2019-2020年高一化學《氧化劑和還原劑》教案.doc

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2019-2020年高一化學《氧化劑和還原劑》教案 一、教學目標 知識與技能： 1.對于簡單的氧化還原反應，能夠找出氧化劑和還原劑；能列舉中學階段常見的氧化劑和還原劑。 2.能從原子結構、已知的化學反應、化合價等多角度判斷物質的氧化還原性；初步學會從氧化還原反應的視角研究物質的化學性質；能運用分類法對常見的氧化劑和還原劑進行分類。 過程與方法： 1.學會用化合價來判斷物質可能具有的氧化性和還原性；體會驗證物質氧化性和還原性的實驗設計思路。 2.在驗證物質的氧化性和還原性實驗中，能優(yōu)化實驗方案，選擇可能出現(xiàn)鮮明實驗現(xiàn)象的藥品組合，并從中提升實驗技巧和反思不足。 情感態(tài)度與價值觀： 1. 通過有關化學實驗，初步學會運用以實驗為基礎的實證研究方法。激發(fā)探究欲望，體驗科學探究過程。 2. .體驗實驗過程中挑戰(zhàn)的刺激與成功的喜悅。 二、教學背景分析 1．教學內容分析 本節(jié)課是人教版高中《化學Ⅰ（必修）》中第二章化學物質及其變化第三節(jié)氧化還原的第2課時內容。本章是連接義務教育階段化學和高中化學的紐帶和橋梁。對于發(fā)展學生的科學素養(yǎng)，引導學生有效進行整個高中階段的化學學習并奠定基礎，具有非常重要的承前啟后作用。本節(jié)內容要引導學生從新的角度更本質更特征地認識氧化還原反應。那么本課時內容氧化劑和還原劑的判斷則顯得尤為重要，它將貫穿整個高中部分元素化合物知識的學習。因此這節(jié)課的重心不是讓學生知道哪些是常見的氧化劑，哪些是常見的還原劑，而是讓學生自己通過已有經(jīng)驗和實驗來判斷，從而深化對氧化還原反應的認識，發(fā)現(xiàn)氧化劑、還原劑的判斷規(guī)律及其運用。 2．學情分析 （1）知識基礎 學生通過課時1的學習已經(jīng)能從化合價變化的分類標準認識氧化還原反應，初步理解此類反應的本質是電子轉移并能從該角度定義氧化劑和還原劑，初步了解氧化還原反應對人類社會的利弊。結合初中的知識，學生能說出一些氧化劑和還原劑，但不多也不成規(guī)律。 （2）實驗技能基礎 學生來自各個初中學校，實驗的動手能力和探究能力參差不齊，但經(jīng)過一個多月的前期學習，尤其是化學實驗基本方法和離子反應兩節(jié)實驗課的教學后，學生的動手能力和實驗設計思想有一定提高。 3. 教學重點的分析與確定 由于在今后的元素化合物知識學習中，運用氧化還原觀來分析物質的性質和變化會貫穿始終，因此本節(jié)課的重點確定為：學生通過理論探究及實驗探究，列舉出常見的氧化劑和還原劑，并學會從多角度判斷物質的氧化性和還原性，尤其是借助化合價的手段來判斷的方法。 4. 教學難點的分析與確定 學生過去接觸實驗探究的機會畢竟有限，也很少一次用多種藥品來實驗，而且有一些藥品是第一次接觸。開放性和自主性如此大的課可能是第一次接觸，所以難度較大。本節(jié)課的難點確定為：研究所給物質的氧化性和還原性的實驗探究。 三、教學設計思路 先讓學生回顧已有知識尋找規(guī)律→設計驗證氧化劑、還原劑的實驗方案→借助點滴板和滴管完成簡單的驗證實驗→依據(jù)實驗結論提升知識。 四、教學方法：合作.PK、設疑、啟發(fā)、實驗探究法、討論法、歸納 五、教學準備： 實驗儀器：試管、膠頭滴管、鑰匙、試管架 實驗藥品：蘋果、久置的果汁、Vc銀翹片粉末、硫氰化鉀溶液、酸性KMnO4溶液、KI溶液、硝酸溶液、FeCl3溶液、FeSO4溶液、淀粉、Na2SO3溶液、Na2S。 電教設備：電腦、投影儀 6、 教學流程圖： 教師活動 學生活動 7、 觀察，找出其中的氧化劑和還原劑 演示 實驗 果汁中的顏色變化 多角度分析和小結 任務一：從理論上尋找氧化劑和還原劑。 設計優(yōu)化方案、實施實驗、分析現(xiàn)象、得出結論、匯報、反思、分類總結 任務二：驗證所給物質的氧化性、還原性。 驗證Na2SO3既有氧化性又有還原性 總結收獲 1.分析Fe2+的氧化性、還原性，得出規(guī)律：2.預測并設計實驗驗證Na2SO3的氧化性、還原性。 任務四：如何分析中間價態(tài)物質的氧化性還原性？ 任務三：用分類法對常見氧化劑、還原劑分類。 演示 實驗 七、教學過程設計： 教學 環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設 計 意 圖 課 堂 引 入 【課的引入】英語中有一句俗語“one apple a day, keep the doctor away.”我一位同學來說說這句話的含義。 【講解提問】可見蘋果中含有很多對人體健康有益的成分，請同學們結合自己已學過的知識，從化學的角度談一談蘋果中都含有哪些對人體有益的物質？ 【提問】在生活中，我們還有一個常識，切開一個蘋果，放置一段時間過后，蘋果果肉表面“生銹”了，請大家思考蘋果為什么會“生銹”呢？ 思考、回答： 生1：一天一蘋果，醫(yī)生遠離我。 思考、多位學生回答：維生素C、水、糖類、無機物礦物質、亞鐵離子等 思考、回答，生2：可能會發(fā)生氧化還原反應。例如蘋果中的二價鐵離子具有還原性，它在空氣中與氧氣發(fā)生氧化還原反應，被氧化為三價鐵離子。 生3：還會失水、維生素C可能會減少。 從生活中的情景引入，學生對發(fā)生在身邊的事情既不陌生又很好奇。 引導學生對生活中常見的現(xiàn)象提出問題，進行思考。 實 驗 方 法 準 備 【演示實驗】很好，那老師就用實驗來驗證一下同學2的想法。分別在新鮮和久置的蘋果汁中滴加硫氰化鉀試劑，請同學們觀察溶液顏色的變化。（實驗前給信息：硫氰化鉀溶液遇到Fe3+變?yōu)檠t色，遇到 Fe2+不變色。） 【演示實驗】我們經(jīng)常聽電視里說維生素C可以延緩衰老，是什么原理呢？請看老師下面的實驗。在變紅了的果汁溶液中加入維生素C粉末，請同學們觀察溶液顏色的變化。 【引導提問】在剛才的實驗過程中Fe2+在空氣中轉化為 Fe3+之后又轉化為Fe2+，哪些物質具有氧化性，充當氧化劑；哪些物質具有還原性，充當還原劑？ 觀察：發(fā)現(xiàn)久置的果汁滴加硫氰化鉀試劑之后溶液變紅。 分析：證明其中的二價鐵離子確實在氧氣和水的作用下轉化為了三價鐵離子，同學的預測是正確的。 觀察到剛才變紅了的果汁加入維生素C之后，其溶液的顏色又變了回去。 思考，進行小組討論，回答，生4：在氧氣將二價鐵轉化為三價鐵的過程中，O2是氧化劑， Fe2+是還原劑；在維生素C與 Fe3+的反應中， Fe3+是氧化劑，維生素C是還原劑。 老師的演示實驗，一方面對前面學生對生活中現(xiàn)象的解釋加以驗證，另一方面為后面學生的自主探究的方法打下基礎，并提供實驗的知識支持。 實 驗 物 質 準 備 【板書】在黑板上將亞鐵離子和維生素C歸為還原劑一類；將三價鐵離子和氧氣歸為氧化劑一類。 【提問】請同學們結合所學的知識和生活中的現(xiàn)象，從化學反應、化合價或原子結構中任一角度想一想還有哪些物質具有氧化性，哪些物質具有還原性？盡可能多地列舉出來，并說明你的理論依據(jù)。 【板書】板書總結，將學生提到的具有氧化性和還原性的物質分類寫在黑板上。 思考和小組討論、回答 學生5：Cl2具有氧化性，可以作氧化劑。其理論依據(jù)有：第一、從化學反應的角度來說， Cl2能與還原劑金屬鈉反應生成氯化鈉，說明 Cl2具有氧化性。第二、從化合價的角度來說，氯元素從能零價降低到一1價，所以具有氧化性。第三、從原子結構的角度來說，氯原子的最外層電子數(shù)為7，很容易得到1個電子達到8電子的穩(wěn)定結構，所以 Cl2具有氧化性。 學生6：金屬具有還原性，可以作還原劑。在置換反應中一些金屬陽離子和酸中的H+作氧化劑，體現(xiàn)氧化性。 學生7：一些分解反應，如KMnO4、KClO3、H2O2分解制O2，說明它們具有氧化性，可作氧化劑。 學生8：還可以從化合價上判斷，有些物質中含有高價態(tài)元素，例如高錳酸鉀中的錳元素其化合價為+7價，氯酸鉀中的氯元素其化合價為+5價，都有降低的趨勢所以具有氧化性。 學生9：硫具有多種價態(tài)，硫酸中的硫元素為+6價，應該具有氧化性。初中老師提過濃硫酸和硝酸具有氧化性。 學生10：一些非金屬單質據(jù)有還原性，例如氫氣、碳等。初中學過氫氣還原氧化銅，碳還原氧化銅。 學生11：還有一些非金屬化合物也具有還原性，例如初中學過的一氧化碳，它也能在高溫下還原氧化銅，工業(yè)煉鐵也是用它還原三氧化二鐵的。 通過對已學常見的氧化劑和還原劑的分類和總結，讓學生在實驗探究之前初步了解和掌握所要研究物質的種類和性質。為實驗探究的進行打下基礎和提供思路。 實 驗 探 究 的 方 案 設 計 與 活 動 開 展 【布置任務】我們可以從化合價、原子結構、已知的化學性質和反應三個圍度來考慮物質可能具有的氧化還原性。下面進行今天的實驗探究活動，驗證水槽里的試劑哪些具有氧化性，哪些具有還原性？在進行實驗之前，請同學們四人一組，討論實驗設計思路和實驗探究方案。 【引導提問】剛才同學說的思路非常好，請同學們在思考一下具體的實驗方案，怎樣才能在較短的時間完成更多的性質實驗。 【實驗要求】兩人為一組，在點滴板中進行實驗。只有用到銅片的實驗在帶膠塞的小試管中進行。注意：實驗之前，先對實驗結果進行預測。 各小組討論、匯報實驗設計思路： 學生12：先進行假設，預測出水槽中的物質哪些具有氧化性，哪些具有還原性，對物質進行分類。再從中選出一種具有氧化性的物質和一種具有還原性的物質進行反應，看看他們的反應結果怎樣，能不能進行反應。從而驗證這兩種物質是否具有氧化性和還原性。 討論，匯報具體實驗方案： 學生13：先對水槽中物質進行分類，我們預測其中的KMnO4、硝酸溶液、氯化鐵是氧化劑；而硫酸亞鐵、碘化鉀是還原劑；硫氰化鉀溶液（檢驗Fe3+）、淀粉為檢驗試劑。在進行實驗操作時先確定一種還原劑，讓它與所有的氧化劑進行反應，觀察現(xiàn)象，得出結論。再選出另一種還原劑，讓他再與所有的氧化劑進行反應，這樣依次類推，既不會落下任何一個實驗，又能提高實驗速度。 學生實驗，教師巡視，有的組實驗非常有序，有的組沒有優(yōu)化試劑滴加的順序，速度較慢。 通過前面知識與方法的準備，讓學生自行思考設計出實驗探究的思路與方案。 通過對實驗方案和思路的匯報總結能更好地指導學生進行實驗探究活動。 實 驗 探 究 的 總 結 與 反 思 【組織匯報】下面我請幾個小組來匯報一下實驗情況。 【板書】老師對每一組同學匯報的結果進行板書，并進行分類。 通過學生間的相互補充，歸類總結出以下實驗方案。碘化鉀與高錳酸鉀、濃硝酸、氯化鐵的反應；硫酸亞鐵與高錳酸鉀、濃硝酸的反應。 【引導提問】除了以上的實驗方案，同學們還有沒有設計出其它的方案？ 各小組同學派代表匯報。 學生8：① KMnO4與KI反應，現(xiàn)象是溶液由紫紅色變?yōu)辄S色，滴加淀粉溶液后變藍。結論是有I2生成，說明KI是還原劑， KMnO4是氧化劑。②FeSO4和硝酸，現(xiàn)象是滴加硫氰化鉀后溶液變?yōu)檠t色。得出的結論是有Fe3+生成，說明FeSO4是還原劑，硝酸是氧化劑。 學生9： FeSO4和 KMnO4反應，溶液由紫紅色變?yōu)辄S色，滴加硫氰化鉀后溶液變?yōu)檠t色。結論是有Fe3+生成，說明反應中 FeSO4是還原劑， KMnO4是氧化劑。 學生14： FeCl3與KI反應，溶液的黃色無特別明顯變化，但滴加淀粉溶液后變?yōu)樗{色，說明反應后的黃色是碘水的顏色。結論是有 I2生成，KI是還原劑， FeCl3是氧化劑。 實驗探究的總結分為多個層次，一級總結讓學生直接由實驗過程、實驗現(xiàn)象中得出結論，例如試劑顏色的變化等。 二級總結讓學生從實驗現(xiàn)象判斷有什么物質生成，從而判斷該反應是不是氧化還原反應，誰是氧化劑誰是還原劑。 三級總結讓學生跳出固定的化學反應，從更上位的角度分析和總結判斷物質具有氧化性和還原性的方法。 【反思與總結】請同學們對整個實驗探究過程進行反思。 各小組進行討論、匯報。 學生13：實驗前一定要有計劃，將實驗的流程與步驟討論清楚后再進行具體操作。實驗過程中一定要注重小組合作，分工明確能提高小組實驗的效率。實驗過程中應該合理安排時間，在有限的時間中多進行不同的實驗方案嘗試。 學生11：實驗時試劑的滴加順序應該注意，例如在驗證二價鐵的還原性時，硫氰化鉀試劑應在反應前滴加。因為這樣可以檢驗原來的試劑中二價鐵有沒有已經(jīng)變成三價鐵了，從而證明三價鐵是反應后生成的。如果后滴加就不能說明三價鐵是不是反應得到的。 學生18：實驗前的小組討論和預測很重要，能使自己的實驗更有針對性，做實驗時不盲目，目的性更強。 通過學生自我的反思，總結出實驗探究的方法和過程中的不足。 實 驗 探 究 結 論 的 提 升 【深入總結】結合實驗的結論和物質分類的知識總結出哪些類物質常作氧化劑，哪些類物質常作還原劑？ 【引導提問】進一步引發(fā)學生思考，亞鐵離子只能作還原劑嗎？從而找出判斷氧化劑和還原劑的規(guī)律。 小組同學進行討論、匯報。 學生19：一部分非金屬單質可以做氧化劑，例如氧氣、氯氣；一部分非金屬單質可以做還原劑，例如碳單質、氫氣；金屬單質作還原劑。 學生20：物質中含有高價元素的鹽常作氧化劑；含有高價元素的酸常作氧化劑；某些含低價元素的非金屬氧化物常作還原劑，例如CO；某些含低價元素的鹽常作還原劑。 各小組學生進行討論并逐步深入總結出結論。 學生21：Fe2+不僅僅作還原劑，還可以做氧化劑。例如在化學反應中，F(xiàn)eCl2可以與鎂反應，生成鐵和氯化鎂。在這個反應中鐵元素從+2價降低到0價，發(fā)生還原反應，作氧化劑。 學生15：如果元素的化合價處于中間價態(tài)，既可以升高又可以降低，則它既能表現(xiàn)出氧化性又能表現(xiàn)出還原性。 實 驗 探 究 結 論 的 拓 展 【拓展延伸】是的，從化合價的角度思考更便捷。從以上總結出的規(guī)律你來分析一下亞硫酸鈉可能具有的性質。 【引導提問】結合這節(jié)課所做的實驗和所學的知識，請同學們設計實驗驗證剛才的預測。 【演示實驗】在Na2SO3溶液中滴加 KMnO4溶液，請學生仔細觀察實驗現(xiàn)象與結果。 【演示實驗】在亞硫酸鈉溶液中，加入硫化鈉，再滴加幾滴酸。請學生仔細觀察實驗現(xiàn)象與結果。 思考、回答，學生22：既具有氧化性又具有還原性。其中的S為+4價，是中間價態(tài)，既可升高，又可降低，所以它既具有氧化性又具有還原性。如果Na2SO3表現(xiàn)出還原性，硫的化合價就應該升高到+6價，產(chǎn)物可能有SO42-生成；如果Na2SO3表現(xiàn)出氧化性，硫的化合價就應該降低到0價或更低價態(tài)，產(chǎn)物可能有硫單質。 討論、回答，學生23：要驗證 Na2SO3具有氧化性，就應該找一種具有還原性的物質與其反應，觀察實驗現(xiàn)象，檢驗產(chǎn)物。要驗證 Na2SO3具有還原性，就該找一種具有氧化性的物質與其反應，如KMnO4。 觀察、回答，學生24：溶液由紫紅色變?yōu)榱藷o色，通過信息提示：Mn從+7價變?yōu)?2價。則硫元素就應該失電子化合價升高，所以亞硫酸鈉具有還原性。 觀察到淺黃色沉淀生成，經(jīng)確認是硫單質。該反應中 Na2SO3硫元素從+4價變?yōu)?價，硫化鈉中的硫元素從-2價變?yōu)?價。 Na2SO3表現(xiàn)出氧化性，是氧化劑。 利用所學的知識進行遷移，讓學生更快的掌握并利用所學知識解決實際問題。 歸納總結 請同學們歸納總結哪些是常見的氧化劑，哪些是常見的還原劑 常見的氧化劑是在化學反應中易得電子被還原的物質，其元素化合價降低。 （1）典型的非金屬單質如F2、O2、Cl2、Br2、I2、S等。 （2）含有變價元素的高價化合物，如KMnO4 KClO3 H2SO4 HNO3 MnO2 等。 （3）金屬陽離子如：Fe3+、Cu2+、 常見的還原劑是在化學反應中易失電子被氧化的物質，其元素化合價升高。 （1）典型的金屬單質如：K、Ca、 Na、Mg等 （2）某些非金屬單質及其化合物如：H2、C、CO。 （3）有變價元素的最低價態(tài)化合物如：H2S、HI、HBr、HC （4）非金屬陰離子如：S2-、I-、Br-、Cl- 當 堂 演 練 請同學們判斷下列中哪個是氧化劑，哪個作還原劑？ ①Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr ②2F2+2H2O=4HF+O2 生22：反應 ①Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中，Br2中溴元素的化合價降低，作氧化劑；SO2中硫元素化合價升高，作還原劑。A中水既非氧化劑又非還原劑； ②2F2+2H2O=4HF+O2 中，F(xiàn)2中的氟元素化合價降低，作氧化劑H2O中的氧元素化合價升高，作還原劑。 進一步鞏固學習內容，了解學生掌握情況。 總 結 收 獲 【小結】請同學們用幾句簡短的話總結本次課你學到了哪些知識，課后完成學案。 1. 如何判斷氧化劑還原劑； 2. 了解氧化還原反應中物質的氧化性和還原性。 學生認真填寫學案。 讓學生對自己有個清楚的認識。 8、 板書設計： 第3節(jié) 第二課時 氧化劑和還原劑 Fe2+ Fe3+ Fe2+ 同學認為的氧化劑：氧氣、氯氣、硝酸、高錳酸鉀 同學認為的還原劑：碳、氫氣、鐵 實驗匯報：設計思路：先預測分類，再組合，最后預測現(xiàn)象 實驗現(xiàn)象：（略） 實驗結論： 氧化劑：是在化學反應中易得電子被還原的物質，其元素化合價降低。 還原劑：是在化學反應中易失電子被氧化的物質，其元素化合價升高。 O2 Vc粉末 九、引導學生活動的思路：