2完整版本.3.3《氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用》教學設(shè)計(含解析)-人教版高中化學必修一

（人教版必修1）第二章《化學物質(zhì)及其變化》教學設(shè)計第三節(jié)氧化還原反應(yīng)（第三課時氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用）課題：2.3.3氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用課時1授課班級教材分析本節(jié)內(nèi)容氧化還原反應(yīng)從學科內(nèi)容方面講是學生認識化學學科的起始章，是連接義務(wù)教育階段化學與高中化學的紐帶和橋梁，對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)，引導學生有效地進行高中階段化學學習，具有重要的承前啟后作用。本節(jié)氧化還原反應(yīng)的概念、氧化還原反應(yīng)的特征和氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是本節(jié)的基礎(chǔ)內(nèi)容，在學習了這些基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，進一步探究氧化性和還原性判斷及強弱比較，總結(jié)、歸納、提煉氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律，是對本節(jié)內(nèi)容學習的升華。也是本節(jié)最后簡介了氧化還原反應(yīng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學技術(shù)和日常生活中的重要應(yīng)用，同時也辯證地介紹了氧化還原反應(yīng)會給人類帶來危害等的目的所在。同時，氧化還原反應(yīng)是中學化學的重要理論，是高考的熱點。設(shè)計本節(jié)教學內(nèi)容可有效培養(yǎng)學生總結(jié)歸納能力，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力以及化學計算能力等。教學目標知識與技能1．通過討論交流、歸納小結(jié)，學會判斷物質(zhì)具有氧化性、還原性以及判斷氧化性和還原性強弱的一般方法。2．通過閱讀歸納、練習應(yīng)用，學會利用氧化性和還原性強弱判斷化學反應(yīng)能否發(fā)生，能用氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識解釋生活中的一些化學現(xiàn)象。3.通過分析探究，典例剖析，初步建立用氧化還原反應(yīng)中的“電子守恒”思想解決簡單的氧化還原計算問題的思維模型。過程與方法1.初步學會驗證物質(zhì)氧化性和還原性的實驗設(shè)計思路。2.通過探究活動，體會研究物質(zhì)性質(zhì)的一般程序和方法，形成有序思維。養(yǎng)成勇于實踐、不斷創(chuàng)新的科學態(tài)度，體會學習科學探究的基本方法。情感態(tài)度價值觀1.通過對氧化還原反應(yīng)的學習與研究，感知事物的現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系和對立統(tǒng)一的觀點，收獲成功的喜悅，感受學習的快樂。2.關(guān)注與化學有關(guān)的社會熱點問題，形成可持續(xù)發(fā)展的思想。教學重點物質(zhì)氧化性、還原性強弱的判斷及應(yīng)用。教學難點利用電子守恒思想解決氧化還原反應(yīng)中的計算問題。教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法【引入】通過前面的學習我們知道，可以根據(jù)某物質(zhì)中的元素化合價高低判斷該物質(zhì)是否具有氧化性或還原性，那么當兩種或多種物質(zhì)同時具有氧化性或還原性時，又如何判斷它們氧化性或還原性的強弱呢？是否能找到什么規(guī)律？這就是我們本節(jié)課要重點研究解決的問題?！景鍟咳?、物質(zhì)氧化性、還原性強弱活動一、物質(zhì)氧化性、還原性強弱的判斷方法【思考1】依據(jù)金屬活動性順序，你能判斷出Zn和Fe還原性的強弱嗎？【交流】能。在金屬活動性順序中，在金屬活動性順序表中越靠前的金屬，越容易失去電子，表現(xiàn)出還原性越強。Zn位于Fe之前，所以Zn比Fe的還原性強。【思考2】已知還原性I－＞Fe2＋，你能確定反應(yīng)：I2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2I－能否發(fā)生嗎？【交流】不能發(fā)生。因氧化還原反應(yīng)滿足由強制弱的原理，若反應(yīng)I2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2I－能夠發(fā)生，則還原性：Fe2＋＞I－，與題目中已知的還原性強弱相矛盾，故該反應(yīng)不能進行。【討論】如何氧化還原反應(yīng)方程式來判斷物質(zhì)氧化性、還原性強弱？【板書】【交流1】規(guī)律：氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物【交流2】特點：比什么性，找什么劑，產(chǎn)物之性小于劑。【討論】如何根據(jù)元素的活動性順序判斷表來判斷物質(zhì)氧化性、還原性強弱？【交流1】【交流2】【交流3】特點：上左下右可反應(yīng)，隔之愈遠愈易行。【討論】已知;4HCl(濃)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑,16HCl(濃)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑,你能判斷KMnO4和MnO2氧化性強弱嗎？【交流1】能。氧化性：KMnO4>MnO2?！窘涣?】規(guī)律：當不同氧化劑（或還原劑）作用于同一還原劑（或氧化劑）時，如氧化（還原）產(chǎn)物化合價相同，可根據(jù)反應(yīng)條件的難易來判斷。反應(yīng)越易進行或越劇烈，則氧化劑（或還原劑）的氧化性（或還原性）越強?！居懻摗恳阎?Fe＋3Cl22FeCl3Fe＋SFeS，你能比較和的氧化性強弱嗎？【交流1】能。氧化性：Cl2>S?！窘涣?】規(guī)律：當變價的還原劑（或氧化劑）在相似的條件下作用于不同的氧化劑（或還原劑）時，可由氧化產(chǎn)物（或還原產(chǎn)物）中元素化合價的高低來判斷氧化劑氧化性（或還原劑還原性）的強弱。即在相同條件下，使還原劑（或氧化劑）中元素化合價升（或降）得越高（或低），則氧化劑（或還原劑）的氧化性（或還原性）越強?！咎骄?】金屬陽離子一定只有氧化性嗎？【交流】金屬陽離子若處于中間價態(tài)則既有氧化性，又有還原性?！咎骄?】已知物質(zhì)的氧化性或還原性的強弱關(guān)系，如何判斷某一氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生？【交流】可采用假設(shè)法。①假設(shè)反應(yīng)成立；②根據(jù)氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物的規(guī)律，列出假設(shè)反應(yīng)中的上述關(guān)系；③結(jié)合題干條件判斷該結(jié)論是否符合事實。若符合事實，則反應(yīng)能發(fā)生；反之，則反應(yīng)不能發(fā)生。【探究3】物質(zhì)氧化性或還原性的強弱與哪些因素有關(guān)？【交流1】物質(zhì)氧化性、還原性的強弱與得失電子的難易程度有關(guān)，而與得失電子的多少無關(guān)。如鈉失電子數(shù)小于鋁，但還原性Na＞Al?！窘涣?】對同一元素而言，一般價態(tài)越高，氧化性越強，如Fe3＋>Fe2＋>Fe；價態(tài)越低，氧化性越弱，如S2－<S<SO2。【交流3】某些氧化劑的氧化性和還原劑的還原性的強弱與下列因素有關(guān)。①溫度，如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性要強，熱的濃鹽酸的還原性比冷的濃鹽酸的還原性要強。②濃度，如硝酸的濃度越大其氧化性越強；濃鹽酸的還原性強于稀鹽酸。③酸堿性，如KMnO4的氧化性隨溶液酸性的增強而增強；再如NOeq\o\al(－,3)在中性或堿性條件下幾乎無氧化性，但在酸性條件下有較強的氧化性?！镜淅?】現(xiàn)有下列幾個離子反應(yīng)：①Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6Cl－=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O②2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－③2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋下列有關(guān)性質(zhì)的比較正確的是()A．氧化性：Cr2Oeq\o\al(2－,7)>Cl2>Fe3＋B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2Oeq\o\al(2－,7)C．還原性：SO2<Fe2＋<Br－D．還原性：Cl－>Cr3＋>Fe2＋【答案】A【解析】根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，>SOeq\o\al(2－,4)；還原性強弱順序為SO2>Fe2＋>Br－>Cl－>Cr3＋?！镜淅?】已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有還原性，它們在酸性溶液中還原性的強弱順序為SO2>I－>Fe2＋>H2O2>Cl－，則下列反應(yīng)不可能發(fā)生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋B．I2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HIC．2Fe2＋＋I2=2Fe3＋＋2I－D．H2O2＋SO2=H2SO4【答案】C【解析】解答本題可根據(jù)每個氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性。對于A項SO2是還原劑，F(xiàn)e2＋是還原產(chǎn)物，故還原性為SO2>Fe2＋，A項能發(fā)生；B項中SO2是還原劑，HI是還原產(chǎn)物，故還原性為SO2>I－，B項正確；C項中Fe2＋是還原劑，I－是還原產(chǎn)物，故還原性為Fe2＋>I－，與已知信息矛盾，故C項錯；D項中SO2是還原劑，H2O2是氧化劑，故還原性為SO2>H2O2，D項正確?！景鍟炕顒佣q\a\vs4\al(氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用)【思考1】Fe2＋具有較強的還原性，F(xiàn)e3＋具有較強的氧化性，二者之間能反應(yīng)嗎？為什么？【交流】Fe2＋與Fe3＋為相鄰價態(tài)，無中間價態(tài)，二者不能反應(yīng)?！舅伎?】根據(jù)物質(zhì)的氧化性(或還原性)的強弱判斷氧化還原反應(yīng)在一定條件下是否發(fā)生時，遵循的規(guī)律是什么？。【交流】由強制弱，而不能由弱制強?！居懻摗扛鶕?jù)所學知識、結(jié)合氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)特點思考，氧化還原反應(yīng)有哪些規(guī)律和應(yīng)用？【交流1】守恒規(guī)律：還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)＝氧化劑化合價降低的總數(shù)＝還原劑化合價升高的總數(shù)?！窘涣?】應(yīng)用：氧化還原反應(yīng)方程式的配平和相關(guān)計算。【交流3】強弱規(guī)律：還原性：還原劑>還原產(chǎn)物；氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物?！窘涣?】應(yīng)用：物質(zhì)間氧化性(或還原性)的強弱比較或判斷氧化劑和有還原性的物質(zhì)在一定條件下是否發(fā)生反應(yīng)?！窘涣?】先后規(guī)律：①同一氧化劑與多種還原劑混合，還原性強的先被氧化；②同一還原劑與多種氧化劑混合，氧化性強的先被還原；【交流6】應(yīng)用：判斷物質(zhì)的氧化性、還原性強弱或判斷反應(yīng)的先后順序?！窘涣?】價態(tài)歸中規(guī)律：同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，元素的化合價“只向中間靠攏不出現(xiàn)交叉”，如： (√) (×)【典例1】在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是()A．Mg B．CuC．Ag D．H2【答案】C【解析】由金屬活動性順序可知，Cu2＋、Mg2＋、Ag＋、H＋的氧化性由強到弱的順序為Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Mg2＋，故混合液與鋅粉反應(yīng)時，首先置換出Ag。【典例2】PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次減弱。下列反應(yīng)在水溶液中不可能發(fā)生的是()A．Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋B．10Cl－＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2OC．2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D．5Pb2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋【答案】D【解析】氧化性：PbO2>KMnO4>Cl2>FeCl3>CuCl2，一個氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性。A項中氧化性Fe3＋>Cu2＋，與條件相符；B項中，氧化性MnOeq\o\al(－,4)>Cl2，與條件相符；C項中，氧化性Cl2>Fe3＋，與條件相符；D項中，氧化性MnOeq\o\al(－,4)>PbO2，與條件不相符，所以D項反應(yīng)不可能發(fā)生?！景鍟炕顒尤ⅰ半娮邮睾恪痹诨瘜W計算中的應(yīng)用【討論】若已知用0.1mol·L－1的Na2SO3溶液30mL恰好將2×10－3mol的XOeq\o\al(－,4)還原，如何快速判斷元素X在產(chǎn)物中的化合價？【交流】基本方法：電子守恒法。氧化還原反應(yīng)中得失電子總數(shù)相等，設(shè)元素X在還原產(chǎn)物中的化合價為x，則有0.1mol·L－1×0.03L×(6－4)＝2×10－3mol×(7－x)，解得x＝4，則元素X反應(yīng)后的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，化合價為+4價?！居懻摗坑秒娮邮睾惴ń忸}的一般步驟?！窘涣?】找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物?！窘涣?】找準一個原子或一個離子得失電子數(shù)(注意化學式中的粒子個數(shù))。【交流3】根據(jù)題中給出物質(zhì)的物質(zhì)的量和電子守恒列等式：n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)。【思考】在一個反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量一定相等嗎？【交流】不一定相等。每摩爾氧化劑得電子數(shù)和每摩爾還原劑失電子數(shù)不一定相等，故二者不一定相等?！居懻摗颗e例說明氧化還原反應(yīng)有哪些應(yīng)用？【交流1】制備某些物質(zhì)：實驗室制備氧氣、氫氣等?！窘涣?】工業(yè)上用還原劑冶煉金屬?！窘涣?】用強氧化劑Cl2、ClO2等進行小型水廠、游泳池水、醫(yī)院污水、工業(yè)污水的處理，即利用強氧化劑進行消毒、殺菌?！窘涣?】燃料的燃燒，提供熱能等?！窘涣?】化學電源的研制、開發(fā)及合理利用?！窘涣?】另外有些氧化還原反應(yīng)會對人類帶來危害例如：易燃物的自燃、食品的腐敗、鋼鐵的銹蝕等。我們運用化學知識來防止這類氧化還原反應(yīng)的發(fā)生或減慢其進程。。。。。。?！镜淅?】12mL0.1mol·L－1的亞硫酸(H2SO3)溶液，恰好跟20mL濃度為0.02mol·L－1的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液完全反應(yīng)，則元素鉻(Cr)在還原產(chǎn)物中的化合價是()A．＋1 B．＋2C．＋3 D．＋6【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，H2SO3是還原劑，H2SO3中＋4價的硫元素被氧化成＋6價的H2SO4中的硫元素，重鉻酸鉀是氧化劑，＋6價的鉻元素被還原，設(shè)還原產(chǎn)物中鉻的化合價為x。由關(guān)系式：H2SO3～H2SO4～2e－，Cr2Oeq\o\al(2－,7)～2eq\o(C,\s\up6(x))r～2(6－x)e－，反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，所以：0.020L×0.02mol·L－1×2(6－x)＝0.012L×0.1mol·L－1×2，x＝3。【典例2】氮化鋁(AlN)廣泛應(yīng)用于電子、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。在一定條件下，AlN可通過反應(yīng)Al2O3＋N2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2AlN＋3CO合成。下列敘述正確的是()A．N2是還原劑，Al2O3是氧化劑B．每生成1molAlN需轉(zhuǎn)移3mol電子C．AlN中氮元素的化合價為＋3價D．AlN的摩爾質(zhì)量為41g【答案】B【解析】Al2O3中各元素在反應(yīng)前后化合價都沒有變化；反應(yīng)中N2是氧化劑，1molN2在反應(yīng)中得到6mole－；C是還原劑，1molC失去2mole－；AlN中氮元素的化合價為－3價，AlN的摩爾質(zhì)量為41g·mol－1?！菊n堂檢測】1．下列敘述中正確的是()A．氧化劑中的每一種元素在反應(yīng)中都得到電子B．還原劑在同一反應(yīng)中既可以是反應(yīng)物，也可以是生成物C．失去電子多的還原劑，還原性不一定強D．陽離子只有氧化性，陰離子只有還原性【答案】C【解析】氧化劑中至少有一種元素得到電子，并不一定每一種元素都得到電子，故A項錯誤；還原劑一定是反應(yīng)物，在同一反應(yīng)中，還原劑不可能作生成物，故B項錯誤；還原劑的還原性強弱與還原劑在反應(yīng)中失去電子的數(shù)目無關(guān)，故C項正確；陽離子不一定只有氧化性，如Fe2＋具有還原性，陰離子不一定只有還原性，如MnOeq\o\al(－,4)具有氧化性，故D項錯誤。2．已知反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I2②2FeCl2＋Cl2=2FeCl3③I2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HI判斷下列物質(zhì)氧化能力由強到弱的順序正確的是()A．I－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl2>Fe3＋>I2>SO2C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．Cl2>Fe3＋>SO2>I2【答案】B【解析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)中“前強后弱”規(guī)律可知氧化能力：①FeCl3>I2；②Cl2>FeCl3；③I2>SO2，綜上所述氧化能力：Cl2>FeCl3>I2>SO2。3．已知在相同條件下，下列幾種微粒的還原性強弱順序為Cl－＜Br－＜Fe2＋＜I－＜SO2，由此判斷下列反應(yīng)不能發(fā)生的是()A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2Fe2＋B．2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋=SO2＋Br2＋2H2OC．2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2=2Fe3＋＋Br2＋4Cl－D．2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2【答案】B【解析】A項中SO2是還原劑，F(xiàn)e2＋是還原產(chǎn)物，故還原性：SO2＞Fe2＋，與已知一致，反應(yīng)能夠發(fā)生。B項中Br－是還原劑，SO2是還原產(chǎn)物，故還原性：Br－＞SO2，與已知相矛盾，反應(yīng)不能發(fā)生。C項