鲁科版 (2019)必修 第一册第2章 元素与物质世界第3节 氧化还原反应教学设计

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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。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，研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
宏观辨识与微观探析: 初步掌握依据核心元素的化合价推断物质的氧化性或还原性；
证据推理与模型认知: 初步建立基于氧化还原角度认识物质性质的思维模型；
科学探究与创新意识: 学会研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，并设计实验进行初步试验；
科学精神与社会责任: 了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
重点：研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
难点：研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法。
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知识回顾
1.氧化还原反应的特征和实质
（1）特征：化合价升降
（2）实质：电子转移（得失或偏移）
2.氧化剂。
(1) 定义：氧化还原反应中得到电子(或电子对偏向)的物质叫作氧化剂。
(2) 发生的变化：氧化还原反应中氧化剂所含元素的化合价降低，发生还原反应，表现氧化性。
3.还原剂。
(1) 定义：氧化还原反应中失去电子(或电子对偏离)的物质叫作还原剂。
(2) 发生的变化：氧化还原反应中还原剂所含元素的化合价升高，发生氧化反应，表现还原性。
4.氧化产物：氧化反应得到的物质
还原产物：还原反应得到的物质
5.根据氧化还原反应方程式比较:
氧化性：氧化剂＞氧化产物
还原性：还原剂＞还原产物
注：此方法不适用于歧化反应，如Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
导语
金属腐蚀,是金属和周围环境发生化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀,金属腐蚀现象十分普遍,如钢铁部件在潮湿环境中生锈,铜器在使用过程中表面生成铜绿,铝制品在潮湿空气中表面会生成白色粉末,地下金属管道腐蚀穿孔等。
碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病,即地方性甲状腺肿大和地方性克汀病,主要病因是环境缺碘,人体摄取碘不足所致。我国政府对碘缺乏病相当重视,为了消除碘缺乏病,规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可用如下反应:
KIO3+5KI+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O
氧化还原反应在人类的生产和生活中无处不在。运用好氧化还原反应规律，可以丰富物质转化、能量转化的途径，获取生产活动的更高社会效益，促进人类社会的可持续发展。
讲授新课
【板书】氧化还原反应的应用
投影：探究物质的氧化性或还原性
过氧化氢中氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-1价。过氧化氢是否具有氧化性或还原性呢？请你设计实验证明自己的预测。（5%过氧化氢溶液、酸性高锰酸钾溶液、碘化钾溶液、淀粉溶液、试管、胶头滴管）
实验方案设计与实施
活动一：引导学生理思路
1.根据物质所含元素化合价升高或降低的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；反之，若所含某元素的化合价有降低的趋势，说明该物质可能具有氧化性。
2.如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测是否正确。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来验证预测是否正确。
活动二：思考与交流
1.从氧化还原反应角度，分析、归纳过氧化氢的性质。
2.证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么？
3.过氧化氢在催化剂的作用下可以分解产生氧气，这个反应属于氧化还原反应吗？如果属于氧化还原反应，请分析其中的电子转移情况。
板书：
1.从氧化还原反应的角度，分析、归纳过氧化氢的性质。
【小结】氧元素常见价态为0价-1价-2价，过氧化氢中氧元素为-1价。所以氧元素价态有降低的趋势体现氧化性，也有升高的趋势体现还原性。
2.证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么？
【小结】过氧化氢可以把KI中I-氧化为I2，证明过氧化氢具有氧化性。
过氧化氢中-1价的氧元素被酸性KMnO4溶液氧化为O2，证明过氧化氢具有还原性
3.初中阶段我们就知道过氧化氢在催化剂的作用下可以分解产生氧气，这个反应属于氧化还原反应吗？如果属于氧化还原反应，请分析其中的电子转移情况。
拓展：物质氧化性或还原性的强弱判断方法
(1)根据氧化还原反应的方向判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。
①2W-+X2====2X-+W2
②2Y-+W2====2W-+Y2
③2X-+Z2====2Z-+X2
①中氧化性X2>W2,还原性W->X-;②中氧化性W2>Y2,还原性Y->W-;③中氧化性Z2>X2,还原性X->Z-,
(2)根据反应条件来判断
当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2。
3）环境条件也会影响其强弱
大部分含氧酸根的酸根离子做氧化剂时，溶液的酸性越强，含氧酸根离子的氧化性就越强。
(4)根据氧化产物的价态高低判断
同一物质在相同条件下,被不同氧化剂氧化的程度越大,
氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl2 =2FeCl3 Fe+S =FeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
（5）金属活动性顺序表
金属单质的还原性越强;对应金属阳离子的氧化性越弱。
投影 实现物质转化与获得能量
正确书写化学方程式
1.一氧化碳还原氧化铁
2.铁与硫酸铜溶液
3.电解氧化铝制备铝
活动三：思考与交流
1.他们共同点是什么？提示：从氧化还原角度分析
2.冶炼金属的方法有哪些？
3.冶炼金属的方法本质是什么？
板书：金属冶炼
1.方法：热还原法、金属置换法、电解法
2.本质：利用氧化还原反应中的电子转移，使被还原的化合物中的金属元素的化合价从正价降低至0价，生成金属单质。
热还原法
Fe2O3+3CO Fe+3CO2
置换法
Fe + CuSO4==== FeSO4 + Cu
电解法
2Al2O3 4Al+3O2↑
金属冶炼的实质：将化合态的金属还原成单质 Mn++ne-====M
投影：实验室制取氯气
药品：浓盐酸、二氧化锰、氢氧化钠溶液
仪器：铁架台、酒精灯、分液漏斗、烧瓶、集气瓶、烧杯、石棉网、导管等
原理：MnO2+4HCl(浓） MnCl2+Cl2↑+2H2O
活动四：思考
1.用浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应吗？如果属于，请你说出其中的氧化剂和还原剂。
2.在实验室制取氯气时，常使用氢氧化钠溶液吸收尾气，请写出相关反应的化学方程式。
3.若要制得纯净氯气，对装置如何改造？
4.高锰酸钾与浓盐酸在常温下也可以反应制取氯气，请你从氧化还原反应角度预测反应产物。
5.收集氯气所用方法是什么？
6.如何干燥氯气？如何除去氯气中混有的氯化氢气体？
用浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应吗？如果属于氧化还原反应，请指出其中的氧化剂和还原剂；如果不属于氧化还原反应，请说明理由。
【小结】
在实验室制取氯气时，常使用NaOH溶液吸收尾气。写出相关反应的化学方程式，分析氯气在该反应中表现出什么性质。若想获得纯净的氯气，对该装置还要进行哪些改进？
【小结】
【分析】氯气中可能存在的杂质气体为HCl、水蒸气
在实验室里也可以利用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取氯气，请你预测反应产物，写出该反应的化学方程式。
【小结】
2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
板书：
1.氯气易溶于水且和水反应，故不能用排水法收集。氯气密度比空气大，可以用向上排空气法收集、
2.用浓硫酸干燥氯气。用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体。
3.Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
4.浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应，二氧化锰是氧化剂，浓盐酸是还原剂。
5.2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
活动五：阅读课本P69页化学与技术
思考：
1.大规模生产钛的方法分几步？
2.如何制取较纯净的硅？
3.燃料电池你了解多少？
四、作业设计与布置
实验内容
实验现象
实验结论