化学《氧化还原反应》说课稿(精选12篇)
氧化还原反应像原子结构、元素周期律等内容一样,历来是进行辩证唯物主义教育的好教材。氧化和还原是一对典型的矛盾,它们既有斗争性,又有统一性,既是相反的,又是相互依存的,有氧化反应发生必然有还原反应发生,它们绝对不可能孤立存在而是统一在氧化还原反应中,化学中的对立统一现象到处可见。通过认真引导,就可以使学生逐步理解对立统一规律在自然现象里的体现。反过来,这又会帮助学生用正确的观点和方法学习化学知识,对学生形成科学的世界观起着举足轻重的作用和意义。
2教学目的要求与编排特点
本节要求学生用化合价变化和电子转移的观点加深对氧化、还原、氧化剂、还原剂等概念的理解并学会用化合价变化和电子转移的观点判断氧化还原反应,并能用箭头正确表示电子的转移。本节教材从复习初中学过的狭义氧化还原反应入手,也即从得氧失氧角度分析氧化还原反应入手,继而从化合价升降角度(或观点)分析,最后上升到用电子转移(电子得失或电子对转移)的观点来揭示氧化、还原的实质,从而形成广义的氧化还原反应的概念。这种由狭义至广义、由简单到复杂、由特殊到一般、由宏观到微观的安排具有较强的逻辑性,符合学生由感性到理性的认识过程。3教材的重、难点分析
本节教材所要探索的主题是氧化还原反应的特征与本质。重点及难点是如何引导学生用相关知识从化合价升降和电子转移观点认识氧化、还原、氧化剂、还原剂、氧化还原反应等概念,从而归纳出氧化还原反应的特征与本质;至于难点还有如何引导学生正确认识发生氧化反应的物质是还原剂、发生还原反应的物质是氧化剂,以及如何用双线桥法和单线桥法表示电子转移情况及其该两种方法的区别之处。
例1:C+HNO3———CO2+NO2+H2O
步骤1:找变价,列变化:观察反应前后各元素的化合价变化,易得变价元素为C、N,且前后化合价变化分别如下:
步骤2:求总数,定系数:根据C、N两元素的化合价变化数,利用最小公倍数法即可得出化合价升降总数为4,从而给C的变价乘系数为1,N的变价乘以系数4,具体如下:
此时特别需要注意,配的系数是利用最小公倍数法得来的数字,但一定要引导学生把这化合价变化数与具体参与反应的原子数联系起来,即C的化合价变化数是1,所以反应式中0价C、+4价C的原子数各为1,N的化合价变化数为4,所以反应式中+5价N、+4价N的原子数也各为4,这样有利于学生把抽象的化合价变化数变得具体、容易。根据上述方法在配平中,C、CO2的化学计算数为1,HNO3、NO2的化学计量数为4,于是有C+4HNO3==CO2+4NO2+H2O。
步骤3:查守恒,细检查:最后根据原子守恒或电荷守恒配平配平其他物质化学计算数
C+4HNO3———CO2+4NO2+2H2O
例2:Cu+HNO3———Cu(NO3)2+NO+H2O
同上例通过标价找出有化合价变化的元素,并算出化合价变化数,即
然后利用例1方法确定出化学计算数如下:
3Cu+2HNO3==3Cu(NO3)2+2NO+H2O
对比例1可发现,这个反应中N有部分元素的化合价没有变化(在生成物Cu(NO3)2中),这时只需要把没有变化的个数给另一边加上即可,即:
3Cu+8HNO3———3Cu(NO3)2+2NO+H2O
最后再利用守恒把其他的化学计量数确定即可:
例3:KI+KIO3+H2SO4———I2+K2SO4+H2O
利用化合价升降法可确定部分物质的化学计量数,
因为注意到反应生成物中的0价I总个数为6个,所以可知I2前面的化学计量数应写为3,即:5KI+KIO3+H2SO4———3I2+K2SO4+H2O
最后确定其他物质前面的化学计量数即可:
基于以上类似于I2化学计量数的处理,在一些反应中会出现分数,如下例4。
例4:KMn O4+KCl+H2SO4———K2SO4+Mn SO4+Cl2+H2O
在把通过以上方法确定的化学计量数转移到化学反应中时,会遇到一个问题,那就是0价的Cl有5个,而对应的物质Cl2前面如果直接写5,则0价的Cl数目为10。为了让它的数目为5,那么Cl2的化学计量数应为5/2,这个反应即写成如下:
KMn O4+5KCl+H2SO4———K2SO4+Mn SO4+Cl2+H2O
处理这个分数有两个办法:一是先为已经确定化学计量数的各物质同乘以2,去掉Cl2前面的2;二是以分数先配平,最后统一乘以2化为整数即可。
例5:Cu+NO3-+H+———Cu2++NO+H2O
利用前述的氧化还原反应的配平思路,根据电子得失相等可确定出有化合价变化的物质前的化学计量数如下:
对于离子型的氧化还原反应在利用观察法配平其他物质化学计量数时,可优先考虑利用电荷守恒,如本例中因为反应右边总共有6个单位的正电荷,故反应左边也相应有6个单位的正电荷(净电荷),结合硝酸根已有2个单位的负电荷,所以氢离子前面的化学计量数应为8,这相两边的净电荷才能相等,电荷才能守恒。
例6.H2C2O4+KMn O4+H2SO4———CO2+Mn SO4+K2SO4+H2O
对于有机氧化还原反应,在计算得失电子数时只要把碳的平均化合价计算出来即可,具体如下:
其他如前述,在此不再赘述。
分析近年高考试题,对于氧化还原反应配平的考查,除了运用电子得失守恒解决一些计算问题以外,较多的则是给予考生一定信息,让学生书写并配平一些没有写过的化学反应,这类信息给予型氧化还原反应的书写和配平,主要考查学生对反应前后元素化合价变化的分析、预测能力,在反应物、生成物缺少时配平氧化还原反应的能力,以及电荷守恒和原子守恒的综合运用能力。这类题一般解题思路是先根据题设条件、化合价变化的常规规律写有化合价变化的反应物、生成物,然后运用化合价升降法确定这些物质的化学计量数,最后利用电荷守恒、原子守恒完成剩余的配平即可。
摘要:2015年化学学科的考试目标、考试范围和要求略有变化,必考内容部分“化学基本概念与基本理论”中对氧化还原反应的内容增加了“掌握常见的氧化还原反应的配平和相关计算”。对于氧化还原反应的配平技巧相关资料讨论较多,但在讨论中往往侧重特殊配平方法和技巧,容易误导学生。本文主要分析、探讨氧化还原反应一般意义上的配平方法,并建议在学习配平时注意把抽象的化合价变化数转变成具体的原子个数,这对学生较容易理解并掌握配平是有益的。
关键词: 电极反应式 氧化还原反应 缺项配平
电极反应式的书写是电化学的重点和难点,也是高考的热点,纵观近几年高考试题,2015年选择题中的微生物电池,2014年以精细化工产品次磷酸为背景考查应用电解原理解答问题,2013年的锂离子电池等,高考对电化学的考查从不间断,选择题的难度一般为中等,非选择题的难度一般为中等或较大。电极反应式的书写是电化学考查的一个难点,如何攻破这个难点确保电化学试题中不失分呢?
电化学实际上是氧化还原反应考查的另一种形式,理论内容和计算与氧化还原相关知识密切相关,所以电化学的基础是氧化还原反应,电极反应式的书写实际上就是氧化还原反应的半反应。
一、电极反应式书写的注意点和步骤
电极反应是氧化还原反应的半反应,所以氧化还原反应理论知识一定要理解透彻,原电池的负极反应、电解池的阳极反应是失去电子的氧化反应,原电池的正极反应、电解池的阴极反应是得电子的还原反应,所以电极反应方程式的书写中,氧化还原的四大基本构建十分重要。氧化还原反应中失去电子发生氧化反应的是还原剂,还原剂被氧化为氧化产物;得到电子发生还原反应的是氧化剂,氧化剂被还原为还原产物,所以负极(阳极)的电极反应形式是还原剂-ne=氧化产物;正极(阴极)的电极反应形式是:氧化剂+ne=还原产物,四大构建的确立是通过元素化合价的变化判断的,这一点是考查元素及其化合物性质的重要方式,除此之外题干中给出的已知条件可以作为判断依据。
四大守恒是高考理论考查的重点,氧化还原反应方程式的书写是四大守恒的考查,书写电极反应式的过程是各大守恒定律的综合应用。书写电极反应式要分析得失电子守恒,电荷守恒和原子守恒,与氧化还原反应考查的本质内容相同。元素化合价的变化是氧化还原反应的特征,电化学中不同的电解质溶液虽然元素化合价变化相同但物质存在形式不同,如甲烷燃料电池中负极甲烷在酸性条件下是CO2,碱性条件下是CO32-。书写电极反应方程式时可以本着先根据电池工作的原理得失电子守恒,再根据电荷守恒和原子守恒进行填充,方法类似于缺项配平。
二、电化学试题与氧化还原反应的关系应用
尊敬的各位老师:
大家好,今天我说课的题目是人教版高中化学必修1第二章第三节内容---氧化还原反应。我将从以下七个环节进行说课:说教材,说学情、说教学目标、说重点难点、说教法和学法、说教学过程、说教学反思。
一、说教材 教材地位和作用
氧化还原反应”是人教版高一化学必修一第二章第三节的内容。是连接义务教育阶段化学科学与高中化学的纽带和桥梁,对于发展学生素养,引导学生有效的进行高中化学学习具有承前启后的作用。“承前”意味着复习初中化学的内容,“启后”意味着要在复习基础上进一步提高和发展,是奠定高中化学的重要基本理论之一,具有特殊的地位和功能。不仅是本章的教学重点,也是整个高中化学教学重点之一。所以这样的编排充分体现了教学大纲“螺旋式上升”的基本思想。
二、学情分析
我校生源主要来自于成绩偏低的初中生,理解能力发散,大部分学生性格活泼好动,思维活跃,接受新事物较快,喜欢探索和猎奇形象思维还占主导。但他们文化课底子薄弱,基础不牢固,学习主动性不强,做到课前预习人不多,认真听讲人不是很多,为了调动学生的学习积极性,所以在教学中我较多的运用举例法、讨论法、合作探究法、拟人法、归纳法、多媒体演示法和实验引导法等形式进行教学。这样不但可以激发学生的学习兴趣,也有助于提高课堂的教学效果。这节课所针对的对象是高一学生,知识水平在初中简单学习过氧化反应和还原反应,也学过化合价的知识能力水平但是具有微观认识较少,缺少深入的原子结构认识,更没有化学键认识和抽象思维能力较弱。在这样的背景下,为了突破重难点,调动学生的思维,采用合作探究,讨论,设计驱动性问题并辅以多媒体和实验等教学手段展示微观过程,化抽象为形象,逐步引导学生认识深入,让学生积极参与到课堂中。
三、教学目标
(1)知识与技能:
复习初中化学四个基本反应,了解化学反应因划分的依据不同有多种分类法,能从得氧和失氧角度分为氧化反应和还原反应,了解什么是氧化还原反应。
通过进一步分析氧化反应、还原反应与元素化合价升降的关系,把初高中知识自然地衔接起来,学会依据反应前后有无元素化合价变化理解判断氧化还原反应,概括氧化还原反应的共同特征。
复习元素化合价升降与电子转移密切相关,使学生学会用电子转移微观角度揭示和理解氧化还原反应的本质。重新定义氧化还原反应中的概念的关系(氧化剂和和还原剂、氧化产物和还原产物、氧化反应和还原反应、被氧化和被还原、氧化性和还原性)。
(2)过程与方法:
通过氧化还原反应概念学习,体验从得氧和失氧原始特征到化合价升降表面特征再到电子转移本质原因,一环扣一环,由表及里、学习过程要正确看待概念的形成和发展过程;
通过“思考与交流”、“学与问”等活动,培养学生描述、辨析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
通过对氧化还原反应特征和本质的学习,学习层层推理和逐步深入逻辑抽象思维方法。
(3)情感态度与价值观:
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、学习化学;
通过氧化和还原这一对典型矛盾即相反又相互依存关系的认识,深刻体会对立统一的辨证唯物主义的观点。
通过学生对问题的探究活动培养学生善与思考,勇于发现问题和解决问题的能力及时评价,使学生建立自信,培养学生热爱化学的情感。学化学知识,并能够对日常生活中常见氧化还原反应的现象进行解释和说明。
二、教学重点、难点
重点:用化合价升降变化和电子转移的观点理解氧化还原反应的本质。难点:氧化还原反应的本质。
三、教法、学法:
教法:情景教学法、启发式教学法、合作探究法、讲述法、多媒体演示法。
学法:观察法、讨论法、自主探究法、类比法、归纳法
六、说教学过程
本节课通过三个问题,一环扣一环,由表及里,推进新课,体验从得氧和失氧原始特征到化合价升降表面特征再到电子转移本质原因、学习过程要正确看待概念的形成和发展过程;
设计意图:通过生活情景导入课题,激发探究兴趣。同时把学生的好奇心引进来,使学生迅速进入学习状态。
一氧化还原反应
(三)讲授新课
第一个问题是从得失氧角度认识氧化还原反应是粗浅偏面的现象 探究活动
C + CuO =高温 Cu + CO2Î这个反应中,氧化反应和还原反应是分别独立进行的吗?为什么?
分析C还原氧化铜的反应,C在得氧,发生氧化反应。同时氧化铜在失氧发生还原反应。由此可知氧化反应和还原反应同时存在,同时发生,它们是对立统一,不能分开的。氧化反应和还原反应是同时进行的,我们把这样的反应叫氧化还原反应。
第二个问题是从化合价升降角度分析氧化还原反应,寻找共同特征,揭示本质(得失电子或共用电子对偏移)
探究活动
提出第二个问题是那么氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系? 那么化合价的升降与得氧、失氧,氧化反应,还原反应之间又有怎样的关系?
以具体事例三个化学反应方程分析[讨论表达] ①和②CuO或H2O失去氧,发生还原反应,化合价降低;C得到氧,发生氧化反应,化合价升高。③Zn化合价升高,发生氧化反应。CuCl2中铜元素化合价降低,发生还原反应。
结论:在氧化还原反应中,不是所有反应都有得失氧,但是还可以看出共同的特点元素的化合价发生了变化(升降);进而逆推凡有元素化合价变化(升降)的反应就是氧化还原反应。物质中所含元素化合价升高的反应是氧化
反应;物质中所含元素化合价降低的反应是还原反应。
设计意图:精心设置问题障碍,激发学生思维中的矛盾点,引起认识冲突,激发探究欲望;还有知识是有阶段性的,是在不断完善和发展的。
1、概念: 凡是有化合价升降的反应就是氧化还原反应
2、特征——凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。[合作探究]如何判断一个反应是否为氧化还原反应?
判断氧化还原反应的依据—反应前后是否有化合价的升降。
第三个问题是以上氧化还原反应的化合价为何发生变化?其变化的本质是什么?
探究活动
以NaCl、HCl的形成加以分析。多媒体动画演示(培养学生由表及里的逻辑性思维)氧化还原反应中电子得失与化合价升降的关系。
氧化还原反应的本质:有电子转移(得失电子或共用电子对偏移)。进一步通过实验验证上面反应中有电子转移预测的结果,多媒体播放锌与硫酸铜反应的原电池实验,观察重点电流计指针偏转,并能分析电子转移这一微观过程在氧化还原反应中宏观的表现。观察分析原电池的实验,让学生深刻认识有电子转移是氧化还原反应的本质。
设计意图 在推测探究实验分析讨论等过程中培养学生思维的完整性和缜密性。
最后归纳小结,拓展提升、从电子得失角度重新定义氧化反应和还原反应以及氧化剂还原剂 氧化剂——得到电子(或电子对偏向)的物质,具有氧化性,被还原; 还原剂——失去电子(或电子对偏离)的物质,具有还原性,被氧化。、四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。(用笑脸表示)
设计意图 联系旧知、巩固新知营造宽松和谐的学习气氛,诱导学生积极思维,激发学生的学习兴趣和求知欲望。)
小结
通过教师引导,让学生自己归纳总结,使知识条理化,系统化,加深对知识的理解和回忆。
通过氧化还原反应概念学习,体验从得氧和失氧原始特征到化合价升降表面 4
特征再到电子转移本质原因,一环扣一环,由表及里、正确辨证认识氧化还原反应中有关物质的相互关系是很重要的。板书设计
(一)氧化还原反应
1、从得失氧角度分析
有氧得失的反应——氧化还原反应(粗浅片面)
氧化反应和还原反应同时发生的,叫氧化还原反应。
2、从化合价变化角度分析(重点)
表面特征:凡是有化合价升降的反应就是氧化还原反应。(共同特征)
判断依据——看化合价是否发生变化。
3、从电子转移观点分析
本质特征:有电子的转移(得失或偏移)(重难点)小结:氧化还原反应与四种基本反应之间的关系。
(二)氧化剂和还原剂
1、氧化剂:得到电子(或电子对偏向)的物质,具有氧化性;
2、还原剂:失去电子(或电子对偏离)的物质,具有还原性。
(三)四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。
七 说教学反思
教学亮点:本节课我根据高一学生的心理特征和其认知规律,采用拟人法,讨论法,合作探究法,归纳法,多媒体演示法,实验引导法等教学手段设计驱动性的问题,环环相扣的问题,让学生思考,调动学生的思维,为了突破重点难点,展示微观过程,化抽象为形象,在解决问题过程中逐步将学生的认识引向深入。充分实现以教师为主导,学生为主体的教学理念,教师导立足于学生的学,以学生为中心,放手让学生通过合作探究讨论得出结果,力求使学生在积极愉悦的课堂氛围中得到新知识,提高自己的认知水平,从而达到良好的教学效果。
氧化还原反应概念间的联系
1.(2015·四川理综,1)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是()A.明矾作净水剂 C.漂粉精作消毒剂
B.甘油作护肤保湿剂 D.铁粉作食品袋内的脱氧剂
解析 A项,明矾作净水剂是因为它溶于水生成的Al(OH)3胶体具有较大的表面积,能够吸附水中的悬浮物而沉降,错误;B项,甘油作护肤保湿剂是因为它具有吸湿性,错误;C项,漂粉精作消毒剂是因为它具有强氧化性,能够杀死水中的细菌和病毒,错误;D项,铁粉作食品袋中的脱氧剂是因为铁粉具有还原性,能够和氧气发生反应,降低食品袋中的氧气浓度,正确。答案 D
2-2-2.(2016·北京理综,10)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O7(橙色)+H2O2CrO4(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是()A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
-B.②中Cr2O27被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
-解析 A项,①中在平衡体系中滴加70%H2SO4溶液,平衡向左移动,c(Cr2O27)-增大,橙色加深,③中滴加30%NaOH溶液,平衡向右移动,c(CrO24)增大,溶液变黄,正确;B项,②中重铬酸钾氧化乙醇,反应中重铬酸钾被乙醇还原,正确;C项,②是酸性溶液,④是碱性溶液,酸性溶液中能氧化乙醇,而碱性溶液中不能氧化乙醇,说明K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,正确;D项,若向④溶液中加入70%的H2SO4溶液至过量,溶液由碱性变为酸性,K2Cr2O7在酸性溶液中氧化性强,可以氧化乙醇,溶液变绿色,错误。答案 D 氧化还原反应规律及应用
3.(2015·海南化学,6)已知在碱性溶液中可发生如下反应:
--n-2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2ROn4+3Cl+5H2O,则RO4中R的化合价是()A.+
3C.+5
B.+4 D.+6
2-解析 根据反应前后电荷守恒,可得n=2,则RO4中R的化合价为+6价,即选D。答案 D 4.(2016·上海化学,13)O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2―→SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是()A.氧气是氧化产物
B.O2F2既是氧化剂又是还原剂
C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4 解析 A.O元素的化合价由反应前的+1价变为反应后的0价,化合价降低,获得电子,所以氧气是还原产物,错误;B.在反应中O2F2中的O元素的化合价降低,获得电子,所以该物质是氧化剂,而H2S中的S元素的化合价是-2价,反应后变为SF6中的+6价,所以H2S是还原剂,错误;C.外界条件不明确,不能确定HF的物质的量,所以不能确定转移电子的数目,错误;D.根据反应化学方程式可知还原剂H2S与氧化剂O2F2的物质的量的比是1∶4,正确。答案 D 5.(1)[2016·课标全国卷Ⅱ,26(5)]联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是_____________________。(2)(2016·上海化学,26)(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成________、________和H2O。
(3)(2015·新课标全国卷Ⅰ)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为________。(4)(2015·新课标全国卷Ⅱ)ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是________(填标号)。a.明矾
c.盐酸
b.碘化钾 d.硫酸亚铁
答案(1)固体逐渐变黑,并有气泡产生(2)NaOCN NaCN(3)MnSO4(4)d
1、使学生从化合价升降和电子转移的角度来理解氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念。
2、学会用化合价升降法判断氧化还原反应,掌握电子转移的表示方法。
3、理解得失电子、氧化还原的相互依存和对立统一的辩证关系。
教学过程
【板书】
氧化还原反应
一、化合价升降和氧化还原反应
【提问】
CuO+H2Cu+H2O
1、在以上反应中,氧化铜发生氧化反应,还是还原反应?依据是什么?
2、标出反应中各元素的化合价,从中分析三种元素化合价各有什么变化。
【讲解】
小结初中氧化反应、还原反应的知识后,引导学生把氧化还原反应跟化合价联系起来。
【讨论】
2Na+Cl22NaCl H2+Cl22HCl
这两个反应没有氧的得失,但也是氧化还原反应,为什么?哪种物质发生氧化反应?哪种物质发生还原反应?
【讲解】
小结上述讨论后,得出:
【板书】
物质所含元素的化合价发生变化,这一类反应一定是氧化还原反应。所含元素的化合价升高的物质发生氧化反应;所含元素化合价降低的物质发生还原反应。
【巩固性提问】
下列反应中哪些是氧化还原反应?发生氧化还原反应的各是什么物质?
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑ Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
【板书】
二、电子得失和氧化还原反应
1、电子得失和化合价升降
【讲解】
以钠跟氯气反应为例,讲清钠原子为什么失去1个电子,氯原子为什么获得1个电子以及得失电子跟化合价升降的关系后,再举铁跟稀硫酸、铁跟氯气、氯化亚铁跟氯气的反应中化合价的变化情况。小结如下:
【板书】
2、电子得失和氧化还原反应
【讲解】
把电子得失跟化合价升降的关系以及化合价升降跟氧化还原反应的关系联系起来。
【讲解】
凡有电子转移的反应就是氧化还原反应。得到电子的物质是氧化剂,发生还原反应;失去电子的物质是还原剂,发生氧化反应。
【思考题】下列说法是否正确?为什么?
1、氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应。
2、化合反应都是氧化还原反应,分解反应都是非氧化还原反应。
3、置换反应都是氧化还原反应,复分解反应都是非氧化还原反应。
(作业略。)
教学说明
氧化还原反应是中学化学学习的一条主线.人教版高中化学教材将氧化还原反应的教学安排在第二章第三节, 内容从初中化学中的得氧、失氧的角度提升为得失电子的高度.教学内容包括氧化还原反应的概念、氧化还原反应的特征和氧化还原反应的本质.
一、氧化还原反应的概念
1.有关概念及其相互联系
2.氧化还原反应的本质及特征
(1) 本质:电子转移 (微观) .特征:反应前后化合价升降 (宏观) .
(2) 氧化还原反应的判断
凡是有化合价升降的化学反应就是氧化还原反应.元素化合价均不变化的化学反应就不是氧化还原反应.
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是氧化还原反应;化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应, 有单质参加的化合, 有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应.
4.重要的氧化剂、还原剂
(1) 常见的氧化剂:指能得到电子的物质 (化合价能降低的物质) .如①非金属单质:Cl2、O2、Br2….②含有高价态元素的化合物, 如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、KMnO4 (H+) 、KClO3等.③某些高价态的金属性较弱的离子如Fe3+、Ag+、Cu2+…….
(2) 常见的还原剂:指能失去电子的物质 (化合价能升高的物质) .如①活泼金属“如K、Ca、Na、Mg….②非金属离子及低价态化合物如S2-、H2S、SO2….③低价态阳离子如Fe2+、Cu+等.④非金属单质及其氧化物、氢化物如:C、H2、CO、NH4
5.氧化剂、还原剂强弱的判断
氧化性、还原性的强弱取决于得失电子的难易, 不取决于得失电子的多少,
氧化剂:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原剂:还原剂的还原性>还原产物的还原性.
6.氧化还原反应的有关规律
(1) 电子守恒规律:任何氧化还原反应中, 氧化剂和还原剂得失电子总数必然相等, 表现为被氧化和被还原的元素的化合价升降必然相等.
(2) 反应先后规律:一般说来, 在浓度相差不大的溶液中, 同时含有几种还原剂 (或氧化剂) 时, 若加入氧化剂 (或还原剂) , 则它首先与溶液中最强的还原剂 (或氧化剂) 反应, 如:向含Br-和I-的混合溶液中通入Cl2首先被氧化的是I.
(3) 价态利用规律
①表现性质规律:同种元素具有多种价态时, 一般处于最高价态时只具有氧化性, 处于最低价态时只具有还原性, 处于中间可变价时, 既具有氧化性又具有还原性.如:HCl中Cl-只有还原性, H+只有氧化性.但要注意:最高价态时只具有氧化性并不意味着氧化性最强, 如:氧化性:
②价态归中规律:同种元素的不同价态之间的氧化还原反应, 价态的变化“只靠拢, 不相交”.例如:
H2S+H2SO4=S失2e↓+S得2e-O2↑+2H2O
而不是
H2S+H2SO4=S得6e-↓+S失6e-O2↑+2H2O
所以同种元素的相邻价态微粒间不发生氧化还原反应.如S与H2S、S与SO2不反应, 因此可用浓硫酸干燥SO2气体.同种元素间如隔中间价态, 则高价态微粒与低价态微粒间发生氧化还原反应.如;2H2S+SO23S+2H2O.
题型示例:例1 下列有关氧化还原反应的叙述中正确的是 ( )
(A) 肯定有一种元素被氧化, 另一种元素被还原
(B) 在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
(C) 置换反应一定属于氧化还原反应
(D) 化合反应和复分解反应不可能有氧化还原反应
解析:根据氧化还原反应的有关概念及与四种基本反应类型的关系, 分析如下. (A) 不一定, 可能是同一种元素被氧化和还原. (B) 只要有元素化合价升降即可, 不一定所有元素化合价都发生变化. (C) 四种基本反应类型中置换反应一定属于氧化还原反应. (D) 复分解反应肯定不是氧化还原反应, 但化合反应中只要有单质参加一定属于氧化还原反应, (B) 、 (C) 为正确答案.
例2 在
(A) Cl2是氧化剂, NaOH是还原剂
(B) 被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数之比为5∶1
(C) Cl2既是氧化剂又是还原剂
(D) 氧化剂得电子数与还原剂失电子数之比为1∶5
解析:上述反应为歧化反应, 故Cl2既是氧化剂又是还原剂, 其中被氧化的氯原子与被还原的氯原子之比为1∶5.在氧化还原反应中, 氧化剂与还原剂得失电子数是相等的, 其比应为1∶1.正确答案为 (C) .
关键词:原电池 正极 负极 电解池 阴极 阳极 电极反应式 氧化还原方程式
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2012)12(c)-0042-01
电化学是高中化学的重要基础理论内容之一,是高考的重点;而氧化还原离子方程式的考察也是历年高考的热点;对广大考生而言,电极反应式和氧化还原离子方程式的书写是难点。笔者在多年平时的教学积累中逐渐形成了一套行之有效的方法。现就电极反应式和氧化还原离子方程式的书写总结方法如下:
第一,高考化学解决电极反应式和氧化还原离子方程式的书写方法总结:
笔者认为溶液中的氧化还原离子反应方程式的书写和电极反应式的书写具有密切的联系,同样的方法可以解决此类问题,突破高考。
书写和配平方法:六步配平法即:一找、二标、三定、四电荷、五平、六查。
(1)所谓“一找”,就是找出氧化剂、还原产物、还原剂、氧化产物这四类物质(或离子)。
注意:①氧化还原离子反应方程式的书写需要四类物质找全。
②原电池负极电极反应式需要找出还原剂和氧化产物。
③原电池正极电极反应式需要找出氧化剂和还原产物。
④电解池阳极电极反应式需要找出还原剂和氧化产物。
⑤电解池阴极电极反应式需要找出氧化剂和还原产物。
⑥要依据电解质的性质。酸作为电解质溶液或碱作为电解质溶液,注意与酸或碱反应的物质,如CH4、CH3OH、C2H5OH、C2H6等等的氧化产物CO2在碱性溶液中与OH-生成CO32-。还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等。
(2)所谓“二标”,就是标出化合价的升降,确定得失电子的数目
(3)所谓“三定”,就是根据化合价升降相等和得失电子守恒的原理确定氧化剂、还原产物、还原剂、氧化产物这四类物质(离子)的系数。
(4)所谓“四电荷”,就是根据溶液的酸碱性或电解质传导的某种离子调整,使反应式两边电荷守恒。
注意:①水溶液显酸性则用“H+”和“H2O”来调整。
②水溶液显碱性则用“OH-”和“H2O”来调整。
③非水溶液则要看传导何种离子。如熔融的碳酸盐传导“CO32-”,则用其调整电荷守恒;熔融的氧化物传导“O2-”则用其调整电荷守恒等等。
(5)所谓“五平”,就是方程式或电极反应式的最后配平,一般来说根据元素守恒先配平氢元素再配平氧元素。
(6)所谓“六查”,就是检查元素守恒,得失电子守恒,电荷守恒等等。
第二,高考试题重现及解决策略。
例1:(2011山东卷29⑶)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为(用离子方程式表示)。
解析:“一找”即:S2-+O2→S+OH-;“二标、三定”即:2S2-+O2→2S+OH-
“四电荷、五平”即:2S2-+O2+2H2O→2S+4OH-
例2:(2011山东卷29⑵)钠硫高能电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS=Na2Sx,正极的电极反应式为。与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。
解析:“一找”即:S+e-→Na2Sx“二标、三定”即:xS+2e-→Na2Sx
“四电荷、五平”即:xS+2e-+2Na+→Na2Sx
例3:(2011福建高考11)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法的是:
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O=== 2LiOH+H2↑
解析:根据同理写出如下电极反应式:负极:2Li-2e-=== 2Li+正极:2H2O+2e-=== 2OH-+H2↑
总反应为:2Li+2H2O=== 2LiOH+H2↑;答案选C
例4:(2011新课标全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法的是:
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
解析:电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
电池放电时,正极反应为Ni2O3+3H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
电池充电时,阴极反应为Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-;答案为C
例5:(2011江苏高考13⑵)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:
解析:“一找”即:Ag2O2+Zn→Ag+K2Zn(OH)4
“二标、三定”即:Ag2O2+2Zn→2Ag+2K2Zn(OH)4
“四电荷、五平”即:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O→2Ag+2K2Zn(OH)4
参考文献
[1]郑玉海.电极反应式的书写[J].数理化学习:高中版,2002(16):5.
————————————————————————— [课标要求] 1.了解氧化反应、还原反应的概念及实质。2.理解氧化还原反应的基本概念间的关系。
3.了解氧化还原反应化合价升降和电子转移的表示方法。4.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。,1.氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化,实质是有电子转移。
2.氧化反应是元素化合价升高的反应;还原反应是元素化合价降低的反应。3.氧化还原反应电子转移的表示方法:双线桥法和单线桥法。
4.置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应。5.氧化剂是所含元素化合价降低的反应物;还原剂是所含元素化合价升高的 反应物。
6.氧化性是氧化剂得电子的性质;还原性是还原剂失电子的性质。
氧化还原反应的基本概念和实质
1.氧化还原反应
(1)概念:在反应过程中有元素化合价变化的化学反应。
(2)实质:氧化还原反应的实质是电子转移,包括电子得失或共用电子对偏移。[特别提醒]
(1)氧化还原反应的特征是元素化合价的变化,实质是电子转移,判断一个反应是不是氧化还原反应,是看反应前后元素化合价是否变化。
(2)元素得电子,化合价降低;元素失电子,化合价升高。2.氧化还原反应的基本概念
(1)氧化反应:物质失去电子,所含元素化合价升高的反应;还原反应:物质得到电子,所含元素化合价降低的反应。
(2)氧化剂:所含元素化合价降低、得到电子的反应物;还原剂:所含元素化合价升高,失去电子的反应物。
(3)氧化产物:还原剂失去电子,发生氧化反应所得产物;还原产物:氧化剂得到电子,发生还原反应所得产物。
(4)氧化性:氧化剂所表现出来的得电子的性质; 还原性:还原剂所表现出来的失电子的性质。[特别提醒]
(1)氧化反应又称被氧化,还原反应又称被还原。
(2)氧化剂和还原剂均是反应物,二者可以是不同的反应物,也可以是同一种反应物。3.氧化还原反应的基本概念之间的联系(1)图示关系
(2)概念间的联系
还原剂→表现还原性→所含元素化合价升高→失去电子→发生氧化反应→生成氧化产物;
氧化剂→表现氧化性→所含元素化合价降低→得到电子→发生还原反应→生成还原产物。
记忆技巧:升失氧,降得还;若论剂,两相反。4.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系(如图)
(1)置换反应一定是氧化还原反应。(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应,只有有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应才是氧化还原反应。
1.下列反应是氧化还原反应的是()A.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ B.CaO+H2O===Ca(OH)2
△C.2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑
高温D.CaCO3=====CaO+CO2↑
+7
+6
+7
+4解析:选C A、B、D三项反应中均没有元素化合价变化,C项,KMnO4→K2MnO4,KMnO4→MnO2,锰元素化合价发生变化。
2.如图表示氧化还原反应的原理。由图可知,在该反应中是()
A.氧化剂
C.还原产物
解析:选C 由图示可知,B.还原剂 D.氧化产物
失电子是还原剂,生成 ○A是氧化产物,○B得电子是氧化剂,生成是还原产物。
3.氧化还原反应与四种基本类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是()
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl △B.2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
解析:选D 图中阴影部分的含义是指该反应属于氧化还原反应,但不属于四种基本反应类型,对照选项中提供的化学反应方程式可知,Na2O2与CO2的反应符合题目的要求。
氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法(1)基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素。②必须注明“得到”或“失去”字样。③失去电子总数与得到电子总数相等。
2.单线桥法(1)基本步骤
(2)注意事项
①单线桥必须画在反应物中。
②箭头指向得电子元素,箭尾指向失电子元素。③标明电子转移的总数,不标“得、失”。
1.下列电子转移表示正确的是()
解析:选B A项,得失电子标反,且转移电子总数不等;C项,KClO3中氯元素得电子,氧元素失去电子;D项,双线桥的起始位置不当。
高温2.已知:Fe2O3+3CO===== 2Fe+3CO2。(1)标出该反应中电子转移的方向和数目。(2)该反应中________被还原,________被氧化。
(3)在该反应中,若有2 mol电子发生转移,在标准状况下,可生成CO2的体积为________。解析:解答此类题目应先标出各元素的化合价,然后结合化合价变化情况标出反应中电子转移的方向和数目,最后进行分析与计算。该反应中,Fe元素化合价由+3价降低到0价,Fe2O3被还原;C元素化合价由+2价升高至+4价,CO被氧化;整个过程,遵循化合价失2e+4升高的总数=化合价降低的总数=得电子总数=失电子总数,因为CO――→CO2,故当转移2 mol电子时,生成n(CO2)=1 mol,V(CO2)=22.4 L。
答案:
(2)Fe2O3 CO(3)22.4 L
+
2-[三级训练·节节过关]
1.下列四种基本类型的反应中,一定有电子转移的反应是()A.化合反应
C.置换反应
B.分解反应 D.复分解反应
解析:选C 有电子转移的反应属于氧化还原反应,四种基本类型的反应中,置换反应一定是氧化还原反应。
2.下列叙述中正确的是()A.氧化还原反应的实质是元素化合价的升降
B.非金属元素从化合态变为游离态时,该元素一定被氧化 C.氧化剂氧化其他物质时本身一定被还原 D.具有氧化性的物质在反应中一定作氧化剂
解析:选C 氧化还原反应的实质是电子转移,A错误;非金属元素从化合态变为游离态时,该元素可能被氧化也可能被还原,B错误;氧化剂氧化其他物质时,它本身得到电子被还原,C正确;两种具有氧化性的物质反应时氧化性强的物质作氧化剂,氧化性弱的物质失去电子作还原剂,D错误。
3.下图为反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4中电子转移的关系图,则图中的元素甲、乙分别表示()
A.Fe,S C.Fe,Cu
B.Cu,S D.Fe,O 解析:选C 在反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4中,铁元素化合价升高,失去电子,铜元素化合价降低,得到电子。
4.实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2:NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O。下列有关说法正确的是()A.NaNO2是还原剂 B.NH4Cl中N元素被还原
C.生成1 mol N2时转移6 mol电子 D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
解析:选D A项,NaNO2中N元素的化合价为+3,生成物中N元素的化合价为0,NaNO2是氧化剂,错误;B项,NH4Cl中N元素化合价为-3,生成物中N元素的化合价为0,NH4Cl作还原剂,在反应中N元素被氧化,错误;C项,根据反应可知,生成1 mol N2时转移3 mol电子,错误;D项,氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1,正确。
△5.在H2+CuO===== Cu+H2O反应中:
(1)________元素化合价升高,________电子,发生________反应;________元素化合价降低,________电子,发生________反应。
(2)氧化剂是________,还原剂是________;氧化产物是________,还原产物是________。(3)用单线桥表示电子转移情况:______________________________________________。答案:(1)氢(或H)失去 氧化 铜(或Cu)得到 还原(2)CuO H2 H2O Cu
1.下列变化过程中,属于还原反应的是()A.HCl→ClC.CO→CO2
B.Na→Na D.Fe→Fe
3+
+解析:选D 元素化合价降低的反应属于还原反应。
2.下列反应中,既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是()A.铝片与稀盐酸的反应 B.甲烷与氧气的反应
C.灼热的炭与二氧化碳反应生成一氧化碳 D.氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应
解析:选A A项,既属于氧化还原反应,又属于离子反应;B项,不属于离子反应;C项,不属于离子反应;D项,不属于氧化还原反应。
3.下列反应中,既是化合反应,又是氧化还原反应的是()点燃①铁和氯气反应:2Fe+3Cl2=====2FeCl3
②氯气通入溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
△③氯化钠溶液和浓硫酸混合加热:2NaCl+H2SO4(浓)=====Na2SO4+2HCl↑ △④二氧化锰跟浓盐酸在加热条件下反应:MnO2+4HCl=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 点燃⑤氢气在氯气中燃烧:H2+Cl2=====2HCl A.①② C.①④
B.①③ D.①⑤
解析:选D 化合反应是两种或两种以上的物质生成一种物质的反应,因此①⑤属于化合反应。判断一个反应是否是氧化还原反应,关键是看有无化合价的变化。①Fe由0价到+3价,Cl2中的Cl由0价到-1价;②NaBr中的Br由-1价到0价,Cl2中的Cl由0价到
-1价;④HCl中的Cl由-1价到0价,MnO2中的Mn由+4价到+2价;⑤H2中的H由0价到+1价,Cl2中的Cl由0价到-1价。因此①②④⑤都是氧化还原反应。
4.下列反应(条件均省略)中,反应物中的各种元素都参加了氧化还原反应的是()A.2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑ B.2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑ C.4HNO3===2H2O+4NO2↑+O2↑ D.HgS+O2===Hg+SO2
解析:选D A选项反应,钾和氧元素的化合价没有发生变化;B选项反应,钾元素的化合价没有发生变化;C选项反应,氢元素的化合价没有发生变化,这些元素都没有参加氧化还原反应。
5.下列叙述中,正确的是()A.有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B.反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应 C.有单质生成或有单质参加的化学反应一定是氧化还原反应 D.氧化还原反应中,一种物质被氧化,必有另一种物质被还原
解析:选B A项,有氧元素参加的反应不一定是氧化还原反应,如二氧化碳与水反应生成碳酸,错误;B项,氧化还原反应的特征是反应前后元素化合价发生变化,元素化合价放电没有变化的肯定不是氧化还原反应,正确;C项,氧气与臭氧的转化:3O2=====2O3,没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,错误;D项,氧化还原反应中,有物质被氧化必有物质被还原,但可能是同一种物质既被氧化又被还原,如氯酸钾分解制氧气,错误。
6.下列反应中,电子转移方向和数目正确的是()
解析:选A A项,硫元素失去电子,氧元素得到电子,正确;B项,电子转移方向错误,应是铝元素的电子转移至铁元素,错误;C项,Fe失去电子,硫酸中H得到电子,错误;D项,K2Cr2O7中Cr的化合价为+6,CrCl3中Cr的化合价为+3,因此反应得到2×3e,失去6×e,错误。
7.在H2SO3+2H2S===3H2O+3S↓反应中,被氧化与被还原元素的质量比为()A.1∶1 C.1∶2
B.2∶1 D.3∶2
-2
0-
-解析:选B 反应中,H2S中硫元素化合价升高:H2S→S,发生氧化反应被氧化;H2SO3+
40中硫元素化合价降低:H2SO3→S,发生还原反应被还原。H2S与H2SO3中硫元素的质量比为2∶1。
8.在反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为()A.1∶1 C.2∶1
+4+2
B.1∶2 D.3∶1
+4
+5解析:选B NO2→NO发生还原反应,NO2作氧化剂;2NO2→2HNO3发生氧化反应,NO2作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2。
9.(1)分析下列氧化还原反应中化合价变化的关系,指出氧化剂和还原剂。点燃①2H2+O2===== 2H2O 点燃②4P+5O2===== 2P2O5 MnO2③2KClO3=====△2KCl+3O2↑ △④2HgO===== 2Hg+O2↑ 高温⑤WO3+3H2=====W+3H2O(2)已知:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,该反应中________元素化合价升高,发生________反应;________元素化合价降低,发生________反应;被氧化元素原子数与被还原元素原子数之比为____________。
解析:(1)氧化还原反应中,所含元素化合价降低的反应物是氧化剂,所含元素化合价升高的反应物是还原剂。
(2)N元素由-3→0价,化合价升高,被氧化,发生氧化反应;Cl元素由0→-1价,化合价降低,被还原,发生还原反应。被氧化的氮原子数为2,被还原的氯原子数为6,二者数目之比为1∶3。
答案:(1)①氧化剂:O2 还原剂:H2 ②氧化剂:O2 还原剂:P
③氧化剂:KClO3 还原剂:KClO3 ④氧化剂:HgO 还原剂:HgO ⑤氧化剂:WO3 还原剂:H2
(2)氮(N)氧化 氯(Cl)还原 1∶3 10.写出符合下列条件的化学方程式。(1)既是离子反应又是氧化还原反应:
________________________________________________________________________。(2)既是化合反应又是氧化还原反应:
________________________________________________________________________。(3)既是分解反应又是氧化还原反应:
________________________________________________________________________。(4)同一物质中同一种元素之间发生氧化还原反应:
________________________________________________________________________。(5)同一物质中不同元素之间发生氧化还原反应:
________________________________________________________________________。解析:解答此题须明确化学反应分类的依据,不同类型反应的概念,并明确从不同角度分类时,各类型反应之间的相互关系。
答案:(1)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 点燃(2)2H2+O2===== 2H2O MnO2(3)2H2O2===== 2H2O+O2↑
(4)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O MnO2(5)2KClO3=====△2KCl+3O2↑
(合理即可)
1.某元素在化学反应中由化合态变成游离态,则该元素()A.一定被氧化 B.一定被还原
C.可能被氧化也可能被还原 D.以上都不是
解析:选C 元素在化学反应中由化合态变为游离态,化合价可能升高也可能降低,既△可能被氧化也可能被还原。如KClO3+6HCl===== KCl+3Cl2↑+3H2O,KClO3中的氯元素被还原,HCl中的氯元素被氧化。
2.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示,下列表示正确的是()
解析:选A 复分解反应都属于非氧化还原反应,置换反应都属于氧化还原反应,离子反应有的属于氧化还原反应,有的属于非氧化还原反应。
3.有首歌中唱到“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”,其中的“铜绿”即是铜锈,它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。下列有关该反应的说法正确的是()A.该反应不是氧化还原反应
B.该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化,所以是氧化还原反应 C.该反应中铜得电子,O2失电子,所以是氧化还原反应 D.该反应是氧化还原反应,变价的只有两种元素
解析:选D 在该反应中,铜元素的化合价由0价变成+2价,失去电子,被氧化,氧元素的化合价由0价变成-2价,得到电子,被还原,其余元素的化合价都没有发生变化。
4.关于氧化还原反应,下列说法正确的是()①氧化剂发生氧化反应;②氧化剂具有氧化性;③氧化还原反应的本质是化合价升降;④物质所含元素化合价变化是判断氧化还原反应的依据;⑤氧化还原反应的任一反应物不是氧化剂就是还原剂
A.②④ C.①②④
B.②③④ D.①②④⑤
解析:选A 氧化剂发生还原反应,①错误;氧化还原反应的本质是电子转移,③错误;氧化还原反应的任一反应物可能既不是氧化剂又不是还原剂,如反应Cl2+H2O===HCl+HClO中的H2O,⑤错误。
5.下列变化需要加入某种还原剂才能实现的是()A.SO3→SO4 C.Cl→Cl2 -2-
B.CaCl2→CaCO3 D.Fe→Fe
3+
2+解析:选D A项,硫元素化合价未发生改变,不需加还原剂,错误;B项,钙元素化合价没有变化,不需要加还原剂,错误;C项,氯元素化合价升高,加入的物质应是氧化剂,错误;D项,铁元素化合价降低,铁离子发生还原反应,需要加入还原剂,正确。
6.CuH不稳定,易跟盐酸反应:2CuH+2HCl===CuCl2+2H2↑+Cu,下列说法正确的是()A.CuH中H的化合价为+1 B.CuH在反应中只作氧化剂 C.在反应中HCl表现还原性 D.Cu是反应的还原产物
+1-
1+1
-1
+2-1
0解析:选D 首先明确反应物、生成物中各元素的化合价:2CuH+2H Cl ===CuCl2+2H02↑+Cu
CuH中H的化合价为-1,A项错;由反应方程式中元素价态变化知,CuH在反应中既作氧化剂又作还原剂,B项错;HCl中氢元素价态降低,HCl表现出氧化性,C项错。
7.在5KCl+KClO3+3H2SO4===3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为()A.1∶1 C.1∶5 解析:选B
B.5∶1 D.3∶1
可知,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为5∶1。
8.亚运会上使用的发令枪所用的“火药”成分是氯酸钾和红磷,经撞击发出响声,同时产生白色的烟。撞击时发生反应的化学方程式为5KClO3+6P===3P2O5+5KCl,则下列有关叙述错误的是()A.上述反应中Cl的化合价由+5价变为-1价 B.P2O5是P被还原后所得的产物
C.该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为5∶6
D.上述反应中消耗3 mol P时,转移电子的物质的量为15 mol 解析:选B KClO3在该反应中作氧化剂,在反应中被还原,Cl的化合价由+5价变为-1价,A正确;P作还原剂,在反应中被氧化生成P2O5,P2O5是氧化产物,B错误;该反应1+5-氧化剂KClO3与还原剂P的物质的量之比为5∶6,C正确;由P~P2O5~5e可知,消耗3 mol
20P时,转移电子的物质的量为15 mol,D正确。
9.已知反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,若有44.8 L Cl2(已换算为标准状况)生成,求:
(1)被氧化的HCl为____________g,转移电子数目为____________。(2)用“双线桥”和“单线桥”标出上述反应的电子转移方向和数目。
解析:在反应中每生成1 mol Cl2有2 mol HCl被氧化,失去电子2 mol(或2×6.02×102
423=1.204×10个)。已知标准状况下44.8 L Cl2的物质的量为2 mol,故被氧化的HCl为4 mol,其质量为146 g,转移电子4 mol,即6.02×10×4=2.408×10个。
答案:(1)146 2.408×10(或4NA)(2)双线桥法:
324
10.水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应实例有很多:
(1)有人设想将太阳能转化为电能,进而将水电解生成H2,H2是一种清洁能源。请分析电解水过程中,水________(填“仅被氧化”、“仅被还原”、“既被氧化,又被还原”或“既未被氧化,又未被还原”,下同);野营爱好者携带氢化钙固体作为生氢剂,反应方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中水________________________________________。
(2)①~⑤的反应是有水参加的氧化还原反应。①2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ ②Cl2+H2O===HCl+HClO 高温③C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g)④2F2+2H2O===4HF+O2 ⑤3NO2+H2O===2HNO3+NO 上述反应中,水作氧化剂的是________,反应⑤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)水热法制备纳米Fe3O4的反应是3Fe+2S2O3+O2+4OH===Fe3O4+S4O6+2H2O,反应中还原剂是________,生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子总数为________NA。
解析:(1)氢化钙中H为-1价,H2O中H为+1价,反应后水中H的化合价降低,因此水被还原。(2)反应①、③中,水作氧化剂;反应④中,水作还原剂;反应②、⑤中,水既
2+
2-
-
2-
不作氧化剂,也不作还原剂。反应⑤中NO2既是氧化剂又是还原剂,若3 mol NO2参加反应,则有2 mol NO2被氧化为2 mol HNO3,1 mol NO2被还原为1 mol NO,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。(3)由化学方程式中元素化合价变化可知,Fe、S的化合价都升高,而O2中O的化合价降低,故O2是氧化剂,Fe、S2O3是还原剂;每生成1 mol Fe3O4,有1 mol O2参加反应,转移的电子的物质的量为4 mol。
答案:(1)既被氧化,又被还原 仅被还原(2)①③ 1∶2 2+
我将从以下几个方面对今天的课题进行分析:教材分析,教法分析,学法指导,教学过程分析。首先我来谈教材分析:
一、教材地位和作用
本单元是初中化学最为完整的学习元素和化合物知识体系的一个单元,而二氧化碳又是本单元的一个非常重要的内容,二氧化碳制取的研究这节课则在本书乃至整个初中化学学习过程中都占据十分重要的地位。它是培养学生在实验室制取某种气体时,对药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路形成的最好范例,上好本节课对学生今后学习元素和化合物知识,提升化学实验基本操作能力及实验探究能力,都会产生很大的影响。学生在前面学习了氧气的实验室制法,具备了一些气体制备的实践经验,各项实验技术也初步具备。此时,正是在课堂教学中体现学生为主体,真正让学生参与到教学过程中的良好时机。
根据新课程标准以及初三年级学生的认识特点,配合教学大纲,制定本节课的教学目标如下:
二、教学目标
1、知识与技能
(1)了解实验室制取二氧化碳常用的试剂和方法;
(2)初步学会实验室制取并收集二氧化碳;
(3)掌握检验二氧化碳的方法;
(4)练习药品取用、装置气密性检验和排气法集气等实验基本操作。
2、过程与方法
(1)经过整个探究过程,领会科学探究的方法和意义;
(2)经过参与科学探究活动,会拟定简单的探究计划和实验方案;
(3)能灵活运用现有仪器自主设计实验装置;
(4)让学生在实验探究过程中体验、反思,熟悉基本实验技能,培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
3、情感态度、价值观
(1)通过实验探究,培养学生自主、求实、合作、创新的学习品质;
(2)通过最终成功的操控实验,体验科学探究的乐趣,激发学习化学的兴趣。
(3)通过教师指导,学生自主操作,增加学生亲身体验的快乐感,并建立良好融洽的师生关系。
化学是一门以实验为基础的学科,许多基本理论、基本概念、物质的性质、制法都是以实验为基础的。
三、教学重点与难点
1、教学重点:学生能出色的完成一系列探究试验。
2、教学难点:通过探究试验归纳、总结,正确的选择实验室制取二氧化碳的药品、反应原理、实验装置。
当然,在学生探究过程中,教师适时的提问,适当的引导、指导,恰到好处的点拨,是本节课成功的关键点。
以学生为中心,充分发挥学生自主学习能力和创新精神,调动学生学习积极性,这是教学宗旨,也是建构主义教学所提倡的教学方法,正是围绕这个主导思想,在本节课中我将主要采用以下几种教学方法来突出重点,突破难点。
四、教法分析
1、探究式实验教学法:
教师根据目标提问,引导学生动手实验,体验实验的过程。教给学生通过实验、观察、探究得出科学结论教学方法。
2、互动式教学法:
教师讲解过程中,学生去猜想,讨论、抢答,在学生的实验过程中有教师的指导、答疑,师生间不断的进行信息交流,有助于学生注意力的集中和学习积极性的提高。
3、竞赛教学法:
根据初中生集体荣誉感强,好胜心强的特点,采用分组竞赛的方法,在竞赛中,提
高学生自主参与的积极性,有利于知识的巩固和应用。
通过以上教学方法的使用,充分体现“教师为主导,学生为主体”的教学原则。
五、学法指导
1、探究学习:
学生通过实验来探究实验室制取二氧化碳为何不能使用其它药品,通过研究发生装置,选择其它仪器制取二氧化碳,来培养学生的观察能力,语言表达能力和分析能力,培养开拓创新的精神。
2、自主学习:
指导学生独立完成探究实验,归纳总结:为什么稀硫酸和浓盐酸不能代替稀盐酸?碳酸钠不能代替大理石?等等。从而调动学生思维的积极性,使学生自主地获取知识。
3、合作学习:
利用分组实验和小组讨论,使学生在沟通中创新,在交流中发展,在合作中获得新知。
4、归纳学习:
边实验边记录边归纳总结,在归纳总结中促进思维的发展,并提升分析问题、解决问题的能力。
下面我来谈一下教学过程这一环节,在这个环节中我将围绕着提出问题—分析问题—进行实验—分析得出结论—应用结论这一主线展开,具体分为五个步骤:
六、教学过程
1、悬疑
古希腊教育家亚里斯多德讲过一句名言:“思维自惊奇和疑问开始。”
这节课,我先给学生讲了两个小故事:很早以前,在西德的一个州,有一片奇异的泽地:每当猎人牵着狗通过的时候,猎人安然无恙,狗却死了。当时那里人们都传说这泽地上有魔鬼,它最嗜好吃狗。
在意大利那不勒斯山中有一个著名的屠狗洞,传说洞中有一个屠狗妖,人进入洞中安然无恙,狗却死亡。
这两个故事情节中的悬疑色彩紧紧地抓住了学生,然后提问:大家知道这妖怪是什么吗?大家想不想抓住这妖怪呢?
从而引出课题——二氧化碳制取的研究。
2、温故
课上展示一组实验室制取氧气的信息:
三种方法、两套装置;检密、验满、检验、收集均有回顾,并引导学生根据生活经验和已有事实,获取二氧化碳的相关信息,进而为探究实验室制取二氧化碳做好知识准备。
这一环节其实就是提出问题、分析问题的环节,在复习回顾了制氧气的信息后,对二氧化碳的制取方法、装置和检密、验满、检验、收集的方法进行提问,让学生类比分析,为以下探究打好基础。
3、体验
内容一:探究制取二氧化碳的理想原料
我给出浓盐酸、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、碳酸钙等药品和试管若干,并提出让学生从价格便宜、反应速度适中、利于收集、气体纯净、操作简便等方面去选择原料,然后让学生以小组为单位,自己动手操作、讨论、探究、找出自己认为理想的原料,这样设计既让学生认识到对比观察的科学探究方法,又注重了学生获取新知的体验学习。找到了理想的原料后,就要选择适宜的装置。(二氧化碳制取的研究说课稿(2)
内容二:探究制取二氧化碳的实验装置
(1)给定仪器,学生自我设计实验装置
我将几套常用的制取二氧化碳装置图用幻灯片投影,并让学生回顾利用过氧化氢制氧气的实验装置,然后按指定的图示进行制取二氧化碳的装置设计。并进行检密、验满、检验、收集操作。然后小组间再进行交流讨论,互动学习,总结评价各自装置的优缺点和操作中存在的问题。这样的过程,使学生对实验操作和仪器的选择有了一定的认识,为下面自选仪器组装实验创设了良好的铺垫。
(2)自选仪器,自主设计新方案
在前面探究的基础上,让学生自己从仪器库中选择仪器,并通过查阅书籍、资料,充分发挥想象力和创造力,鼓励他们设计更多的方案,让他们成为课堂的主人,淋漓尽致的自由挥洒。这个环节可以充分发挥学生的主观能动性,培养浓厚的学习兴趣。
(3)展示分享:
让每一小组的学生展示自己的设计方案,并让各小组间交流各自的实验状况,分析实验成败的原因,反思本组设计的缺陷,最后选出最佳设计,并由设计者发言与大家共同分享设计成果,使同学们彼此间互通有无,激发共鸣,共同提升。
极少数学生选择了单孔塞,多数学生选择了双孔塞配合长颈漏斗,相当一部分学生选择了有孔塑料板,弹簧夹。
(4)归纳总结
在课堂气氛高涨的时候及时提问:实验制取二氧化碳在选择仪器时需考虑哪些方面的问题?(例如大的方面要考虑反应物的状态、反应条件。细小方面要考虑节约药品和对反应的控制等。)从而引导学生回归主题,及时的把探究过程中的点滴收获汇总、凝炼、升华。
刚才我提到主线,悬疑和温故体现的是提问和分问,体验这个环节则体现进行实验、分析得出结论。下面我来谈一下应用结论。
4、收获
请用你认为最适宜的药品,最理想的装置,来制取二氧化碳,并用最合理的方法,最快捷的方式去收集、验满、检验。因为有了前面的探究,学生们很快的完成了布置的任务,此刻我及时给予了积极的评价,表扬他们认真参与、大胆操作、积极探究的良好品质,鼓励他们再接再励,再创佳绩,让学生在激励声中爬的更高,走得更远。
5、延伸
(1)、从现实生活中找一些实验替代品,自己动手设计制取二氧化碳的装置,并完成制取二氧化碳的家庭小实验,以提高学生理论联系实际的能力。
(2)、通过对实验室制取氧气和二氧化碳的类比,让学生找到规律,指导探究其他气体的制取,从而锻炼学生对知识举一反三的能力,使学生的思维得以发散,提升对知识间的联系和迁移的把握。
七、板书设计
二氧化碳制取的研究
一、药品及反应原理
1、药品:大理石或石灰石与稀盐酸
2、原理: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
二、装置的确定
1、发生装置:固体、液体不加热型
2、收集装置:向上排空气法
三、检验和验满
1、检验:倒入澄清的石灰水,振荡 变浑浊则是二氧化碳
2、验满:用燃着的木条放在集气瓶口,熄灭则已满。
四、延伸:
实验室制取气体
原料:价格便宜、速度适中、利于收集、气体纯净、操作简便
装置:取决于反应物状态及反应条件
分层练习:使各个层次的学生都得到锻炼和提升
酶的产生
催化
酶的作用
大多是蛋白质,少数RNA
酶的本质 大多是蛋白质,少数RNA
酶的特性总结:酶和无机催化剂相比有高效性和专一性,但还必须要有一定的适宜条件。
★ 化学反应速率说课稿
★ 化学反应与能量说课稿
★ 化学反应中的能量变化说课稿
★ 的含义与表示说课稿
★ 化学反应速率习题
★ 化学反应原理教案
★ 化学反应速率教学设计
★ 高二化学反应原理教学反思
★ 化学反应速率和化学平衡模拟题目
任务一:【实验探究】先向Ba(oH)2溶液中加入酚酞溶液,接着按P43图2—2—8所示装置连接,然后向Ba(oH)2溶液中滴加稀硫酸(指导学生边观察实验边做好下表实验记录)。
讲:在学生认真观察了实验现象之后,我提出了四个问题让学生讨论。
【问题探究】(1)灯泡亮度的变化说明了什么问题?(2)溶液颜色的变化是什么原因引起的?
(3)白色沉淀的`成分是什么?如何形成的?
(4)稀硫酸与Ba(oH)2溶液中存在哪些离子?混合后反应的实质是什么?
【学生讨论并归纳】(教师引导学生沿着如下路径分析归纳)硫酸与Ba(oH)2分别属于酸、碱类电解质→从电离的角度分析,硫酸与Ba(oH)2溶液中的所含微粒分别是H+、so42—、Ba2+、oH—→灯泡亮度由亮变暗说明溶液导电能力减弱,自由移动离子浓度减小,离子有消耗,参加了化学反应→溶液由红色变浅至消失,即溶液碱性减弱,证明H+和oH—结合生成了水→不难推断,白色难溶物是Ba2+与so42—结合生成的Baso4沉淀→稀硫酸与Ba(oH)2溶液反应的实质是溶液中的H+、so42—、Ba2+、oH—相互结合生成了水和Baso4沉淀(难溶物)→电解质溶液间的反应实质是离子间的反应。
副板书:H2so4和Ba(oH)2的电离方程式,反应的实质Ba2++so42—+2H++2oH—=Baso4↓+2H2o
(设计意图)利用思维建模的方法,在分析过程中渗透离子方程式的书写方法,分散难点。
板书:1、离子反应
讲:在分析了离子反应的实质后,自动生成了两个问题:
【质疑】离子反应若要发生需要具备哪些条件?电解质溶液中的离子是否全部都参加了反应?
讲:带着这些问题,学生开始了第二组探究实验任务:探究离子反应发生的条件
任务二:
【实验探究】分组实验探究离子反应发生的条件①向盛有cuso4溶液的试管中加入NaoH溶液
②向盛有滴入酚酞试剂的NaoH溶液的试管中滴加盐酸
③向盛有Na2co3溶液的试管中滴加盐酸
【分析】:让学生使用上面实例的分析过程分析各组电解质的电离情况,然后找到各组反应的实质,最后总结出离子反应
发生的条件
【学生活动】利用实物投影仪展示各小组对反应实质的分析情况,由各组代表互相评
析,相互修改,找到反应实质。
(设计意图)认知理论研究表明,自主动手操作是认识新知的最重要的途经之一,利用此达成过程与方法目标,同时增强学生的主动性和提高学生的学习兴趣,促进课堂良好氛围的形成。通过分组实验,锻炼了学生动手实验的能力,对实验结果的分析既能让学生找到离子反应发生的条件,又能在分析中认识到反应的实质,同时还能熟练离子方程式的书写,完成了思维建模的建模过程。在相互评析过程中既活跃了课堂气氛,又避免了教师机械的讲解,很好的达成了三维目标的实现。
板书:发生条件:生成难溶物、水、气体
讲:在任务二完成之后,我回顾了刚才提出的问题:在离子反应中,是否电解质溶液中所有的离子都参加了离子反应?至此,学生已经能够很清晰的认识到并非所有的离子都参加了反应,从而顺利的生成离子方程式的概念
【讲解】电解质溶液间的反应实质是离子间的反应,在以上的分析过程中我们也看到,并非所有的离子都参加了反应,因此我们就用实际参加反应的离子符号来表达离子反应,称之为离子反应方程式。
板书:2、离子方程式
任务三
【练习】学案中离子方程式的书写
(设计意图)因为在分析、建模的过程中已经接触到离子方程式的书写方法,此处离子方程式的书写就是解模的具体应用,学生有了水到渠成的感觉。鲁科版教材中介绍的离子方程式的书写方法不同于以往教材中出现的“写、拆、删、查”四步法,它的优点在于学生是在真正认识了电解质溶液反应实质的基础上用化学语言来描述离子反应,脱离了化学方程式的束缚,有助于学生用离子反应的观点来分析问题。
【学生活动】书写完成后相互修改,发现存在的问题
【教师活动】根据学生暴露的问题适时进行强化,指出书写时的注意事项,加深学生对方法的掌握
【讨论】结合四个离子方程式的书写,让学生分析发现的问题,并说出离子方程式与化学方程式的区别,找到离子方程式的意义。
板书:意义:描述一类化学反应,揭示该类化学反应的实质
【举例】Nacl溶液、Kcl溶液与AgNo3溶液反应的离子方程式都为Ag++cl—=Agcl↓
【转折】结合开始时的实例,提出疑问:滴加AgNo3溶液产生沉淀就能证明溶液中一定就有cl—吗?
任务四
【实验探究】分别向Nacl、Na2co3溶液中滴加AgNo3溶液,再加入硝酸溶液,从而引出离子检验的问题。
【学生活动】自行总结出cl—的检验方法,同时能够分析出so42—、co32—的检验方法,认识到离子检验是离子反应的一项重要应用。
板书:3、离子反应的应用
【概括总结】
【作业】
五、【板书设计】第二节电解质
二、电解质在水溶液中的反应
1、离子反应:有离子参加
发生条件:生成难溶物、水、气体
2、离子方程式
意义:描述一类化学反应,揭示该类化学反应的实质
3、离子反应的应用:离子检验
讲:最后我来谈一下本节课的教学效果
六、教学效果
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