧的反应
还原反应
物质失去氧的反应
在 的反应中, 失去氧而变成单质铜的反应
[学生活动]组织学生对课本第8页的“讨论”进行分组讨论,然后选代表进行回答。
[评述]对几位学生的回答加以评述,针对原有的知识进行总结、分析,进而引导学生开阔视野,对新知识进行展望。
[小结]通过上述分析,我们可以得到以下结论:
(1)化学反应的分类方法不同。四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应,如: 。
(2)初中阶段学习的氧化反应和还原反应的分类方法比较片面,不能全面,真实地反映该类反应的本质。
(3)氧化反应和还原反应是同时进行的,不能人为地将其分开。它们既是对立的,又是统一的。
(4)我们以往学习的有关概念和原理往往有其局限性,阶段性,要正确地、客观地看待这些问题,这样才能探求科学知识的真谛。
[引导]下面对 的反应作进一步研究。
[提问](1)对于此反应,谁得到氧,谁失去氧?得到的氧原子与失去的氧原子有什么关系?
(2)反应后哪种元素的化合价升高?哪种元素的化合价降低?升高与降低的化合价有什么关系?
(3)进一步分析,可以得到什么结论?
[投影结论]将几名学生的回答加以总结、归纳、引导学生得到以下结论:
(1)在化学反应中,一种物质与氧结合,必然同时有另一种物质失去氧,所以氧化反应与还原反应同时进行,且失去的氧原子与得到的氧原子个数相等。
(2)得到氧的物质反应后其元素化合价升高,叫做被氧化;失去氧的物质反应后其元素化合价降低,叫做被还原,且升高的化合价数与降低的化合价数相等。
(3)一种物质被氧化,同时另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
[板书]二、氧化还原反应
[练习]分析 的反应类型。
[学生活动]学生分组讨论,然后选代表回答。
[讲解]通过同学的回答,我们发现此反应不属于四种基本反应类型,而且从得、失氧的角度分析也不属于氧化还原反应,但从上述的分析可知:此反应前后元素的化合价发生了改变,故此反应就是氧化还原反应,进而将初中阶段学习的有关氧化还原反应的知识得以拓展,延伸。
[引导阅读]学生阅读课本第9页图1-3,以激发其学习的兴趣,有利于加深对有关概念的理解和记忆。
[投影结论]有元素化合价升降的化学反应是氧化还原反应。
[板书]1.氧化还原反应的特征:元素化合价在反应前后有变化。
[投影练习]判断哪些反应是氧化还原反应,并指出哪些元素的化合价在反应后有所改变。
①
②
③
④
⑤
[设问]有关氧化还原反应的特征,即化合价的改变与什么有关呢?初中化学中曾介绍元素化合价的升降与电子的得失或偏移密切相关。
[板书]2.氧化还原反应的实质:电子的转移(得失或偏移)。
[讲解]1.在 的反应中, 原子失去最外层的1个电子成为 而带正电,化合价由0价升高到+1价,被氧化; 原子得到1个电子成为 而带负电,化合价由0价降低到-1价,被还原。生成的 为离子化合物。
2.在 的反应中,电子转移过程中,H原子未完全失去电子,而 原子未完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于H原子而偏向于 原子,使氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价,被还原。
[学生活动]学生阅读课本第9页图1-4,第10页图1-5和第11页图1-6,从而加深对氧化还原反应本质的理解。
[投影结论](1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。
(2)没有电子转移的反应就是非氧化还原反应。
[讲解]为了帮助同学们准确地理解氧化还原反应这一概念,下面就与氧化还原反应有关的一些概念加以总结、补充、归纳。
[板书](3)氧化还原反应的有关概念
[投影板书](1)氧化反应:物质里所含元素化合价升高的反应或物质中某元素原子失去电子的反应。
(2)还原反应:物质里所含元素化合价降低的反应或物质中某元素原子得到电子的反应。
(3)氧化还原反应:有元素化合价升降的反应或有电子转移(得失或偏移)的反应。
(4)氧化剂:所含元素化合价降低的物质或得到电子的物质。
(5)还原剂:所含元素化合价升高的物质或失去电子的物质。
(6)氧化产物:还原剂被氧化后的产物。
(7)还原产物:氧化剂被还原后的产物。
(8)氧化性:得电子的性质。
(9)还原性:失电子的性质。
[练习]将前边的投影练习再做分析,指出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
[板书]4.氧化还原反应的表示方法
(1)双线桥法
(2)单线桥法(补充)
[讲解](1)双线桥法:此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原的关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子。在线上要标明“失去”或“得到”电子总数,化合价的升降以及该元素“被氧化”或“被还原”。
(2)单线桥法:在氧化剂和还原剂之间表示电子转移关系。在线上标出电子转移总数,箭头指出转移的方向。
[投影]举例说明用不同方法表示氧化还原反应。
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
[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,并指出氧化剂和还原剂,氧化产物和还原产物。
①
②
③
④
[评述]将几名学生的练习投影,纠正其中的错误。
[学生活动]阅读课本第11页讨论题与图1-7,并思考。
[板书]5.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
[学生总结]
[投影板书](1)置换反应都是氧化还原反应。
(2)复分解反应都不是氧化还原反应。
(3)化合反应与分解反应部分是氧化还原反应,其中有单质参加的化合反应与有单质生成的分解反应肯定是氧化还原反应。
[本节总结]
我们对氧化还原反应经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解氧化还原反应的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是氧化还原反应,并能用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目。
[作业]
第12页、二、三、1.2.
三、3题,同学们用图表总结后,我们可利用“学习角”进行交流。
一、教材特点(说教材)
1.教材的地位和作用
在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既对立,又统一,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在,而是统一在氧化还原反应中。化学中的对立统一现象到处可见,通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观有着举足轻重的作用和意义。
2.教学目的要求与编排特点
本节要求学生用化合价变化和电子转移的观点加深对氧化、还原、氧化剂、还原剂等概念的理解并学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应,并能用箭头正确表示电子的转移情况。本节教材从复习初中学过的狭义氧化还原反应入手,即从得失氧角度分析氧化还原反应入手,继而从化合价升降角度(或观点)分析,最后上升到用电子转移(电子得失或电子对偏移)的观点来揭示氧化、还原的实质,从而形成广义的氧化还原反应的概念。这种由狭义到广义,由简单到复杂,由特殊到一般,由宏观到微观的安排具有较强的逻辑性,符合学生由感性认识到理性认识的认识过程。
3.教材的重、难点分析
本节教材所要探索的主题是氧化还原反应的特征与本质。重点及难点是如何引导学生用相关知识从化合价升降和电子转移观点认识氧化、还原、氧化剂、还原剂、氧化还原反应等概念,从而归纳出氧化还原反应的特征与本质;至于难点还有如何引导学生正确认识发生氧化反应的物质是还原剂,发生还原反应的物质是氧化剂,以及如何用双线桥表示电子转移情况。
二、教学方法的总体设计及理论依据
教学方法是为了完成教学任务而采取的手段,它要求符合学科特点,符合教材内容和教学目的,而化学基础理论又具有抽象性和概括性。教材是在学生了解和掌握了从得氧失氧角度分析氧化还原反应后,开始从化合价变化和电子转移的角度分析氧化还原反应,从感性上认识氧化还原反应,然后通过教材分析,使学生的感性认识上升为理性认识。
教学方法的选择应有利于教学任务的完成,实质上就是要突出本节重点,结合本节内容实际。教师首先复习提问:什么叫化合价?为什么单质分子里元素的化合价为零?初中化学里,为什么把氢气跟氧化铜的反应叫做氧化还原反应?然后探索引申,学生分析讨论,深化认识层次,教师归纳总结讲解,最后学生反馈练习,使学生的理解深度和广度能更进一层。
三、说学法
由于采用的是探索引申、分析讨论的教法,不断给学生提出问题、创设情境、激发兴趣、诱导思维、层层推进,所以学生就沿着由易到难,由表及里的认识规律来思考、推理、判断和概括总结的程序进行学习,有利于学生对氧化还原反应概念、特征及其本质的理解与掌握。学生在学习过程中,首先发现一个问题,就是h2还原cuo的这个氧化还原反应,氢、铜元素的化合价均发生了变化。针对此问题,紧接着提出na在cl2中燃烧是不是氧化还原反应的问题,顺势引导学生用化合价升降的观点来分析,得出氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生变化;然后提出元素化合价有升降变化的根本原因是什么的问题。通过分析讨论,学生不难得出氧化还原反应的实质是电子发生转移;而且学生在学习过程中会深刻理解氧化与还原这两个相反的过程总是同时存在于同一个氧化还原反应中的原因是一种物质失去电子,必定同时有另一种物质得到电子。它们是相反的,又是相互依存的。这样,学生靠发挥主观能动性去积极思考分析,揭示了氧化还原反应的本质与特征,另外通过练习掌握了表示电子转移情况的方法,这就突破了重点、难点,其内心自然会产生一种成功的喜悦,对学习产生浓厚的兴趣,有利于增强记忆力,有利于培养学生的逻辑思维,有利于学生形成科学的世界观、掌握科学的学习方法。
四、教学程序及教学环节的确定
依照教学的安排和特点,结合学生的实际水平,在教学中应以让学生掌握有关氧化还原反应的基本概念和常见反应为主,不宜把问题向纵深引申,本节课可安排如下:
1.关于氧化还原反应
(1)复习旧知识阶段。初中学了氧化还原反应的内容和核外电子排布的初步知识、化合价概念、单质及化合物中元素化合价的情况,化合价变化与电子得失的关系。
(2)通过探索引申阶段。分析h2跟cuo的反应,na在cl2里燃烧等例子。
(3)分析讨论阶段。从得氧失氧、化合价升降、电子转移角度一环扣一环地由表及里地分析,逐步提示其实质。
(4)概括总结阶段。得出氧化还原反应概念、氧化还原反应特征、氧化还原反应实质。
(5)知识应用训练、巩固阶段。练习反馈;作业布置;介绍并练习掌握表示电子得失的一种方法 ——双线桥法。
2.关于氧化剂、还原剂及氧化还原反应中各物质间的相互关系
(1)复习旧知识阶段。h2跟cuo的反应中,谁是氧化剂?谁是还原剂?
(2)探索引申阶段。na与cl2及h2与cl2的反应中氧化剂、还原剂各是什么物质?
(3)分析讨论阶段。从得失氧、化合价升降、电子转移角度一环扣一环地由表及里地分析提示实质。
(4)概括总结阶段。形成氧化剂、还原剂概念。
(5)启发回答阶段。为什么说在氧化还原反应中,氧化剂本身被还原、还原剂本身被氧化?为什么说氧化剂和还原剂必定同时存在?氧化剂及还原剂对应的产物各是什么?
(6)师生共同小结阶段。得出关系式:化合价升高——失电子——被氧化(氧化反应)——还原剂——氧化产物;化合价降低——得电子——被还原(还原反应)——氧化剂——还原产物。
(7)知识应用训练、巩固阶段。练习反馈、作业布置。
教学目标
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如: (浓)— 氧化产物是 而不是 或 ,还原产物是 而不是 。 氧化产物 的还原产物 。
第 1 2 页
[教学目标 ]
1.知识目标
(1)掌握配平氧化还原反应方程式常用技巧。
(2)初步了解一些比较特殊的氧化还原方程式配平的方法。
2.情感和价值观目标
(1)通过一般氧化还原反应方程式、特殊的氧化还原反应方程式的配平,理解事物的一般性和特殊性,加深具体情况具体分析的思想观念。
(2)通过一些配平技巧、配平的规律的学习,培养学生创造和发现化学学科的科学美、规律美,从中提高学习化学的兴趣。
[教学重点、难点]
重点:缺项配平问题、氧化还原反应方程式配平的一些技巧。
难点:氧化还原反应方程式配平的技巧,熟练掌握氧化还原反应方程式配平。
[教学过程 ]
[引入]上堂课我们学习了氧化还原反应方程式配平的一般方法,这节课我们要学习一些配平的技巧,学会解决一些比较复杂的氧化还原反应方程式配平问题。
第一类:缺项配平问题
例1:完成并配平下列化学方程式:
□KMnO4+□KNO2+□( )—□MnSO4+□K2SO4+□KNO3+□H2O
解析:参加氧化还原反应的元素为锰和氮两种元素,则有
Mn+7→Mn+2 化合价降5×2
N+3→N+5 化合价升2×5
得:2KMnO4+5KNO2+□( )—2MnSO4+□K2SO4+5KNO3+□H2O
分析上述式子或得,由于生成物中多出了SO42-和H,则反应物( )内为H2SO4,且系数为3,由此推知H2O的系数为3。
所以答案为:2KMnO4+5KNO2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O
[学生练习]
配平下列两个方程式:
(1)□Mn2++□S2O82-+□H2O—□SO42-+□MnO4-+□( )
(2)□Zn+□H++□NO3-—□Zn2++□NH4++□( )
第二类:待定系数法:
对于较复杂的氧化还原反应,在电子转移较难弄清的情况下,可用待定化学计量数法解决配平问题。
例1:P4O + Cl2 — POCl3 + P2Cl5
主要步骤如下:
第一步 将某一反应物化学计量定为1,其他物质的化学计量数分别以a、b、c……等字母表示,待定化学计量数的数目越少越易完成配平。
P4O + aCl2 —(4-2b)POCl3 + b P2Cl5
第二步 根据相等条件列出等式(设待定化学计量数时已用过的条件不能再用)。可得等式:
2a =5b +(4-2b)×3(Cl原子总数相等)
4-2b=1 (O原子总数相等)
第三步 解出方程组。得a = , b= ,原化学方程式可写成:
P4O + Cl2 =POCl3 + P2Cl5
第四步 将方程式中的化学计量数改为最简单的整数比
4P4O +21Cl2 =4POCl3 + 6P2Cl5
[学生练习]
例2:根据反应S2Ox2-+Mn2++H2O → SO42- + MnO4- +H+ 。解答下列问题:
(1)配平上述离子方程式______________________。
(2)该反应中____________元素被还原。
(3)若电子转移仅在两种元素之间发生,已知1mol S2Ox2-共转移2mol电子,则x =______。
解析:该反应中电子转移情况较复杂,宜用待定系数法来配平。配平后的离子方程式为:
5S2Ox2- + (2x-14)Mn2+ + (3x-16)H2O = 10SO42- +(2x-14)MnO4- +(6x-32)H+
从离子方程式看,锰元素化合价从+2升高到+7,所以Mn2+是还原剂。
必定有一种元素的化合价降低,氢、硫两种元素的化合价均不可能降低,只可能是S2Ox2-中的氧元素。根据题中条件,5mol S2Ox2-应转移10mol电子。根据已配平的离子方程式可得:
5(2x-14) =10
解得:x =8
所以答案为:(1)5S2Ox2- + (2x-14)Mn2+ + (3x-16)H2O = 10SO42- +(2x-14)MnO4- +(6x-32)H+
(2)氧。(3)8。
[课堂练习]
1.配平下列反应的化学方程式
(1)KMnO4+HCl—KCl+MnCl2+Cl2+H2O
(2)Cu2S+HNO3—Cu(NO3)2+S+NO+H2O
(3)KMnO4+H2C2O4+H2SO4—CO2+MnSO4+K2SO4+H2O
(4)Fe(OH)3+NaOH+Cl2—Na2FeO4+NaCl+H2O
(5)MnO2+I-+H+—Mn2++I2+H2O
(6)An+Bx- —Bm+Ax-
2.配平下列离子方程式,并回答问题:
(1) Fe (OH)3+ ClO- + OH- — FeO + Cl- + H2O
(2)已知有3.21g氢氧化铁参加反应,共转移了5.42×1022个电子,则n =_________,FeO 中铁的化合价为___________。
(3)根据(1)(2)推测FeO 能与下列哪些物质反应(只填序号)_______。
A.氯气 B.二氧化硫 C.硫化氢 D.氧气
3.将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色),反应的离子方程式为:
□NaBiO3+□Mn2++□H+ □Na++□Bi3++□( )+□( )。
配平上述化学方程式。
4.单质铁溶于一定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下:
aFe+bNO3-+cH+==dFe2++fFe3++gNO↑+hN2O↑+kH2O(系数均为自然数)
(1)c、g、h的关系式是_____________________________。
(2)b、c、d、f的关系式是_____________________________。
(3)d、f、g、h的关系式是_____________________________。
(4)若a=12,铁和硝酸恰好完全反应,则b的取值范围是_____。c的取值范围是____。
参考答案
1.(1)2,16,2,2,5,8
(2)3,16,6,2,4,6
(3)2,5,3,10,2,1,8
(4)2,10,3,2,6,8
(5)2,10,16,2,5,8
(6)mx,mny,ny,mnx。
2.(1)2Fe (OH)3+ (5-n)ClO- +2n OH- =2 FeO + (5-n) Cl- + (n+3)H2O
(2)n=2,FeO 中铁的化合价为+6。(3)BC。
3.5、2、14,5、5、2、MnO4-、7、H2O
4.(1)c=4g+10h。(2)c-b=2d+3f。(3)2d+3f =3g+8h。(4)6<b<12。30<c<48。
教学目标
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
氧化还原反应方程式的配平是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出氧化还原反应方程式的配平原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如: (浓)— 氧化产物是 而不是 或 ,还原产物是 而不是 。 氧化产物 的还原产物 。
典型例题
例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5nh4no3 ==== 2hno3+ 4n2↑+ 9h2o
升高3×5
降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2nh4no3 —— hno3+ 2n2↑+ 9/2h2o ===>5nh4no3 === 2hno3+ 4n2↑+ 9h2o
n:+1——→+5 升高4×1
2n:(+1—→0)×2 降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答: 5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2 已知 在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程式: 选题目的:加强对“氧化还原反应方程式的配平依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化: 。cuscn中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因scn- 和hcn中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设 计量数为 , 计量数为 ,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 中 为+1价,s为-2价,1个 应当失去 ,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 -和 。生成物继续跟硫作用生成 和 。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 , 跟 反应也完全转化为 。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 ,至少需 和 的物质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含 6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的 中的 值为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和氧化还原反应方程式的配平等知识在解题中的应用。
解析:
(1)① ② ③
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从 ,失电子;从 ,得电子。
所以 完全转化为 所失电子数与 转化为 所得电子数相等,即:
amol amol
由 守恒, 完全转化为 需 和 。
(3)原热碱液中含 ,则反应①中消耗 。根据反应①、②、③,有 ,所以 。
启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。
第一章 化学反应及其能量变化
第一节 氧化还原反应
【教学内容、目标】
1、了解化学反应的分类方法,初步认识四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
2、学会用化合价升降和电子转移观点来理解氧化还原反应(能初步运用“对立统一”观点了解有关概念的辩证关系)。
3、初步学会用箭头符号正确表示电子转移方向和数目。
【知识讲解】
本节重点是用化学价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应的概念。
本节难点是用箭头符号表示和分析氧化还原反应。
一、化学反应的分类方法
1、仅从物质类型分为无机化学反应和有机化学反应。
2、既从物质类别又从物质反应前后种数分为四种基本反应类型:化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。
3、按反应中有无电子转移分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
4、按反应中微粒形态分为离子反应和非离子反应(分子之间或分子与原子之间的反应)。
5、按反应中能量变化形式如热量的变化分为吸热反应和放热反应。
氧化还原反应
二、氧化还原反应
1、氧化还原反应的特征和本质
初中化学仅以得氧、失氧的观点初步认识氧化反应和还原反应。但是有许多反应尽管没有氧参与,如钠在氯气中燃烧2Na+Cl2NaCl也属于氧化还原反应;而碳在氧气燃烧生成二氧化碳表面上似乎只有碳得到氧,发生了氧化反应那么什么物质失去了氧呢?谁被还原了呢?“失氧”的观点不能自圆其说;再如氢气还原氧化铜生成铜和水的反应:++其中氧元素的化合价在反应前后保持-2价没有变化,实质上起氧化作用的是+2价铜元素,并不是-2价的氧元素。因此得氧,失氧观点是不全面,不完整,不确切的一种说法。
其实在化学反应前后,凡涉及元素价态变化的反应都属于氧化还原反应。元素化合价的升降是相辅相成的关系,有升必有降,这是判断氧化还原反应的依据和特征。由于元素化合价数值与正负跟该元素的一个原子得失电子数目或形成共用电子对数目及其偏移状况有关,所以氧化还原反应的本质是电子转移。
2、与氧化还原反应有关的“成对”概念及其辩证关系
以下跟氧化还原反应有关的“成对”概念既相互对立又紧密相联缺一不可,都统一于同一反应之中才具有意义。
(1)氧化反应~还原反应
物质失去电子(相应元素化合价升高)的反应就是氧化反应(或称“被氧化”);物质得到电子(相应元素化合价降低)的反应就是还原反应(或称“被还原”)。如:
;
在一化学反应中有物质发生氧化反应,则必然有物质发生还原反应,二者尽管表现不同,但必走同时存在于某一具体反应中。
(2)氧化剂~还原剂
在化学反应中得电子的物质(所含元素化合价降低的物质)称为氧化剂;在化学反应中失去电子的物质(所含元素化合价升高的物质)称为还原剂。在氧化还原反应中电子是从还原剂转移到氧化剂。必须强调的是在氧化还原反应中氧化剂、还原剂均是指反应物,二者必定同时存在,两者既在不同种反应物中,也可以在同一物质中,甚至可以存在于某一单质中。两者既是对立的(争夺电子)又是统一的(共依共存)。
(3)氧化性~还原性
在化学反应中,氧化剂夺电子的性质称为氧化性(或称氧化能力);还原剂失电子的性质称为还原性(或还原能力)。所谓氧化剂的强弱,就是指它的氧化性强弱;所谓还原剂的强弱,就是指它的还原性的强弱。
(4)氧化产物~还原产物
这一对概念只针对生成物而言。还原剂失去电子被氧化后的生成物称为氧化产物;氧化剂得电子被还原后的生成物称为还原产物。氧化产物相对同一反应的氧化剂具有较弱的氧化性;还原产物相对同一反应的还原剂具有较弱的还原性。
上述四对概念之间的关系可归纳如下:
失电子,化合价升高,被氧化(发生氧化反应)
氧化剂 + 还原剂 ====还原产物 + 氧化产物
(氧化性强)(还原性强) (还原性较弱)(氧化性较弱)
得电子,化合升降低,被还原(发生还原反应)
也可概括为六个字“失→高→氧,得→低→还。”
3、常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂有:
(1)活泼的非金属单质如:卤素单质(X2)、O2、S等。
(2)高价金属阳离子如:Fe3+、Cu2+等。
(3)高价或较高价含氧化合物如:MnO2、浓H2SO4、HNO3、酸化KMnO4。
常见的还原剂有:①活泼或较活泼的金属:如K、Na、Z1、Fe等。
②一些非金属单质:如H2、C、Si等。
③较低态的化合物:CO、SO2、H2S等。
一般情形下强氧化剂与强还原剂共存可发生氧化还原反应;而弱氧化剂与弱还原剂则较难发生氧化还原反应。
4、电子转移方向和数目的表示方法:
(1)用双线箭头符号表示(方程式两边同一元素的原子得、失电子的情形
失2×2e
得e 得3e
(2)用单线箭头符号表示(仅在方程式左侧反应物上原子得、失电子的情形)
e
三维目标:
①在复习反应类型,使学生了解化学反应有多种不同分类方法。
知识与技能:
②从得氧、失氧的角度划分氧化反应和还原反应。
③掌握从化合价角度对化学反应进行分类的方法,培养学生归类概括、能力。
过程与方法:
①培养学生科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
②培养学生的思维能力和对概念的理解能力。
情感、态度
对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育,使学生形
与价值观
成勇于创新的习惯、培养创新能力。
教学重点:
判断一个反应是否是氧化还原反应的方法
教学难点:
氧化还原反应的实质
教学方法:
设疑、启发、讨论、讲解
教学准备:
多媒体课件
教学过程:
第三节 氧化还原反应
[引入]最近,在我国航天事业中发生了几件大事大家知道是什么事情吗?
2011年9月29日中国自行研制的天宫一号发射升空。2011年11月1日,中国自行研制的神舟八号飞船发射升空。2011年11月3日,神舟八号飞船与天宫一号 目标飞行器在陕西上空对接成功,为我国建设空间站迈出关键一步,我国也成为继美国和俄罗斯之后第三个掌握对接技术的国家。这是我们中国人的骄傲更是陕西人的骄傲,因为设计、发射的许多关键技术在我们西安完成,测控中心在我们陕西,就连对接都在我们陕西上空进行。当我们看到火箭发射升空的壮观场景时,可能还没有想到,火箭发射离不开氧化还原反应所释放的巨大的能量,那么究竟什么是氧化还原反应呢?
[过渡]在初中化学中我们认识了许多化学反应,它们从反应物和生成物的组成进行分类共有四种基本反应类型,分别是化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。那么,请问同学们Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2属于上述四种基本反应类型中的哪一种?
【结论】不属于基本反应类型中的任何一种,四种基本反应类型的分类方法只是从形式上划分,不能反映化学反应的本质,也不能包括所有的化学反应。 按照反应物和生成物的类别及种类来区分化学反应有局限性还不能解决所有反应的分类问题。
[过渡]从前面知识我们知道,初中化学中对化学反应的认识还不够准确,所以下面我们通过探究来了解一种新的分类方法,认识一类非常重要的反应——氧化还原反应。Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2属于什么类型呢?
【学法指导】
提出问题→进行探究→得出结论
【分析】在进行探究时,一般采取三步走的方法。首先提出问题,然后针对问题进行探究,并发现有关规律,最后进行归纳整理,得出结论。
【探究主题】一、什么是氧化还原反应
[温故而知新]在初中化学中我们曾经学习过氧化反应和还原反应,什么是氧化反应?什么是还原反应?
氧化反应:物质得到氧的反应叫做氧化反应。
还原反应:物质失去氧的反应叫做还原反应。
[探究问题]1、请同学们从得氧和失氧的角度分析以下几个化学反应,讨论并交流它们属于氧化反应还是还原反应?通过分析探究,说明氧化反应和还原反应是否同时发生?
① C+2CuO 2Cu+CO2↑ ② H2+CuO Cu+H2O
③ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
[探究发现]从得失氧的角度分析,在C+2CuO 2Cu+CO2↑反应中,CuO失氧发生了还原反应, C得氧生成CO2发生了氧化反应,所以从整体上看既发生了氧化反应,又发生了还原反应,而且氧化反应和还原反应同时发生。
由于氧化反应和还原反应同时进行的,所以将一个反应称为氧化反应或还原反应就不合适,所以我们通常称这种反应为氧化还原反应。
【探究结论】
氧化还原反应:在反应中某些物质被氧化的同时还有某些物质被还原(即氧化反应和还原反应同时进行)的反应,叫做氧化还原反应。
【特别说明】氧化还原反应是按照新的分类标准对化学反应进行分类的结果,所以必然有些化学反应是氧化还原反应,有些化学反应不是氧化还原反应,我们称为非氧化还原反应。
【质疑】化学反应有很多种,有些化学反应有氧元素参加,还有许多化学反应没有氧元素参加,我们无法从得失氧的角度来判断它们是否属于氧化还原反应。例如:2Na+Cl2 2NaCl、2HI = H2 + I2 、Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu 、Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑。那么如何知道它们是否属于氧化还原反应呢?
【过渡】由此可见,从得失氧角度分析氧化还原反应有一定的局限性,不能反映化学反应的本质。我们发现化学反应中,元素化合价在反应前后通常有变化,所以我们从化合价变化的角度来分析氧化还原反应。究竟什么样的化学反应才是氧化还原反应呢?让我们继续探究。
【探究主题】二、什么样的反应是氧化还原反应?
[探究问题] 2、以碳和氧化铜反应、氢气与氧化铜的反应、一氧化碳、三氧化二铁以及铁与硫酸铜反应为例来分析,氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系?
【探究发现】
引导学生归纳:①氧化还原反应中一定有化合价变化。②元素化合价升高的反应是氧化反应;元素化合价降低的反应是还原反应。
【探究结论】:氧化还原反应的判断方法
①凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应;凡是没有元素化合价升降的化学反应都不是氧化还原反应(即非氧化还原反应)。
②元素化合价升高的是氧化反应;元素化合价降低的是还原反应。
说明:氧化反应不一定得到氧,还原反应不一定失去氧。利用化合价升降,不仅能分析有得氧失氧的化学反应,也能分析无得氧失氧的化学反应。
【过渡】掌握了这个有力武器我们就可以很容易的判断一个化学反应是否氧化还原反应,同时还可以知道哪些物质发生氧化反应,哪些物质发生还原反应。
一、教材分析
“氧化还原反应”是人教版高一化学新教材第二章第三节的内容。对于氧化氧化还原反应,在初中阶段从得氧失氧的角度分析理解;在化学必修1中要求在初中化学的基础上,能用化合价升降和电子转移的观点来初步理解氧化还原反应以及了解常见的氧化剂和还原剂即可;通过后续课程如金属及其化合物及非金属及其化合物的学习,对氧化还原反应有了更多更具体的认识后再要求学生深入理解氧化还原反应的有关知识。本节课既要复习初中的基本类型反应及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。起到了承上启下的作用。氧化还原反应的知识是高中化学的重要理论知识,不仅是本章的教学重点,也是整个高中化学的教学重点。
二、教学目标
1、知识与技能:初步掌握根据化合价的升降和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;理解氧化还原反应的实质。
2、过程与方法:体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入的发展过程,通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里和以辩证的观点来思考问题思。
3、情感态度与价值观:通过氧化和还原这一对典型矛盾,它们既相反又相互依存的关系的认识,深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现,树立用正确的观点和方法学习化学知识。
4、重难点设置:
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
三、教学过程
本节课的教学内容难度大,要使同学们掌握氧化还原反应的本质不是一件那么容易的事情。因此,必须精心设计教法,力求深入浅出,而且还要调动学生的思考积极性,让他们积极参与到教学活动中,成为学习的主体者。所以我采用“问题解决法”教学,通过设计富有驱动性的、环环相扣的问题,让学生思考、讨论、归纳,并辅以多媒体教学手段展示微观过程化抽象为形象化微观为宏观,在问题解决的过程中逐步将学生的思考方向引向深入。
问题的设计由以下几个问题的环环相扣来完成。
问题一:让学生回忆出初中学过的氧化反应、还原反应,并举出一些典型的例子。
同学们根据初中的知识从得氧失氧这一方面来判断氧化反应和还原反应,其回答可能会有很多个反应。此时老师挑选出两个比较典型的反应式来进行分析。如:。但初中学习时氧化反应和还原反应是分别介绍的,所以我接着让学生讨论:
问题二:以为例,氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?
学生通过讨论很容易发现还原反应与氧化反应是并存的,有得氧必有失氧,将一个反应中同时发生的两个过程人为地分割开,是不恰当的,也不能反映该类反应本质。所以我们要不断完善,深化对各种问题的认识,以科学的态度来学习。通过这个问题不仅深化了学生的认识,渗透了辩证唯物主义教育,教师还可趁势引入新课,从得氧失氧角度归纳出氧化还原反应的概念。
以上问题的设置可以说是为引入新课作了坚实的铺垫,学生在这些问题的解决的过程中既复习了初中知识,又将学生思维的兴奋点调动起来,使得新课的学习既源于初中,又高于初中。
问题三:标出上述反应的各元素的化合价,观察化合价有无变化,变化有无规律?
学生通过练习、观察不难发现凡物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,化合价降低的反应是还原反应。此时老师重点强调:凡有元素化合价升降的化学反应定义为氧化还原反应。紧接着让学生分析:
问题四:没有得氧失氧,是否是氧化还原反应?
从分析中学生可以得知尽管没有失氧和得氧的关系,但是发生了化合价的升降,因此也是氧化还原反应。由此可见,用化合价的升降来定义的氧化还原反应大大扩展了其内涵。
氧化还原反应及其有关概念从元素化合价的升降到电子转移的`过渡,是其概念的升华和对其本质的认识过程,也是教和学的关键环节,也是教学的难点。我紧接着设问:
问题五:是什么原因引起了氧化还原反应中元素化合价的升降?也就是氧化还原反应的本质属性是什么?
在这一过程的教学中我会充分利用学生已有知识,弄清化合价的数值和正负跟原子的电子得失之间的内在联系。在此充分利用多媒体的优势,把氯气和金属钠的反应、氯气和氢气的反应制成动画,把氯化钠和氯化氢的形成过程中电子的转移加以形象化。这样化抽象为具体,化微观为宏观,大大降低了学生理解和想象上的难度,也顺利突破了难点。
至此,本节课的教学任务基本已顺利完成,为了及时巩固所学知识,教师可提出问题:在初中所学到的四种基本反应类型中,哪些反应类型是氧化还原反应,哪些不是氧化还原反应。并对同学们得作答做出解释和说明。
四、教学反思
回顾本节课的教学,我通过环环相扣的五个问题把整个课堂串联起来,学生在这些问题的思考、讨论过程中多种感官同时合作,多项信息综合运用,在问题解决的过程中体验知识获得的过程,学习抽象思维、逻辑推理的方法。教师在其中发挥了主导作用,而学生主体性得到了充分的体现,充分贯彻了新课程的“一切为了学生发展”的理念。
各位老师,大家好,我是今天的××号考生,我说课的题目是《氧化还原反应》第1课时的内容。接下来,我将从以下几个方面开始我的说课。
(过渡:首先,先谈谈我对教材的理解。)
一、说教材
该部分内容属于人教版高中化学必修1第二章第三节的内容,在中学化学学习中,贯穿始终,是中学化学教学的重难点之一。本节课内容承接初中所学的氧化反应和还原反应,同时为之后学习金属的冶炼和防护、化学电源、元素以及化合物知识奠定了基础,因此本节课内容在课程上起到了承上启下的作用。由于氧化和还原是一对典型矛盾,虽是相反的,但又是相依存的,是培养学生辩证思维的好题材。
(过渡:教师不仅要对教材进行分析,还要对学生的情况有清晰明了的掌握,这样才能做到因材施教,接下来我将对学情进行分析。)
二、说学情
学生在初中时就已经学过了氧化反应和还原反应,但是只是局限在得氧、失氧的角度来认识,因此在这节课中应该组织引导学生从化合价的角度来重新认识氧化反应和还原反应,逐渐形成正确、恰当地看待概念形成和发展的科学态度。
(过渡:根据新课程标准,教材特点和学生实际,我确定了如下教学目标:)
三、说教学目标
【知识与技能】
1、能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;
2、理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);
3、会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
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。
(过渡: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
(过渡: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
(过渡: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。
接着请学生从原子结构的角度分析HCl的形成过程,在这一过程中氯化氢分子里会形成一对共用电子对,并且共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素被氧化,化合价从0价升高到+1价;氯元素被还原,化合价从0价降低到—1价。发生了共用电子对的偏移,也是发生了氧化还原反应。
分析完了NaCl、HCl的形成过程,我会请学生从电子转移的角度重新认识氧化还原反应,也就认识了氧化还原反应的本质:电子得失或电子对偏移(电子偏移)。
在这一过程中通过对NaCl、HCl形成过程的分析引导学生归纳总结氧化还原反应的本质,深入理解“电子转移”的意义,并向学生渗透从结构入手探究化学反应这一化学学习的重要思想。
之后会让学生利用双线桥法从电子转移的角度来分析铁与硫酸铜的反应,这是通过练习来巩固所学内容。
环节三:巩固提升
在这一环节我会请学生思考教材“学与问”的问题,将氧化还原反应和四种基本反应类型这两种不同化学反应的分类方法有机地联系在一起,起到了巩固、升华的作用。
环节四:小结作业
化学学习不仅要关注学生学习的结果,还要关心学生学习的过程。课程最后,我会请学生回答本堂课的收获有哪些,可以回答学到了哪些知识,也可以回答学习的感受。
最后布置作业:用双线桥法来分析实验室制取氧气的三种方法,达到学以致用的目的。
七、说板书设计
最后说一下我的板书,我的板书具体呈现了氧化还原反应的特征和本质,还通过图示的方式呈现了双线桥法,直观展现了本节课的教学内容,并且我将其提纲挈领地反映在板书里,便于学生抓住要领。
谢谢各位老师,我的说课到此结束!
一、设计理念
高中化学概念理论教学的教学设计应遵循建构主义教学理论,学生才是化学科学意义的主动建构者。基于这样的观点,我在设计中特别重视概念形成与发展的思维过程,即知识建构的动态迁移过程。分析教学内容的知识线索,确定教学的知识脉络;分析学生的已有概念与科学概念间的差异,确定教学过程中学生的认知脉络;分析教材的活动线索和STS线索,结合学生的已有知识和探究能力,确定教学过程的问题线索。在教与学的方式上敢于突破传统教学模式,采用问题引导互动启发式教学,讨论式合作学习、自主建构知识学习。与此同时突破教材局限,挖掘深层教学资源,紧密联系生活实际,紧扣“生活走向化学,化学服务社会”的主题,认识到科学的最高价值在于应用。
二、教材分析
1、地位与作用
本节内容是人教版《化学》必修1第二章第三节的内容。《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,具有承上启下的作用,是中学化学教学的重点和难点之一。
2、教学重点和难点
依据新课标的要求,结合本节内容特点,我对本节课的教学重点难点做如下设定:重点是认识氧化还原反应的特征和本质;难点是从电子转移的微观角度来分析理解氧化还原反应的本质。
3、教学目标
只有目标明确,才不会迷失方向。所以下面让我们一起看一下本节课的目标分析,根据教育部制定的化学教学课程标准我将本节课的教学目标确定为以下几个方面。
(1)知识和技能目标:从化合价升降及电子转移的观点来理解氧化还原反应的本质,并进一步理解四种基本反应与氧化还原反应的关系。
(2)过程与方法目标:学生通过观察分析演示实验,提高观察、分析问题的能力,充分运用对比类推的方法解决问题。
(3)情感态度与价值观目标:进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育,体验化学在生活中的应用,促进社会发展的重要作用。
三、教法分析
本节课不仅要让同学们掌握有关氧化还原反应的特征和本质,更重要的是让学生能应用氧化还原反应的角度分析化学反应,从而达到教是为了不教的目的。
教学方法:问题引导互动启发式
设计意图:充分发挥学生的主体作用以及教师的引导作用,引导学生不断进行设疑、析疑和解疑。
教学程序:采用“生活引入-问题引导-实验迁移-抛锚式建构-强化概念-拓展联系-结合应用”程序教学。
设计意图:以学生自己为主体,以已有经验为起点,把学习过程和认知过程有机地统一起来,化被动接受为主动探索,使学生自主完成知识建构,感受到学习的乐趣。
四、学法指导
1、学情分析:学生在初中阶段从得失氧的角度知道了氧化反应和还原反应,而在这之前学生已经具备了常见元素化合价和原子结构的知识了,基本可以运用原子结构及元素化合价的基本理论分析氧化还原反应过程中电子转移的本质。
2、学习方法指导:
(1)实验揭示本质,化学是一门以实验为基础的学科,利用实验解决问题不仅可以激发学生的学习兴趣,同时能够提高学生的动手动脑能力,使素质教育真正的落实到课堂当中来。
(2)教法引导学法:引导学生从感性认识到理性认识、从特征到本质、从未知到已知。让学生懂得举一反三,真正能够做到知识的迁移。
(3)理论结合应用:培养学生从生活中来到生活中去的能力。在建构知识的过程中,适当的分析生活中氧化还原反应的应用,同时提高学生应用学科知识解决生活问题的能力。
五、教学过程:
新课程倡导的是交流合作、主动探究的理念,这也是我们教师在课堂教学中所要积极探索的一个问题。因此我们在教学过程中不仅要让学生学会而且要会学。也正因为这样我把我这节课分成以下四个过程,即新课的导入、概念的建构、关系的建构和拓展视野四个部分组成。
本着贴近生活的原则,我从食盐及氯化钠的制取方法引入,再从化学方程式入手,问题引导,分析反应前后元素化合价变化,引导思考其变化的本质原因,进而从特征和本质上形成完善的氧化还原反应概念。第三部的建构关系是指建立氧化还原反应与四大基本反应类型之间的联系,最后再联系生活,结合应用,进入视野拓展的环节。
问题引导:上面曾多次提到问题引导的方法,本节课的教学过程中精心设计的具有引导启发性的问题主要有以下七个,这七个问题形成问题串,循序渐进,层层深入。
具体教学过程:
第一部分新课的导入,本节课的导入我采用的是贴近生活的实例引入,问题启发法。联系实际,从学生熟悉的的周边生活出发,激发同学们学习兴趣,引出本节课的关键物质NaCl,再趁热打铁,继续追问实验室制备方法得出钠在氯气中燃烧这个关键反应,并用实验演示的方法验证这个反应。
第二部分是概念的建构,由化学方程式 2Na+Cl2=NaCl入手,从微观角度分析反应实质,再进一步通过NaCl微观形成动画揭示反应过程中发生的微观变化,标出化合价,分析化合价前后变化,从而初步理解氧化还原反应的特征。再通过原子结构基本理论知识启发学生思考化合价发生变化的本质原因是什么,继而通过实验演示揭示氧化还原反应的本质是电子发生转移。到这里,氧化还原反应的特征和本质已经得出,所以接着引导学生根据特征和反应本质给这类反应命名,进一步加深学生对特征巩固和对本质的`理解。
概念形成之后,第三部分就是建立氧化还原反应与四大基本反应类型的联系。让学生在交流讨论的基础上,回忆初中所学四大基本反应类型,完成所列出的例题,用不同标准给所列反应分类。问题的选择也有意设计了一定的障碍,那么在启发学生可以用化合价变化的标准给反应分类之后,我们可以总结出把反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,而且这样的分类更加本质。根据反应的特征引导学生完成能示意其联系的一张脸谱图,概括其内在联系,通过这个设计吸引同学注意,不仅有助于激发学习激情,同时还深刻揭示了其内在的本质联系,而且便于同学理解记忆。
之后进入教学的最后一个环节,那就是氧化还原反应在生活中的应用。引入一组生活中涉及氧化还原反应应用的图片,我们能清楚的观察削皮之后的苹果一段时间会变锈色,绿茶久置也发生颜色变化,钢铁生锈腐蚀。那么这时候我们就要引导学生提出问题,利用氧化还原反应知识,可以解决我们生活中的哪些现实问题。由此分析氧化还原反应在生活中的主要应用:
1、金属防腐,食物防腐,及时解决图片中的问题;
2、实现物质的转化,与课前钠与氯气反应生成氯化钠相呼应;
3、化学能转化为电能,与原电池的实验演示再一次前后呼应;
这一块的设计意图就是要前后呼应,联系生活,提高学生对化学服务于生活,促进社会发展的认识。
化学是一门应用性很强的学科,学生学习化学并不仅仅是学会做题、学会考试,最重要的是我们要让学生能主动建构知识脉络,利用所学知识分析和解决实际问题,这也是教师在化学教学过程当中急需注意和加大比例的内容。以上就是我对这节课整个教学过程的设计,在设计过程中注意知识的贯通和衔接,一气呵成顺理成章。在教学过程中注意学生在微观层面上对反应的分析能力的培养,以及学生知识和能力的迁移。而本节课最突出的教学特点就是问题启发、实验迁移、主动建构、理论联系应用,体现化学的学科特点。
六、板书设计
最后让我们来看一下我这节课的板书设计,通过简单的文字和示意图涵盖了本节课的所有知识内容。简洁清晰、提纲挈领、一目了然。
以上就是我对“氧化还原反应”这节教材内容的认识和教学过程的设计。
七、反思与体会
总之,对课堂的设计,我始终努力贯彻以教师为主导,以学生为主体,以已有知识为基础,以问题启发为主线;体现“宏观—微观—符号”三重表征的思想,彰显学科特征,理论结合实验,化抽象概念为可视过程;充分利用各种教学手段激发学生学习兴趣,有计划培养学生的自学能力、观察和分析能力、思维能力、应用知识解决实际问题的能力和创造能力。
以上就是我本次说课的所有内容,希望各位专家批评指正,谢谢!
一、教材的地位和作用
在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应贯穿于中学化学教材的始终,在是中学化学教学中占有极重要的地位。氧化还原反应是一种常见的化学反应类型,是研究化学反应的一个重要课题。掌握氧化还原反应的知识是学好元素化合物、电化学和元素周期律等知识的重要基础。在中学化学教学大纲中属于c级要求。由于其内容多、涉及面广,思维抽象,它也是中学化学教学的重点和难点所在。氧化还原反应的实际应用也很广泛,可以说我们每个人在工作和生活中都会与氧化还原反应打交道。
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既对立,又统一,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在,而是统一在氧化还原反应中。化学中的对立统一现象到处可见,通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观有着举足轻重的作用和意义。
二、教学目标
1、知识技能目标:复习巩固初中化学四种基本反应类型和有关氧化反应、还原反应的知识,使学生认识化学反应有多种分类方法;学会根据化合价变化分析、判断、理解氧化还原反应,并学会利用“双线桥”分析氧化还原反应。
2、能力方法目标:通过氧化还原反应概念的教学,培养学生准确描述概念、比较辨析概念的能力;通过对问题的讨论培养学生善于思考、勇于发现问题和解决问题的能力;对学生进行对立统一等辩证唯物主义教育,帮助学生树立正确的自然观,为能够辨证、全面的认识自然界和人类社会提供科学的方法。
3、情感态度目标:通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的观点、科学的态度、勇于探索的品质学习化学;通过创设情景,营造宽松和谐的学习气氛,引导学生积极思维,激发学生学习化学的兴趣。
三、教学重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应,用“双线桥”法分析氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点理解、分析氧化还原反应,用“双线桥”法分析氧化还原反应。学会讨论式学习方法。
四、教学方法
学生在一年初中化学的基础上学习氧化还原反应,从知识储备上来讲,他们的化学知识是非常有限的;从能力方面来看,他们认识问题、分析问题的能力也是有限的。从知识结构的角度来看,初中化学相对简单,高一一上来的氧化还原反应对学生来说是有相当难度的。教师在教学过程中应尽量使用通俗易懂的教学语言,丰富多彩的教学手段,从学生已有的知识入手,由浅入深的教学。因此我使用的教学方法主要是:复习引导式、问题讨论式
五、学习方法
学生在教师的引导下应积极思考、主动探究,学习自主学习的方法。
六、教材分析及重点突出、难点突破
本节教材主要讨论氧化还原反应、氧化剂和还原剂两部分内容。分三课时学习:
课时1:化学反应类型和氧化还原反应;
课时2:氧化剂和还原剂,“双线桥”法分析氧化还原反应;
课时3:课堂小结、训练及作业评析。
教材首先复习初中四种基本类型的反应,以及氧化反应、还原反应(得氧、失氧)的概念,这部分知识我打算让学生自己举例复习,用时约5分钟。通过对两个反应(H2+cuo==cu+H2o,fe2o3+3co==2fe+3co2)的讨论,说明初中所学的化学反应的分类知识不够全面,也不完善,从而转入到从化合价升降、电子得失的角度来介绍氧化还原反应。
在第一部分内容中,首先以氢气还原氧化铜的反应为例,从得失氧的角度引出氧化还原反应的概念。接着引导学生通过讨论,分析氧化还原反应与化合价升降之间的关系,并从化合价升降的角度引出氧化还原反应的特点。进而将氧化还原反应扩大到虽然没有得氧失氧,但是有化合价升降的范围。教材在复习初中元素化合价的升降与电子得失或偏移关系的基础上,又进一步讨论了氧化还原反应与电子转移的关系,并从电子转移的角度给氧化还原反应下了一个更为本质的定义。这部分知识的学习,我打算引导学生从钠和氯气的反应方程式分析电子得失,从氢气和氯气反应的方程式分析电子对偏移的情况,从而得出氧化还原反应的本质。同时利用穿插多媒体演示并抓住课本中的漫画帮助学生理解,让学生用自己的理解来扮演氧化还原反应的本质(如慷慨解囊、互不相让来形容电子得失和电子偏移),从而更好的突破难点。从第一部分的最后,还通过讨论,分析四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。(第一课时)
第二部分主要讨论氧化剂和还原剂。教材只从电子转移的角度给氧化剂和还原剂下定义,并简单介绍了中学化学中常见的氧化剂和还原剂。这里,我将引导学生从化合价升降和电子转移的角度分析氧化剂、还原剂的概念,引导学生总结记忆口诀:“失高氧得低还”。引导学生讨论已学过的氧化剂和还原剂,并加以补充。并补充氧化产物和还原产物的内容。
再花相当的`时间进行“双线桥”法分析氧化还原反应的教学,教学过程中特别要注意书写的规范(如箭头的表示,得失电子的数目等)。并进行相应的练习。
本节最后简介了氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中的重要应用,同时也辩证的介绍了氧化还原反应给人类带来的危害和防治方法等。
七、教学程序
第一课时
[复习]:从复习初中四大反应类型与氧化还原反应的关系入手,进入新课。
从得氧失氧角度分析H2+cuo=cu+H2o氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂的定义。
[讨论]:完成课本讨论(投影片打出)
[产生疑问]:从讨论结果中学生自然产生疑问:一氧化碳还原氧化铁究竟属于那种类型的反应?氢气还原氧化铜到底是氧化反应还是还原反应?
[引出课题
]:今天的主要任务:学习氧化还原反应
[讨论]:仍从反应H2+cuo=cu+H2o中化合价升降分析(前后四人一组,分析讨论,由同学展示讨论结果)。
[追问]:若没有氧的得失呢?
得出氧化还原反应的特征
[提问]:化合价升降与电子转移的关系?(讨论、回答)
[分析]:用电子转移的观点分析氧化还原反应的本质。
[讨论]:四种基本类型的反应和氧化还原反应的关系。
第二课时
[复习]:氧化还原反应的特征和本质,并举例说明。
[讨论]:氧化剂和还原剂在化合价升降和电子转移方面的体现,并得出氧化剂、还原剂的定义。
[讨论并小结]:记忆口诀
[举例]:初中所学的氧化剂和还原剂。
[补充]:常见的氧化剂和还原剂。
[阅读]:课本最后两节内容,了解氧化还原反应的应用和危害。
八、板书设计
氧化还原反应
1、概念:从得失氧分析
H2+cuo==cu+H2o
得氧:H2氧化反应化合价升高失电子
失氧:cuo还原反应化合价降低得电子
2、特征:从化合价的变化分析
3、本质:从电子转移分析
4、氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
说教学过程
(一)教材处理
充分利用“思考与交流”栏目,让从得失氧的角度得出原有的氧化还原反应初步概念,再让学生分析3个有得氧、失氧的氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化,明确氧化还原反应与元素化合价变化的关系,再用电子转移的观点来理解氧化还原反应。通过“思考与交流”促进学生发现问题、分析问题和解决问题能力的提升。
(二) 教学环节
本节课是按照概念的学习过程,即概念的建立、概念的理解和掌握、概念的应用这三个环节来完成教学。
1.概念的建立过程
首先,在课堂引入时,教师首先展示一些色彩比较突出的图片,如:精美的食品包装袋中的脱氧剂、维生素C的作用、汽车的尾气处理系统等,使学生在视觉上引起兴趣,再充分利用教材中“思考与交流”栏目的作用,让学生先从得失氧的角度去分析比较熟悉的反应,如CuO与C的反应,从而发现存在元素化合价变化的情况。这样有利于激发了学习兴趣,并很顺利的将概念化的知识引入课堂,使学生在已有概念知识的基础上慢慢过渡到概念的核心上来,学生较容易接受,同时也促进概念的逐步建立。
其次,概念教学的关键是引导学生主动参与学习,并在讨论的基础上对初中所学的概念知识深化和拓宽,重新构建学生已有的概念知识体系。因此,教学过程中,通过一连串精心设计的问题,引导学生在探究中学习、在探究中发现概念的实质。如:从得失氧的角度分析完CuO与C的反应后,产生一系列问题:
[问题1] 在H2O与C、CuO与H2的反应中,也存在得失氧的情况,有没有化合价的变化呢?
[问题2]哪些元素的化合价发生了改变?如何变化?
[问题3]含有变价元素的物质发生了什么反应?
[问题4]Fe与CuSO4的反应中元素的化合价如何变化?分别发生什么反应?
[问题5]Cl2与Na、Cl2与H2的反应中元素的化合价是否变化?
通过[问题1—3],促使学生抓住有元素化合价变化的相似点,切入到氧化还原反应的特征,从而使元素化合价的变化由 “被动接受”变为“初步生成”,通过[问题4、5]三个反应的比较明确氧化还原反应的特征,再佐以设置的相应【练习1】巩固概念的建立,再因势利导的提出[问题6]在氧化还原反应中元素化合价为什么会有变化?从而进一步引导学生从电子转移的角度分析氧化还原反应的实质,促进了较深层次概念的建立。
2.概念的理解和掌握过程
首先,为了更好的帮助学生理解氧化还原反应的更深层次的概念,将信息技术引入课堂,如:从化合价的角度分析金属钠与氯气的反应之后,利用教学多媒体模拟钠原子与氯原子在反应过程中的电子转移情况,把难以想象的微观世界宏观化,通过直观的视觉来帮助学生理解氧化还原反应的本质,从而使教学难点内容顺利突破的同时,更好的帮助学生理解概念。
其次,在学生掌握氧化还原反应的本质是电子转以后,用言简意赅的概括语言,概括中形成“升失氧,降得还”,从而真正从本质上理解和掌握氧化还原反应的概念。
3.概念的应用过程
教学环节最后,设置不同层次的练习题,帮助学生理解氧化还原反应的特征和实质,同时得出四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
五、说学生收获
通过本节课,学生收获的是分类思想、以价态升降和电子转移的观点理解氧化还原反应、会用价态升降和电子转移的观点分析基本的氧化还原方程式;同时,由表及里的思维、分析、讨论、归纳能力和口头表达能力得到提升。学会用辩证唯物主义哲学观点及用发展的'眼光看待问题。
六、说教学反思
【成功之处】
尊重学生已有的知识结构和认知规律,以化合价为线索,分解知识难点,循序渐进,自主建构概念。通过营造问题情境,引导学生自主学习氧化还原反应,然后以氯化钠的形成为例引导学生探究氧化还原反应的本质,为协助学生理顺化合价升变化与电子得失之间的相互关系,充分利用教学资源,合理的使用信息技术将教学内容整合,加强了学生对概念的理解和掌握,也注重学法指导。
【不足之处】
实施教学过程中,教学预想不一定达到满意的教学效果,可能存在的问题归纳起来有如下:
其一、教学环节的衔接不能循序渐进。
预设学生能从“问题—生成—问题”中逐渐认识氧化还原反应的概念,从而抓住氧化还原反应的本质,但是在实际教学过程中,精心设计的问题和预期的生成衔接不顺畅,如:元素化合价为什么会变化?电子转移的数目与化合价变化数目有什么联系?这些问题的提出都会使学生陷入疑惑的困境,从而会影响教学效果。
其二、课堂教学中学生有效参与度不高。
氧化还原反应的基础概念知识本身比较抽象难以理解,学生思考与交流的想象空间受到一定的限制,导致概念的形成受阻。
其三、学生资源没有充分利用。
例如,在分析Fe + CuSO4= FeSO4+Cu反应时,学生仍然用物质得氧失氧角度判断,认为Fe得氧生成FeSO4 和CuSO4失氧生成Cu影响了概念的理解。
其四、对立统一的辩证观点没有很好的渗透。
氧化还原反应理论,是进行辨证唯物主义教育的好题材,教学中应该通过认真引导,但由于只重视概念的形成,忽视了学生的情感教育。
七、板书设计
第二章 第3节 氧化还原反应(第一课时)
一、氧化还原反应
1.基本概念
氧化反应
得到氧
化合价升高
失去电子
(或电子对偏离)
被氧化
还原反应
失去氧
化合价降低
得到电子
(或电子对偏向)
被还原
同时发生
理解片面
反应特征
反应本质
物质变化
小结:升、失、氧,降、得、还
2.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
一、说教材地位与作用
本章教材是新课标(人教版)高中化学的第二章第三节内容,是中学化学的重要理论之一,是整个中学化学的教学重点之一。
在高中阶段学生对氧化还原的认识是一个分阶段、螺旋上升的过程:
水平1:通过本节课的学习,学生认识氧化还原反应的本质和特征,氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等基本概念;能够分析哪些化学反应属于氧化还原反应,指出氧化剂和还原剂,说出哪些物质具有氧化性或还原性,初步了解常见的氧化剂和还原剂;了解化合价与物质氧化性和还原性的关系。
水平2:在Na、Al、Fe、Cl、N、S等元素及其化合物知识的学习中,学会研究物质氧化性或还原性的思路方法,初步体会到物质的氧化性或还原性存在强弱关系,如Cl2与Fe3+的氧化性强弱等;学生初步应用电子转移守恒进行一些氧化还原反应的配平,如浓、稀硝酸与金属铜的反应配平;学生能够书写简单的氧化还原反应的离子方程式。
水平3:在周期表周期律的学习中,学生对物质氧化性和还原性的强弱建立规律性认识,如同周期和同主族元素得失电子能力的比较,并能够从物质结构(原子结构)的角度预测分析物质的氧化性和还原性并对比强弱关系。
水平4:在电化学内容的学习中,学生对氧化还原反应的认识达到电子转移的定量水平,对物质氧化性和还原性强弱的认识有进一步提高。在这里可以让学生掌握氧化还原方程式的配平。
水平5:高三复习,达到应用氧化还原反应解决分析综合实际问题的能力。如综合应用物质的氧化性和还原性强弱,进行定量计算、物质制备、能量转化、实验设计等综合问题,甚至还要跟其他相关的知识联系共同解决问题。
可见本节内容在高中化学学习中有着至关重要的基础作用,通过对本节教材的学习,为以后学习氧化还原反应规律的基础。
二、教学目标
知识与技能
1 能够利用化合价升降,判断反应是否为氧化还原反应。
2 能从化合价变化和电子转移的`角度认识氧化剂、还原剂及被氧化、被还原的概念;
3能列举中学阶段常用的氧化剂和还原剂。
4能够对日常生活中常见的氧化还原反应现象进行解释说明
过程与方法
1通过对日常生活现象的分析,初步认识氧化还原反应广泛存在于生活中;通过知识内容类比,学会判断电子转移和化合价升降的关系。
2通过参与探究活动,领悟氧化还原反应的本质和特征,培养学生善于思考、勇于解决问题的能力。
3通过材料对比方法获取信息,培养学生对信息进行加工的能力。
情感态度价值观
1通过创设问题情景,使学生在主动参与活动的过程中并积极思维,激发学生学习化学的兴趣。
2培养学生严谨的科学态度和合作精神,体验探究过程,体验知识生成的愉悦感。
本节内容的重点
用化合价升降的观点以及电子转移的观点来认识氧化还原反应。
本节内容的难点
1用化合价升高和降低的观点以及电子转移的观点来理解氧化还原反应。
2会用“双线桥”来分析氧化还原反应。
三、学情分析
1学生刚进入高中不久有较高的学习积极性,心理状态活跃,易于调动
2 学生在初中学习的基础上已初步了解原子结构的组成,并能用原子结构示意图表示原子结构及离子结构
3 经过前面的学习学生初步形成了简单的分类思想,经过离子反应的学习对电解质在溶液中的形态理解的比较清楚
四、教学方法及策略
1概念教学通常是老师讲授为主,平铺直叙,课堂教学氛围比较沉闷,学生兴趣不高。为打破这种局面笔者从生活中常见的现象入手,以探究活动为主线,引导学生分析现象产生原因,主动建构氧化还原反应的概念。
2从学生比较熟悉的氯化钠、氯化氢入手,让学生从微粒的角度分析反应前后元素的形态是否发生了改变,引出氧化还原反应中原子状态的变换,从而认清氧化还原反应中化合价变化的原因。
3利用课本插图及动画模拟作为辅助手段,帮助学生理解氧化还原反应中化合价变化的原因,突破难点。
五、教学过程
【创设情境】大家是否注意过一个现象:削了皮的苹果在空气中放置一段时间后,苹果表面变成褐色;但市售的苹果汁不变色,为什么呢?(展示市售苹果汁的成分,提示其中的维生素C起到了防止苹果汁变色的作用)
提示:在空气中苹果中的Fe2+被氧化成Fe3+而使苹果变色,苹果汁中加的Vc将Fe3+还原为Fe2+而防止变色。这里面涉及到我们这节课的重点——氧化还原反应。
【板书设计】§2-3氧化还原反应
【探究活动一】请学生写出可以制取NaCl的化学反应方程式,并分析各反应中的化合价如何变化。
学生有的写出来氢氧化钠与盐酸的反应,有的写出了钠与氯气的反应……
学生完成后,引导学生从化合价变化的角度将这些化学反应分类:有化合价变化的反应和无化合价变化的反应。我们就将有化合价变化的化学反应叫做氧化还原反应。
重点分析钠和氯气反应中化合价的变化。
【探究活动二】请大家阅读课本36页,图2-11,用自己的话描述氯化钠形成过程中微粒的变化,分析形成氯化钠的过程中化合价变化的原因,并归纳化合价与电子得失的关系。
【通过讨论让学生初步感知化合价变化与电子得失的关系,由于钠和氯原子间电子的得失而使两元素分别显示+1、—1】
【活动三】若参加反应的物质中的元素都不容易得失电子化合价变化又是如何产生的?请大家看课本37页第一段,然后观看动画氯化氢形成的过程及电子对的形成和偏移情况。
【小结】氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的物质所含元素化合价降低,被还原,该物质即为氧化剂;失去电子(或电对偏离)的物质所含元素化合价升高,被氧化,该物质为还原剂。
【小结】有电子转移的(得失或者偏移)的反应即为氧化还原反应。电子的转移决定了了化合价的升降。
氧化还原反应的特征:有化合价的变化
氧化还原反应的本质:有电子转移(得失或电子对的偏移)
【活动四,回扣情景】削了皮的苹果在空气中放置颜色变为褐色的过程中发生了什么变化?加入Vc起到了什么作用?
【我们如何用电子转移观点分析氧化还原反应?】
六 板书设计
§2-3 氧化还原反应
一、氧化还原反应
特征:有化合价变化
本质:有电子转移(得失或偏移)
一、说教材
1.本节地位及作用
本节安排在新课标人教版教材必修1第二章,从学科内容方面讲是学生认识化学学科的起始章,是连接义务教育阶段化学与高中化学的纽带和桥梁,对发展学生的科学素养,引导学生有效地进行高中阶段化学学习,具有重要的承前启后作用。氧化还原反应是中学化学的重要理论,是高考的热点,同时对化学反应中能量观点的建立十分重要。因此,本节是高中化学的教学重点之一。
2.教学目标
2.1知识与技能
学会运用化合价和电子转移的观点分析氧化还原反应,加深对氧化还原反应的概念理解。
2.2过程与方法
从狭义的定义入手上升到广义的定义,由简单到复杂揭示氧化还原反应的本质。
以“问题”为主线,培养学生的探究能力;通过设计实验,培养学生的探究精神。
2.3情感、态度与价值观
(1)通过创设问题情境,培养学生积极思维勇于探索的学习品质。
(2)对学生进行对立统一、透过现象看本质等辩证唯物主义教育,帮助学生树立正确的自然观。
2.4教学重、难点
用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
二.说学情
学生知识状况:初中已学习电子得失、化合价等知识以及从得氧失氧角度分析氧化还原反应,但不系统。学生能力情况:学生通过初中一年的化学学习,已具备一定的提出问题、分析问题、解决问题的能力。但学生习惯于被动接受的学习方式,不能主动参与到知识获得的过程中。
三、说教法
课堂上学生的思维往往是从任务或问题的提出开始的,即“不憤不启,不悱不发”。本节课我以“问题教学法”为主导,综合各种教学方法,完成任务。通过设“障”立“疑”,造成学生对所学内容时时有疑难问题可思,有各种矛盾待解决的境地,促使他们参与到教学中,运用所学知识去探求和解决遇到的各种新问题,使学生处于“愤”与“悱”的状态。
四、说学法
建构主义认为“学习是在已有经验基础上的生长,是由同化和顺应构成的平衡过程”。学生从得氧失氧的角度认识氧化还原反应基础上,在老师提出问题的指引下,积极思考,自主探究,从狭义的认识上升到从化合价升降和电子转移的广义角度。
五、说教学过程
[新课导入]投影:切开的苹果表面颜色的变化;铁钉生锈;干电池使小灯泡发光
[问题]知道它们的原理吗?
由情景问题引出新课,引起学生兴趣,激发探究意识。
[复习旧知]
[问题]在c+2cuo=co2+2cu反应中,从得氧失氧角度分析物质发生的反应?
[设问]氧化还原反应中是否一定有氧元素参加呢?
[问题]下面呈现氧化还原反应的正反例证,请同学们归纳总结氧化还原反应的'本质特征?
[投影]
例证1:H2+cuo=cu+H2o(氧化还原反应)
例证2:fe+cuso4==cu+feso4(氧化还原反应)
例证3:2Na+cl22Nacl(氧化还原反应)
例证4:H2+cl22Hcl(氧化还原反应)
例证5:2Hcl+caco3==cacl2+co2+H2o(非氧化还原反应)
例证6:2NaoH+cuso4==cu(oH)2+Na2so4(非氧化还原反应)
通过学生分析归纳,从化合价角度认识氧化还原反应。
[追问]能否从得氧失氧角度分析c+2cuo=co2+cu反应得到启发,归纳化合价的升降与氧化还原反应的关系?
[问题]氧化还原反应中元素化合价为何发生变化?
[实验探究]
实验1:将锌片插入cuso4溶液中
实验2:将锌片和碳棒中间连接一个电流计插入cuso4溶液中
[问题]
1.观察实验现象,并写出反应方程式。
2.实验2中电流产生的原因?为何有源源不断的电子?
2.通过以上实验,你认为氧化还原反应中化合价变化的原因是什么?
学生虽然没学原电池知识,但由现象能认识到本质是相同的,再在初中电流和电子得失知识上,体会到反应中有电子转移,认识氧化还原反应的实质。
[展示]动画展示该氧化还原反应中电子转移。
直观教学,让微观世界形象化。
[过渡]接下来从原子结构微观
角度认识电子转移与氧化还原反应的关系,理解电子转移两种形式——得失和偏移。
以钠与氯气、氢气与氯气反应为例
投影并讲解
教学到此,分三个层次强化学生对氧化还原反应的理解。
[问题]讨论氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
[巩固练习]
从化合价升降和电子转移的角度分析例证1、2、3、4中物质发生的反应
[教学反思]
本节课的教学设计是按概念的学习过程来完成的。设计中运用“问题教学法”和“讨论教学法”的相关理论。通过一连串精心设计的问题,引导学生在探究中学习,在探究中发现。教学的关键是引导学生主动参与学习,并在讨论的基础上对初中所学知识深入和拓宽,重建学生已有知识体系和网络。
教材分析:
氧化—还原反应是日常生活、工农业生产和现代科技中经常遇到的一类重要的化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。在已学的课程中,燃料的燃烧,金属的冶炼等都涉及到氧化—还原反应。通过这一节内容的学习,了解化学反应有多种不同的分类方法,认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类就是从本质上对化学反应进行分类。
三维目标:
知识和技能:
1、理解氧化—还原反应有关概念;
2、理解氧化—还原反应的特征及氧化—还原反应的本质。
过程和方法:通过提出问题、讨论交流、分组合作,揭示氧化—还原反应的本质和特征,培养学生从微观角度准确理解概念的能力。
情感、态度和价值观:
1、通过交流、讨论,加强学生之间的合作学习;
2、了解氧化—还原反应在工农业生产、日常生活中的应用,认识并理解化学这门学科对提高人类生活质量、促进社会发展的重要作用。
教学重点:
氧化—还原反应的本质及特征
教学难点:
氧化—还原反应的本质
教学过程:
(多媒体展示):1.h2燃烧的图象;2.h2还原氧化铜反应图象
(提问):请同学们写出上述反应的化学方程式。
(学生活动):2h2+o2==2h2o
cuo+h2h2o+cu
(提问):根据初中所学知识判断,以上化学反应是否是氧化还原反应?
(学生讨论、回答):有o2参与的反应是氧化—还原反应。以上两个反应都有o2参与,所以它们是氧化—还原反应。
(提问):上述反应中元素化合价是否有变化,请标出化合价发生变化的元素?
(学生活动):元素化合价在反应前后有变化(以h2+cl2=2hcl为例)
(教师讲解):氧化—还原反应中元素化合价发生变化。
氧化剂(o2/cl)——价降低——被还原
还原剂(h2)——价升高——被氧化
(多媒体展示):判断下列反应方程式是否属于氧化—还原反应?
zn+hcl=h2+zncl2
2na+cl2=2nacl
2kclo3=2kcl+3o2
mno2+4hcl(浓)==mncl2+cl2+h2o
cacl2+na2co3=caco3+2nacl
naoh+hcl=nacl+h2o
(学生讨论、交流):如果从反应物变产物时元素化合价是否发生了变化来分类,可以分为两类:一类是化合价有变化的反应,①②③④都属于这一类反应;另一类是元素化合价没有变化的反应,如⑤⑥。
(教师讲解):氧化—还原反应的特征是:参加反应的某些元素的化合价在反应前后发生了变化。
(多媒体展示):2na+cl2==2naclh2+cl2==2hcl
(教师提问):以上两个反应是否属于氧化—还原反应?它们的反应过程是否相同?请同学们写出h、na、cl原子的结构示意图。
(学生活动):根据氧化—还原反应的特征是:参加反应的某些元素的'化合价在反应前后发生了变化。以上两个反应都是氧化—还原反应。h、na、cl原子的结构示意图如下:
由原子的结构示意图可知,钠原子在反应中易失去电子,氯原子易得到电子,氢原子也易得到电子。
(教师提问):展示课本插图,请同学们根据图片内容,理解nacl、hcl形成过程,并揭示氧化—还原反应的实质。
(学生活动):
从原子结构示意图,可以看出na与cl反应过程是电子的得失过程。na原子最外层有1个电子,cl原子最外层有7个电子。当钠与氯反应时,钠原子失去最外层的1个电子,成为带+1价的阳离子;氯得到1个电子,成为带-1价的阴离子。最后,再由阴阳离子结合而成,形成nacl。2na+cl2==2nacl中,na→na+,失电子,价升高,发生氧化反应;cl→cl-,氯原子得到电子,价升高,发生还原反应。
h2与cl2的反应属于非金属与非金属的反应。从它们的原子结构来看,氢原子的最外电子层上有1个电子,可获得2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。由于氢、氯原子获得电子的难易程度相差不大,所以,在反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对。在hcl分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向于氯原子,使氯元素显-1价,氢元素显+1价。在反应中,h2是还原剂,cl2是氧化剂。
(教师总结):由上面的练习,可以得出下列规律:
氧化剂→价降低→得电子→发生还原反应→还原产物
还原剂→价升高→失电子→发生氧化反应→氧化产物
(提问):请同学们思考氧化—还原反应与化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应的关系,并能列举具体的化学反应进行说明。
(各学习小组讨论,分析,书写方程式):
①zn+2hcl==h2+zncl2
②cao+h2o==ca(oh)2
③c+o2==co2
④naoh+hcl==nacl+h2o
⑤kmno4==k2mno4+mno2+o2
⑥caco3=cao+co2
学生分组讨论,教师列表总结:
氧化—还原反应是从电子得失或转移角度(微观世界)对化学反应进行分类。它和四种基本化学反应类型间的关系可以用下面的图示表示:
(课堂小结):这节课我们重点学习了氧化—还原反应的概念,判断氧化—还原反应的特征是元素化合价变化、氧化—还原反应的本质是电子的转移。
(课堂练习)请完成下列练习:
1、下列各组粒子之间,最容易发生氧化—还原反应的一组是()
a、①②b、②③c、①③d、②④
2、下列变化中,一定需加氧化剂才能实现的是()
a、cl2→cl-b、fecl3→fecl2c、c→co2d、kmno4→mno2
3、在下列氧化还原反应中,水既不作氧化剂,又不作还原剂的是
a.cl2+h2o====hcl+hclob.2h2o====2h2↑+o2↑
c.2na+2h2o===2naoh+h2↑d.cao+h2o===ca(oh)2
4、亚硝酸(hno2)参加反应时,既可作氧化剂,也可作还原剂。当它作还原剂时,可能生成的产物是d
a.nh3b.n2c.n2o3d.hno3
(答案:1d2c3a4d)
(课后思考):
在1个化学反应中,能否只发生氧化反应而无还原反应,或只发生还原反应而无氧化反应?
铁门表面常刷有油漆,这样做的目的是什么?
na、al分别与hcl反应时,na→na+,al→al3+,al失去的电子数目比na多,能否说明al的还原性比na的强,为什么?
教学后记
由于学生对原子结构知识认识不深,要求从微观角度认识氧化-还原反应是教学的难点。在课堂教学中,利用教材插图、“思考与交流”栏目、表格、图示等形式,帮助学生理解氧化-还原反应的本质是电子的得失或偏移,从而能形象、深刻地掌握化学基本概念。在课堂教学中,经常地进行学生与学生之间、学生与教师之间的讨论、交流活动,有利于改变学生的学习方式,变“被动学习”为“主动学习”,使学生学会合作学习,学会探究和创新,全面地体现“知识与技能、过程与方法以及情感态度、价值观”三维课程目标,促进学生全面发展。
一、教材分析
“氧化还原反应”是人教版高一化学新教材第二章第三节的内容。对于氧化氧化还原反应,在初中阶段从得氧失氧的角度分析理解;在化学必修1中要求在初中化学的基础上,能用化合价升降和电子转移的观点来初步理解氧化还原反应以及了解常见的氧化剂和还原剂即可;通过后续课程如金属及其化合物及非金属及其化合物的学习,对氧化还原反应有了更多更具体的认识后再要求学生深入理解氧化还原反应的有关知识。本节课既要复习初中的基本类型反应及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。起到了承上启下的作用。氧化还原反应的知识是高中化学的重要理论知识,不仅是本章的教学重点,也是整个高中化学的教学重点。
二、教学目标
1、知识与技能:初步掌握根据化合价的升降和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;理解氧化还原反应的实质。
2、过程与方法:体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入的发展过程,通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里和以辩证的观点来思考问题思。
3、情感态度与价值观:通过氧化和还原这一对典型矛盾,它们既相反又相互依存的关系的认识,深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现,树立用正确的观点和方法学习化学知识。
4、重难点设置:
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
三、教学过程
本节课的教学内容难度大,要使同学们掌握氧化还原反应的本质不是一件那么容易的事情。因此,必须精心设计教法,力求深入浅出,而且还要调动学生的思考积极性,让他们积极参与到教学活动中,成为学习的主体者。所以我采用“问题解决法”教学,通过设计富有驱动性的、环环相扣的问题,让学生思考、讨论、归纳,并辅以多媒体教学手段展示微观过程化抽象为形象化微观为宏观,在问题解决的过程中逐步将学生的思考方向引向深入。
问题的设计由以下几个问题的环环相扣来完成。
问题一:让学生回忆出初中学过的氧化反应、还原反应,并举出一些典型的例子。
同学们根据初中的知识从得氧失氧这一方面来判断氧化反应和还原反应,其回答可能会有很多个反应。此时老师挑选出两个比较典型的反应式来进行分析。如:。但初中学习时氧化反应和还原反应是分别介绍的,所以我接着让学生讨论:
问题二:以为例,氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?
学生通过讨论很容易发现还原反应与氧化反应是并存的',有得氧必有失氧,将一个反应中同时发生的两个过程人为地分割开,是不恰当的,也不能反映该类反应本质。所以我们要不断完善,深化对各种问题的认识,以科学的态度来学习。通过这个问题不仅深化了学生的认识,渗透了辩证唯物主义教育,教师还可趁势引入新课,从得氧失氧角度归纳出氧化还原反应的概念。
以上问题的设置可以说是为引入新课作了坚实的铺垫,学生在这些问题的解决的过程中既复习了初中知识,又将学生思维的兴奋点调动起来,使得新课的学习既源于初中,又高于初中。
问题三:标出上述反应的各元素的化合价,观察化合价有无变化,变化有无规律?
学生通过练习、观察不难发现凡物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,化合价降低的反应是还原反应。此时老师重点强调:凡有元素化合价升降的化学反应定义为氧化还原反应。紧接着让学生分析:
问题四:没有得氧失氧,是否是氧化还原反应?
从分析中学生可以得知尽管没有失氧和得氧的关系,但是发生了化合价的升降,因此也是氧化还原反应。由此可见,用化合价的升降来定义的氧化还原反应大大扩展了其内涵。
氧化还原反应及其有关概念从元素化合价的升降到电子转移的过渡,是其概念的升华和对其本质的认识过程,也是教和学的关键环节,也是教学的难点。我紧接着设问:
问题五:是什么原因引起了氧化还原反应中元素化合价的升降?也就是氧化还原反应的本质属性是什么?
在这一过程的教学中我会充分利用学生已有知识,弄清化合价的数值和正负跟原子的电子得失之间的内在联系。在此充分利用多媒体的优势,把氯气和金属钠的反应、氯气和氢气的反应制成动画,把氯化钠和氯化氢的形成过程中电子的转移加以形象化。这样化抽象为具体,化微观为宏观,大大降低了学生理解和想象上的难度,也顺利突破了难点。
至此,本节课的教学任务基本已顺利完成,为了及时巩固所学知识,教师可提出问题:在初中所学到的四种基本反应类型中,哪些反应类型是氧化还原反应,哪些不是氧化还原反应。并对同学们得作答做出解释和说明。
四、教学反思
回顾本节课的教学,我通过环环相扣的五个问题把整个课堂串联起来,学生在这些问题的思考、讨论过程中多种感官同时合作,多项信息综合运用,在问题解决的过程中体验知识获得的过程,学习抽象思维、逻辑推理的方法。教师在其中发挥了主导作用,而学生主体性得到了充分的体现,充分贯彻了新课程的“一切为了学生发展”的理念。
【教材分析】
▲本节教材包括:化学反应的类型、氧化还原反应、氧化剂与还原剂三部分,主要从化合价的升降、电子的转移讨论氧化还原反应。
▲"氧化还原反应原教材穿插在第一章"卤素"中学习,新旧教材这部分的要求基本一致,但比起原教材来,新教材有三个特色:
1、结构合理:新教材从研究燃烧出发,导入氧化还原,先由复习初中所学的四种基本类型入手,对照Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2类属判断的矛盾导出氧化还原,顺理成章。全节拟成三个相互联系的问题,纲目清晰。
2、表述生动:用拟人漫画形象生动的表述概念,激发兴趣,便于理解。
3、联系实际:列举生产、生活中对人类有益或有害的氧化还原反应。
【教学目标】
知识目标:(1)以价态升降和电子转移的观点理解氧化还原反应,氧化剂、还原剂的概念。
(2)了解初中所学的基本反应类型与氧化还原不同分类的关系。
(3)会用"双线桥"式表示基本的氧化还原方程式。
能力目标:通过判断一个反应是否是氧化还原,谁是氧化剂、还原剂,培养学生的逻辑思维能力。
情感目标:培养学生能用辨证的对立统一的观点分析事物的意识。
【课时分配】
3课时:(1)学习"一、二";(2)学习"三",练习写"双线桥"反应式;(3)课堂小结,课堂训练及作业评析、补偿。
【教学设计】
1、化合价的`升降、电子的转移
教学内容要点
教与学活动建议
一、化学反应类型
初中化学学习了化学反应分类共有:
1、根据反应物与生成物的种数、类别分:
基本类型:化合:A+B=AB
分解:AB=A+B
置换:A+BC=AC+B
复分解:AB+CD=AD+CB
2、根据反应物得失氧分:
氧化:物质得到氧
还原:物质失去氧
3、判断反应属于何类型:
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO
CuO+H2===Cu+H2O
二、氧化还原反应:
1、实验分析:
实例:CuO+H2=Cu+H2O
↓ ↓
从得失氧分析:失氧得氧
↓ ↓
从升降价分析:降价升价
↓ ↓
电子转移分析:得e??失e
↓ ↓
反应结论:还原反应氧化反应
------------
同时发生,称为氧化还原反应
2、概念迁移:
用价态升降和电子转移的观点判断没有得失氧的反应。
(1)电子完全得失:2Na+Cl2===2NaCl
(2)电子对偏移:H2+Cl2===2HCl
得出氧化还原的本质定义:
凡是有电子转移(得失、偏移)的反应。
3、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
三、氧化剂和还原剂
1、实例分析:
CuO + H2=Cu+H2O
↓ ↓
还原反应 氧化反应
↓ ↓
被还原 被氧化
↓ ↓
氧化剂 还原剂
↓ ↓
得电子物质 失电子物质
------------------------
从反应物中找
2、用"双线桥式"表示氧化还原反应
▲联系生活生产实际,了解氧化还原反应对人类社会的利弊。
▲归纳小结:师生共同讨论。
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 判断依据 元素变化 反应物称为 反应物性质
失e—→升价—→被氧化—→还原剂—→还原性
得e—→降价—→被还原—→氧化剂—→氧化性
化学反应及能量变化
教学目标
知识技能:掌握化学反应的实质,理解离子反应及离子方程式的意义;根据化学反应发生的条件对比掌握离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,化学教案-氧化还原。
能力培养:通过观察实验现象学会分析、探究化学反应的实质,培养学生的抽象思维能力。
科学思想:通过观察的化学现象及反应事实,使学生了解研究事物从个别到一般的思想方法,体验研究问题,寻找规律的方法。
科学品质:通过实验操作,培养学生动手参与能力,对反应现象的观察激发学生的兴趣;培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
科学方法:观察、记录实验;对反应事实的处理及科学抽象。
重点、难点 离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法。
教学过程设计
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】复分解反应能够发生的条件是什么?并对应举例说明。
【评价】给予肯定。
【指导实验】全班分为三大组,分别做下面的三组实验,并观察记录:
一、硝酸银溶液分别跟盐酸、氯化钠、氯化钾的反应;
回答:复分解反应是电解质在水溶液中进行的,这类反应必须在生成物中有沉淀、气体、难电离的物质三者之一才能发生。
例:(1)在反应里生成难溶物质。如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
BaCl2+H2SO4=BaSO4↑+2HCl
(2)在反应里生成气态物质,如CO2、H2S、Cl2等。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反应里生成弱电解质,如:水、弱酸、弱碱等。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
分组实验,并记录观察到的'现象。
一、均有白色沉淀生成;
复习复分解反应发生的条件;训练学生实验观察能力,根据提出的问题和实验结果引起学生产生强烈的求知欲望。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
二、盐酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应;
三、硝酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应。
【追问】分别讨论三组实验,参加反应的物质不同,为什么每一组会产生同样的现象?在笔记本上完成其化学方程式。
【讲解】酸、碱、盐都是电解质,在水的作用下能电离(强调离子表示方法)。这些电解质在溶液里发生的反应实质上是离子间反应。
【练习】书写如下电离方程式:HCl、AgNO3、NaCl、KCl、HNO3、Na2CO3、K2CO3。
【板书】一、离子反应
1.离子反应
电解质在溶液里所起的反应属于离子反应。如:复分解反应和在溶液中进行的置换反应等。
【过渡】用什么式子来表示离子反应呢?前面已经通过实验证明AgNO3与NaCl、HCl、KCl均能发生反应,并有白色沉淀生成,请同学分别写出上述实验的化学方程式。
二、均产生无色、无味的气体;
三、均产生无色、无味的气体。
思考并讨论、猜想。
回答:复分解反应均是在溶液中进行的,溶质在溶液中大多数是以离子形式存在的。虽然反应物不同,但都含有某些相同的离子。比如盐酸、氯化钠、氯化钾在溶液中均电离出氯离子,跟AgNO3电离出的Ag+结合,所以均产生白色沉淀氯化银。
练习:
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
AgNO3=Ag++NO3-
NaCl=Na++Cl-
KCl=K++Cl-
完成练习
AgNO3+HCl=
AgCl↓+HNO3
AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
AgNO3+KCl=
AgCl↓+KNO3
复习巩固旧知识,引出新知识,化学教案《化学教案-氧化还原》。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】先把溶液中易电离的物质改写成离子的形式,把难溶的物质仍写成化学式。反应前溶液中大量存在着四种离子(Ag+、NO3-、H+、Cl-)。由于Ag+和Cl-结合成难溶于水的AgCl沉淀,溶液里的Ag+和Cl-迅速减少,反应向右进行。把反应前后没有变化的H+和NO3-即实际没有参加反应的离子的符号删去就写成了“离子方程式”。
【板书】2.离子方程式
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子叫做离
子方程式。
【练习】把上述AgNO3跟NaCl、KCl反应的实验现象用离子方程式表示。
【设问】通过完成AgNO3分别与HCl、NaCl、KCl反应的离子方程式,你们发现了什么?
离子方程式的意义有以下两个方面。
【板书】2.意义
①能揭示反应的实质;
②不仅表示某一个反应,而且表示所有同一类型的离子反应。
【提问】Ag++Cl-=AgCl↓代表的意义是什么?
【讲解】怎样书写离子方程式呢?可分成“写、改、删、查”四步。以石灰石跟稀盐酸反应为例分析。
领悟。
模仿。
板书练习:
甲:AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓
发现反应物虽不同,却都可用同一离子方程式表示。可见离子方程式的意义与化学方程式、电离方程式均不同。
回答:不仅表示AgNO3和HCl溶液间进行的反应,而且表示可溶性的氯化物和可溶性银盐进行的一类反应。
反应的实质是离子间相互交换的过程,探究反应的实质,引出本节的知识点。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【板书】3.书写步骤
(1)写:写出正确的化学方程式(师生同时完成)。
(2)改:把易溶且易电离的物质拆写成离子,凡是难溶、难电离、气体等均写成化学式形式(易溶指易溶于水,凡不溶于水而溶于酸的物质仍写其化学式)。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子;将系数化成最简整数比。
(4)查:检查书写的离子方程式是否符合质量守恒和电荷守恒。①方程式两边各元素原子个数是否相等。②方程式两边电荷数是否相等。
【练习】盐酸跟Na2CO3、K2CO3反应的离子方程式。
CO2↑代表的意义是什么?
【练习】请学生在笔记本上完成
HNO3跟K2CO3、Na2CO3、CaCO3反应的离子方程式,并验证两同学回答是否准确。
CaCO3+2HCl=CaCl2+
H2O+CO2↑
CaCO3+2H++2Cl-=
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3+2H+=
Ca2++H2O+CO2↑
甲:Na2CO3+2HCl=
2NaCl+H2O+CO2↑
=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO2↑
乙:K2CO3+2HCl=
2KCl+H2O+CO2↑
2K++2Cl-+H2O+CO2↑
丙:可溶性碳酸盐跟强酸反应生成二氧化碳和水的一类反应。
分析离子反应如何运用了质量守恒定律;通过对离子方程式的书写规则的练习,要让学生熟练掌握这一重要的化学用语的基本功。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
请写出固体氯化铵与固体氢氧化钙反应的化学方程式。
【设问】有同学将此反应写出离子方
H2O请讨论此写法是否正确?
【评价】对后一组的发言,给予高度的评价。指出,固体物质间的反应,不能写成离子方程式。
【设问】请写出实验室制氯化氢的化
学方程式。此反应能写出离子方程式
吗?
【评价】答案正确。指出学习就要抓住事物的本质。
【投影】课堂练习
一、完成下列离子方程式
1.氢氧化钡跟稀硫酸反应
2.铁跟稀盐酸的反应
二、判断下列离子方程式是否正确?
3.Fe+Fe3+=2Fe2+
4.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
5.实验室制氯气:
写出:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
讨论后回答:
一组代表回答:按上述离子方程式的书写步骤,此式正确。
另一组代表回答:虽然按离子方程式的书写步骤,此式正确,但反应物都是固态,反应物没有发生电离,怎么来的离子方程式?我们认为是错误的。
讨论后回答:
在无水参与的情况下,浓H2SO4以分子形式存在,不发生电离,因此不能写出离子方程式。
完成练习:
=BaSO4↓+2H2O
2.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.不正确,虽然元素原子个数守恒(即遵守了质量守恒)但反应前、后电荷数不等,违反了电荷守恒原则。
4.不正确。不符合反应事实,Fe被非氧化性的酸氧化时生成Fe2+。
培养学生严谨求实,勇于探索的科学态度。及时反馈,进行调控。培养学生综合分析能力。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【总结】离子反应用离子方程式表示;离子方程式不仅能表示一定物质间的反应,而且表示所有同一类型的离子反应;正确的离子方程式可揭示反应的实质。要熟练掌握离子方程式的写法。
5.正确。此题是氧化还原反应,除了要遵循质量守恒、电荷守恒外,同时还应遵守电子守恒。
【随堂检测】
1.H2S通入NaOH溶液中,离子方程式正确的是( )。
(A)H2S+2NaOH=2Na++S2-+2H2O
(B)S2-+2H++2Na++20H-=2H2O+2Na++S2-
(C)H2S+2OH-=2H2O+S2-
(D)2H++2OH-=2H2O
2.下列离子方程式中,正确的是( )。
(A)铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(B)碳酸镁跟稀硫酸反应:
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑
(D)氯化铜与氢氧化钡反应:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
第1题考查的知识点是如何表达反应的离子方程式。
第2题考查学生利用离子方程式的书写规则判断正确结果。
附:随堂检测答案
1.(C) 2.(B)、(D)
化学教案-氧化还原
【教学目的】
1.使学生了解氧化剂和还原剂是性质相反的一对物质。
2.使学生掌握重要氧化剂和还原剂的常见反应。
3.对学生进行矛盾的对立统一等辩证唯物主义观点教育。
【教学重点】
氧化剂、还原剂与元素化合价的关系,重要氧化剂和还原剂的常见反应。
【教学难点】
重要氧化剂和还原剂的常见反应。
【教具准备】
试管、胶头滴管、滤纸。
饱和氯水、饱和NaBr溶液、饱和KI溶液、铁粉、浓硫酸、稀硫酸、溪水、KSCN溶液、浓硝酸。
【教学方法】
复习、归纳法及实验、分析、总结法。
【课时安排】
2课时。
第一课时 重要的氧化剂和还原剂
第二课时 重要氧化剂和还原剂的常见反应
【教学过程】
第一课时
【引言】同学们,你们还记得氧化还原反应、氧化剂和还原剂等有关知识是在什么时候开始学习的吗?通过高一的学习,大家对氧化剂和还原剂的知识已经有了较好基础,今天我们将进一步学习重要的氧化剂和还原剂。
【板书】第一节 重要的氧化剂和还原剂
【提问】氧化还原反应中物质变化的特征是什么?实质是什么?什么物质是氧化剂?什么物质是还原剂?
【投影】(师生共同完成)
【练习】在 3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O的反应中,还原剂是 ,氧化剂是 ,还原产物是 ,氧化产物是 ,4 mol HNO3参加反应,其中被还原的是 mol。用“双线桥”表示该反应。
【过渡】在氧化还原反应方程式里,除了用箭头表明反应前后同一元素原子的电子转移外,还可以用箭头表示不同元素原子的电子转移,即“单线桥”。
【板书】一、电子转移的表示方法
(1)双线桥法:
(2)单线桥法:
【讲述】单线桥表示反应过程中,电子由还原剂转移给氧化剂的情况,从失电子的原子出发,箭头指向得电子的原子,箭头上标出电子转移总数,不需标明“失去”或“得到”字样。
【练习】用单线桥表示下列氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并指出氧化剂和还原剂。
(1)2KClO3 2KCl+3O2
(2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(3)4NH3+6NO=5N2+6H2O
【投影】展示学生上述练习,并进行讲评。
【讨论】物质在反应中是作为氧化剂还是作为还原剂,与元素的化合价有什么关系?
【小结】元素处于最高价态,反应中该物质只能得电子作氧化剂;处于最低价态,只能失电子作还原剂;元素处于中间价态,它的原子随反应条件不同,既能得电子,又能失去电子,因此,物质既能作氧化剂,又能作还原剂。如硫元素。
【投影】
-2 0 +4 +6
S S S S
只能作还原剂 既能作氧化剂又能作还原剂 只能作氧化剂
【过渡】为了更好地了解氧化还原反应规律,根据我们已有知识把常见的重要氧化剂和还原剂进行归纳总结。
【板书】二、重要的氧化剂和还原剂
【投影】(由学生写出化学式)
【练习】1.对于反应NaH+NH3=NaNH2+H2的说法正确的是()。
A.NH3是还原剂
B.H2既是氧化产物又是还原产物
C.电子转移数为2
D.NaH是还原剂
2.高锰酸钾溶液与氢澳酸可发生反应:KmnO4+HBr = Br2+MnBr2+KBr+H2O,其中还原剂是 。若消耗0.1 mol氧化剂,则被氧化的'还原剂的物质的量是 mol。
3.在一定条件下,NO与NH3可发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物 lmol,充分反应后,所得产物中,若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4 g。
(1)写出反应的化学方程式,并标明电子转移的方向和数目。
(2)若以上反应进行完全,试计算原反应混合物中 NO与 NH3的物质的量可能各是多少?
【点评】正确分析化合价的升降情况,确定氧化剂和还原剂,利用得失电子数相等,解有关氧化还原反应的计算题。
【小结】1.氧化剂和还原剂是性质相反的一对物质,在反应户是作氧化剂还是作还原剂主要取决于元素的化合价。
2.氧
氧化还原反应中电子转移的方向和数目的表示。
【思考】重要氧化剂和还原剂的常见反应有哪些?
【作业】教材习题一、二,2;二、三。
【板书设计】
第一节 重要的氧化剂和还原剂
一、电子转移的表示方法
二、重要的氧化剂和还原剂
第二课时
【引言】上节课我们总结了一些重要的氧化剂和还原剂,了解了它们与元素化合价之间的关系。这节课我们将进一步总结这些重要的氧化剂和还原剂的常见反应。
【板书】三、重要氧化剂和还原剂的常见反应
【学生实验】【实验3-l】
【提问】请同学叙述上述实验现象,解释原因并写出反应的方程式。
【投影】2NaBr+Cl2 = 2NaCI+Br2 2KI+Cl2 = 2KCl+I2 2KI+Br2 = 2KBr+I2
【设疑】通过以上反应说明了什么问题?
【讲述】通过卤素单质间的置换反应,说明单质的氧化性不同,按F2、Cl2、Br2、I2顺序逐渐减弱。
【板书】1.对于氧化剂,同主族的非金属原子随原子半径增大,单质的氧化性逐渐减弱。
【设疑】若是金属间的置换反应呢?
【板书】2.对于还原剂,金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序一致。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱
【说明】一般元素的金属性越强,单质的还原性越强,对应形成金属阳离子的氧化性越弱。
【设疑】高价物质具有氧化性,低价物质具有还原性,通过实验如何验证呢?
【演示】【实验3—2】
引导学生对实验过程进行分析,观察实验现象。
【提问】产生上述现象的原因是什么?写出对应的化学方程式。
【投影】Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
6FeSO4+3Br2 = 2Fe2(SO4)3+2FeBr3
2FeSO4+2HNO3(浓)+H2SO4 = Fe2(SO4)3+2NO2+2H2O
Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3
【补充对比实验】FeCl3溶液中滴加KSCN溶液;FeCl3溶液中先加足量Fe粉后,再加KSCN溶液。
【提问】通过上述实验进一步说明了什么问题?(学生回答后归纳)
【板书】3.元素处于高价态的物质具有氧化性。如:CO2、FeCl3、MnO2。
4.元素处于低价态的物质具有还原性。如:CO、FeSO4。
5.具有多种可变价态的金属元素,一般高价态时氧化性强,随着化合价的降低,氧化性减弱,还原性增强。
Fe3+ Fe2+ Fe
氧化性较强 氧化性较弱 无氧化性,还原性较强
【练习】书写下列反应的方程式。
1.C+CO2 2.FeCl3+Fe 3.FeCl2+Cl2 4.MnO2+HCl 5.CO+CuO
【提问】回忆Fe与浓硫酸、稀硫酸反应现象;Cu与浓硫酸反应现象;Cu与浓硝酸、稀硝酸反应现象,写出对应的化学反应方程式,并分析起氧化作用的元素。
+6
【板书】6.浓硫酸是强氧化剂,起氧化作用的是 S,反应后一般生成SO2。
稀硫酸与活泼金属反应放出H2,起氧化作用的是H+。
+5
7.浓硝酸、稀硝酸均是强氧化剂,反应时主要是N得电子,被还原成NO2、NO等。
【说明】氧化性酸和酸的氧化性不同,氧化性酸是指酸根部分的某元素易于得电子的酸,如浓硫酸、硝酸等;而酸的氧化性是指H+得电子形成H2,酸都有氧化性是指H+的氧化性。
【小结】通过以上重要的氧化剂和还原剂的常见反应,可归纳出发生氧化还原反应的一般规律。
【板书】四、发生氧化还原反应的一般规律:
强氧化剂十强还原剂 = 弱还原剂十弱氧化剂
【讲述】在适当的条件下,可用氧化性强的物质制取氧化性弱的物质;也可用还原性强的物质制取还原性弱的物质。如:Cl2 + 2KI = ZKCl+I2
2Al + 3CuCl2
= 2AlCl3 + 3Cu
【讨论】已知在常温时能发生下列反应:
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ + 2Br-
2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
根据上述实验事实,分析Fe3+、Fe2+、Cu2+、br2作为氧化剂时,其氧化能力的强弱顺序。
【板书】根据方程式判断氧化和还原能力的相对强弱:
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
【强调】根据氧化剂和还原剂的相对强弱,我们不但可判断某些氧化还原反应能否发生和反应的难易,而且还能判断反应进行的程度以及氧化产物、还原产物。
【练习】已知I-、Fe2+、SO2、Cl-和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:Cl-<H2O2<Fe2+<I-<SO2,判断下列反应不能发生的是()。
A.2Fe3+ + SO2 + 2H2O = SO42- + 4H+ + 2Fe2+
B.I2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
C.H2O2 + 2H+ + SO42- = SO2↑ + O2↑ + 2H2O
D.2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2
【小结】本节重点要掌握重要氧化剂和还原剂的常见反应,并能分析判断氧化性、还原性的强弱。
【作业】教材习题一、3;四。
【板书设计】
三、重要氧化剂和还原剂的常见反应
1.对于氧化剂,同主族的非金属原子随原子半径增大,单质的氧化性逐渐减弱。
2.对于还原剂,金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序一致。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
还原性逐渐减弱
3.元素处于高价态的物质具有氧化性。如:CO2、FeCl3、MnO2。
4.元素处于低价态的物质具有还原性。如:CO、FeSO4。
5.具有多种可变价态的金属元素,一般高价态时氧化性强,随着化合价的降低,氧化性减弱,还原性增强。
Fe3+ Fe2+ Fe
氧化性较强 氧化性较弱 无氧化性,还原性较强
+6
6.浓硫酸是强氧化剂,起氧化作用的是 S,反应后一般生成SO2。
稀硫酸与活泼金属反应放出H2,起氧化作用的是H+。
+5
7.浓硝酸、稀硝酸均是强氧化剂,反应时主要是N得电子,被还原成NO2、NO等。 四、发生氧化还原反应的一般规律:
强氧化剂十强还原列二弱还原剂十弱氧化剂
根据方程式判断氧化和还原能力的相对强弱:
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
课题:《氧化还原反应》
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力
(三)情感态度与价值观:
理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法
2、氧化还原反应的实质
教学难点:氧化还原反应的实质
教学方法:讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的'特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e- → 该元素化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 该元素化合价降低 → 发生 还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
板书设计:
1、定义
2、特征:有些元素的化合价发生了变化
3、实质:电子转移
4、失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
氧化还原反应中优先原则高一化学教案
氧化还原反应中的优先原则
1.优先氧化原理
一种氧化剂与多种还原剂发生反应时,氧化剂优先氧化还原性最强的还原剂,待其完全被氧化后,多余的氧化剂再依次氧化次强的还原剂。常见的有:
(1)向 溶液中加入溴水,因还原性 先氧化,待 完全被氧化后再氧化。若 少量,只氧化,离子方程式为:;若 过量,全部被氧化,离子方程式为:。
教学目标
知识技能:掌握化学反应的实质,理解离子反应及离子方程式的意义;根据化学反应发生的条件对比掌握离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,化学教案-氧化还原。
能力培养:通过观察实验现象学会分析、探究化学反应的实质,培养学生的抽象思维能力。
科学思想:通过观察的化学现象及反应事实,使学生了解研究事物从个别到一般的思想方法,体验研究问题,寻找规律的方法。
科学品质:通过实验操作,培养学生动手参与能力,对反应现象的观察激发学生的兴趣;培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。
科学方法:观察、记录实验;对反应事实的处理及科学抽象。
重点、难点 离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法。
教学过程设计
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】复分解反应能够发生的条件是什么?并对应举例说明。
【评价】给予肯定。
【指导实验】全班分为三大组,分别做下面的三组实验,并观察记录:
一、硝酸银溶液分别跟盐酸、氯化钠、氯化钾的反应;
回答:复分解反应是电解质在水溶液中进行的,这类反应必须在生成物中有沉淀、气体、难电离的.物质三者之一才能发生。
例:(1)在反应里生成难溶物质。如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
BaCl2+H2SO4=BaSO4↑+2HCl
(2)在反应里生成气态物质,如CO2、H2S、Cl2等。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反应里生成弱电解质,如:水、弱酸、弱碱等。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
分组实验,并记录观察到的现象。
一、均有白色沉淀生成;
复习复分解反应发生的条件;训练学生实验观察能力,根据提出的问题和实验结果引起学生产生强烈的求知欲望。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
二、盐酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应;
三、硝酸跟碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙的反应。
【追问】分别讨论三组实验,参加反应的物质不同,为什么每一组会产生同样的现象?在笔记本上完成其化学方程式。
【讲解】酸、碱、盐都是电解质,在水的作用下能电离(强调离子表示方法)。这些电解质在溶液里发生的反应实质上是离子间反应。
【练习】书写如下电离方程式:HCl、AgNO3、NaCl、KCl、HNO3、Na2CO3、K2CO3。
【板书】一、离子反应
1.离子反应
电解质在溶液里所起的反应属于离子反应。如:复分解反应和在溶液中进行的置换反应等。
【过渡】用什么式子来表示离子反应呢?前面已经通过实验证明AgNO3与NaCl、HCl、KCl均能发生反应,并有白色沉淀生成,请同学分别写出上述实验的化学方程式。
二、均产生无色、无味的气体;
三、均产生无色、无味的气体。
思考并讨论、猜想。
回答:复分解反应均是在溶液中进行的,溶质在溶液中大多数是以离子形式存在的。虽然反应物不同,但都含有某些相同的离子。比如盐酸、氯化钠、氯化钾在溶液中均电离出氯离子,跟AgNO3电离出的Ag+结合,所以均产生白色沉淀氯化银。
练习:
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
AgNO3=Ag++NO3-
NaCl=Na++Cl-
KCl=K++Cl-
完成练习
AgNO3+HCl=
AgCl↓+HNO3
AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
AgNO3+KCl=
AgCl↓+KNO3
复习巩固旧知识,引出新知识,化学教案《化学教案-氧化还原》。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【讲解】先把溶液中易电离的物质改写成离子的形式,把难溶的物质仍写成化学式。反应前溶液中大量存在着四种离子(Ag+、NO3-、H+、Cl-)。由于Ag+和Cl-结合成难溶于水的AgCl沉淀,溶液里的Ag+和Cl-迅速减少,反应向右进行。把反应前后没有变化的H+和NO3-即实际没有参加反应的离子的符号删去就写成了“离子方程式”。
【板书】2.离子方程式
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
1.概念:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子叫做离
子方程式。
【练习】把上述AgNO3跟NaCl、KCl反应的实验现象用离子方程式表示。
【设问】通过完成AgNO3分别与HCl、NaCl、KCl反应的离子方程式,你们发现了什么?
离子方程式的意义有以下两个方面。
【板书】2.意义
①能揭示反应的实质;
②不仅表示某一个反应,而且表示所有同一类型的离子反应。
【提问】Ag++Cl-=AgCl↓代表的意义是什么?
【讲解】怎样书写离子方程式呢?可分成“写、改、删、查”四步。以石灰石跟稀盐酸反应为例分析。
领悟。
模仿。
板书练习:
甲:AgNO3+NaCl=
AgCl↓+NaNO3
Ag++Cl-=AgCl↓
Ag++Cl-=AgCl↓
发现反应物虽不同,却都可用同一离子方程式表示。可见离子方程式的意义与化学方程式、电离方程式均不同。
回答:不仅表示AgNO3和HCl溶液间进行的反应,而且表示可溶性的氯化物和可溶性银盐进行的一类反应。
反应的实质是离子间相互交换的过程,探究反应的实质,引出本节的知识点。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【板书】3.书写步骤
(1)写:写出正确的化学方程式(师生同时完成)。
(2)改:把易溶且易电离的物质拆写成离子,凡是难溶、难电离、气体等均写成化学式形式(易溶指易溶于水,凡不溶于水而溶于酸的物质仍写其化学式)。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子;将系数化成最简整数比。
(4)查:检查书写的离子方程式是否符合质量守恒和电荷守恒。①方程式两边各元素原子个数是否相等。②方程式两边电荷数是否相等。
【练习】盐酸跟Na2CO3、K2CO3反应的离子方程式。
CO2↑代表的意义是什么?
【练习】请学生在笔记本上完成
HNO3跟K2CO3、Na2CO3、CaCO3反应的离子方程式,并验证两同学回答是否准确。
CaCO3+2HCl=CaCl2+
H2O+CO2↑
CaCO3+2H++2Cl-=
Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
CaCO3+2H+=
Ca2++H2O+CO2↑
甲:Na2CO3+2HCl=
2NaCl+H2O+CO2↑
=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO2↑
乙:K2CO3+2HCl=
2KCl+H2O+CO2↑
2K++2Cl-+H2O+CO2↑
丙:可溶性碳酸盐跟强酸反应生成二氧化碳和水的一类反应。
分析离子反应如何运用了质量守恒定律;通过对离子方程式的书写规则的练习,要让学生熟练掌握这一重要的化学用语的基本功。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
请写出固体氯化铵与固体氢氧化钙反应的化学方程式。
【设问】有同学将此反应写出离子方
H2O请讨论此写法是否正确?
【评价】对后一组的发言,给予高度的评价。指出,固体物质间的反应,不能写成离子方程式。
【设问】请写出实验室制氯化氢的化
学方程式。此反应能写出离子方程式
吗?
【评价】答案正确。指出学习就要抓住事物的本质。
【投影】课堂练习
一、完成下列离子方程式
1.氢氧化钡跟稀硫酸反应
2.铁跟稀盐酸的反应
二、判断下列离子方程式是否正确?
3.Fe+Fe3+=2Fe2+
4.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
5.实验室制氯气:
写出:
2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
讨论后回答:
一组代表回答:按上述离子方程式的书写步骤,此式正确。
另一组代表回答:虽然按离子方程式的书写步骤,此式正确,但反应物都是固态,反应物没有发生电离,怎么来的离子方程式?我们认为是错误的。
讨论后回答:
在无水参与的情况下,浓H2SO4以分子形式存在,不发生电离,因此不能写出离子方程式。
完成练习:
=BaSO4↓+2H2O
2.Fe+2H+=Fe2++H2↑
3.不正确,虽然元素原子个数守恒(即遵守了质量守恒)但反应前、后电荷数不等,违反了电荷守恒原则。
4.不正确。不符合反应事实,Fe被非氧化性的酸氧化时生成Fe2+。
培养学生严谨求实,勇于探索的科学态度。及时反馈,进行调控。培养学生综合分析能力。
续表
教师活动
学生活动
设计意图
【总结】离子反应用离子方程式表示;离子方程式不仅能表示一定物质间的反应,而且表示所有同一类型的离子反应;正确的离子方程式可揭示反应的实质。要熟练掌握离子方程式的写法。
5.正确。此题是氧化还原反应,除了要遵循质量守恒、电荷守恒外,同时还应遵守电子守恒。
【随堂检测】
1.H2S通入NaOH溶液中,离子方程式正确的是( )。
(A)H2S+2NaOH=2Na++S2-+2H2O
(B)S2-+2H++2Na++20H-=2H2O+2Na++S2-
(C)H2S+2OH-=2H2O+S2-
(D)2H++2OH-=2H2O
2.下列离子方程式中,正确的是( )。
(A)铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(B)碳酸镁跟稀硫酸反应:
MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑
(D)氯化铜与氢氧化钡反应:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
第1题考查的知识点是如何表达反应的离子方程式。
第2题考查学生利用离子方程式的书写规则判断正确结果。
附:随堂检测答案
1.(C) 2.(B)、(D)
化学教案-氧化还原
教学 目标
知识目标
使学生了解化学反应中的能量变化,理解放热反应和吸热反应;
介绍燃料充分燃烧的条件,培养学生节约能源和保护环境意识;
通过学习和查阅资料,使学生了解我国及世界能源储备和开发;
通过布置研究性课题,进一步认识化学与生产、科学研究及生活的紧密联系。
能力目标
通过对化学反应中的能量变化的学习,培养学生综合运用知识发现问题及解决问题的能力,提高自学能力和创新能力。
情感目标
在人类对能源的需求量越来越大的现在,开发利用新能源具有重要的意义,借此培养学生学会知识的迁移、扩展是很难得的。注意科学开发与保护环境的关系。
教学 建议
教材分析
本节是第一章第三节《化学反应中的能量变化》。可以讲是高中化学理论联系实际的开篇,它起着连接初高中化学的纽带作用。本节 教学 介绍的理论主要用于联系实际,分别从氧化还原反应、离子反应和能量变化等不同反应类型、不同反应过程及实质加以联系和理解,使学生在感性认识中对知识深化和总结,同时提高自身的综合能力。
教法建议
以探究学习为主。 教师 是组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。建议教材安排的两个演示实验改为课上的分组实验,内容不多,准备方便。这样做既能充分体现以学生为主体和调动学生探究学习的积极性,又能培养学生的实际操作技能。 教师 不能用化学课件代替化学实验,学生亲身实验所得实验现象最具说服力。 教学 思路:影像远古人用火引入课题→化学反应中的能量变化→学生实验验证和探讨理论依据→确定吸热反应和放热反应的概念→讨论燃料充分燃烧的条件和保护环境→能源的展望和人类的进步→布置研究学习和自学内容。
教学 设计方案
课题:化学反应中的能量变化
教学 重点:
化学反应中的能量变化,吸热反应和放热反应。
教学 难点:
化学反应中的能量变化的观点的建立。能量的“储存”和“释放”。
教学 过程 :
[引入新课] 影像:《远古人用火》01/07
[过渡]北京猿人遗址中发现用火后的炭层,表明人类使用能源的'历史已非常久远。
[ 板书 ] 化学反应中的能量变化
一、化学反应中的能量变化
[过渡] 化学反应中能量是怎样变化的?
[学生分组实验]请学生注意
①操作方法;
②仔细观察实验现象;
③总结实验结论;
④写出化学方程式。
(1)反应产生大量气泡,同时试管温度升高,说明反应过程中有热量放出。化学反应方程式:2Al+6HCl=2AlCl 3 +3H 2 ↑
(2)混合搅拌后,玻璃片和小烧杯粘在一起,说明该反应吸收了大量的热,使水温降低结成冰。化学反应方程式:Ba(OH) 2 8H 2 O+2NH 4 Cl=BaCl 2 +2NH 3 ↑+10H 2 O
[结论]
放热反应:化学上把有能量放出的化学反应叫做放热反应。
如 CH 4 (g)+2O 2 (g) CO 2 (g)+2H 2 O(l)
吸热反应:化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
如 C(s)+H 2 O(g) CO(g)+H 2 (g)
[讨论] 现代人怎样利用化学反应?
结论:现代人利用化学反应主要是
①利用化学反应中释放出的能量;
②利用化学反应制取或合成新物质。
[ 板书 ]二、燃料燃烧的条件和环境保护
[学生分组讨论]
(1)燃料充分燃烧条件?
(2)大量使用化石燃料的缺点?
[结论]
(1)使燃料充分燃烧需要考虑两点:
①燃烧时要有足够多的空气;
②燃料与空气要有足够大的接触面。
空气不足:
①浪费资源;
②产生大量一氧化碳污染空气,危害人体健康。
空气过量:过量空气会带走部分热量,浪费能源。
增大接触面:改变燃料的状态。如固体燃料粉碎、将液体燃料以雾状喷出、固体燃料液化等。
(2)大量使用化石燃料:
①能引起温室效应;
②会造成化石燃料蕴藏量的枯竭;
③煤燃烧排放二氧化硫,导致酸雨;
④煤燃烧会产生大量的烟尘。
[ 板书 ]三、现代能源结构和新能源展望
[讨论] 现代人怎样利用化学反应中释放出的能量?
结论:人类所需要能量,绝大部分是通过化学反应产生。主要是煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品燃烧所产生的。
[讲述]现代能源结构。
1999年我国化石燃料和水电能源的消耗结构:
能源
煤
石油
天然气
水电
比例
76.2%
16.6%
2.1%
5.1%
[讲述]我国化石燃料与世界主要国家或地区对比。
石油储量/1×10 10 t
天然气储量/1×10 10 m 3
煤炭/1×10 10 t
北美
5.6
8.4
262.9
西欧
3.4
6.1
99.3
日本
0
0
1.0
前苏联
8.3
42.5
241.0
中东
54
24.2
0
中国
2.4
0.8
99.0
[讨论]我国能源结构的缺点和新能源展望(环保、防止能源危机)。学生发表自己的想法。
[结论]得出以下结构。
[阅读]能源与人类进步。
请学生阅读教材22——23页。
[本节课的总结和评价]——根据实际完成的情况和 教学 效果而定。
[尾声]《太阳能》05 / 34
教学 手段:
设计思想: 教师 应从课堂的知识传输者和灌输者,变为组织者、学习上的服务者、探究学习的引导者和问题的提出者。
板书 设计:
课题:《氧化还原反应》
教学目标:
(一)知识与技能:
1.知道氧化还原反应、氧化反应和还原反应的概念。
2.能根据反应中的元素化合价是否升降来判断氧化还原反应和非氧化还原反应。
3.能用电子转移的观点判断、分析氧化还原反应,并能举例说明化学反应中元素化合价升降与电子转移的关系。
(二)过程与方法:
1、复习巩固初中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,进一步了解化学反应的多种分类方法。
2、培养学生思考及分析,解决问题的能力
(三)情感态度与价值观:
理解氧化与还原的相互依存和对立统一的辩证关系
教学重点:
1、氧化还原反应的判断方法
2、氧化还原反应的实质
教学难点:氧化还原反应的实质
教学方法:讨论、引导、归纳、练习、多媒体教学法
教学过程:
(一)引入新课
(师)今天,我们要学习一类非常重要的化学反应——氧化还原反应
(二)讲授新课
(投影)本节课教学任务
1、什么是氧化还原反应?2、氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P48交流研讨
(师)引导学生分析元素的化合价并引出化学反应的.又一种分类方法并得出氧化还原反应的定义。
(生)思考氧化还原反应的特征是什么?
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的特征是——有些元素的化合价发生了变化。
(生)完成投影练习,思考总结氧化还原反应与四种基本反应的关系(师)讲评习题并引导学生再判断以上反应属于四种基本反应的哪一种,并得出氧化还原反应与四种基本反应的关系。
(生)完成练习册P22例1、P23(变式)
(师)氧化还原反应的实质是什么?
(生)完成课本P49观察思考及实验
(师)引导学生分析得出氧化还原反应的实质是——有电子转移
(生)讨论氧化还原反应中电子转移与化合价升降的关系
(师)小结:某种元素的一个原子或离子
失e- → 该元素化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 该元素化合价降低 → 发生 还原反应
(投影)有关氧化还原反应的应用的图片
(生)完成投影练习
(师)评析练习
(生)谈谈本节课的收获
(师)布置作业
板书设计:
1、定义
2、特征:有些元素的化合价发生了变化
3、实质:电子转移
4、失e- → 化合价升高 → 发生氧化反应
得e- → 化合价降低 → 发生 还原反应
(2)向 溶液中同时加入铁粉和铜粉,因还原性 先氧化Fe。
(3)向含有 的混合液中通入,因还原性大小顺序为,先氧化。
例1.(2018年全国高考化学试题)制印刷电路时常用氯化铁溶液作为腐蚀液,发生的反应为:。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是()
A.烧杯中有铜无铁
B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有
D.烧杯中铁、铜都无
解析:因还原性 先氧化Fe,只有Fe反应完后,剩余 才能再氧化Cu,先后发生反应的离子方程式为:。的量不足时可能有铜无铁或铁、铜都有,足量时无铁无铜,有铁无铜是不可能出现的。答案为B项。
例2.(2018年江苏高考大综合试题)在100mL含等物质的量的HBr和 的溶液里通入0.01molCl2,有一半 变为(已知 能氧化)。原溶液中 和 的浓度都等于()。
A.0.0075 B.0.008 C.0.075 D.0.08
解析: 能氧化,可知还原性 先氧化,再氧化。先后发生反应的离子方程式为:。设原溶液中HBr和 的浓度都为c,结合方程式有:。答案为D项。
例3.(2018年上海高考化学试题)向 混合液中,通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧,得到固体剩余物质的组成可能是()
A.B.C.D.解析:因还原性,先氧化,若 有剩余,再氧化。观察选项可发现 全被氧化成,只需考虑 反应情况。由于通入的 是一定量的,当 足量时,与三者都反应,剩余物质组成为选项A;当 不足量时,Cl2与 反应生成,剩余物质组成为选项B。不可能出现D选项情况。答案为A、B项。
2.优先还原原理
一种还原剂与多种氧化剂发生反应时,还原剂优先还原氧化性最强的氧化剂,待其完全被还原后,多余的还原剂再依次还原次强的氧化剂。常见的有:
(1)向含有 的混合液中加入铁粉,因氧化性,先还原。(2)镁条在O2、N2或CO2、O2混合气中燃烧,因氧化性,Mg先还原O2。
(3)铁粉与稀硝酸反应,因氧化性,若铁粉足量,先发生反应:,后发生的反应:。
例4.(2000年全国高考理综试题)在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉,待反应结束,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是()
A.B.C.D.解析:剩余固体能被磁铁吸引,说明反应后有 剩余,结合氧化性,可知 与Fe均反应完,反应后溶液中存在较多的阳离子是。答案为C项。
例5.(2018年上海高考化学试题)在含有 的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是()
A.Mg B.Cu C.Ag D.H2
解析:因氧化性,Zn先还原,首先置换出的是Ag。答案为C项。3.综合应用
例6.(2018年维坊模拟题)向 溶液中不断通入,溶液中、等粒子的物质的量随(即 与 的物质的量之比)的变化可用下图简单表示。
分析图中信息,完成下列各题:
(1)的还原性由弱到强的顺序是_____________;
(2)当_____________时,(填写 的取值范围),发生反应的离子方程式是;
(3)用一个离子方程式表示 时的反应_____________;
(4)当 时,溶液中 _____________。
解析:(1)根据图象可知,时,全部氧化为;时,全部氧化为;时,I2全部氧化为。因此 的还原性由弱到强的顺序是。
(2)由(1)的分析可知,当发生反应的离子方程式为 时。
(3)当 时,即,此时 部分氧化为。根据电子得失守恒,该反应的离子方程式为:。
(4)时,被氧化为I2和,设,则 根据电子得失守恒,解得 因此
【总结】2018年已经到来,高中的同学也即将进入一系列的寒假春节,小编在此特意收集了寒假有关的文章供读者阅读。
1.在复习化合价的基础上,使学生用化合价变化和电子转移的观点认识、理解氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2.学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应。
3.掌握用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学重点】
1.氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念及其判断。
2.用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
【教学难点】电子转移方向和数目的表示法
【教学方法】启发讨论
【教学设计】
[复习引入]1.常见元素的化合价
2.写出钠、氯原子的结构示意图,分析其得失电子的情况,推出钠、氯元素在化合物中的化合价
〖学生活动〗学生交流讨论,得出如下结果:
元素化合价升高→失去电子
元素化合价降低→得到电子
[问题情境]标出2KBr+Cl2=Br2+2KCl反应中各元素的化合价,并分析哪种元素失电子,哪种元素得电子,电子从哪种元素转移到哪种元素?
〖学生活动〗学生探索、讨论、交流,从而得出氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念。
〖教师活动〗在氯气与溴化钾的.反应中,溴离子失去1个电子形成溴原子,溴原子结合
成溴分子,溴元素的化合价由-1升高到0;同时氯气分子中的氯原子得到溴离子给出的1个电子形成氯离子,氯元素的化合价由0降低到-1。
在反应过程中,溴离子与氯原子之间发生了电子转移,导致了溴元素与氯元素的化合价发生改变。
[强调提醒]
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氧化还原反应是中学化学学习的一条主线.人教版高中化学教材将氧化还原反应的教学安排在第二章第三节, 内容从初中化学中的得氧、失氧的角度提升为得失电子的高度.教学内容包括氧化还原反应的概念、氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质.
一、氧化还原反应的概念
1.有关概念及其相互联系
2.氧化还原反应的本质及特征
(1) 本质:电子转移 (微观) .特征:反应前后化合价升降 (宏观) .
(2) 氧化还原反应的判断
凡是有化合价升降的化学反应就是氧化还原反应.元素化合价均不变化的化学反应就不是氧化还原反应.
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是氧化还原反应;化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应, 有单质参加的化合, 有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应.
4.重要的氧化剂、还原剂
(1) 常见的氧化剂:指能得到电子的物质 (化合价能降低的物质) .如①非金属单质:Cl2、O2、Br2….②含有高价态元素的化合物, 如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、KMnO4 (H+) 、KClO3等.③某些高价态的金属性较弱的离子如Fe3+、Ag+、Cu2+…….
(2) 常见的还原剂:指能失去电子的物质 (化合价能升高的物质) .如①活泼金属“如K、Ca、Na、Mg….②非金属离子及低价态化合物如S2-、H2S、SO2….③低价态阳离子如Fe2+、Cu+等.④非金属单质及其氧化物、氢化物如:C、H2、CO、NH4
5.氧化剂、还原剂强弱的判断
氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易, 不取决于得失电子的多少,
氧化剂:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原剂:还原剂的还原性>还原产物的还原性.
6.氧化还原反应的有关规律
(1) 电子守恒规律:任何氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂得失电子总数必然相等, 表现为被氧化和被还原的元素的化合价升降必然相等.
(2) 反应先后规律:一般说来, 在浓度相差不大的溶液中, 同时含有几种还原剂 (或氧化剂) 时, 若加入氧化剂 (或还原剂) , 则它首先与溶液中最强的还原剂 (或氧化剂) 反应, 如:向含Br-和I-的混合溶液中通入Cl2首先被氧化的是I.
(3) 价态利用规律
①表现性质规律:同种元素具有多种价态时, 一般处于最高价态时只具有氧化性, 处于最低价态时只具有还原性, 处于中间可变价时, 既具有氧化性又具有还原性.如:HCl中Cl-只有还原性, H+只有氧化性.但要注意:最高价态时只具有氧化性并不意味着氧化性最强, 如:氧化性:
②价态归中规律:同种元素的不同价态之间的氧化还原反应, 价态的变化“只靠拢, 不相交”.例如:
H2S+H2SO4=S失2e↓+S得2e-O2↑+2H2O
而不是
H2S+H2SO4=S得6e-↓+S失6e-O2↑+2H2O
所以同种元素的相邻价态微粒间不发生氧化还原反应.如S与H2S、S与SO2不反应, 因此可用浓硫酸干燥SO2气体.同种元素间如隔中间价态, 则高价态微粒与低价态微粒间发生氧化还原反应.如;2H2S+SO23S+2H2O.
题型示例:例1 下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是 ( )
(A) 肯定有一种元素被氧化, 另一种元素被还原
(B) 在反应中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) 化合反应和复分解反应不可能有氧化还原反应
解析:根据氧化还原反应的有关概念及与四种基本反应类型的关系, 分析如下. (A) 不一定, 可能是同一种元素被氧化和还原. (B) 只要有元素化合价升降即可, 不一定所有元素化合价都发生变化. (C) 四种基本反应类型中置换反应一定属于氧化还原反应. (D) 复分解反应肯定不是氧化还原反应, 但化合反应中只要有单质参加一定属于氧化还原反应, (B) 、 (C) 为正确答案.
例2 在
(A) Cl2是氧化剂, NaOH是还原剂
(B) 被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为5∶1
(C) Cl2既是氧化剂又是还原剂
(D) 氧化剂得电子数与还原剂失电子数之比为1∶5
解析:上述反应为歧化反应, 故Cl2既是氧化剂又是还原剂, 其中被氧化的氯原子与被还原的氯原子之比为1∶5.在氧化还原反应中, 氧化剂与还原剂得失电子数是相等的, 其比应为1∶1.正确答案为 (C) .
【关键词】 氧化还原反应 精讲多练 教学策略
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-067X(2014)09-065-01
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一、精讲
1. 教学分析
从氧化还原反应概念的发展史和学生最熟悉的H2还原氧化铜分析,使得此概念由偏面到全面,由表面到本质,突出氧化还原反应同时发生其特征是在化合价升降,突破化合价升降的本质——是物质在反应中发生了电子的转移,完成本节的教学内容。至于关键和易混淆的地方,结合练给学生以点拨、启发和疏通。本节在教法上完全是由浅到深,由易到难,利用比較法完成教学内容,要特别注意新旧知识或新知识联系的转折点要过渡好,这是本节成败的关键。
2. 教学过程
(1)得氧、失氧
氧化还原反应概念:一种物质被氧化同时另一种物质被还原的反应是氧化还原反应。
(2)化合价升降(特征)
氧化还原反应概念:有元素化合价升降的化学反应是氧化还原反应
(3)电子转移(本质)
氧化还原反应概念:有电子转移的反应都是氧化还原反应
氧化剂:CuO还原剂:H2氧化产物:H2O还原产物:Cu
小结:(1)氧化反应、还原反应是同时发生的;
(2)特征是物质所含元素化合价有升降;
(3)本质是反应中有电子的转移。
二、多练
小结:(1)八字方针升失氧还;降得还氧。
(2)箭头方向不代表电子转移方向,仅表示电子转移的前后变化。
说明氧化性KClO3>O2(强制弱),氧化还原反应的性质传递规律。
氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性;还原剂的还原性>还原产物的原还性。
价态向邻位靠拢,不交叉,此现象为邻价规律。
小结:1. 氧化还原反应规律:
a. 性质传递规律;b. 归中规律;c. 邻价规律。
2. 氧化还原反应中有电子转移表现特征为化合价升降。
作业:用双线桥法分析下列氧化还原反应,标出电子转移的方向和数目及氧化剂还原剂,并分析归纳下例氧化还原反应体现的规律。
1.基本概念
氧化反应
得到氧
化合价升高
失去电子
(或电子对偏离)
被氧化
还原反应
失去氧
化合价降低
得到电子
(或电子对偏向)
被还原
同时发生
理解片面
反应特征
反应本质
物质变化
小结:升、失、氧,降、得、还
2.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系
教学过程:
【情景导入】
1、将刚削好的苹果与久置的苹果比较,颜色有何变化?
(苹果由粉绿色变成黄褐色,因为苹果中的Fe2+被空气氧化成Fe3+)
2、泡好的绿茶静置后有何变化?
(绿茶久置后颜色变深,因为茶中酚类物质被氧化而发生褐变。)
3、铁丝在氧气中燃烧、煤气燃烧、电池放电、有氧运动、金属的冶炼、栏杆的锈蚀等等都是常见的氧化还原反应,氧化还原反应占生活生产的所有反应的60%,那究竟什么样的反应是氧化还原反应呢?
(一)认识氧化还原反应
【探究一】回忆初中知识,请举几个氧化反应和还原反应的实例,指出这类化学反应的分类标准是什么?(活动一)学生的第一认知 : 角度1:从得氧失氧角度分析
在氢气还原氧化铜中,对于氢气而言,得氧,被氧化,发生氧化反应;对于氧化铜而言,失氧,被还原,发生还原反应;而这两者又集中在同一个方程式中,你能从中得出什么结论? 学生:氧有得必有失,氧化反应和还原反应一定是同时发生的。
教师:因此,从表观上我们可以给氧化还原反应下个定义:有氧得失的反应就是氧化还原反应。
(二)氧化还原反应的特征认识——化合价升降
[探究二] :以下反应中的反应物除了有得失氧之外,还有什么样的变化呢?(活动二)学生:在课本35页《思考与交流》三个方程式分别标出各个元素的化合价。投影:
第1页
教师:强调标化合价与写离子符号电荷的不同。分析每一个化学方程式化合价发生变化的元素。如第一个方程式,氢元素化合价由0价变化到+1价,化合价升高,铜元素由+2价变化到0价,化合价降低。这三个氧化还原反应,从化合价变化的角度看,有什么共同特点?
学生的第二认知:角度2: 从元素化合价的变化分析
教师:因此,我们可以从特征上给氧化还原反应下个定义2:有化合价升降的反应是氧化还原反应。投影:
教师:从得失氧到化合价升降是对氧化还原反应一个概念的推广,初中我们认识氧化还原反应只是从表关上去认识,现在作为一名高中生,应该学会从表象到特征到本质层层深化认知的深度。化合价升降与氧化还原反应有什么关系?
教师:前面我们已经从得失氧的角度分析过这个反应,H2得到氧,被氧化,发生氧化反应而实际上反应的特征是化合价升高;CuO失去氧,被还原,发生还原反应,实际上反应的特征是化合价降低。所以我们可以发现,化合价升降与氧化还原反应存在这样一个关系:
化合价升高,发生氧化反应
化合价降低,发生还原反应 练习:判断下列反应是否氧化还原反应? 氧化还原反应是否一定要有氧的参与? 学生:不是,只要有化合价的升降。
教师:方程式1和2都没有氧的得失,但有化合价的升降,是氧化还原反应,而方程式3没有化合价的升降,不是氧化还原反应,因此,判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是:化合价的升降。
(三)氧化还原反应的本质认识——电子的转移
[探究三]化合价的升降是什么原因引起的?(活动三)
(氯化钠形成微观动画)
(氯化氢形成微观动画)
学生的第三条认知线: 氧化还原反应的本质认识——电子的转移(得失和偏移)
(四)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
【探究四】:请同学通过以下题的思考,分析得出氧化还原反应与四种基本反应类型的关系?(活动四)
第2页
投影:
最后小结本节课的知识
高一化学组
杨昕
一、教学目标
(一)知识与技能
1、通过分析多个化学反应,使学生认识到有的化学反应中存在着元素化合价的变化,建立氧化还原反应的概念;
2、通过实验事实和思考,知道氧化还原反应的实质是电子的转移;
3、初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;
(二)过程与方法
1、通过提出问题、讨论交流、分组合作,揭示氧化还原反应的实质和特征,培养学生 从微观角度准确理解概念的能力。
2、通过设计问题情境,由表及里培养学生思维的深刻性,由此及彼培养思维的逻辑性。
(三)情感态度与价值观
通过对氧化还原反应的学习与研究,感知事物的现象与本质的关系,对立统一的观点。
二、教学重点
1、从化合价升降角度判断氧化还原反应
2、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
三、教学难点
理解氧化还原反应的实质是电子转移。
四、教学方法
提出问题——小组讨论——归纳总结——巩固练习
五、教学过程
(一)问题导入,引出课题
1、初中学习过哪些基本化学反应类型?请各举一例。
2、从得失氧的角度还学习过什么反应类型?请举几个实例。
3、氧化反应与还原反应是分别独立进行的吗?
学生回答问题得出结论:得到氧的是氧化反应失去氧的是还原反应,氧化反应与还原反应是同时进行的,这就是我们这节课要学习的氧化还原反应。
(二)揭示目标,掌握重点
1、理解氧化还原反应的概念
2、掌握氧化还原反应的特征和本质
3、会判断氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(三)问题反馈,学生讨论
通过上节课的预习,学生反馈回来的问题进行讨论 1、2CuO+C=2Cu+CO2以上反应在得氧失氧的同时,元素的化合价有什么变化?找出氧化反应与还原反应与化合价的关系 2、2Na+Cl2=2NaCl的反应中化合价的升降是什么原因引起的?
3、2H2+Cl2=2HCl的反应中化合价的升降是什么原因引起的?
4、找出四种基本反应类型与氧化还原反应的关系及画出交叉分类示意图
(四)学生展示,得出结论
(五)教师总结
1.氧化还原反应的定义
凡是有元素化合价发生变化的反应,称为氧化还原反应 2.氧化还原反应的特征
反应前后有元素的化合价发生变化 3.分析氧化还原反应的基本步骤
①标出反应中各元素的化合价 ②抓特征——化合价的变化 4.氧化还原反应的本质
电子的转移(得失或偏移)
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(六)当堂练习
1、下列叙述正确的是()
A、在氧化还原反应中,失去电子的物质,所含元素化合价降低 B、凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应 C、在氧化还原反应中一定所有的元素化合价都发生变化 D、氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移)
2、下列反应属于氧化还原反应的是()
A、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
B、CaCO3 =CaO+CO2↑
C、Na2O+H2O=2NaOH
D、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
六、课堂小结
本节课我们对氧化还原反应的学习经历了由得氧失氧到化合价升降,再到电子转移这样一个逐步深化的过程。通过这部分内容的学习,我们要重点理解氧化还原反应的实质是化学反应中发生了电子的得失或偏移,要学会从有无化合价升降的变化来判断一个反应是否是氧化还原反应。
七、板书设计
氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应的定义
凡是有元素化合价发生变化的反应,称为氧化还原反应 2.氧化还原反应的特征
反应前后有元素的化合价发生变化 3.分析氧化还原反应的基本步骤
①标出反应中各元素的化合价 ②抓特征——化合价的变化 4.氧化还原反应的本质
电子的转移(得失或偏移)
5、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
八、布置作业
课后习题4、5、6题
九、教学反思
一、氧化还原反应的概念
【概念】凡有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的反应叫氧化还原反应。通过氧化还原反应的定义,我们不难看出其本质是有电子转移。电子的转移导致元素化合价的升降,体现了氧化还原反应的特征:即反应前后元素的化合价发生改变。
【应用】例1下面有关氧化还原反应的叙述正确的是()。
A.在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
B.肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原
D.金属原子失电子越多,其还原性越强
【解析】氧化还原反应的宏观特征是元素化合价有升降,但不一定是所有元素化合价均有升降。如Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,碳元素没有化合价变化,故A正确。化合价变化的元素可能是不同种元素,也可以是同种元素。如Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故B不正确。从化合态变为游离态分两种情况:一是从高价态变为游离态如Fe2+→Fe,化合价降低,得电子,被还原。另一种是从低价态变为游离态如Cl-→Cl2,化合价升高,失电子,被氧化,故C不正确。金属具有还原性,还原性指失电子能力的强弱,而不是失电子数越多,还原性越强。例如Na与Al均与氧化剂反应,一般Na只失一个电子,但非常容易,Al失三个电子,但比Na困难,故还原性Na>Al,D项不正确。故本题选A。
二、氧化还原反应的几个基本概念及其之间的关系
【规律】氧化剂→有氧化性→化合价降低→得电子→被还原→发生还原反应→生成还原产物
还原剂→有还原性→化合价升高→失电子→被氧化→发生氧化反应→生成氧化产物
【应用】例2常温下,在溶液中可以发生反应X+2Y3+=2Y2++X2+,则下列叙述(1)X被氧化;(2)X是氧化剂;(3)X具有还原性;(4)Y2+是氧化产物;(5)Y2+具有还原性中,正确的是()
A.(2)(4)B.(1)(3)(4)
C.(1)(3)(5)D.(2)(5)
例1 已知:①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;②2FeCl2+Cl2=2FeCl3;③2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-,现要除去I-、Fe2+而又不除去Cl-,可加入的试剂是( )
A. Cl2 B. KMnO4
C. FeCl3 D. HCl
解析 根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以判断出氧化性强弱的顺序为:KMnO4>Cl2> FeCl3>I2, Fe2+、I-、Cl-若被氧化,则得到的氧化产物分别为Fe3+、I2、Cl2。要氧化除去I-、Fe2+而又不除去Cl-,则所选择的氧化剂的氧化性应该比Fe3+、I2强但弱于Cl2,故选择Cl2。
答案 A
点拨 由氧化还原反应比较氧化性、还原性的强弱最重要的是准确判断出氧化剂、还原剂,然后结合“氧化性: 氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物”这一规律判断出氧化性、还原性强弱顺序即可。
考点2 氧化还原反应的基本规律及其应用
例2 向100 mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.01 mol Cl2,有一半Br-变为Br2,(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于( )
A. 0.0075 mol·L-1 B. 0.008 mol·L-1
C. 0.075 mol·L-1 D. 0.08 mol·L-1
解析 解本题时首先要明确H2SO3的还原性比Br-强,再根据发生氧化还原反应的先后规律知,Cl2先氧化H2SO3,后氧化Br-。当一半的Br-被氧化时,H2SO3已完全被氧化。设原溶液中HBr和H2SO3的物质的量浓度都为x,由得失电子数相等得到:0.1 L×x×0.5+0.1 L×x×2=0.01 mol×2,解方程得x=0.08 mol·L-1。
答案 D
点拨 一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性强的优先发生反应;同理一种还原剂遇到多种氧化剂时,氧化性强的优先发生反应。
考点3 配平与计算
例3 已知RxO42-+MnO4-+H+—RO2+Mn2++H2O的变化过程中,有0.2 mol RxO42-离子参加反应时,共转移0.4 mol电子。
(1)反应的氧化产物为 ;
(2)x= ;
(3)参加反应的氢离子的物质的量为 。
解析 依题意1 mol RxO42-参加反应要失去2 mol电子,则氧化产物为RO2。又因1 mol MnO4-参加反应要得到5 mol电子,根据氧化还原反应中得失电子相等,可配平方程式为:5RxO42-+2MnO4-+16H+=5xRO2+2Mn2++8H2O。根据反应前后氧原子数相等,则有:4×5+4×2=10x+8,解得x=2。根据配平的离子方程式,可计算参加反应的H+为0.64 mol。
答案 (1)RO2 (2)2 (3)0.64 mol
点拨 离子方程式配平原则是质量守恒和电荷守恒定律。
考点4 氧化还原反应综合应用
例4 (1)某反应池中,发生“生物硝化过程”,如果不考虑过程中硝化细菌的增殖,其净反应如下式所示:
NH4++ O2[硝化细菌] NO3-+ H++ H2O
①配平上面的化学方程式,将系数填在横线上。
②将铵态氮中的1 mg氮转化成硝酸根中的氮,需氧气多少毫克?
③为什么在反应中需要不断添加碱?
(2)3级反应池中发生的“生物反硝化过程”,通常需要外加甲醇,净反应如下所示:
NO3-+5CH3OH→ N2+ CO2+ H2O+ OH-
配平上面的化学方程式,将系数填在横线上。
解析 此题将氧化还原反应和科学研究结合在一起,考查了氧化还原反应的配平、计算、化学平衡的移动等知识点。(1)NH4+中N元素的化合价由-3价升高到+5价,O元素由0价降低到-2价,根据得失电子数相等有8×1=4×2,将NH4+的系数配1,O2的系数配2,NO3-的系数配1,根据电荷守恒将H+的系数配2,根据H守恒将H2O的系数配1。②设需要氧气x mg,根据方程式列算式为:[114]=[x64],得x=4.57。③反应时产生H+,而本反应要求溶液保持碱性,有利于反应向正向进行。(2)NO3-中N元素的价态由+5价降至0价,甲醇中C元素的价态由-2价升到+4价,根据得失电子数相等有2×5×3=6×5,故NO3-的系数配6,N2的系数配3,CO2的系数配5,根据电荷守恒OH-的系数配6,由H元素守恒可推出水的系数配7。
答案 (1)①1,2,1,2,1 ②4.57 mg ③反应时产生H+,而本反应要求溶液保持碱性 (2)6,3,5,7,6
点拨 本题综合考查了氧化还原反应的配平及化学平衡的移动问题。在离子方程式的配平中既要遵守得失电子守恒,又要注意方程式两边电荷守恒。
1. 阿波罗宇宙飞船以N2H4(联氨)和N2O4为动力源,反应温度达2700 ℃,反应式为2N2H4+N2O4=3N2+4H2O。关于该反应的说法中正确的是( )
A. 属于置换反应
B. 联氨是氧化剂
C. 联氨是还原剂
D. 氮气是氧化产物,不是还原产物
2. 下列叙述中,正确的是( )
A. 含有非金属元素的离子一定都是阴离子
B. 化合反应一定都属于非氧化还原反应
C. 复分解反应一定都属于非氧化还原反应
D. 有单质生成的反应一定是氧化还原反应
3. 对于反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑有下列判断:①H2只是氧化产物,②H2只是还原产物,③H2O是氧化剂,④CaH2中的H元素被还原,⑤此反应中的氧化产物和还原产物的分子个数之比为1:1。上述判断正确的是( )
A. ①④⑤ B. ②④
C. ① D. ③⑤
4. 下面三个方法都可以用来制氯气:
①4HCl(浓)+MnO2[△]MnCl2+Cl2↑+2H2O
②4HCl(g)+O2[催化剂△]2Cl2+2H2O(g)
③2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则三种氧化剂的氧化性由强到弱的顺序是( )
A. O2>MnO2>KMnO4 B. KMnO4>MnO2>O2
C. MnO2>KMnO4>O2 D. O2>KMnO4>MnO2
5. 已知M2O7x-+3S2-+14H+=2M3++3S↓+7H2O,则M2O7x-中的M的化合价为( )
A. +2 B. +3 C. +4 D. +6
6. 在6HCl+KClO3=3Cl2↑+KCl+3H2O中,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为( )
A. 1∶1 B. 5∶1 C. 1∶5 D. 3∶1
nlc202309030733
7. 工业上从含硒废料中提取硒的方法之一是用硫酸与硝酸钠处理废料,获得亚硒酸和少量硒酸。再与盐酸共热,硒酸被转化为亚硒酸;2HCl+H2SeO4=H2SeO3+Cl2↑+H2O,将SO2通入亚硒酸溶液中,即析出单质硒。下列叙述中,正确的是( )
A. H2SeO4氧化性弱于Cl2
B. 析出1 mol Se需1 mol SO2参加反应
C. H2SeO3氧化性强于H2SO3
D. 上述硒酸转化为亚硒酸的反应中还原产物是Cl2
8. 某一反应体系有反应物和生成物共七种物质:O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、H2O、H2O2、K2SO4。已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2。试回答下列问题:
(1)该反应中的氧化剂是 。
(2)该反应中,发生还原反应的过程是 → 。
(3)配平下列化学反应的化学方程式:
KMnO4+ H2O2+ H2SO4— K2SO4+ MnSO4+ H2O+ O2↑
(4)如反应转移了2 mol e-,则产生的气体在标准状况下的体积为 。
9. 1 L某混合溶液,可能含有大量的阳离子:Fe3+、H+、NH4+、Al3+、K+,可能含有大量的阴离子:Cl-、Br-、I-、ClO-、AlO2-。经检测,该溶液中含有大量的Cl-、Br-、I-,若向1 L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,分析后回答下列问题:
[通入Cl2的体积&2.8 L&5.6 L&11.2 L&n(Cl-)&1.25 mol&1.5 mol&2 mol&n(Br-)&1.5 mol&1.4 mol&0.9 mol&n(I-)&a mol&0 mol&0 mol&]
(1)当通入Cl2的体积为2.8 L时,溶液中发生反应的离子方程式为 ;
(2)原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为 。
10. 已知A、B、C、D四种物质中均含有同一种短周期元素,C为气体单质,D为黑色粉末,如图转化中E均起催化作用(某些产物已略去)。
[A(固体)] [B(溶液)][D][D][C] [加热]
请回答:
(l)A的化学式为 ;B的电子式为 。
(2)已知D与含A中某种元素的酸在一定条件下反应,产生一种含有该元素的气体X。某校化学兴趣小组为研究该气体的性质,设计下图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a为干燥的品红试纸,b为湿润的品红试纸。
固体][NaCl
溶液][Na2S
溶液][NaOH
溶液][Ⅰ][Ⅱ][Ⅲ][Ⅳ][Ⅴ]
①装入药品前,检查Ⅰ中气体发生装置气密性的操作是 ;
②写出装置Ⅰ中发生反应的离子方程式 ;
③实验过程中,观察到装置Ⅳ中出现淡黄色沉淀,其主要反应的离子方程式为 ;
④实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中观察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为在装置(选填装置序号) 之间,还需添加洗气瓶,该装置的作用是 ;
(3)气体X能与溶液B反应,生成气体C,写出反应的化学方程式 。
11. 向Cu与CuO的混合物中加入混酸(硝酸和硫酸)后加热,使之恰好完全反应,反应中不产生SO2和Cu(NO3)2,硝酸的还原产物只有NO,且得到8.96 L NO(标准状况)。将溶液冷却后刚好全部结晶(无其他任何残留物),得到250 g CuSO4·5H2O。求:
(1)混酸中硝酸和硫酸的物质的量之比;
(2)原混合物中Cu与CuO的物质的量之比;
(3)混酸中硫酸的质量分数。(要求写出过程)
2014级1班
陈倩 1410011010
【教学目标】
一、知识与技能:
1、能从化合价的变化,认识并建立氧化还原反应的概念。
二、过程与方法:
1、通过对氧化还原反应的学习,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“思考与交流”、“问题探究”等活动,增强学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
三、情感态度价值观:
通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学;通过创设问题情景,营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。【教学重、难点】
1、教学重点:用化合价升降的观点来理解氧化还原反应。
2、教学难点:用化合价升降的观点分析氧化还原反应。
【教学过程】
复习引入: 【思考1】:在初中阶段我们学过哪四种基本反应类型?各举一个反应实例。
1、化合反应: 2Mg+O2===2MgO ;CaO+H2O=Ca(OH)2
2、分解反应: 2H2O===2H2↑+O2↑;Cu(OH)2==CuO+H2O
3、置换反应: Fe+H2SO4=FeSO4+H2;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
4、复分解反应 HCl+NaOH=NaCl+H2O BaCl2+K2SO4=BaSO4↓+2KCl 【思考2】: Fe2O3 + 3CO == 2Fe+3CO2↑属于哪种基本反应类型? 运用初中学习到的知识无法判断
复习初中化学反应的分类方法,通过举例,说明初中的分类方法存在局限,引出新的分类方法的必要性。【思考与交流】:请举几个氧化反应和还原反应的实例 氧化反应:C+O2===CO2 还原反应:H2+CuO=H2O+Cu 【分组讨论】:氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?为什么?
【思考分析】对H2还原氧化铜的反应具体分析,H2得到了O发生氧化反应,CuO失去了O发生还原反应,氧化反应和还原反应是同时进行的;
使学生对氧化反应和还原反应作为矛盾的共同体有一个全面的认识,引出氧化还原反应。从化合价角度认识氧化还原反应:
【问题探究1】:怎样判断一个反应是不是氧化还原反应? 2Na+Cl2=2NaCl是不是氧化还原反应? 【思考与交流2】
请分析下列氧化还原反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。2CuO +C == 2Cu + CO2↑ H2O + C == H2 + CO CuO + H2 == Cu + H2O
标化合价,思考氧化还原反应与化合价的关系,从化合价升降分析氧化还原反应 规律:化合价升高,发生氧化反应;化合价降低的发生还原反应。重新定义氧化还原反应。【练习与思考】
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 2Na+Cl2 = 2NaCl H2+Cl2 = 2HCl 是不是氧化还原反应,为什么?
学生通过分析、比较,归纳出化合价升降是氧化还原反应的外部特征及判断依据,培养学生的观察、思维能力和形成规律性知识的认知能力。
【板书】:氧化还原反应
1、定义(狭义):得到氧的反应称为氧化反应,失去氧的反应称为还原反应;
2、定义(广义):有化合价升价的反应称为氧化还原反应;
一、教学目标:
1、掌握物质氧化性和还原性强弱的判断;
2、理解氧化还原反应的规律。
二、教学重点难点:
教学重点:物质氧化性和还原性强弱的判断。
教学难点:氧化还原反应的规律。
三、教学过程:
【新课导入】
氧化性→得电子性,得到电子越容易→氧化性越强
还原性→失电子性,失去电子越容易→还原性越强
由此,金属原子因其最外层电子数较少,通常都容易失去电子,表现出还原性,所以,一般来说,金属性也就是还原性;非金属原子因其最外层电子数较多,通常都容易得到电子,表现出氧化性,所以,一般来说,非金属性也就是氧化性。【整理归纳】
一、物质氧化性和还原性强弱的判断
1、根据氧化还原方程式进行判断 对于反应:
氧化性:氧化剂>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物。例如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,则有: 氧化性:CuSO4>FeSO4;还原性:Fe>Cu
2、根据物质活动性顺序进行判断(1)根据金属活动性顺序判断
(2)根据非金属活动性顺序判断
3、根据产物的价态判断
一种氧化剂将还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强。
点燃
△如:2Fe+Cl2=====2FeCl3 Fe+I2=====FeI2 氧化性:Cl2>I2 4.依据反应条件来判断
与同一种还原剂(氧化剂)发生反应,其反应越困难(即要求条件越高),其氧化性(还原性)越弱。如:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
△MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 【小结】
(1)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,而与得、失电子数目的多少无关。
(2)元素的化合价处于最高价态时,具有氧化性,但不一定具有强氧化性,如Na。处于最低价态时具有还原性,但不一定有强还原性,如F。
【例题分析】1.根据下面两个化学方程式判断Fe2、Cu2、Fe3氧化性由强到弱的顺序是()
+
+
+
-
+①2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,②CuCl2+Fe=FeCl2+Cu A.Fe3>Fe2>Cu
2B.Fe2>Cu2>Fe3 +++
+
+
+C.Cu2>Fe3>Fe2
D.Fe3>Cu2>Fe2 +++
+
+
+【解析】由反应①可得出氧化性:Fe3>Cu2;由反应②可得出氧化性:Cu2>Fe2;故综合+
+
+
+可知:Fe3>Cu2>Fe2,选D。+++【整理归纳】
二、氧化还原反应的规律
1、守恒规律
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数,即失电子数=得电子数。
2、价态规律
(1)元素处于最高价态,只有氧化性(只针对该元素),如Fe3等;
+
(2)元素处于最低价态,只有还原性(只针对该元素),如S2等;
-(3)元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,如Fe2等。
+
3、先后规律
氧化还原反应中,强者优先。即氧化性(或还原性)强,优先发生反应。
4、不交叉规律
即同种元素不同价态之间,相邻价态不反应,发生反应时化合价向中间靠拢,但不交叉。
【小结】
(1)通常利用电子守恒规律,即n(失)=n(得)来进行有关氧化还原反应的题。
(2)金属单质只有还原性,非金属单质中有的只有氧化性如F2,有的只有还原性如H2,有的既有氧化性又有还原性,如S、Cl2。
【例题分析】2.在KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为________。
A.1∶6
B.6∶1
C.1∶5
D.5∶1 【解析】由氧化还原反应“不交叉”规律,可知KCl中的氯元素来自HCl,而不是KClO3,故Cl2既是氧化产物又是还原产物用双线桥法表示出该反应的电子转移情况为:
1、指导思想
新课程标准重在培养学生分析问题,解决问题的能力。基于这样的培养目的,教学设计中要体现出学生作为教学活动的主体,让学生积极的参与到教学实践中来。本节课堂教学模式是在课前预习的基础上,通过课堂创设情景,提出问题,学生讨论交流,进行活动探究,总结得出结论。其目的是让学生在教师的引导下通过自己的思考,分析,实验,得出结论。
2、设计理念
本节课通过分析参加反应的各物质所含元素化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,然后探讨氧化还原的本质。
3、教材分析
在中学阶段的化学基本概念,基础理论知识中,氧化还原反应占有非常重要的地位,是中学化学教学的重点和难点之一。中学涉及元素化合价变化的反应都是氧化还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们真正理解这些反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。
在初中化学学习中,学生已经接触了许多化学反应,并能根据四种基本反应类型对化学反应进行分类,但是,没有从得氧失氧角度认识化学反应,更没有形成氧化还原反应概念。由于得氧失氧并不是氧化还原反应的实质,本节课引导学生直接从化合价的层面认识氧化还原反应。
4、学情分析
学生通过初中的学习已经认识化学中常用的元素的化合价,有能力分析清楚物质中各种元素的化合价,也初步了解了电子转移对元素化合价的影响。为课堂上讨论氧化还原反应的本质奠定了知识基础。学生来自各个初中,讨论问题能力参差不齐,但是经过第一章的前期培养,分析、讨论的能力有所提高。
一
教学目标:
1、知识与技能:
(1)初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法。
(2)会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应,理解氧化还原反应的实质。
2、过程与方法:
(1)体验氧化还原反应从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层
层推进,逐步深入的发展过程。
(2)通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里以及逻辑推理的抽象思维方法。
(3)情感态度与价值观:
通过氧化和还原这一对典型矛盾,它们既相反又相互依存的关系的认识,深刻体会对立统一规律在自然现象中的体现,树立用正确的观点和方法学习化学知识。
二 教学重难点:
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
难点:理解氧化还原反应的本质。三
教学策略:
教学方法:讨论法、讲授法、总结归纳法、练习反馈法等 四 教学过程
第一课时 新课导入
提问:我们经常发现没吃完的苹果放置一会儿后就会变成黄褐色,泡着的绿茶放置一段时间后颜色变深。这是什么原因呢?学生回答:
1、苹果由粉绿色变成黄褐色;
2、绿茶久置后颜色变深。从而引出氧化还原反应
回顾初中所学的知识,叫学生列举氧化反应和还原反应的有关化学方程式。【思考、讨论】
氧化反应: 2Mg + O2 = 2MgO
还原反应: CuO+H2== Cu+H2O 分类的标准:得氧失氧
请大家再思考一下:在所举的两个反应中是否只发生了氧化反应或还原反应?
例如:CuO+H2== Cu+H2O 【讨论、回答】
铜失去氧,发生了还原反应;氢气得到氧,发生了氧化反应。【小结】
可见有得必有失,有物质得到氧,必定有另一个物质失去氧。也就是说氧化反应和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。【讲述】
氧化还原反应还有什么特点呢?在课本35页《思考与交流》有3个方程式,请大家分别标出这几个反应中每个元素的化合价,观察一下在反应中各元素的化合价在反应前后有没有发生变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。【思考与交流】
元素的化合价在反应前后发生了变化。有元素化合价升高的反应时氧化反应,有元素化合价降低的反应时还原反应。
【板书】
1、特征:元素化合价升降(判断依据)【讲述】
通过以上分析可以看出物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。那么我们再看下面反应:
Zn + 2HCl == ZnCl2+H2↑。在这个反应中有得氧失氧吗?元素的化合价有发生变化吗? 【回答】
1、没有得氧失氧。
2、锌元素的化合价由反应前的0价变为+2价;氢元素的化合价有反应前的+1价变为0价。
2、【小结】
在反应Zn+ 2HCl == ZnCl2+H2↑中虽然没有发生得氧失氧的情况,但是物质中所含元素的化合价发生了升降,这个反应就是氧化还原反应。因此,并非只有得氧失氧的反应才是氧化还原反应。以后我们判断一个反应是不是氧化还原反应应该从化合价有没有发生升降来判断,而不要再用得氧失氧来判断。【课堂练习】
1.2Na +Cl2==2NaCl 2.H2 +Cl2===2HCl 3.Zn+CuSO4=ZnSO4 +H2 4.HCl +NaOH =NaCl +H2O 5.CaCO3=CaO +CO2
第二节
【设问】
上节课我们学到氧化还原反应,那么在氧化还原反应中,为什么元素的化合价会发生升降呢?要想揭示这个问题,需要从微观的原子来分析一下。我们以2Na+Cl2====2NaCl为例一起来分析一下。
【思考、讨论】 引起化合价变化的因素 【提问】
叫学生观察钠和氯的原子结构示意图,钠最外层只有1个电子,因此钠有失去最外层电子的愿望,而氯最外层有7个电子,它有得到1个电子形成8电子稳定结构的愿望,两者相见恨晚,钠把最外层一个电子给了氯,变成钠离子,显+1价,化合价升高了,发生的是什么反应?而氯得到1个电子,变成氯离子,显-1价。从氯化钠的形成我们可以得到,化合价升降的本质是因为发生了电子的得失。用单线桥法分析电子转移:
【回答】
从氯化钠的形成我们可以得到,化合价升降的本质是因为发生了电子的得失。化合价升高了,发生氧化反应原。【讲解】
电子的得失或偏移用“电子转移”来概括。电子转移分成两种情况,如果是金属与非金属进行反应,就发生电子得失,如果是非金属与非金属进行反应,发生的是共用电子对的偏移。通过以上的分析,我们认识到有电子转移的反应,是氧化还原反应。也就是说,氧化还原反应的实质是电子的转移。
即化合价的变化在形成离子化合物时是由于元素得失电子引起的。【板书】 失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。
同样,我们再来分析H2 +Cl2===2HCl。在氢气和氯气反应中,由于生成物氯化氢是共价化合物,在反应过程中,哪一种元素的原子都没有失去或完全得到电子,它们之间只有共用电子对的偏移,且共用电子对偏离于氢原子,而偏向于氯原子,因此氢原子由0价升高到+1价被氧化,氯元素从0价降低到-1价,被还原。所以,共用电子对的偏移也可以使元素化合价发生变化。
一、教材分析
1、1教材地位和作用
教材把《氧化还原反应》安排在高中化学必修1教材第一册第二章《化学物质及其变化》中的第三节,有其重要的意义。因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。学生对本节教材掌握的好坏直接影响着其以后对化学的学习。
本节教材安排在这里是承前启后、合乎情理(符合学生学习情况、符合由表及里的学习规律)。它既复习了初中的基本反应类型及氧化反应、还原反应的重要知识并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,又还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。所以这样的编排充分体现了教学大纲“螺旋式上升”的基本思想。
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既对立,又统一,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在,而是统一在氧化还原反应中。化学中的对立统一现象到处可见,通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观有着举足轻重的作用和意义。
1、2教学目标
知识目标:
1、使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,各分类方法由于划分的依据不同而有不同的使用范围。
2、让学生学会用化合价升降的观点及电子转移的观点来理解氧化还原反应。
3、使学生了解氧化剂、还原剂,氧化产物与还原产物,理清5对概念的关系(氧化剂和和还原剂、氧化产物和还原产物、氧化反应和还原反应、被氧化和被还原、氧化性和还原性)及它们与化合价、电子得失的对应关系。
能力目标:
1、思维能力的培养:由表及里培养思维的深刻性;由此及彼培养思维的逻辑性。
2、表达能力的培养:通过小组讨论、代表汇报的形式锻炼学生的表达能力。
情感目标:通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学;通过创设问题情景,营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。
德育目标:进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。
1、3重点、难点
重点:用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应;
难点:用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。学生掌握氧化还原反应的概念及其中的对立统一的关系。
2、说教法:
古希腊生物家普罗塔弋说过这样一句话:“头脑不是一个要被填满的容器,而是一把需被点燃的火把。”我觉得,我们在教学时必须特别注意这一点,即不能将学生当作容器来对待,在确定教学方法时,必须遵守叶圣陶先生“教是为了不教”的训令,结合教材及学生的实际准备采取以下教学方法:
1、以激发学生的学习动机为主线,通过提问,讨论等形式,调动学生学习的积极性。
2、以知识有层次结构为基础,通过分析,讲解,让教师的认识转化为学生的认识。
3、以思维训练为核心,通过提问,讨论达到使学生多种感官同时合作,多项信息综合反馈的作用,充分发挥学生的主动作用。
4、多层次,具有代表性的习题,进行巩固提高,为此按照上面思路要突破难点,掌握重点,完成教学目的,并适时指导学生有关的学习方法,和将采用讲述,讲义等具有启发性的综合教学方法,把教师的认识结构转化为学生认识体系,培养训练学生的思维。
3、说学法
3、1学情分析
初三化学教材对氧化还原反应的知识介绍较简单,即“物质跟氧发生的反应属于氧化反应,生成物是氧化剂。氧气是一种常见的氧化剂。”和“含氧化合物里的氧被夺去的发应叫做还原反应。”因此,在教师的引导下学生可以通过从得氧、失氧的角度去分析氧化还原反应,然后从化合价的角度去分析氧化还原反应,最后从本质上理解氧化还原反应。
3、2学法指导
通过学情分析我采用的主要是探索引申、分析讨论的教法,不断给学生提出问题,创设情境,诱导思维,激发兴趣,层层推进,所以学生就沿着由简到繁、由低到高、由表及里的认识规律来思考、推理、判断和概括总结的程序进行学习,这有利于学生对氧化还原反应概念、特征及其本质的理解与掌握。学生在学习过程中,首先发现一个问题,就是在H2还原CuO的这个典型的氧化还原反应中,氢、铜元素的化合价均发生了变化。针对此问题,紧接着提出Na在Cl2中燃烧是不是氧化还原反应的问题,顺势引导学生用化合价升降的观点来分析,得出氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生变化。然后提出元素化合价有升降变化的根本原因是什么的问题。通过分析讲座的学习方法,学生不难得出氧化还原反应的实质是电子发生转移,而且学生在学习过程中会深刻理解,氧化与还原这两个相反的过程总是同时存在于一个氧化还原反应中的原因是,一种物质失去电子,必定同时在另一种物质得到电子,它们是相反的,又是互相依存的。这样一来,学生靠发挥主观能动性去积极思考分析,突破了重点,提示了氧化还原反应的本质与物征。另外通过练习掌握了表示电子转移情况的方法后,其内心自然会产生一种成功的喜悦,对学习产生浓厚的兴趣,有利于增强记忆力,有利于培养学生的逻辑思维,有利于学生形成科学的世界观、科学的`学习方法。
4、说教学程序
4、1教材处理
(1)分散重点、难点:课时安排为2课时。第一课时导出氧化还原反应的概念及其与初中四种基本反应类型的关系。第二课时突出氧化还原反应的本质和氧化剂、还原剂等十个、五组概念。
(2)以氧化还原反应这一系统概念的建立为主线,从得氧失氧的原始特征到化合价升降的表面现象再到电子转移的本质原因层层推进,逐步深入;并以基本类型反应与氧化还原反应的关系、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物等为辅线来充实基本概念;同时加以一定量的应用、练习来巩固、深化和发展概念。通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的眼光、科学的态度、勇于探索的品质学习化学。
(3)用电子转移观点来分析氧化—还原反应,由于知识本身较为抽象复杂,且高一学生缺乏对物质结构的认识,分析能力和抽象思维能力都较弱,所以学习此内容时会感到困难,而且氧化剂、还原剂等十个、五组概念易混淆,为了方便记忆,由简入深的方法进行记忆。比如说:通过简单的反应(Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑)来记忆各个概念。这样就可以进行“透过现象看本质”和“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。
4、2教学环节的解决办法
(1)重、难点的解决方法
复习化合价概念,抓住化合价的变化跟电子得失的关系,通过分析氢气跟氧化铜的反应,钠在氯气中燃烧等例子,从得氧失氧、化合价的升降、电子转移一环扣一环地由表及里地揭示反应的实质,从而形成氧化还原反应的概念。
正确理解概念间的相互关系,例如讲氧化剂和还原剂时,应着重说明在氧化还原反应中,氧化剂夺得电子而发生还原反应,还原后的生成物叫做还原产物;还原剂失去电子而发生氧化反应,氧化后的生成物叫氧化产物。让学生认识到氧化剂和还原剂既相互对立,又相互依存,二者缺一不可。
课堂上要有计划地留出充分的时间给学生进行练习巩固,并在此过程中注意培养学生运用概念分析问题和解决问题的能力。
(2)疑点的解决办法
氧化还原反应与化学反应基本类型的关系:置换反应都是氧化还原反应;复分解反应都是非氧化还原反应;对于化合反应、分解反应,看具体的而定。
氧化性、还原性强弱只取决于得失电子的难易,而不取决于得失电子的多少。得失电子的难易往往可以通过反应的条件和反应的程度加以判断,一般说来,反应条件越容易,反应的程度越剧烈,则得失电子越容易。例如:Na和盐酸反应比Al和盐酸反应剧烈。
元素价态与氧化性、还原性的关系:一般常见的处于最低价态的元素具有还原性;处于最高价的元素具有氧化性;而处于中间价态的元素既有氧化性,又有还原性,但通常以一种性质为主。如S、Cl2以氧化性为主。
说明:以上所述解决办法将在教学中灵活运用,故下面教学程序将不再重述。
4、3教学程序
依照教材的安排和特点,结合学生的实际水平,在教学中应以让学生掌握有关氧化还原反应的基本概念和常见反应为主,不宜把问题向纵深引申。我对本节课的安排如下:
第一课时
[引课](以激发学生的学习动机为主线,通过提问,讨论等形式,调动学生学习的积极性。)
(实验)镁条在空气中燃烧,请学生写出反应方程式2Mg+O2=2MgO
(提问)此反应属于什么反应类型?(学生随意发挥:化合反应、氧化反应)
Mg得到氧发生氧化反应。
H2+CuO=Cu+H2O此反应属于什么反应类型?(置换反应、还原反应)
CuO失去氧发生还原反应。
科学家早以从得氧失氧的角度认识了氧化、还原反应,这是最原始最基础的氧化、还原反应概念。问中只属于还原反应吗?否。还属于氧化反应即为氧化—还原反应。由此可知氧化反应和还原反应同时存在,同时发生,它们是对立统一,不能分开的。知识是有阶段性的,许多概念是在不断完善和发展的。(进行“对立统一”的辨证唯物主义观点教育。)
(提问)2Na+Cl2=2NaCl是否为氧化—还原反应?(学生:不是)
事实是氧化—还原反应。(学生愕然。)
(激发学生思维中的矛盾点,引出氧化还原反应进一步的认识)
(讨论)三个反应的新的共同点,可提示从化合价角度分析。
学生讨论、分析、寻找规律,得出结论:元素化合价有升降。
[新课]氧化还原反应的概念:凡是有化合价升降的反应就是氧化还原反应。
氧化还原反应的特征:元素化合价有升降。
(探究)各写出一个符合下列条件的有关化学方程式,并判断是否氧化还原反应:
两种单质化合;两种化合物化合;单质与化合物化合。
一种物质分解成两种物质;一种物质分解成三种物质。
非金属单质置换非金属单质;金属单质置换金属单质。
复分解反应:氧化物与酸、氧化物与碱、酸与碱、酸与盐、盐与盐。
(联系旧知、巩固新知展开思考、打下伏笔)
(讨论)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
(营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。)
使学生了解化学反应有多种不同的分类方法,各分类方法由于划分的依据不同而有不同的使用范围;
(复习)反应H2+CuO=Cu+H2O中H2因得氧发生氧化反应,最终H的化合价从0价升高到+1价;CuO因失氧发生还原反应,最终Cu的化合价从+2价降低到0价。得出氧化还原反应与化合价升降的关系。
第二课时
(设问)为什么氧化还原反应前后元素化合价会发生变化?其本质原因是什么?(培养学生由表及里的逻辑性思维)以NaCl、HCl的形成加以分析。
(结论)氧化还原反应的本质:有电子转移(得失电子或共用电子对偏移)。
(小结)氧化还原反应中电子得失与化合价升降的关系。
为了方便记忆,给出口诀:高失氧,低得还,中间看情况。
(讲述)氧化剂、还原剂概念
要求:理清五对概念:氧化剂、还原剂;氧化性、还原性;被氧化、被还原;
氧化反应、还原反应;氧化产物、还原产物。
为了方便记忆,结合简单的方程式(Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑)
和口诀:氧化剂(具有氧化性),被还原,发生还原反应,得到还原产物,还原剂(具有还原性),被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物
(充实概念)常见的氧化剂、还原剂;比较氧化性、还原性强弱的一般方法
(联系实际)氧化还原反应对生产、生活的意义
(总结)氧化还原反应概念间的相互关系(由学生提出观点,相互补充后整理得出)略。
(目的是构建知识网络,培养学生科学的学习方法。)
5、板书设计
第一章 化学反应及其能量变化
第一节氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.概念:从得失氧分析
2.特征:从化合价的变化分析
3.本质:从电子转移分析
C+CuO====Cu+CO↑
得氧:C氧化反应化合价升高失电子
失氧:CuO还原反应化合价降低得电子
各位老师,大家好,我是今天的××号考生,我说课的题目是《氧化还原反应》第1课时的内容。接下来,我将从以下几个方面开始我的说课。
(过渡:首先,先谈谈我对教材的理解。)
一、说教材
该部分内容属于人教版高中化学必修1第二章第三节的内容,在中学化学学习中,贯穿始终,是中学化学教学的重难点之一。本节课内容承接初中所学的氧化反应和还原反应,同时为之后学习金属的冶炼和防护、化学电源、元素以及化合物知识奠定了基础,因此本节课内容在课程上起到了承上启下的作用。由于氧化和还原是一对典型矛盾,虽是相反的,但又是相依存的,是培养学生辩证思维的好题材。
(过渡:教师不仅要对教材进行分析,还要对学生的情况有清晰明了的掌握,这样才能做到因材施教,接下来我将对学情进行分析。)
二、说学情
学生在初中时就已经学过了氧化反应和还原反应,但是只是局限在得氧、失氧的角度来认识,因此在这节课中应该组织引导学生从化合价的角度来重新认识氧化反应和还原反应,逐渐形成正确、恰当地看待概念形成和发展的科学态度。
(过渡:根据新课程标准,教材特点和学生实际,我确定了如下教学目标:)
三、说教学目标
【知识与技能】
1、能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;
2、理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);
3、会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
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。
(过渡: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
(过渡: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
(过渡: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。
接着请学生从原子结构的角度分析HCl的形成过程,在这一过程中氯化氢分子里会形成一对共用电子对,并且共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素被氧化,化合价从0价升高到+1价;氯元素被还原,化合价从0价降低到—1价。发生了共用电子对的偏移,也是发生了氧化还原反应。
分析完了NaCl、HCl的形成过程,我会请学生从电子转移的角度重新认识氧化还原反应,也就认识了氧化还原反应的本质:电子得失或电子对偏移(电子偏移)。
在这一过程中通过对NaCl、HCl形成过程的分析引导学生归纳总结氧化还原反应的本质,深入理解“电子转移”的意义,并向学生渗透从结构入手探究化学反应这一化学学习的重要思想。
之后会让学生利用双线桥法从电子转移的角度来分析铁与硫酸铜的反应,这是通过练习来巩固所学内容。
环节三:巩固提升
在这一环节我会请学生思考教材“学与问”的问题,将氧化还原反应和四种基本反应类型这两种不同化学反应的分类方法有机地联系在一起,起到了巩固、升华的作用。
环节四:小结作业
化学学习不仅要关注学生学习的结果,还要关心学生学习的过程。课程最后,我会请学生回答本堂课的收获有哪些,可以回答学到了哪些知识,也可以回答学习的感受。
最后布置作业:用双线桥法来分析实验室制取氧气的三种方法,达到学以致用的目的。
七、说板书设计
最后说一下我的板书,我的板书具体呈现了氧化还原反应的特征和本质,还通过图示的方式呈现了双线桥法,直观展现了本节课的教学内容,并且我将其提纲挈领地反映在板书里,便于学生抓住要领。
谢谢各位老师,我的说课到此结束!
1教材的地位和作用
在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧化还原反应。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。把氧化还原反应理论安排在《卤素》这章里讲述,是由于这章介绍的氧化还原反应较多,客观上有从本质上认识氧化还原反应的需要,并能加深对卤素和其他元素化合物性质的理解。
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既有斗争性,又有统一性,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在而是统一在氧化还原反应中,化学中的对立统一现象到处可见。通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观起着举足轻重的作用和意义。
2教学目的要求与编排特点
本节要求学生用化合价变化和电子转移的观点加深对氧化、还原、氧化剂、还原剂等概念的理解并学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应,并能用箭头正确表示电子的转移。本节教材从复习初中学过的狭义氧化还原反应入手,也即从得氧失氧角度分析氧化还原反应入手,继而从化合价升降角度(或观点)分析,最后上升到用电子转移(电子得失或电子对转移)的观点来揭示氧化、还原的实质,从而形成广义的氧化还原反应的概念。这种由狭义至广义、由简单到复杂、由特殊到一般、由宏观到微观的安排具有较强的逻辑性,符合学生由感性到理性的认识过程。
3教材的重、难点分析
本节教材所要探索的主题是氧化还原反应的特征与本质。重点及难点是如何引导学生用相关知识从化合价升降和电子转移观点认识氧化、还原、氧化剂、还原剂、氧化还原反应等概念,从而归纳出氧化还原反应的特征与本质;至于难点还有如何引导学生正确认识发生氧化反应的物质是还原剂、发生还原反应的物质是氧化剂,以及如何用双线桥法和单线桥法表示电子转移情况及其该两种方法的区别之处。
一、设计理念
高中化学概念理论教学的教学设计应遵循建构主义教学理论,学生才是化学科学意义的主动建构者。基于这样的观点,我在设计中特别重视概念形成与发展的思维过程,即知识建构的动态迁移过程。分析教学内容的知识线索,确定教学的知识脉络;分析学生的已有概念与科学概念间的差异,确定教学过程中学生的认知脉络;分析教材的活动线索和STS线索,结合学生的已有知识和探究能力,确定教学过程的问题线索。在教与学的方式上敢于突破传统教学模式,采用问题引导互动启发式教学,讨论式合作学习、自主建构知识学习。与此同时突破教材局限,挖掘深层教学资源,紧密联系生活实际,紧扣“生活走向化学,化学服务社会”的主题,认识到科学的最高价值在于应用。
二、教材分析
1、地位与作用
本节内容是人教版《化学》必修1第二章第三节的内容。《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,具有承上启下的作用,是中学化学教学的重点和难点之一。
2、教学重点和难点
依据新课标的要求,结合本节内容特点,我对本节课的教学重点难点做如下设定:重点是认识氧化还原反应的特征和本质;难点是从电子转移的微观角度来分析理解氧化还原反应的本质。
3、教学目标
只有目标明确,才不会迷失方向。所以下面让我们一起看一下本节课的目标分析,根据教育部制定的化学教学课程标准我将本节课的教学目标确定为以下几个方面。
(1)知识和技能目标:从化合价升降及电子转移的观点来理解氧化还原反应的本质,并进一步理解四种基本反应与氧化还原反应的关系。
(2)过程与方法目标:学生通过观察分析演示实验,提高观察、分析问题的能力,充分运用对比类推的方法解决问题。
(3)情感态度与价值观目标:进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育,体验化学在生活中的应用,促进社会发展的重要作用。
三、教法分析
本节课不仅要让同学们掌握有关氧化还原反应的特征和本质,更重要的是让学生能应用氧化还原反应的角度分析化学反应,从而达到教是为了不教的目的。
教学方法:问题引导互动启发式
设计意图:充分发挥学生的主体作用以及教师的引导作用,引导学生不断进行设疑、析疑和解疑。
教学程序:采用“生活引入-问题引导-实验迁移-抛锚式建构-强化概念-拓展联系-结合应用”程序教学。
设计意图:以学生自己为主体,以已有经验为起点,把学习过程和认知过程有机地统一起来,化被动接受为主动探索,使学生自主完成知识建构,感受到学习的乐趣。
四、学法指导
1、学情分析:学生在初中阶段从得失氧的角度知道了氧化反应和还原反应,而在这之前学生已经具备了常见元素化合价和原子结构的知识了,基本可以运用原子结构及元素化合价的基本理论分析氧化还原反应过程中电子转移的本质。
2、学习方法指导:
(1)实验揭示本质,化学是一门以实验为基础的学科,利用实验解决问题不仅可以激发学生的学习兴趣,同时能够提高学生的动手动脑能力,使素质教育真正的落实到课堂当中来。
(2)教法引导学法:引导学生从感性认识到理性认识、从特征到本质、从未知到已知。让学生懂得举一反三,真正能够做到知识的迁移。
(3)理论结合应用:培养学生从生活中来到生活中去的能力。在建构知识的过程中,适当的分析生活中氧化还原反应的应用,同时提高学生应用学科知识解决生活问题的能力。
五、教学过程:
新课程倡导的是交流合作、主动探究的理念,这也是我们教师在课堂教学中所要积极探索的一个问题。因此我们在教学过程中不仅要让学生学会而且要会学。也正因为这样我把我这节课分成以下四个过程,即新课的导入、概念的建构、关系的建构和拓展视野四个部分组成。
本着贴近生活的原则,我从食盐及氯化钠的制取方法引入,再从化学方程式入手,问题引导,分析反应前后元素化合价变化,引导思考其变化的本质原因,进而从特征和本质上形成完善的氧化还原反应概念。第三部的建构关系是指建立氧化还原反应与四大基本反应类型之间的联系,最后再联系生活,结合应用,进入视野拓展的环节。
问题引导:上面曾多次提到问题引导的方法,本节课的教学过程中精心设计的具有引导启发性的问题主要有以下七个,这七个问题形成问题串,循序渐进,层层深入。
具体教学过程:
第一部分新课的导入,本节课的导入我采用的是贴近生活的实例引入,问题启发法。联系实际,从学生熟悉的的周边生活出发,激发同学们学习兴趣,引出本节课的关键物质NaCl,再趁热打铁,继续追问实验室制备方法得出钠在氯气中燃烧这个关键反应,并用实验演示的方法验证这个反应。
第二部分是概念的建构,由化学方程式 2Na+Cl2=NaCl入手,从微观角度分析反应实质,再进一步通过NaCl微观形成动画揭示反应过程中发生的微观变化,标出化合价,分析化合价前后变化,从而初步理解氧化还原反应的特征。再通过原子结构基本理论知识启发学生思考化合价发生变化的本质原因是什么,继而通过实验演示揭示氧化还原反应的本质是电子发生转移。到这里,氧化还原反应的特征和本质已经得出,所以接着引导学生根据特征和反应本质给这类反应命名,进一步加深学生对特征巩固和对本质的理解。
概念形成之后,第三部分就是建立氧化还原反应与四大基本反应类型的联系。让学生在交流讨论的基础上,回忆初中所学四大基本反应类型,完成所列出的例题,用不同标准给所列反应分类。问题的选择也有意设计了一定的障碍,那么在启发学生可以用化合价变化的标准给反应分类之后,我们可以总结出把反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,而且这样的分类更加本质。根据反应的特征引导学生完成能示意其联系的一张脸谱图,概括其内在联系,通过这个设计吸引同学注意,不仅有助于激发学习激情,同时还深刻揭示了其内在的本质联系,而且便于同学理解记忆。
之后进入教学的最后一个环节,那就是氧化还原反应在生活中的应用。引入一组生活中涉及氧化还原反应应用的图片,我们能清楚的观察削皮之后的苹果一段时间会变锈色,绿茶久置也发生颜色变化,钢铁生锈腐蚀。那么这时候我们就要引导学生提出问题,利用氧化还原反应知识,可以解决我们生活中的哪些现实问题。由此分析氧化还原反应在生活中的主要应用:
1、金属防腐,食物防腐,及时解决图片中的问题;
2、实现物质的转化,与课前钠与氯气反应生成氯化钠相呼应;
3、化学能转化为电能,与原电池的实验演示再一次前后呼应;
这一块的设计意图就是要前后呼应,联系生活,提高学生对化学服务于生活,促进社会发展的认识。
化学是一门应用性很强的学科,学生学习化学并不仅仅是学会做题、学会考试,最重要的是我们要让学生能主动建构知识脉络,利用所学知识分析和解决实际问题,这也是教师在化学教学过程当中急需注意和加大比例的内容。以上就是我对这节课整个教学过程的设计,在设计过程中注意知识的贯通和衔接,一气呵成顺理成章。在教学过程中注意学生在微观层面上对反应的分析能力的培养,以及学生知识和能力的迁移。而本节课最突出的教学特点就是问题启发、实验迁移、主动建构、理论联系应用,体现化学的学科特点。
六、板书设计
最后让我们来看一下我这节课的板书设计,通过简单的文字和示意图涵盖了本节课的所有知识内容。简洁清晰、提纲挈领、一目了然。
以上就是我对“氧化还原反应”这节教材内容的认识和教学过程的设计。
七、反思与体会
总之,对课堂的设计,我始终努力贯彻以教师为主导,以学生为主体,以已有知识为基础,以问题启发为主线;体现“宏观—微观—符号”三重表征的思想,彰显学科特征,理论结合实验,化抽象概念为可视过程;充分利用各种教学手段激发学生学习兴趣,有计划培养学生的自学能力、观察和分析能力、思维能力、应用知识解决实际问题的能力和创造能力。
以上就是我本次说课的所有内容,希望各位专家批评指正,谢谢!
一、说教材
1.本节地位及作用
本节安排在新课标人教版教材必修1第二章,从学科内容方面讲是学生认识化学学科的起始章,是连接义务教育阶段化学与高中化学的纽带和桥梁,对发展学生的科学素养,引导学生有效地进行高中阶段化学学习,具有重要的承前启后作用。氧化还原反应是中学化学的重要理论,是高考的热点,同时对化学反应中能量观点的建立十分重要。因此,本节是高中化学的教学重点之一。
2.教学目标
2.1知识与技能
学会运用化合价和电子转移的观点分析氧化还原反应,加深对氧化还原反应的概念理解。
2.2过程与方法
从狭义的定义入手上升到广义的定义,由简单到复杂揭示氧化还原反应的本质。
以“问题”为主线,培养学生的探究能力;通过设计实验,培养学生的探究精神。
2.3情感、态度与价值观
(1)通过创设问题情境,培养学生积极思维勇于探索的学习品质。
(2)对学生进行对立统一、透过现象看本质等辩证唯物主义教育,帮助学生树立正确的自然观。
2.4教学重、难点
用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。
二.说学情
学生知识状况:初中已学习电子得失、化合价等知识以及从得氧失氧角度分析氧化还原反应,但不系统。学生能力情况:学生通过初中一年的化学学习,已具备一定的提出问题、分析问题、解决问题的能力。但学生习惯于被动接受的学习方式,不能主动参与到知识获得的过程中。
三、说教法
课堂上学生的思维往往是从任务或问题的提出开始的,即“不憤不启,不悱不发”。本节课我以“问题教学法”为主导,综合各种教学方法,完成任务。通过设“障”立“疑”,造成学生对所学内容时时有疑难问题可思,有各种矛盾待解决的境地,促使他们参与到教学中,运用所学知识去探求和解决遇到的各种新问题,使学生处于“愤”与“悱”的状态。
四、说学法
建构主义认为“学习是在已有经验基础上的生长,是由同化和顺应构成的平衡过程”。学生从得氧失氧的角度认识氧化还原反应基础上,在老师提出问题的指引下,积极思考,自主探究,从狭义的认识上升到从化合价升降和电子转移的广义角度。
五、说教学过程
[新课导入]投影:切开的苹果表面颜色的变化;铁钉生锈;干电池使小灯泡发光
[问题]知道它们的原理吗?
由情景问题引出新课,引起学生兴趣,激发探究意识。
[复习旧知]
[问题]在c+2cuo=co2+2cu反应中,从得氧失氧角度分析物质发生的反应?
[设问]氧化还原反应中是否一定有氧元素参加呢?
[问题]下面呈现氧化还原反应的正反例证,请同学们归纳总结氧化还原反应的本质特征?
[投影]
例证1:H2+cuo=cu+H2o(氧化还原反应)
例证2:fe+cuso4==cu+feso4(氧化还原反应)
例证3:2Na+cl22Nacl(氧化还原反应)
例证4:H2+cl22Hcl(氧化还原反应)
例证5:2Hcl+caco3==cacl2+co2+H2o(非氧化还原反应)
例证6:2NaoH+cuso4==cu(oH)2+Na2so4(非氧化还原反应)
通过学生分析归纳,从化合价角度认识氧化还原反应。
[追问]能否从得氧失氧角度分析c+2cuo=co2+cu反应得到启发,归纳化合价的升降与氧化还原反应的关系?
[问题]氧化还原反应中元素化合价为何发生变化?
[实验探究]
实验1:将锌片插入cuso4溶液中
实验2:将锌片和碳棒中间连接一个电流计插入cuso4溶液中
[问题]
1.观察实验现象,并写出反应方程式。
2.实验2中电流产生的原因?为何有源源不断的电子?
2.通过以上实验,你认为氧化还原反应中化合价变化的原因是什么?
学生虽然没学原电池知识,但由现象能认识到本质是相同的,再在初中电流和电子得失知识上,体会到反应中有电子转移,认识氧化还原反应的实质。
[展示]动画展示该氧化还原反应中电子转移。
直观教学,让微观世界形象化。
[过渡]接下来从原子结构微观
角度认识电子转移与氧化还原反应的关系,理解电子转移两种形式——得失和偏移。
以钠与氯气、氢气与氯气反应为例
投影并讲解
教学到此,分三个层次强化学生对氧化还原反应的理解。
[问题]讨论氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
[巩固练习]
从化合价升降和电子转移的角度分析例证1、2、3、4中物质发生的反应
[教学反思]
本节课的教学设计是按概念的学习过程来完成的。设计中运用“问题教学法”和“讨论教学法”的相关理论。通过一连串精心设计的问题,引导学生在探究中学习,在探究中发现。教学的关键是引导学生主动参与学习,并在讨论的基础上对初中所学知识深入和拓宽,重建学生已有知识体系和网络。
《氧化还原反应方程式的配平》教学设计
教学目标 知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。教材分析:
氧化还原反应方程式的配平是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出氧化还原反应方程式的配平原则—化合价升降总数相等。2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如:,还原产物是。
(浓)—
而不是。
氧化产物是 而不是
氧化产物
或 的还原产物
典型例题
例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5NH4NO3 ==== 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O 升高3×降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===>5NH4NO3 === 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
N:+1——→+5 升高4×
12N:(+1—→0)×2 降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答: 5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2 已知 式:
在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程
选题目的:加强对“氧化还原反应方程式的配平依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化:
。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设 计量数为,计量数为,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 个 应当失去
中
为+1价,S为-2价,1,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 用生成,和
跟
和。生成物继续跟硫作。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 反应也完全转化为。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含 为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和氧化还原反应方程式的配平等知识在解题中的应用。
解析:
(1)①
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从
所以,失电子;从 完全转化为
所失电子数与,得电子。
转化为
所得电子数相等,即:
②
③
6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的
中的 值,至少需
和 的物
amol
amol
由 守恒,完全转化为
需
和。
(3)原热碱液中含,所以,则反应①中消耗。
。根据反应①、②、③,有
启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。
氧化还原反应的实质:得失电子守恒
方程式配平原则:质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒(离子方程式)配平方法:化合价升降法(电子得失法)配平步骤:
1、标价态:列出发生氧化和还原反应 的元素的化合价;
2、列变化:列出元素得失电子数(元素的化合价的变化)。
3、定系数:使得失电子总数(化合价的升高和降低)相等;
4、配其他:利用观察法,配平其它物质的系数,把单线改成等号。
【例1】:
C + HNO3 ——
CO2↑ + NO2↑ + H2O
【例2】:
NH3 + O2 ——
NO + H2O
【例3】:
H2S + HNO3 ——
H2SO4 + NO2 + H2O
配平技法:
1、全变左边配:某元素化合价完全变化,先配氧化剂或还原剂的系数
①
KNO3 + FeCl2 + HCl ——
KCl + FeCl3 + NO↑ + H2O
②
Pt + HNO3 + HCl ——
H2PtCl4 + NO2↑ + H2O
2、部分变两边配:某元素化合部分变,含该元素的物质先配生成物。
①
Mg +
HNO3 ——
Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
②
KMnO4 + HCl ——
MnCl2 + Cl2↑ + KCl + H2O
3、自变右边配:自身的氧化还原反应(包括歧化反应)先配氧化产物和还原产物
①
NO2 + H2O ——
HNO3 +
NO
②
Cl2 + NaOH ——
NaCl + NaClO3 + H2O
③
AgNO3 ——
Ag + NO2↑ + O2↑
4、多变整体配:某物质所含元素化合价同时升高或同时降低时,将这种物质当作一个整体来计算化合价变化数
【例4】:FeS2 + O2 ——
Fe2O3 +
SO2
①
Cu2S + HNO3 ——Cu(NO3)2 + NO↑+ H2SO4 + H2O
②
P4 + CuSO4 + H2O ——
Cu3P + H3PO4 + H2SO4
5、零价法:将某物质中价态难确定时,可假设其中各元素化合价均为零价。
【例5】:
FeSi + HNO3 ——
H4SiO4 + Fe(NO3)3 + NO↑ + H2O
①
Fe3C + HNO3 ——
CO2↑ +
Fe(NO3)3 +
NO2↑ + H2O
②
Fe3P + HNO3 ——
Fe(NO3)3 +
NO↑ +
H3PO4 + H2O
6、离子方程式的配平(可利用电荷守恒进行配平)
①
Cr(OH)4 + OH + ClO——
CrO42 + Cl + H2O ---
-
-
②
MnO4- + Cl- + H+ ——
Mn2+ + Cl2↑ + H2O
③
MnO4- + H2O2 + H+ ——
Mn2+ + O2↑ + H2O
7.关于有缺项的方程式的配平:(缺项一般是酸、碱或水)
【例6】:KMnO4+ KNO2+_______——
MnSO4+ K2SO4+ KNO3+ H2O
①
Mn2++ S2-2O8+ H2O ——
SO2- 4+ MnO- 4+ ________
② Zn+ H++ NO- 2++3——
Zn+
NH4+ _________
③
KMnO4 + K2SO3 +________——
K2MnO4 + K2SO4 + H2O
8.关于字母型方程式的配平
①
Cl--
-m+ OH ——
Cl+ ClOn+ H2O
②
NaSx + NaClO + NaOH ——
Na2SO4 + NaCl + H2O
氧化还原反应方程式的配平练习
①
KI+ KMnO4+ H2SO4 ——
I2+
K2SO4+ MnSO4+ H2O ②
As2S3 +
H2O2 + NH3.H2O ——
(NH4)2AsO4 +
(NH4)2SO4 + ③
Fe2O3 + KClO3 + KOH ——
K2FeO4 + KCl + H2O ④
MnO- - 4+
Cl+
H+ ——
Mn2+ +
Cl2↑ +
H2O 3
H2O
⑤
FeS + HNO3 ——
Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO↑+ H2O ⑥
K2Cr2O4 + SO2 + H2SO4 ——
Cr2(SO4)3 +
K2SO4 + H2O ⑦
P + HClO3 + H2O ——
HCl + H3PO4
⑧
BrO- -3+ Br+ ______ ——
Br2 + H2O ⑨
Cr2(OH)4 + ClO- + OH- ——
CrO2-4+
Cl- +
H2O ⑩
CrI3 + Cl2 + ______
——
K2CrO4 + KIO4 +
KCl +
H2O 配平练习答案:
① 10 2 8 5 6 2 8
② 1 15 10 2 3 20
③ 1 1 4 2 2 1 2
④ 2 10 16 2 5 8
⑤ 1 6 1 1 3 2
⑥ 1 3 1 1 1 1
⑦ 6 5 9 5 6
⑧ 2 12 12H+
6
⑨ 2 3 4 2 3 5
一、方法导学
1. 配平原则、依据
(1)电子守恒:
电子转移数目相等或化合价升降总数相等.
(2)质量守恒:
反应前后各元素原子的种类和个数不变.
(3)电荷守恒:
氧化还原和离子二合一反应,反应前后离子所带的电荷总数相等.
2. 配平要领
(1)选准配平的起点基准物质,确定氧化还原反应配平的方向.原则:
①所选物质(反应物或生成物)在用来计算化合价升降总数时具有惟一性,即化合价有变化的某元素在反应中必须全部被氧化或被还原.
②歧化反应和归中反应,选择含有高价和低价元素的物质为配平起点,不选中间价态.
③含多种变价元素的物质优先选择,整体计算.
④除歧化、归中反应外,若变价元素在方程式两端原子个数不等,“集合原子”优先选择,以使其单位微粒的变价数最大.
(2)确定化合价升降总数.正确标定元素化合价,弄清还原剂(氧化剂)分子中有几种元素变价,每种元素有几个变价原子.要注意某些物质因结构特殊或某元素存在不同价态的原子,元素可能出现0价或分数价.
3. 配平步骤
(1)标变价,注箭头.
依化学式标出反应前后化合价有变化元素的化合价,选择具有惟一性的起点物质,在其变价元素下方标注升高(↑)或降低(↓)的箭头.
(2)算变价,求总数.
计算元素化合价升降的数值,用最小公倍数法求出升降的总数.
(3)配计(量)数,查守恒.
确定起点物系数后,再依次配平与氧化还原有关物质及其他物质的计量数,根据三原则逐项检查验证配平的方程式.一般按变价元素→盐→酸(碱)→水顺序配平,并核对氢氧原子数,因氢氧元素的化合价大多没有变化,若氢氧配平了,方程式也就配平了,最后单线改等(箭)号.
二、技巧点拨
1. 完全变价,正向配平
适用于被氧化、被还原的元素分别在不同的物质中且某元素完全变价的反应及归中反应,从左边反应物着手配平,即选择反应物为配平起点物.
例1配平MnSO4+K2S2O8+H2O—KMnO4+K2SO4+H2SO4
解析:先标价,配平起点物质.
然后按Mn→K→S→H2O顺序依次确定化学计量数,得
2MnSO4+5K2S2O8+8H2O=2KMnO4+4K2SO4+8H2SO4
例2配平NH4NO3—N2↑+HNO3+H2O
解析:该反应属于同种物质、不同价态的同种元素间的归中反应,配平的起点物质为NH4NO3,用拆项法分开处理:,这样变价的N原子数为8个,N2前的计量数为4;因NH4+和NO3-捆绑在一起组成NH4NO3,故NH4NO3的计量数就大不就小为5,多出的2个NO3-则落在HNO3中;依氢原子守恒,H2O的计量数为9,配平结果为:
5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O
点拨1:同种元素高低价态间反应遵循价态归中规律,只靠拢,不相交,不越位,可重叠.
点拨2:反应中来源不同或表现不同性质的同种物质及含有不同价态同种元素的物质参与的反应,可用先分后合的拆项法予以配平,如例2及Fe3O4、Pb3O4等的反应.
2. 部分变价,逆向配平
部分氧化(还原)反应及自身氧化还原反应(包括分解、歧化反应)等宜选用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为配平起点.
例3配平[]Zn+[]HNO3 (稀)-[]Zn(NO3)2+[]NH4NO3+[]H2O
解析:HNO3部分被还原为NH4+,故选Zn(NO3)2和NH4NO3为配平基准物.根据化合价升降总数相等,在Zn (NO3) 2前配4,NH4 NO3前配1,然后根据质量守恒,找出其他物质的系数.配平后的化学方程式为:
点拨:计量数1的处理:若是填空型方程式配平(有填空符号______或□或[]),1不得省略,其他非填空型书写或配平已知方程式,计量数1一般省略不写.
3. 离子反应,质电守恒
例4配平Fe(OH) 3+ClO-+OH-—+Cl-+H2O
解析:此类字母配平有一定的抽象性,字母在处理上比具体的数字复杂,但配平的方法、步骤与常规方程式相同,关键是要根据化合物中元素化合价法则准确标定有关元素的化合价,进而确定化合价升降总数(可能含字母).先用化合价升降确定基准物及变价元素前的系数:
再由电荷守恒知,反应后负电荷总数为(5+n),反应前为(5-n),显然OH-的化学计量数为2n,最后根据氢原子守恒,H2O前的计量数为(3+n).配平结果为:2Fe(OH)3+(5-n)ClO-+2nOH-=+(5-n)Cl-+3nH2O
4. 多种变价,整体总价
适用于反应中有两种以上元素价态改变,且某种物质(反应物或生成物)中几种元素化合价都升高或降低的反应,可将有多种元素价态改变的微粒作为整体,计算其化合价升降总数.
例5配平P+CuSO4+H2O-Cu3 P+H3 PO4+H2 SO4
解析:该反应中P既作氧化剂又作还原剂,Cu3P中P、Cu两种元素化合价同时降低,选取Cu3P和H3 PO4作起点物质,整体计算化合价升降数,合并P原子数,即可配平.
点拨:整体配平法中,只有在反应中存在固定物质的量之比的升降过程才能捆绑作整体,否则不能捆绑,如
5. 疑难定价,零价法配
适用于不太常见、结构较复杂、难以用常规方法确定元素化合价的一些特殊化合物参加的反应,把这些元素的化合价视为零价,再利用整体法计算出化合价总升降值,在此基础上配平.如:
6. 缺项配平,缺啥补啥
常规的缺项配平所缺物质大多是反应介质,通常是酸(或H+)、碱(或OH-)或水,它们参与反应,但其中元素化合价不变.为此,可先依据化合价的升降配平发生氧化还原物质的化学计量数,然后比较反应物和生成物,分析增减的元素及离子的电荷数,根据守恒法确定缺项,最后观察配平.
点拨:缺项的判定技巧:①若增加的元素在阴离子中,未知物一般是相应的酸;②若增加的元素是金属,未知物一般是相应的碱;③若反应前后元素的种类无变化,而阴阳离子数目不相等,未知物一般是与反应物含有相同阴、阳离子的酸或碱;④若反应前后H、O原子个数不相等,则未知物一般是水;⑤若缺正、负电荷,根据离子共存知识,一般加H+或OH-,另一边加水,最后进行两边电荷数配平.
近几年,上海高考中出现根据信息书写并配平无机反应方程式的新情景试题,它将氧化还原反应与物质的分析推断结合在一起,考查氧化还原反应概念、方程式书写配平、相关运算等学科内知识综合应用能力,是一种高级形式的缺项配平,希望引起重视.
例6某反应体系的物质有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、Br2和H2O,请将KBrO3以外的物质分别填入下面对应的横线上,组成一个配平的化学方程式.KBrO3+______+______→______+______+______
解析:根据题目给出的方程式形式,结合所给物质的氧化性和还原性可知,KBrO3为反应物,则Br2必定为生成物,KBrO3在反应中得到电子化合价降低,则另一种有化合价变化的元素必然失去电子被氧化,在AsH3和H3AsO4中As的化合价分别为-3和+5,显然AsH3是还原剂,H3AsO4是氧化产物,H2SO4则充当介质,转化为K2 SO4和H2O.利用化合价升降法配平此反应为:
这类题目只要根据题给信息、实验事实、现象或所给物质,比对元素化合价变化,找出发生氧化还原反应的物质,运用化合价升降法配平,再依守恒原则添加所缺物质及化学计量数,即可顺利解答.
7. 有机反应,氢氧标碳
有机反应可将有机物写成分子式,根据H(+1)、O(-2)价态确定碳元素的平均化合价(可能为0价或分数价),分析其化合价变化并按常规步骤配平.如:C6H5-CH3+KMnO4+H2 SO4-C6 H5-COOH+MnSO4+K2 SO4+H2O
另一种方法是局部变化法,即不求碳的平均化合价,只抓住变化部位分析碳元素的化合价升降情况,从而使配平变得更容易些,结果相同.
8. 多组关系,加合配平
对于一般氧化还原反应方程式,仅有惟一的一套配平化学计量数,但还有一些氧化还原反应有多组配平系数,如:
2KClO3+4HCl=2KCl+2H2O+Cl2↑+2ClO2↑
11KClO3+18HCl=11KCl+9H2O+3Cl2↑+12ClO2↑
8KClO3+24HCl=8KCl+12H2O+9Cl2↑+6ClO2↑
之所以出现这种情况,是因为还原剂被氧化成两种氧化产物,这两种物质之间没有联系或联系不明显,它们承担电子得失总数的比例不确定,两者的比例和氧化剂的用量都可发生变化,因而有多组配平系数,可借助加合法予以配平.
例6配平:KMnO4+KI+H2SO4-K2SO4+MnSO4+I2+KIO3+H2O
(1)化合价升降数加合法:令I2、KIO3的化学计量数分别为a和b,根据化合价升降总数相等法则,最终配平结果为:
(2)反应机理加合法:该反应是由2KMnO4+10KI+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+512+8H2O和6KMnO4+5KI+9H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5KIO3+9H2O两个独立反应按各种不同比例叠加而成的总反应:2(x+3y) KMnO4+5(2x+y) KI+(8x+9y)H2SO4=2(3x+y)K2SO4+2 (x+3y) MnSO4+5xI2+5yKIO3+(8x+9y)H2O.
[ 观察法]
这种方法适用于反应物或者生成物较少的反应。通常将某种反应物或者生成物的化学计量数定为1;再根据原子守恒分别确定其它物质的计量数,在这个过程中可以出现分数;最后再将各物质的计量数之比化为最简整数比。
例1 配平方程式:Fe(NO3)2 →Fe2O3+NO2↑+O2↑
解析 将Fe2O3的计量数定为1,根据铁原子守恒,Fe(NO3)2的计量数为2;再根据氮原子守恒,NO2的计量数为4;最后根据氧原子守恒,确定O2的计量数为[12]。由于出现了分数,再将所有物质的计量数乘以2,即得到配平之后的方程式。
答案 4Fe(NO3)2 =2Fe2O3+8NO2↑+O2↑
[ 正向配平]
众所周知,任何氧化还原反应过程由于电子的转移,必然涉及到元素化合价的升降,且元素化合价的升、降是相等的。根据氧化还原反应的这一特征,我们可以对其进行配平。所谓正向配平指的是从反应物的一方结合元素化合价的升降进行配平。这种方法适用于某种物质只作氧化剂或只作还原剂,而且涉及化合价变化的元素的化合价要全部发生改变而不能只改变一部分。
例2 (2014年高考福建卷)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
NaCl溶液[80℃,通电Ⅰ]NaClO3溶液[室温,KClⅡ]
KClO3晶体
完成Ⅰ中反应的总化学方程式:
□NaCl+□H2O=□NaClO3+□ 。
解析 此反应涉及了电解的知识。H2O电离的H+在阴极放电生成H2,因此残缺项为H2。H2O参加反应,氢元素的化合价降低了2;Cl-在阳极放电生成ClO3-,化合价升高了6,因此H2O的计量数为3,NaCl的计量数为1。再根据Na+守恒确定NaClO3的计量数为1;根据氢原子守恒,H2的计量数为3。
答案 NaCl+3H2O[通电,80℃]NaClO3+3H2↑
[ 逆向配平]
逆向配平指的是从产物的方向结合元素化合价的升降进行配平。这种方法适用于某种反应物既作氧化剂又作还原剂,根据得到氧化产物和还原产物时化合价的升降,对方程式进行配平。
例3 (2014年高考新课标全国卷)H3PO2的工业制法是:白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
解析 此反应白磷既作氧化剂又作还原剂,因此可以用“逆向配平”的方法配平方程式。首先结合题干信息写出基本的反应物和生成物:P4+Ba(OH)2→Ba(H2PO2)2+PH3↑。生成Ba(H2PO2)2时,磷元素的化合价由0价升为+1价,生成一个Ba(H2PO2)2,磷元素的化合价共升高了2;生成PH3时,磷元素由0价降为-3价,生成一个PH3,磷元素的化合价共降低了3,因此Ba(H2PO2)2和PH3的计量数分别为3、2。根据磷原子守恒,P4的计量数为2;根据Ba2﹢守恒,Ba(OH)2的计量数为3。由于反应物中氢原子不足,所以在反应物中补上6个H2O。
答案 2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
<F:\高中生2015\学法指导\2015-5-高二0\Image\理综图标.tif> [ 两边配平]
两边配平指的是从反应物和生成物两个方向结合元素化合价的升降对方程式进行配平。这种方法适用于氧化还原反应中,某种反应物的某种元素的化合价全部改变,另一种反应物的某种元素的化合价部分改变。
例4 (2014年高考新课标全国卷)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。
解析 首先根据题给信息初步写出反应物和生成物PbO2+HCl(浓)→PbCl2+Cl2↑。由于浓盐酸中的氯元素的化合价只有一部分发生了改变,而PbO2中的铅元素化合价全部发生了改变,所以应该用“两边配平”的方法配平方程式。PbO2参与反应,铅元素的化合价降低了2,生成Cl2。氯元素的化合价升高了2,所以PbO2、Cl2的计量数均为1。再根据铅原子守恒,确定PbCl2的计量数为1;根据氯原子守恒,HCl的计量数为4;再根据氢原子守恒,产物补足2个H2O。
答案 PbO2+4HCl(浓)[△]PbCl2+Cl2↑+2H2O
[ 整体配平]
整体配平指的是氧化还原反应中有多种元素化合价同时升高或同时降低,则将这些元素看成整体,看其共升高了或降低了多少,对其进行配平。在配平过程中结合前面介绍的正向配平、逆向配平、两边配平的一种综合配平方法,综合性较强、难度较大。
例5 配平方程式FeS2+O2[高温]Fe2O3+SO2。
解析 FeS2中铁元素由+2升为+3,化合价升高了1,硫元素由-1升为+4,2个硫原子化合价共升高了10,将FeS2看成一个整体,两种元素的化合价共升高了11。O2参加反应,化合价降低了4,故FeS2和O2的计量数分别为4、11。根据铁原子守恒,Fe2O3的计量数为2;根据硫原子守恒,SO2的计量数为8。
答案 4FeS2+11O2[高温]2Fe2O3+8SO2
上海市第六十中学 王志平
能熟练进行氧化还原原应方程式配是学生必须掌握的基本功技能,在多年的化学教学中发现,由于氧化还原反应方程式较复杂,因此在氧化还原反应方程式配平中学生最难掌握的是二个部分:一是电子转移数目的确定:二是求出最小公倍数及相应系数后,系数是写生成物前还是反应物前的判断。而运用分类法进行教学可以基本解决上述的两个难点,并对提高学生的分析、归纳能力和教会学生反应方程式的配平都很有利的。下面结合氧化还原反应方程式分类及相应的配平方法进行详细说明。
氧化还原反应不仅量多而且复杂多变,但从其形式上看,大体可分为以下几种:
一、不同种物质不同种元素之间的氧化反应 例一,上海市97年高考试题中:
Fe(NO3)3+NaOH+Cl2-→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O 这道题是Fe(NO3)2中的铁元素与Cl2氯元素之间发生的氧化还原反应,对这种反应电子转移数的计算应以分子中参加氧化还原反应元素所含的原子多的物质作为计算的参照物,如果所含的原子数一样多可任选。例反应物Cl2中1个分子含2个Cl原子而其对应的还原产物NaCl中只有1个Cl原子,因此电子转移数计算应以Cl2为参照物。而由于Fe(NO3)3和Na2FeO4两物质中的铁原子一样多,所以可以任选一个作为参照物。为了能与Cl2对应,一般选反应物Fe(NO3)2作参照物。这样就有:Cl2—→BaCl Fe(NO3)2—→Na2FeO4 从而得到电子转移的最小公倍数为6,Fe(NO3)3和Cl2分别要乘以系数2和3。把2和3分别写在参照物前面(反应物),2Fe(NO3)2+NaOH+3Cl2 —→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O 再配平相应的其它物质得:2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2—2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O 再如反应:
Fe+HNO3—→Fe(NO3)3+N2O+H2O,由于参加氧化还原反应是Fe、N元素之间进行,而还原产物N2分子中含有2个N原子,对应的氧化剂HNO3分子只含有1个N原子,因此应以N2O为参照物,而Fe、Fe(NO3)3 所含Fe原子相等可任意选择参照物,为了方便起见,这个反应以生成物为参照物来计算电子转移数及相应配平系数,其它步骤同例,就可 得:8Fe+3OHNO3—→8Fe(NO3)3+3N2O+15H2O
二、同种物质中同种元素或不同种元素之间发生反应
对这类的氧化还原反应方程式配平,应选择生成物为参照物,求电子转移数,再根据最小公倍数求相应的系数,然后把系数写在参照物(生成物)前,再配平其它物质。
例一:P+KOH+H2O—→KH2PO4+PH3-5e +3e
O +5 O-3 P —→KH2PO4 P—→PH3 得最小公倍数为15,相应系数为3、5,分别写在参照物前: :P+KOH+H2O—→KH2PO4+PH3 配平其它物质得:
8P+3KOH+9H2O—→3KH2PO4+5PH3 例二:HNO3—→NO2↑+O2↑+H2O 这是同种物质中不同种元素间发生的反应,应选择生成为参照物得:-4e +e
-2 O +5 +4 HNO3—→O2 HNO3—→NO2 最小公倍数为4,系数分别为4、1并写在相应参照物前: HNO3—→4HO2↑+O2↑+2H2O 再配平其它物质得: 4HNO3—→4NO2↑+O2↑+2H2O
三、不同种物质之间同种元素的反应
对这一类氧化还原反应方程式的配平,一般以反应物为参照物,求电子转移数及相应的系数,系数应先写在反应物前,然后再进行其它物质的配平。
例一:H2S+SO2—→S+H2O 这是H2S和SO2中硫元素之间发生的氧化还原反应,参照物应确定为反应物H2S和SO2来求电子转移数。-2e +4e
-2 O +4 O H2S—→S SO2—→S 然后可得最小公倍数为4,相应的系数为2、1,把系数写在参照物(反应物)前面: 2H2S+SO2—→S+H2O 再配平其它物质得2H2S+SO2—→3S+2H2O 再如反应方程式:HBrO3+HBr—→Br2+H2O也可按上述步骤和方法进行配平。四、一种物质中有两种物质或两以上元素同时参加氧化还原反应。
对这类方程式应该把两种或两种以上元素同时参加氧化还原反应的物质看作一个整体来求其电子转移数目,再求其系数。
例一:89年上海高考试题中:
AS2S3+HNO3—→H3ASO4+S↓+NO2+H2O电子转移情况:
-4e
+3-2 +5 O AS2S3—→H3ASO4+S
-6e 把AS2S3看作为一个整体A,则有-10e
A—→H3ASO4+4
而HNO3发生还原反应: +e
例如C2H5OH+O2CO2+H2O先配C、H原子得
C2H5OH+O22CO2+3H2O再设O2的系数为x则
C2H5OH+xO22CO2+3H2O可求x
1+2x=4+3
X=3
即为C2H5OH+3O22CO2+3H2O
又如甲醇燃烧的化学方程式:
CH3OH+O2CO2+H2O先配C、H原子得
CH3OH+O2CO2+2H2O再设O2的系数为x则
CH3OH+xO2CO2+2H2O可求X
1+2x=2+2
X=
即为CH3OH+O2CO2+2H2O
最后化系数为最小整数比,每个化学式前面的系数都行乘以2即可
这种方法适合常见的难度不大的化学方程式.例如,KClO3→KCl+O2↑在这个反应式中右边氧原子个数为2,左边是3,则最小公倍数为6,因此KClO3前系数应配2,O2前配3,式子变为:2KClO3→KCl+3O2↑,由于左边钾原子和氯原子数变为2个,则KCl前应配系数2,短线改为等号,标明条件即:2KClO3==2KCl+3O2↑。
观察法配平
第一步, 找出四大物质:认真分析题目根据相关的信息找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物.如, 写出Al与NO 3-在碱性条件下反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的离子反应方程式.其氧化剂是NO 3-、还原剂是Al、还原产物是NH3, 在分析氧化产物时注意是在碱性条件下, 铝元素应该以AlO 2-形式存在.NO 3-+Al※NH3+AlO-2
第二步, 配平时, 遵循三大守恒按部就班的就可以达到目标:
1.利用得失电子守恒, 进行这四种物质的配平.如, N的化合价由+5降为-3, 得到8电子, Al的化合价由0升高为+3, 失去3电子, 所以3NO-3+8Al※3NH3+8AlO-2.
2.利用电荷守恒, 发现要添加物质, 添加物质的无非是比较常见的H2O、H+、OH-, 究竟添加哪种物质, 去仔细分析题目, 看这个反应是在酸性条件下, 还是在碱性条件下.
如, 上述反应在碱性条件下, 且由3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO 2-可知电荷不守恒, 所以在左边加上5OH-则变为5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO-2
3.利用元素守恒 (质量守恒) , 此时主要是配氧原子和氢原子的守恒了.由5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO 2-可知在左边少氧原子和氢原子, 且两者的原子个数比为1∶2, 可见, 应在左边加上水 (H2O) , 2H2O+5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO-2
如果经过这样的总结, 学生有了理性的认识, 再加上平时的训练, 最后一定会得心应手的.
完成下列练习:
1.工业上用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染, 试写出总反应方程式:
________________________________.
2.向氯化钴溶液中加入氢氧化钠调节溶液呈碱性, 并加入次氯酸钠, 可制得棕褐色的Co (OH) 3沉淀, 写出该反应的离子方程式:________.
技巧:当一种反应物中有两种或两种以上元素的化合价发生变化或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中,把该物质当成一个“整体”考虑。
例1 FeS2+O2 —— Fe2O3+SO2
解析 在FeS2中Fe元素的化合价由+2升高到+3,S元素的化合价由-1升高到+4,即同一种物质中有两种元素的化合价同时改变,把FeS2当成一个“整体”来考虑。故:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2。
2. 加合法
技巧:把某个复杂的反应看成是某几个反应的叠加而成。
例2 Na2O2+H2O —— NaOH+O2
解析 我们可以把这个反应看成是以下两个反应的叠加:
Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 ①
2H2O2=2H2O+O2 ②
把①×2+②,故:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。
3. 双配法
技巧:某些特殊的氧化还原反应,从方程式两边同时开始配平。
例3 H2PO2-+Ag++H2O——H3PO4+Ag+H2
解析 选择H2PO2-、Ag+和H2作为研究对象。为了满足电荷守恒关系,H2PO2-、Ag+的化学计量数必定相等。反应中,1个H2PO2-升高4价,1个Ag+降低1价,每生成1个H2需降低2价,为了使化合价总数相等,在H2PO2-、Ag+前均配1时,H2前配[32],最后将各化学计量数均乘以2,再配平其余物质的化学计量数。故:2H2PO2-+2Ag++4H2O=2H3PO4+2Ag+3H2。
4. 组合法
技巧:两种或两种以上的物质同时作氧化剂(或还原剂),可将它们按比例进行组合来配平。
例4 S+KNO3+C——K2S+N2+CO2
解析 因为KNO3中K、N原子个数比为1:1,为了保证产物中K、N原子个数比亦为1:1,K2S、N2的化学计量数必定相等,可把K2S、N2组合为一个整体作为研究对象,CO2为另一研究对象。每生成1个(K2S、N2)需降低12价,每生成1个CO2需升高4价,故K2S和N2前均配1,CO2前配3,以此配平其余物质的化学计量数。故:S+2KNO3+3C=K2S+N2+3CO2。
5. 拆分法
技巧:某些情况下,需要把某个化学式拆开进行分析。
例5 NH4NO3——N2+HNO3+H2O
解析 这是一个归中反应。有关价态变化是,-3价的N元素全部升高到0价,+5价的N元素部分降低到0价。可将N2拆成两部分,即升价而来的N元素和降价而来的N元素。每生成一个N元素,若升价而来,需升高3价,若降价而来,需降低5价,故升价而来的N原子数为5,降价而来的N原子数为3,(5+3)÷2=4,为N2的化学计量数,再配平其余物质的化学计量数,故:5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O。
6. 后配(单质)法
技巧:把游离态的那种元素放在最后来配(适用于反应物或生成物中有单质参加或单质生成的反应)。
例6 FeS2+O2 —— Fe2O3+SO2
解析 反应物中有单质O2,把O元素放在最后来配。假定Fe2O3系数为1,则FeS2系数为2,那么SO2系数为4,因此O2系数为[112],然后把每种物质前的系数都扩大2倍,故:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2。
7. 综合法
技巧: 对于少数氧化还原反应方程式,需综合运用几种方法技巧。
例7 NaIO3+NaHSO3——NaHSO4+Na2SO4+I2+H2O
解析 选择NaIO3、NaHSO3作为研究对象。1个NaIO3降低5价,1个NaHSO3升高2价,故NaIO3前配2,NaHSO3前配5,但其余物质的化学计量数单用观察法不能全部配出,可设NaHSO4和Na2SO4的化学计量数分别为[x、y],则[x+2y=7](Na原子守恒),[x+y=5](S原子守恒),解方程组即得:[x=3,y=2],代入并配平其余物质计量数,故:2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O。
8. 假设法
技巧:对于一些特殊的有机氧化还原反应,定化学式较为复杂的物质的化学计量数为1,以此配平其余物质的化学计量数。
例8 C6H2(NO2)3CH3[高温]CO+N2+H2O+C
解析 假设三硝基甲苯的化学计量数为1,根据原子守恒,用分数(或整数)确定各物质的化学计量数,反应前后元素出现几率最多的物质的化学计量数最后确定(如C)。即按1次→2次→3次……顺序配化学计量数。故:2C6H2(NO2)3CH3[高温]7CO↑+3N2↑+5H2O+7C。
综上所述,对于同一氧化还原反应方程式,可根据反应特点进行分析,灵活采用不同的配平技巧,或几种技巧综合运用,就会使氧化还原反应方程式的配平变得易如反掌。
【练习】
配平下列氧化还原反应的化学方程式:
(1)P+Cl2——PCl3
(2)Cu+HNO3(稀)——Cu(NO3)2+NO +H2O
(3)Cu2S+HNO3——Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O
(4)KI+KIO3+H2SO4——I2+K2SO4+H2O
(5)H2O2+Cr2(SO4)3+ ——K2SO4+H2O+K2CrO4
(6)AgNO3——Ag+NO2+O2
(7)FeSO4+H2O+O2——Fe2(SO4)3 +Fe(OH)3
(8)RCH2OH+K2Cr2O7+H2SO4→RCOOH+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O
[【参考答案】]<\192.168.2.51本地磁盘 (e)张骥娜数据飞翔高中生学习·高三 理综 文综 合 2011-9高中生学习·高三 理综 文综 合 2011-9c社会2.jpg>
(1)2,3,2; (2)3,8,3,2,4;
(3)3,22,6,10,3,8; (4)5,1,3,3,3,3;
(5)5,1,10KOH,3,2,8; (6)2,2,2,1;
1 离子-电子法的配平步骤
离子-电子法的配平,只适用于在溶液中进行的氧化还原反应。其步骤为:第一步将化学反应式改写为离子反应式;第二步将离子反应式拆写成2个半反应式;第三步配平2个半反应式左右两边各种原子和电荷数;第四步将2个半反应式乘以适当的系数,使得失电子数目等于最小公倍数后相加,化简。
在离子-电子法配平的4个步骤中,第三步最关键。在配平氧化还原半反应式时,不但要使反应式两边各原子个数相等,还要使反应式两边的电荷数相等。
配平原子时先配O、H以外的原子,然后再配O、H原子。在不同介质中O、H原子的配平难易程度不一样,最容易配平的是在酸性介质中,碱性介质和中性介中配平O、H原子则比较困难。为此,笔者总结出先按酸性介质来配平,然后再根据实际情况,通过在反应式的两边同时加入与H+数目相等的OH-,将酸性介质转化为碱性或中性介质的方法。具体做法是:当实际介质为碱性介质时,反应式左右两边同时加上与反应式中H+数目相等的OH-,然后把同一边相同数量的H+和OH-合并成相同数量的H2O,经简化即完成酸性介质向碱性介质的转变;若反应介质为中性介质时,按照酸性介质配平后,反应式左边出现了H+,只需在反应式的两边同时加上与反应式中H+数目相等的OH-,然后把左边相同数量的H+和OH-合并成相同数量的H2O后经过简化即完成酸性介质向中性介质的转变。
电荷数的配平采取在左边或右边加上电子的方法来配平。一个电子带有一个单位的负电荷,因此,每得到一个电子,就相当于增加一个单位的负电荷,得到n个电子时,相当于增加了n个单位的负电荷。相反,如果失去一个电子,则增加一个单位正电荷,失去n个电子时,相当于增加了n个单位的正电荷[2]。
2 在不同介质中反应式配平实例
2.1 酸性介质
K2Cr2O7+Na2SO3→Cr2(SO4)3+Na2SO4配平步骤如下:
(1)先写成离子反应式:。
(2)写出2个半反应。第一个半反应:; 第二个半反应:。
(3)配平半反应左右两边的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O和H原子。所以第一个半反应先配平Cr原子,左边2个Cr,右边只有1个Cr,在右边的Cr3+前放上系数2,得;接着配平O原子,在少O原子的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加7个H2O;最后配平H,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上14个H+。结果得:
分析上式左右两边的电荷数,左边是+12,右边是+6, 因此要在右边加上6个电子,这样左右两边的电荷才相等。即
第二个半反应先配平S原子,很显然S原子已经相等;接着配平O原子,在少O原子的一边加水,少多少个O原子就加多少个H2O,因此应在左边加1个H2O;最后配平H,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,因此在右边加上2个H+。结果得:
分析上式左右两边的电荷数,左边是-2,右边是0,可见要在右边加上2个电子,即
(4)反应式(1)和反应式(2)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(1)乘以1加上反应式(2)乘以3得:
简化得:
转化为化学方程式得:
2.2 碱性介质
先按照酸性介质的配平方法配平各种原子,然后再通过在方程式的左右两边加上与H+数目相等的OH-离子,把酸性介质转化成碱性介质后,再进行电荷的配平。例如配平下列在碱性介质中完成的反应:
配平步骤如下:
(1)先写成离子反应式:。
(2)写出2个半反应式。第一个半反应:ClO-→Cl-;第二个半反应:。
(3)配平半反应的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O原子和H原子。第一个半反应先配平Cl原子,左边和右边都只有一个Cl原子,已经相等,不用再配平。接着配平O原子,先按酸性介质的配平方法进行配平,在少O原子的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加1个H2O;最后配平H原子,在少H原子的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上2个H+。结果得:
ClO-+2H+→Cl-+H2O
实际介质不是酸性而是碱性,所以在上式左右两边同时加上与H+数量相等的OH-,很显然两边同时加上2个OH-,即得:
ClO-+2H++2OH-→Cl-+H2O+2OH-
因为2H++2OH-→2H2O,将上式整理后得:
ClO-+2H2O→Cl-+H2O+20H-
将该式简化得:
ClO-+H2O→Cl-=2OH-
分析上式左右两边的电荷数,左边是-1,右边是-3,可见要在右边加上2个电子,这样左右两边的电荷才相等。即
第二个半反应中的Cr原子数已经相等。接着配平O原子,从第二半反应中可知O原子数已经配平。接着配平H原子,先按酸性介质配平,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在右边加上4个H+,结果得:
实际介质不是酸性而是碱性,所以在上式左右两边同时加上与H+数量相等的OH-,很显然两边同时加上4个OH-,即得:
整理简化得:
分析上式左右两边的电荷数,右边是-5,左边是-2,可见要在右边加上3个电子,即
(4)反应式(3)和反应式(4)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(3)乘3加上反应式(4)乘以2得:
简化得:
转化为化学方程式得:
2.3 中性介质
先按照酸性介质的配平方法配平各种原子。各原子配平后,若左边出现H+,则在反应式的两边同时加上与H+相同数目的OH-离子,把酸性介质转化成中性介质后,再进行电荷的配平;若左边未出现H+,则直接进行电荷的配平。例如配平下列在中性介质中完成的反应:
(1)先写成离子反应式:。
(2)写出2个半反应。第一个半反应: 第二个半反应:。
(3)配平半反应的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O原子和H原子。第一个半反应先配平Mn,左边和右边都只有1个Mn原子,不用再配平。接着配平O原子,先按酸性介质的配平方法进行配平,在少O的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加2个H2O;最后配平H原子,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上4个H+。结果得:
实际介质不是酸性而是中性,所以上式左边只能出现H2O,不能出现H+,需要在反应式左右两边同时加上与H+数目相等的OH-,很显然左右两边同时加上4个OH-,即得:
因为4H++40H-→4H2O,将上式整理后得:
将该式简化得:
分析上式左右两边的电荷数,左边是-1,右边是-4,可见要在左边加上3个电子,这样左右两边的电荷才相等。即
第二个半反应左右两边S原子已经相等。接着配平O、H原子,先根据酸性直接配平的方法来配平,在左边加1个H2O,O原子即配平。接着配平H原子,在少H的一边加H+, 少多少个H就加多少个H+,很显然在右边加上2个H+。结果得:
上式配平原子后,左边出现H2O,没有H+出现,不需要转换。
分析上式左右两边的电荷数,左边是-2,右边是0,可见要在右边加上2个电子,即
也可写成:
(4)反应式(5)和反应式(6)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(5)乘以2加反应式(6)乘以3得:
转化为化学方程式得:
3 结论
氧化还原反应无论是在酸性、碱性,还是在中性介质中进行,采用离子-电子法配平反应式时,都可以先按照酸性介质条件下配平各原子,然后再通过在反应式两边同时加入一定数量的OH-的方法转变成碱性或中性介质,该方法能化难为易,易于掌握,特别是对于在碱性和中性介质进行的复杂氧化还原反应式的配平尤为简便快捷。
参考文献
[1]胡伟光.无机化学[M].北京:化学工业出版社,2002:97-98.
关键词:变价元素;氧化还原方程式;初始守恒
文章编号:1005–6629(2016)3–0087–06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
氧化还原反应(以下简称“氧-还反应”),是一类非常重要的化学反应,在实际生活和生产中均有广泛应用,例如电镀、电解、燃烧等都有涉及到氧-还反应,而像S、Cl、N、Mn等元素具有多种化合价,也就是变价元素,它们在氧-还反应中会扮演“多面手”的角色——在同一反应过程中,既参与化合价升高的氧化半反应,又参与化合价降低的还原半反应,配平这类元素参与的化学方程式时,学生感到困难较大。而将归一法和双线桥法两者结合使用,可以解决有变价元素参与的氧-还反应方程式的配平问题。
通常在配平方程式中用的归一法,就是在方程式两边找到关键的化学式,将其化学计量数规定为1,再根据该关键化学式中各原子的个数去配平其他化学式,如果配平过程中化学计量数出现分数,再将分数转化成最简整数[1]。
本文中“一双结合”的“一”就是“归一”的意思,原理与配平方程式通常用的“归一法”相同,但“归一”的对象却是变价元素,在含有变价元素参与的氧-还反应方程式配平中,我们将变价元素的配平作为解决这类方程式配平的突破口。如果整个方程式中只有一种变价元素,我们就以仅有的这一种变价元素为着眼点;如果一个方程式中含有两种及以上的变价元素,一般情况下以化合价变化较多的那个变价元素为着眼点。着眼点元素就是计量数要被“归为1”的变价元素(下面无特殊说明,变价元素指的都是被列为着眼点的变价元素)。通过在方程式左边含有变价元素的反应物(或者方程式右边含有变价元素的生成物)前乘以適当的计量数,使每个含有变价元素的反应物(或者生成物)中变价元素原子个数为1,再按照反应前后原子个数守恒规律,确定方程式右边含有变价元素的生成物(或者方程式左边含有变价元素的反应物)前的计量数,使最终未配平前方程式两边变价原子个数先达到“初始守恒”,之后再按照反应前后化合价升降总数相等的原则,配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的计量数,最后用方程式中未参与氧-还反应的原子检查配平后的计量数是否正确。
“一双结合”是通过在方程式一边含有变价元素的物质前乘以适当的计量数,将它们的原子个数归为1,然后确定方程式另一边含变价元素的物质前的计量数,以达到变价元素原子个数“初始守恒”,再应用“双线桥”法确定反应物中的氧化剂、还原剂及相应的产物系数,最后确定方程式中其他参加非氧化还原的反应物及其产物计量数,达到整个方程式配平。这种方法的核心是归一。正确的归一,能让学生在配平方程式过程中更加清楚变价元素原子的反应“路径”,为解答有关电子转移、氧化产物与还原产物摩尔比或者质量比等问题扫清障碍。
2 “一双结合”方法遵循的规律与原则
这种方法在配平过程中,始终遵循以下规律与原则:
(1)反应前后原子个数守恒[2]。化学反应前后遵循原子个数守恒的规律,当然对于有变价元素参与的氧-还反应来说,变价元素原子个数在反应前后也应遵循这一规律。这是“一双结合”的核心依据。
(2)反应前后得失电子总数相等[3]。在氧-还反应中,氧化剂得到的电子(或者电子对偏向)总数必然等于还原剂失去的电子(或者电子对偏移)总数。这是应用双线桥配平方程式的理论依据。
(3)遵循客观事实[4]。就是以客观事实为基础,物质如能发生化学反应,然后再依据质量守恒定律,调整化学式前的化学计量数,使得式子左右两边达到原子的种类相同,数目相等。
3.1 有变价元素参与的歧化反应
方程式形式及特点为:一种含有变价元素的反应物→若干种含有变价元素的生成物(“一变多”型)。
例如:H2O2→H2O+O2↑
(1)变价元素在反应前后有3种及以上的化合价。如举例中的O元素在反应前后的化合价分别为-1、-2、0价。
(2)变价元素在反应前含在一种反应物中,而反应后含在两种及以上的生成物中,如本例中O元素在反应前含在H2O2中,反应后在H2O和O2中都含有O元素。
3.2 有变价元素参与的归中反应
方程式形式及特点为:若干种含有变价元素的反应物→一种含有变价元素的生成物(“多变一”型)。
例如:H2S+H2SO3→S+H2O
(1)变价元素在反应前后有3种及以上的化合价。如举例中的S元素在反应前后的化合价分别为-2、+4、0价。
(2)变价元素在反应前含在两种及以上反应物中,而反应后含在一种生成物中,如本例中反应物H2S和H2SO3中都含有S元素,反应后只有S中含有该变价元素。
3.3 变价元素参与复杂氧-还反应
方程式形式及特点为:两种以上含有变价元素的反应物→两种以上含有变价元素的生成物(“多变多”型)。
例如:KClO3+HCl(浓)→Cl2↑+ClO2+KCl+ H2O
(1)变价元素在反应前后有2种以上的化合价。如本例中的Cl元素在反应前后的化合价分别为+5、-1、0、+4价。
(2)变价元素在反应前含在两种及以上反应物中,而反应后在另外两种及以上的生成物中,如本例中反应物KClO3和HCl中分别含有Cl元素,反应后Cl2、ClO2和KCl都含有变价元素Cl。
见图1。
例1 H2O2→H2O+O2↑方程式的配平
(1)判断。本题中有一种变价元素O,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。
(3)整理检查。上述方程式中,还原产物和氧化产物前的计量数已经分别确定,此反应产物中没有非氧化还原产物,通过检查可知各类元素反应前后原子个数相等。故只需整理计量数即可,即方程式两边同乘以2,得到:
2H2O2=2H2O+O2↑[5]。
例2 S+NaOH→Na2S+Na2S2O3+H2O方程式的配平
(1)判断。本题中有一种变价元素S,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。
再应用化合价升降总数相等进行配平,为了便于配平此处将2S写为S-S的形式。用双线桥标出电子转移:
此时S、Na、H三类元素的原子个数反应前后相等,用O原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的。故只需整理计量数即可,方程式两边同乘以2,得到:
4S+6NaOH=2Na2S+Na2S2O3+3H2O[6]。
例3 Cl2+K2CO3→KCl+KClO3+CO2方程式的配平
(1)判断。本题中有一种变价元素Cl,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。
(2)“一双结合”。方程式右边KCl、KClO3中Cl原子个数都为1,反应物Cl2中Cl原子个数为2,这样Cl原子个数已经达到“初始守恒”,为了便于配平,此处将Cl2写为Cl-Cl的形式,再应用化合价升降总数相等进行配平。用双线桥标出电子转移:
要使氧-还原反应中升降电子总数相等,KCl的计量数为5,得失电子总数为5e-,那么“桥”左边的Cl的计量数也应为5。
(3)整理检查。上述方程式中,还原产物和氧化产物的计量数已经分别确定,还需要确定非氧化还原反应物K2CO3、非氧化还原产物CO2的计量数,由KCl和KClO3前的计量数可知,K2CO3前配3,再根据反应前后C原子个数相等,CO2前配3,方程式变为:
5Cl-Cl+3K2CO3→5KCl+KClO3+3CO2。
此时Cl、K、C三类元素的原子个数反应前后相等,用O原子反应前后个数检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的。故只需整理计量数即可,得到:
3Cl2+3K2CO3=5KCl+KClO3+3CO2。
例4 H2S+H2SO3→S↓+H2O方程式的配平
(1)判断。本题中有一种变价元素S,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变一”型的归中反应,S既是氧化产物又是还原产物。可用“一双结合”法配平。
(2)“一双结合”。方程式左边H2S、H2SO3中S原子个数都为1,生成物S乘以2,使S原子个数达到“初始守恒”,为了便于配平此处将2S写为S-S的形式,再应用化合价升降总数相等进行配平。用双线桥标出电子转移:
要使氧化还原反应中升降电子总数相等,H2S前配2,得失电子总数为4e-,那么“桥”右边的S-S中氧化产物的S前配2:
(3)整理检查。上述方程式中,还原剂H2S、氧化剂H2SO3和S的计量数都已确定,根据反应前后H(或O)原子个数相等,H2O前配3,方程式变为:
2H2S+H2SO3→2S-S+3H2O。
此时S、H(或O)两类元素的原子个数反应前后相等,再用O(或H)原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:
2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O[7]。
例5 HCl+KMnO4→KCl+Cl2+MnCl2+H2O方程式的配平
(1)判断。本题中有Cl和Mn两种变价元素,它们就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变多”型的有变价元素参与的复杂氧-还反应,从化合价变化分析可知,Cl2是氧化产物,MnCl2是还原产物,对应的还原剂和氧化剂分别是HCl和KMnO4,可用“一双结合”法配平。
(3)整理检查。上述方程式中,MnCl2、Cl2、KMnO4、HCl的计量数都已确定,根据反应前后H(或O)原子个数相等,H2O前的计量数为4,方程式变为:
此时S、H(或O)两类元素的原子个数反应前后相等,再用O(或H)原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:
16HCl+2KMnO4=2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O[9]。
例6 KClO3+HCl(浓)→ClO2+Cl2+KCl+H2O方程式的配平
(1)判断。本题中Cl为变价元素,它是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变多”型的有变价元素参与的复杂氧-还反应,这里最为关键的是确定氧化、还原产物。反应前Cl元素化合价为+5、-1价,反应后为+4、0、-1价,从化学反应化合价不交叉规律可知ClO2是还原产物,Cl2是氧化产物,KCl、H2O是非氧化还原产物,对应的还原剂和氧化剂分别是HCl和KClO3,但HCl除了作还原剂外,还体现酸性,发生复分解反应,生成KCl。可用“一双结合”法配平。
(3)整理检查。上述方程式中,KClO3、Cl2、ClO2的计量数都已确定,根据反应前后K原子个数相等,KCl前配1,从而进一步确定HCl前配2,最后确定H2O前配1,方程式变为:
再用反应前后O原子个数检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:
2KClO3+4HCl(浓)=2ClO2+Cl2+2KCl+2H2O[10]。
配平化学反应方程式看似简单,其实它是对学生化学知识掌握情况的综合考量。在配平中如果对反应物质的性质比较熟悉,就能快速判断参加氧-还反应的氧化剂、还原剂及对应的产物,灵活运用配平方法,而这些都要靠平时学习的积累和总结。
参考文献:
[1]喻强.初中化学方程式的配平方法[J].初中生之友·学习號,2013,(9):51.
[2][3]赵燕.无机化学[M].北京:化学工业出版社,2002:95.
[4]高光柱.例谈初中化学方程式配平方法[J].现代教育科学:教学研究,2013,(10):123.
[5]庞锡涛.无机化学(修订2版)[M].北京:高等教育出版社,1996:78.