氧化剂和还原剂 教案1 11页

‎ ‎ ‎2.3 氧化剂和还原剂 教案(共3课时)‎ ‎【教学目标】‎ ‎1、了解氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念；‎ ‎2、根据事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移；‎ ‎3、能举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。‎ ‎4、以铁及其化合物为例，从氧化还原的角度研究物质的性质；掌握研究物质氧化性和还原性的过程方法；通过了解铁与人体健康的关系，认识化学知识与人类生活的密切关系。‎ ‎【教学重点】‎ 知识重点是用化合价升降的观点理解氧化还原反应，了解铁及其化合物的氧化性和还原性；‎ 过程与方法的重点是运用氧化还原反应的理论，探究物质的氧化性或还原性。‎ ‎【教学难点】‎ 理解氧化还原反应的实质是电子转移。‎ ‎【教学时间】3课时 ‎【教学过程】‎ 第一课时 ‎【交流探讨】‎ ‎1、什么是氧化还原反应？在氧化还原中元素化合价是怎样变化的？‎ ‎2、前面我们学过钠在氯气中剧烈燃烧生成氯化钠。那么，金属钠和氯气是怎样作用形成氯化钠的呢？‎ ‎3、锌与硫酸铜溶液反应的实质是什么？‎ ‎【板书】一、氧化还原反应 ‎1、元素化合价在化学反应中的变化 ‎△‎ ‎【引导分析】‎ 对于氢气还原氧化铜的反应。H2+CuO Cu+H2O ‎（1）从得氧、失氧的观点分析，氧化铜失氧，发生了还原反应，氢气得氧，发生氧化反应。‎ ‎（2）从化合价变化观点分析，氧化铜中铜的化合价降低，发生了还有反应，氢气中氢元素化合价升高，发生氧化反应。‎ ‎【讨论】以上两个观点，你认为哪个更科学？‎ ‎【引导分析】‎ 11‎ ‎ ‎ 点燃 对于钠与氯气的反应：Cl2+Na NaCl 点燃 在钠与氯气的反应中，钠原子失去1个电子，化合价升高，被氧化，氯原子得到1个电子，化合价降低，被还原。这个反应的实质是有电子得失。‎ 对于氢气与氯气的反应：Cl2+H2 2HCl 在氢气与氯气的反应中，氢原子和氯原子各以最外层的1个电子组成一个共用电子对，电子对偏向氯原子，偏离氢原子。因此，氯化合价降低，氯气被还原，氢化合价升高，氢气被氧化。这个反应的实质是有共用电子对的偏移。‎ ‎【板书】氧化还原反应的定义：在反应过程中有元素化合价变化的反应叫做氧化还原反应，其实质为有电子转移（有电子得失或偏移）。‎ ‎【演示】锌与硫酸铜溶液反应的导电性实验。‎ ‎【观察思考】得出氧化还原反应中存在电子转移。‎ 化合价降低，得2e-，被还原 化合价升高，失2e-，被氧化 由学生写出金属锌与硫酸铜溶液反应的离子方程式，并用双线桥法标出化合价与电子转移及氧化还原反应的关系：‎ Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu。‎ ‎【讲解】化学反应的分类方法：‎ 根据有无电子转移分为：氧化还原反应和非氧化还原反应 根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类多少，可以将化学反应分为：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。‎ 四种基本反应类型和氧化还原反应的关系为：置换反应一定是氧化还原反应，‎ 复分解反应一定是非氧化还原反应，化合反应和分解反应可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应。‎ ‎【阅读】氧化还原反应在生产、生活中的应用 ‎【学生练习】1、太阳能电池中使用的高纯度硅，工业制取方法是：在一定条件下在一定条件下用单质碳还原二氧化硅制得粗硅并放出一氧化碳气体。再使粗硅与氯气反应生成四氯化硅，然后用氢气还原四氯化硅即可制得高纯度的硅。‎ 写出上述氧化还原反应的化学方程式：（1） 、（2） 、（3） 。‎ 其中反应（1）中被氧化的物质是 ，还原产物是 。‎ ‎2．金属钛具有许多神奇的功能，被誉为“亲生物金属”它可由金属镁和四氯化钛（TiCl4‎ 11‎ ‎ ‎ ‎）在一定条件下反应制得。该反应的化学方程式为 ，属于四种基本反应类型中的 反应，其中被还原的物质是 ，氧化产物是 。‎ ‎【点评】根据学生分析的情况进行讲评。‎ ‎【例题1】下列反应中，不属于氧化还原反应的是 A.3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O B.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O C.3H2O2+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O D.3CCl4+K2CrO7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl 解析：判断是否为氧化还原反应，只要看反应前后元素有无化合价的变化即可。本题选项中，D中各元素化合价均未变化。答案为D。‎ ‎【例题2】请在下图中注明各类反应的位置。‎ ‎①化合反应 ②分解反应 ‎ ‎③置换反应 ④复分解反应 ‎ ‎⑤氧化还原反应 ⑥非氧化还原反应 ‎ 解析：根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类多少，可以将化学反应分为：化合反应 、分解反应 、置换反应 、复分解反应；根据反应中是否有电子转移，可以将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。置换反应一定是氧化还原反应，复分解反应一定是非氧化还原反应，化合反应和分解反应可能是氧化还原反应，也可能是非氧化还原反应。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ 还有部分反应，不属于四种基本反应类型中的任何一类。‎ 答案：‎ ‎【小结】对本节知识归纳总结。‎ ‎【随堂练习】‎ ‎1．下列反应中属于氧化还原反应的是 A．CO2+H2O==H2CO3 B．H2CO3==CO2+H2O C．CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2 D．CO2+C2CO ‎2．下列说法中错误的是 A．置换反应一定是氧化还原反应 B．化合反应不可能是氧化还原反应 C．分解反应可能是氧化还原反应 D．凡是氧化还原反应，都不可能是复分解反应 11‎ ‎ ‎ ‎3．黑火药发生爆炸的反应（S+2KNO3+3C==K2S+N2↑+3CO2↑）中被还原的元素是 A．只有N B．只有S C．只有C D．N和S ‎4．在化学反应中，如果某元素由化合态变为游离态，则该元素 A.被氧化 B.被还原 C.可能是被氧化，也可能是被还原 D.没有发生氧化还原反应 ‎5．下列关于氧化还原反应实质的说法中，比较确切的是( )‎ A.有电子转移 B.有电子得失 C.得氧或失氧 D.有元素化合价变化 ‎6．请把符合要求的化学反应方程式的编号填入直线上 ‎（1）既属于分解反应又是氧化还原反应的是____ __。‎ ‎（2）属于化合反应，但不是氧化还原反应的是__ ____。‎ ‎（3）既属于化合反应，又是氧化还原反应的是____ __。‎ ‎（4）属于分解反应，但不是氧化还原反应的是____ __。‎ ‎（5）不属于四种基本反应类型的氧化还原反应的是___ ___。‎ A． B．‎ C． D．‎ E． F．‎ ‎7．写出下列反应的化学方程式或离子方程式，用双线桥法标出化合价与电子转移及氧化还原反应的关系 ‎（1）金属钠在氯气中燃烧 （2）铝与稀硫酸反应 ‎8．在3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中有19.2gCu被氧化，则被还原的HNO3的物质的量是多少? ‎ 第二课时 ‎【交流探讨】‎ ‎1、下列化学反应中，哪些属于氧化还原反应？为什么？‎ Cu+Cl2=CuCl2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ‎ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Cl2+H2O=HCl+HClO 高温 MnO2‎ Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+2H2O+NO↑ BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl ‎2H2O2 2H2O+O2↑ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2‎ ‎2、上述反应中哪些物质的化合价发生了变化？哪些物质具有氧化性？哪些物质具有还原性？哪些物质既具有氧化性又具有还原性？‎ ‎【板书】二、氧化剂和还原剂 11‎ ‎ ‎ ‎【讲解】‎ 在氧化还原反应中，所含元素化合价降低的反应物，称为氧化剂；所含元素化合价升高的反应物，称为还原剂。如金属铁与氯气的反应中，氯气是氧化剂，铁是还原剂。‎ ‎【练习】指出反应3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中的氧化剂和还原剂。‎ ‎【讲解】‎ 根据物质中所含元素的化合价，可推测该物质具有氧化性还是还原性，它们在氧化还原反应中可做氧化剂还是还原剂。在化合物HNO3 、浓H2SO4、KMnO4、FeCl3、KClO3、HClO、K2Cr2O7、MnO2中，含有最高或较高价态的元素，这些化合物具有氧化性，可做氧化剂；另外活泼的非金属单质如：O2 、Cl2、Br2、I2、O3等也是常见的氧化剂。在化合物KI、Na2S、NaBr、FeCl2、CO、NH3中，含有最低或较低价态的元素，这些化合物具有还原性，可做还原剂；另外金属单质在反应中只做还原剂；某些非金属单质如：H2 、C 等也是常见的还原剂。化合物H2O2、SO2等含有中间价态的元素，这些化合物既可做氧化剂又可做还原剂。‎ ‎【注意】‎ 浓硫酸是一种常见 氧化剂。浓硫酸的三大特性是：吸水性、脱水性、强氧化性。浓硫酸中硫元素化合价为＋6，所以浓硫酸具有强氧化性。‎ 如：在加热时可与金属铜反应，本身被还原为SO2，反应的化学方程式为 Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O。‎ 在此反应中，硫酸的作用为酸性和强氧化性。‎ ‎【思考】‎ ‎1、在加热时，浓硫酸可氧化木炭为CO2，本身被还原为SO2，写出反应的化学方程式。‎ ‎2、为什么可用铁质或铝质容器盛放浓硫酸？‎ ‎【学生回答】‎ ‎1、C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O ‎2、常温下铁、铝等金属在浓硫酸中发生钝化现象，故可用铁质或铝质容器盛放浓硫酸。‎ ‎【练习】标出C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O。电子转移的方向和数目。‎ 得2×2e-‎ 失4e-‎ ‎【点评】‎ C + 2H2SO4 = CO2↑ + 2SO2↑+2H2O ‎【板书】判断物质的氧化性、还原性相对强弱的依据：‎ ‎（1）根据金属活动顺序进行判断。‎ 单质的还原性逐渐减弱 11‎ ‎ ‎ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 对应阳离子的氧化性逐渐增强 例如：还原性：Na>Cu；氧化性：Na＋”）‎ ‎（2）根据非金属活动顺序进行判断。‎ 单质的氧化性逐渐减弱 F O Cl Br I S 对应阴离子的还原性逐渐增强 例如：氧化性：Cl2>S；还原性：S2->Cl-‎ ‎（3）根据氧化还原反应判断。‎ 得到电子 强氧化剂＋强还原剂＝还原产物（弱还原性）＋氧化产物（弱氧化性）‎ 失去电子 氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物 （填“<”或“>”）‎ ‎【练习】反应：2FeCl3 + H2S =2FeCl2+ 2HCl+S↓中，‎ 氧化性： > ；还原性： > 。‎ ‎【小结】‎ 氧化还原反应的实质是电子的转移，特征是反应前后元素化合价发生变化。氧化还原反应的有关概念是互相独立，又互相依存的，其关系如下框图所示：‎ ‎【例1】根据下列化学方程式 ‎① 2 MnO4-+16H++10Cl-＝2Mn2++8H2O+5Cl2 ② 2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl- ‎③ 2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+ ④ Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu 可推断MnO4-、Fe2+、Cu2+、Fe3+、Cl2的氧化性由强到弱的顺序为 ‎ A. MnO4-＞Cl2＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ ‎ B. Fe3+＞MnO4-＞Cl2＞Cu2+＞Fe2+‎ 11‎ ‎ ‎ C. Cl2＞MnO4-＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+ ‎ D. Cu2+＞Cl2＞MnO4-＞Fe3+＞Fe2+‎ 解析：在氧化还原反应中，存在如下规律：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。根据上述规律，分别找出以上四个反应的氧化剂、氧化产物，就可进行比较。‎ 答案：A ‎【例题2】 在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到N2多1.4g。‎ ‎⑴ 写出反应的化学方程式。‎ ‎⑵ 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。‎ 解析：本题的起点较低，已知反应物是NO和NH3，生成物是N2和H2O，要求写出反应的化学方程式。第⑴问不难回答。解答第⑵问的核心是“差量法”。由化学方程式6NO+4NH3=5N2+6H2O可得6mol NO 还原得到3mol N2，4mol NH3氧化得到2mol N2，两者相差1mol。现相差1.4g，1.4g÷28g·mol-1=0.05mol，相当于0.3molNO和0.2molNH3反应。依题意NO和NH3的总物质的量为1mol，其中必有一种为过量。若NO过量，则NO的物质的量为0.5mol与0.3mol之和即0.8mol，而NH3的物质的量为0.2mol；如果NH3过量，则结论是NO0.3mol，NH3是（0.2mol+0.5mol）即0.7mol。‎ 答案：（1）6NO+4NH3=5N2+6H2O ‎⑵ 有两种情况：‎ ‎① NH3过量时：n（NO）=0.3mol n（NH3）=0.7mol ‎② NO过量时：n（NO）=0.8mol n（NH3）=0.2mol ‎【随堂练习】‎ ‎1．下列说法中正确的是 A．氧化剂本身发生氧化反应 ‎ B．氧化还原反应一定有氧元素参加 C．氧化剂在反应中得电子，还原剂失去电子 ‎ D．氧化反应一定先于还原反应发生 ‎2．实现下列变化，一定要加入其它物质作氧化剂的是 A．CaCO3 → CO2 B．NaCl → NaNO3 ‎ C．Zn → ZnCl2 D．CuO → CuSO4‎ 11‎ ‎ ‎ ‎3．单质X2和Y2起反应生成化合物的分子式是XY，已知X是正价，下列叙述正确的是 A．X2被还原，X2是还原剂 B．Y2被氧化，Y2是氧化剂 C．X2被氧化，X2是还原剂 D．Y2被氧化，Y2是还原剂 ‎4．下列微粒不具有还原性的是 A．H2 B．H+ C．Na D．CO ‎5．下列反应中，SO2作还原剂的是 A．2H2S+SO2==3S↓+2H2O ‎ B．SO2+2Mg==2MgO+S C．Cl2+SO2+2H2O==H2SO4+2HCl ‎ D．SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O ‎6．下列物质属于常见氧化剂的一组是 A．Cl2、O2、FeCl3、KMnO4　　　　　 B．O2、KMnO4、C、H2‎ C．Na、K、FeCl2、H2、CO　　　　　 D．CuO、CO、Fe2O3、H2‎ ‎7．盐酸的性质是 A．有酸性，没有氧化性和还原性 ‎ B．有酸性和氧化性，没有还原性 C．有酸性和还原性，没有氧化性 ‎ D．有氧化性和还原性，还有酸性 ‎8.在H2SO3+2H2S＝3H2O+3S↓反应中被氧化元素与被还原元素的质量比是 A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.3∶2‎ ‎9．已知：(1)，(2)，‎ 判断下列物质的氧化能力由强到弱的顺序是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎10．已知某温度时发生如下反应：①；②；‎ ‎③。由此可以判断，在该温度下，C、CO、H2的还原性强弱的顺序是 。‎ ‎11．（1）元素处于最高价只具有_________性，举例如_________。‎ ‎（2）元素处于最低价只具有_________性，如_________。‎ ‎（3）物质在反应中难失电子，必易得电子，这句话正确吗？如_________。‎ ‎12．已知反应：3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl 11‎ ‎ ‎ ‎（1）参加反应的NH3和作为还原剂的NH3的个数比为_________‎ ‎（2）若71gCl2参加反应，则被氧化的NH3的质量为多少？氧化产物的质量为多少？‎ ‎13．分析下列氧化还原反应中化合价的变化，标出电子转移的方向和数目.‎ ‎(1) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ‎ ‎(2) 3Cl2 + 8NH3 → 6NH4Cl + N2‎ 第三课时 ‎【思考与讨论】‎ ‎1、在铁及其化合物中，哪些具有氧化性？哪些具有还原性？哪些既有氧化性，又有还原性？‎ ‎2、铁与人体健康有哪些重要关系？‎ ‎【板书】三、探究铁及其化合物的氧化性和还原性 ‎【阅读】学生阅读课本内容51页资料在线：铁及化合物。‎ ‎【讲解】‎ ‎1、铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝。它在自然界中的存在既有游离态又有化合态。铁的化合物很多，在自然界中主要以矿石的形式存在，如黄铁矿（FeS2）、赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）。铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4。铁盐有Fe2+和Fe3+的盐（填离子符号）。铁的氢氧化物有氢氧化亚铁和氢氧化铁。‎ ‎2、用硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀，生成的氢氧化亚铁在空气中迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。‎ ‎【学生练习】下表为氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较，试填写有关内容。‎ 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色、态、溶解性 稳定性：‎ 不稳定，在空气中易被氧化 受热易分解 与酸(HCl)反应的离子方程式 Fe(OH)2+2H+= Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+= Fe2++3H2O ‎【点评】书写离子方程式难溶物必须写成化学式的形式。‎ ‎【板书】铁及其化合物的氧化性和还原性 ‎【活动探究】铁及其化合物的氧化性和还原性。‎ ‎【归纳】含铁物质的三种价态是0、+1、+2，这些物质在一定条件下可通过氧化还原反应相互转化。从价态看，单质Fe只体现还原性，Fe3+只体现氧化性，Fe2+既体现氧化性，又体现还原性。‎ 11‎ ‎ ‎ ‎（1）Fe→Fe(II)或(III) （Fe做还原剂）‎ ① Fe与Cl2、O2等反应：（由学生写出化学方程式）‎ ②与稀盐酸、稀硫酸等反应：（由学生写出离子方程式）‎ ③与某些盐溶液(CuSO4)反应：（由学生写出离子方程式）‎ ‎（2）Fe←Fe(II)→Fe(III)‎ ①FeCl2溶液与Zn反应：Zn+ Fe 2+ =Zn2+ +Fe，FeCl2做氧化剂；‎ ②FeCl2溶液与Cl2反应：2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl-，FeCl2做还原剂；‎ ‎（3）Fe(III)→Fe(II)（FeCl3做还原剂）‎ Fe Fe2+‎ Fe3+‎ ①FeCl3溶液与Fe反应：，2Fe3+＋Fe＝3Fe2+‎ ②FeCl3溶液与Cu反应：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+，‎ Fe2+溶液浅绿色，Fe3+溶液黄色，Cu2+溶液蓝色 ‎【总结】铁三角关系：‎ 由在上述转化关系中，填入适当的氧化剂和还原剂完成三者之间的转化。‎ ‎【思考】如何鉴别Fe2+ 和Fe3+？‎ ‎【边讲解边板书】‎ 可以用KSCN溶液来检验Fe3+的存在：反应的离子方程式为Fe3+＋3SCN-＝Fe(SCN)3，证明Fe3+存在的现象是溶液变红色。‎ ‎【阅读】学生阅读：身边的化学——铁元素与人体健康 ‎【本节内容小结】‎ 物质 物质所含元素在化学反应 中是否存在化合价的变化 氧化还原反应 本质 电子转移 反应物承担的角色 氧化剂、还原剂应 中学阶段常见的 氧化剂、还原剂 具有的性质 氧化性、还原性应 案例 以铁及其化合物为例，应用氧化还原反应的知识，研究物质的氧化性和还原性 常见的含有铁元素的物质及其具有的主要性质 11‎ ‎ ‎ ‎【随堂练习】‎ ‎1．在铁与CuSO4溶液的反应中 A．铁被还原，该反应属于化合反应 B．铜被还原，该反应属于分解反应 ‎ C．铁被氧化，该反应属于置换反应 D．铜被氧化，该反应属于复分解反应 ‎2．过量的铁粉与稀硫酸反应后，溶液中存在较多的阳离子是 A．Fe2+ B．Fe3+ C．H+ D．Fe2+和Fe3+‎ ‎3．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液试样中加入 A．NaOH溶液 B．铁片 C．KSCN溶液 D．石蕊试液 ‎4．把铁片放入下列溶液中，铁片溶解且固体质量减小，并伴有气体生成，则该溶液是 A．稀硫酸 B．CuSO4溶液 C．Na2SO4溶液 D．FeCl3溶液 ‎5．下列说法不正确的是 A．铁元素是生物体中含量最高的生命必需的微量元素，人体缺铁，就会出现贫血症状 B．人体只吸收Fe2+，适量服用维生素C有利于铁元素的吸收 ‎ C．CO会使血红蛋白丧失载氧能力，使人体出现缺氧症状 ‎ D．实验室检验Fe2+常用KSCN溶液 ‎6．配制FeCl2溶液时，常加入少量铁粉，目的是______________________；工业上用FeCl3溶液腐蚀铜质印刷电路版，请用离子反应方程式说明化学反应原理，标出电子转移的方向和数目并指出氧化剂和还原剂。 。‎ ‎7．写出下列反应的化学方程式，并注明氧化剂、还原剂。‎ ‎（1）“曾青得铁化为铜”：_________________________________________________‎ ‎（2）用CO还原Fe2O3炼铁：__________________________________________________‎ ‎8．氧化还原反应是一类重要的反应。回答下列问题：‎ ‎（1）氧化还原反应在工农业生产、日常生活中都有广泛的用途。如：人和动物通过呼吸作用提供能量以维持生命活动。已知人和动物呼吸作用的反应为：C6H12O6+6O2 →6CO2+6H2O。在该反应中，作为还原剂的物质是__________。‎ ‎（2）有些氧化还原反应却有危害。例题，钢铁的腐蚀、食物的腐败等等。因此，要想方设法阻碍此类氧化还原反应的发生。‎ 如：罐头厂在装食物罐头时，添加一些防腐剂，防止食物被空气中的氧气氧化而变质。从氧化还原反应角度看，防腐剂具有__________性。‎ 11‎