2022年鲁科版高中化学必修1第2章 第3节第2课时 氧化剂和还原剂教学设计2

2022年鲁科版高中化学必修1第2章 第3节第2课时 氧化剂和还原剂教学设计2【教学目标】1 知识与技能（1）理解氧化剂和还原剂的概念；（2）理解氧化还原反应的本质和规律；（3）了解氧化还原反应在日常生活、生产中的应用。2 过程与方法（1）通过氧化还原反应概念的教学，培养学生准确描述概念、深刻理解概念、比较辨析概念的能力；（2）通过对氧化剂还原剂概念认识的过程，体会科学探究的基本方法，提高探究能力。3 情感态度与价值观（1）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；（2）通过创设问题情境，引导学生积极思考，激发学生学习化学的兴趣和求知欲望。【教学过程】一、氧化剂和还原剂1基本概念（3）氧化剂和还原剂：在氧化还原反应中，所含元素的化合价降低（或说得到电子）的反应物叫做氧化剂；而所含元素化合价升高（或说失去电子）的反应物，叫做还原剂。（2）氧化产物和还原产物：还原剂失去电子被氧化所得的产物叫氧化产物；氧化剂得到电子被还原所得的产物叫还原产物。【领悟整合】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：氧化剂（具有氧化性）得电子被还原发生还原反应还原产物；还原剂（具有还原性）失电子被氧化发生氧化反应氧化产物。2常见的氧化剂和还原剂常见的氧化剂：（1）非金属单质X2、O2、S等；（2）高价金属阳离子Cu2+、Fe3+；高价或较高价含氧化合物H2SO4(浓)、MnO2、HClO、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、HClO3等。常见的还原剂：（1）活泼或较活泼的金属K、Na、Mg、Al、Zn、Fe等；（2）低价金属阳离子Fe2+；（3）非金属阴离子Cl、Br、I、S2等；（4）含较低价元素的化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、NH3等。说明：在含有变价元素的化合物中，具有中间价态元素的物质（单质或化合物）既可做氧化剂，又可做还原剂。例如：Cl2、H2O2、Fe2+、SO2、H2SO3等既有氧化性有又还原性。二、氧化还原反应中各个基本概念间的关系氧化还原反应的表示方法1双线桥法：表示的是同一元素在反应物转化为生成物时电子转移的结果，反映了化学反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。双线桥法分析氧化还原反应的步骤：标出有化合价变化的元素的化合价；在反应物到生成物之间画一个箭头，箭头出发和指向的是有化合价变化的同一元素；分析化合价的变化，找出反应中得失电子的总数(有价态变化元素的一个原子转移电子数发生价态变化的原子个数)；将转移电子数标在线上；2单线桥法：表示的是电子转移的情况，反映了化学反应的本质。单线桥法分析氧化还原反应的步骤：标出有化合价变化的元素的化合价；用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来，箭尾是失电子的元素，箭头是得电子的元素。注意：桥线只在反应物中，不跨越“”与生成物相连。在桥线上注明电子转移的数目，注意：只写数目，不标得失。典例3：某酒精厂由于管理不善，酒精滴漏到某种化学品上而酿成火灾。该化学品可能是AKMnO4 BNaCl C(NH4)2SO4 DCH3COOH研析：酒精是我们非常熟悉的物质。酒精遇到氧气非常容易燃烧，在燃烧过程中表现出还原性，做还原剂；氧气做氧化剂。但四个选项中并无氧气，这就需要我们灵活运用所学知识，解决实际问题。NaCl、(NH4)2SO4、CH3COOH三种物质均没有强氧化性，可以排除；而KMnO4是一种典型的强氧化剂，受热时还容易分解产生氧气，因此，酒精滴漏到KMnO4上容易酿成火灾。答案：A。典例4：在一定条件下，氯酸钾与碘按下式反应：2KClO3I22KIO3Cl2，由此可推断下列相应的结论，不正确的是A该反应属于置换反应 B还原性I2Cl2C氧化性I2Cl2 D氧化性KClO3Cl2研析：据置换反应的概念首先断定所给反应是一个置换反应由元素化合价的变化可知：反应2KClO3I22KIO3Cl2中KClO3是氧化剂，I2是还原剂，KIO3是氧化产物，Cl2是还原产物，据“还原剂的还原性还原产物的还原性”规律推知，B正确，但C是错误的再结合Cl2不能将I2氧化成IO3的事实，推知D正确。答案：C。三、运用氧化性、还原性概括物质的化学性质所谓氧化性是指氧化剂具有的一种能得到电子的能力，表现在反应中是化合价有降低趋势的一种表现能力；还原性是指还原剂具有的一种失去电子的能力，表现在反应中是化合价有升高趋势的一种表现能力。我们运用氧化性、还原性概括物质的化学性质，下面举例说明：上一章学了氯气和金属钠的化学性质，氯气跟金属单质（钠、铁、铜等）、非金属单质（氢气等）的反应中都是得电子，化合价降低被还原，做氧化剂，因此氯气具有强氧化性；但氯气也有还原性，如氯气跟水、碱溶液所发生歧化反应。其中有一部分氯即是表现了还原性。而钠非金属单质（氯气、氧气等）、水的反应中都是失电子，化合价升高被氧化，做还原剂，因此钠具有强还原性。盐酸是既有氧化性又有还原性的。如在盐酸跟镁、铝、锌等较活泼金属发生的置换反应中，盐酸表现了氧化性。在浓盐酸跟二氧化锰反应制取氯气时，盐酸表现了还原性。由于盐酸的氧化性实质上是H+的氧化性，属于酸的通性，即绝大多数酸所具有的共同性质，因此不能把盐酸称为氧化性酸。但浓硫酸是强氧化性酸，其氧化性是指H2SO4分子中6价的硫元素表现的一种很强的得电子的能力。稀硫酸或硫酸盐中的SO42中的硫元素虽然也是6价，但没有强氧化性。稀硫酸也有氧化性，是其中的H所表现的。浓硫酸分子中6价的硫元素得电子的能力远强于其中的1价的氢。金属元素只能失电子，所以金属单质只有还原性；非金属元素既能得电子表现负价，又能失（偏离）电子表现正价，所以非金属单质多数既有氧化性又有还原性。四、层析法认识氧化还原反应与电子转移之间的关系（1）以反应2Na+Cl22NaCl为例分析：在Na与Cl2反应前后，元素化合价的升降情况为：化合价降低21 化合价升高12 2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 -1 失去2e 2 Na Cl2 2 NaCl 0 0 +1 -1 得到2e 元素原子之间得失电子情况为由此可知，在由单质Na和Cl2生成离子化合物NaCl的反应里，元素化合价的升降与元素原子之间的电子转移之间有着密切关系.元素原子失去(或得到)电子，元素的化合价就升高(或下降)，并且元素原子失去(或得到)的电子数与元素化合价升高(或降低)的数相等.电子得失，属于电子转移.（2）以反应H2+Cl22HCl为例分析化合价降低21 化合价升高21 H2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 -1 在H2与Cl2反应前后，元素化合价的升降情况为：电子偏出2e H2 Cl2 2 HCl 0 0 +1 -1 电子偏入2e 元素原子之间电子偏移情况为：由上可知，在像由单质H2和Cl2生成共价化合物HCl的反应里，元素化合价的升降与元素原子之间的共用电子对的偏移有着密切关系.共用电子对偏出（或偏入），元素的化合价就升高（或降低），并且元素原子偏出（或偏入）的电子数与元素化合价升高(或降低)的数相等.电子偏出偏入，也属于电子转移。（3）综上结论可知，元素化合价的升降既与氧化还原反应之间有着密切的关系，又与元素原子之间的电子转移有密切关系.物质失去电子的反应是氧化反应，物质得到电子的反应是还原反应，凡是有电子转移（得失或偏移）的反应都是氧化还原反应。五、常见的氧化剂和还原剂: 1. 氧化剂：（易得电子的物质）a.活泼非金属单质：如 F2、Cl2、Br2、I2、O2等。b.高价金属阳离子：如 Ag+、Fe3+、Cu2+等。c.高价含氧化合物：如 浓H2SO4、HNO3 、KMnO4、KClO3等。 d.某些含氧化合物：如 HClO、Ca(ClO)2、NaClO、 H2O2、Na2O2等。 2.还原剂：（易失电子的物质） a.某些金属单质或非金属单质，如：Mg、Al、Zn、Fe、Si、H2、C等。b.变价元素处于低价态的化合物，如：HCl、H2S、NH3、CO、FeCl2等。 c.能电离出某些阴离子(如S2-)的化合物 六、氧化还原反应的应用氧化还原反应是和工农业生产、科学技术、日常生活密切相关的重要反应。它对我们人类既有贡献又有害处，比如我们酿酒、燃料的燃烧、金属的冶炼等等都是利用了氧化还原反应，但是钢铁生锈、食品的变质等同样也是氧化还原反应。我们在学习了它的有关知识后就可以尽可能避免氧化还原反应的危害，最大限度地利用它为人类造福。七、检测题 1在一定条件下发生如下反应：2KClO3+I22KIO3+Cl2，则下列推断不正确的是（）A. 该反应属于置换反应 B. 该反应可以说明I的非金属性强于ClC. 该反应中还原剂为I2 D. 该反应中KClO3被还原为Cl2，I2被氧化为KIO32下列四个反应中水只做还原剂的是()F2H2O NaH2O NO2H2O Na2O2H2OA. B. C. D. 3下列化学反应，氧化剂和还原剂的物质的量之比是12的是()A. Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OB. Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2OC. CaCO32HClCaCl2CO2H2OD. 3NO2H2O2HNO3NO4在常温下发生以下几个反应：16H10Z2X2X2 5Z28H2O2A2 B22A32B2B Z2 B22Z根据上述反应，判断下列结论错误的是()A. 溶液中可发生：Z22A22A32ZB. Z2在反应中为氧化剂C. 氧化性强弱顺序为：XO4-Z2B2A3+D. XO4-是X的还原产物5金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO2+3CSiC+2CO，下列有关制造金刚砂的说法中正确的是()A. 该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为CB. 该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12C. 该反应中转移的电子数为12eD. 该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为126.指出下列反应中的氧化剂和还原剂。（1）ZnH2SO4ZnSO4H2；（2）Cl2H2OHClHClO；（3）Fe4HNO3Fe(NO3)32H2ONO。.检测题参考答案1【答案】B【解析】A、反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，为置换反应，选项A正确；B、Cl元素化合价降低，被还原，氧化剂是KClO3而不是I2，不是I2将氯元素氧化，不能说明I的非金属性强Cl，选项B错误；C、I元素化合价升高，被氧化，I2为还原剂，选项C正确；D、该反应中KClO3被还原为Cl2，I2为被氧化为KIO3，选项D正确。答案选B。2【答案】A【解析】H2O中氧元素化合价升高，做还原剂；H2O中氢氧元素化合价都不变，既不是氧化剂也不是还原剂；H2O中氢氧元素化合价都不变，既不是氧化剂也不是还原剂；H2O中氢氧元素化合价都不变，既不是氧化剂也不是还原剂；答案选A。3【答案】D【解析】A在Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O反应中，Cu为还原剂，硫酸为氧化剂，SO2是还原产物，则氧化剂和还原剂的物质的量之比是11，故A错误；B在Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O中，Cu为还原剂，硝酸为氧化剂，NO2是还原产物，则氧化剂和还原剂的物质的量之比是21，故B错误；C在CaCO32HClCaCl2CO2H2O反应中无元素化合价的变化，为非氧化还原反应，故C错误；D在3NO2H2O2HNO3NO反应中，NO2既是氧化剂，对应的还原产物为NO，又是还原剂，对应 的氧化产物为HNO3，氧化剂和还原剂的物质的量之比是12，故D正确；答案为D。4【答案】B【解析】16H+10Z-+2XO4-2X2+5Z2+8H2O中，Z元素的化合价升高，X元素的化合价降低；2A2+B22A3+2B-中，A元素的化合价升高，B元素的化合价降低；2B-+Z2B2+2Z-中，B元素的化合价升高，Z元素的化合价降低，则：A氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性XO4-Z2B2A3+，可发生反应Z2+2A2+=2A3+2Z-，氧化性Z2A3+，故A正确；B中Z元素的化合价升高，中Z元素的化合价降低，分别作还原剂、氧化剂，故B错误；C氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性XO4-Z2B2A3+，故C正确；D中X得到电子被还原，则X2+是XO4-的还原产物，故D正确；故选B。5【答案】D【解析】A、氧化剂是化合价降低的物质，还原剂是化合价升高的物质，根据反应方程式C的化合价由0价4价，化合价降低，C作氧化剂，C的化合价由0价2价，化合价升高，即C为还原剂，故A错误；B、根据选项A的分析，SiC作还原产物，CO作氧化产物，即氧化产物与还原产物的物质的量比值为2：1，故B错误；C、根据选项A的分析，该反应转移电子物质的量为4mol，故C错误；D、根据选项B的分析，故D正确。6. 【解析】在氧化还原反应中，所含元素的化合价降低的反应物叫做氧化剂；而所含元素化合价升高的反应物，叫做还原剂。（1）中，Zn由0价升高到+2价，做还原剂，H2SO4中的H由+1价降为0价，做氧化剂；（2）中，Cl2中部分Cl由0价升高到+1价，另一部分Cl由0价降低到-1价，Cl2既是氧化剂，又是还原剂；（3）中，Fe由0价升高到+3价，做还原剂，HNO3中的N元素由+5价降为+2价，做氧化剂。【答案】（1）氧化剂：H2SO4，还原剂：Zn。（2）氧化剂：Cl2，还原剂：Cl2。（3）氧化剂：HNO3，还原剂：Fe。