2022年高一化學(xué) 《氧化劑和還原劑》教案 新人教版

2022年高一化學(xué) 氧化劑和還原劑教案 新人教版一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1.對于簡單的氧化還原反應(yīng)，能夠找出氧化劑和還原劑；能列舉中學(xué)階段常見的氧化劑和還原劑。2.能從原子結(jié)構(gòu)、已知的化學(xué)反應(yīng)、化合價等多角度判斷物質(zhì)的氧化還原性；初步學(xué)會從氧化還原反應(yīng)的視角研究物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；能運用分類法對常見的氧化劑和還原劑進(jìn)行分類。過程與方法：1.學(xué)會用化合價來判斷物質(zhì)可能具有的氧化性和還原性；體會驗證物質(zhì)氧化性和還原性的實驗設(shè)計思路。2.在驗證物質(zhì)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(guān)化學(xué)實驗，初步學(xué)會運用以實驗為基礎(chǔ)的實證研究方法。激發(fā)探究欲望，體驗科學(xué)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(xué)背景分析1教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課是人教版高中化學(xué)（必修）中第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化第三節(jié)氧化還原的第2課時內(nèi)容。本章是連接義務(wù)教育階段化學(xué)和高中化學(xué)的紐帶和橋梁。對于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生有效進(jìn)行整個高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)并奠定基礎(chǔ)，具有非常重要的承前啟后作用。本節(jié)內(nèi)容要引導(dǎo)學(xué)生從新的角度更本質(zhì)更特征地認(rèn)識氧化還原反應(yīng)。那么本課時內(nèi)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(xué)習(xí)。因此這節(jié)課的重心不是讓學(xué)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(xué)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(yīng)的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)氧化劑、還原劑的判斷規(guī)律及其運用。 2學(xué)情分析（1）知識基礎(chǔ) 學(xué)生通過課時1的學(xué)習(xí)已經(jīng)能從化合價變化的分類標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識氧化還原反應(yīng)，初步理解此類反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)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(yīng)對人類社會的利弊。結(jié)合初中的知識，學(xué)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(chǔ) 學(xué)生來自各個初中學(xué)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(xué)習(xí)，尤其是化學(xué)實驗基本方法和離子反應(yīng)兩節(jié)實驗課的教學(xué)后，學(xué)生的動手能力和實驗設(shè)計思想有一定提高。3. 教學(xué)重點的分析與確定 由于在今后的元素化合物知識學(xué)習(xí)中，運用氧化還原觀來分析物質(zhì)的性質(zhì)和變化會貫穿始終，因此本節(jié)課的重點確定為：學(xué)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(xué)會從多角度判斷物質(zhì)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(xué)難點的分析與確定 學(xué)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(zhì)的氧化性和還原性的實驗探究。三、教學(xué)設(shè)計思路先讓學(xué)生回顧已有知識尋找規(guī)律設(shè)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(jié)論提升知識。四、教學(xué)方法：合作.PK、設(shè)疑、啟發(fā)、實驗探究法、討論法、歸納五、教學(xué)準(zhǔn)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(shè)備：電腦、投影儀六、 教學(xué)流程圖：教師活動 學(xué)生活動七、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(jié)任務(wù)一：從理論上尋找氧化劑和還原劑。設(shè)計優(yōu)化方案、實施實驗、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論、匯報、反思、分類總結(jié)任務(wù)二：驗證所給物質(zhì)的氧化性、還原性。驗證Na2SO3既有氧化性又有還原性總結(jié)收獲1.分析Fe2+的氧化性、還原性，得出規(guī)律：2.預(yù)測并設(shè)計實驗驗證Na2SO3的氧化性、還原性。任務(wù)四：如何分析中間價態(tài)物質(zhì)的氧化性還原性？任務(wù)三：用分類法對常見氧化劑、還原劑分類。演示實驗七、教學(xué)過程設(shè)計：教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)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(xué)來說說這句話的含義?！局v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(xué)們結(jié)合自己已學(xué)過的知識，從化學(xué)的角度談一談蘋果中都含有哪些對人體有益的物質(zhì)？【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(yuǎn)離我。思考、多位學(xué)生回答：維生素C、水、糖類、無機物礦物質(zhì)、亞鐵離子等思考、回答，生2：可能會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。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(yīng)，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(xué)生對發(fā)生在身邊的事情既不陌生又很好奇。引導(dǎo)學(xué)生對生活中常見的現(xiàn)象提出問題，進(jìn)行思考。實驗方法準(zhǔn)備【演示實驗】很好，那老師就用實驗來驗證一下同學(xué)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(xué)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(xué)們觀察溶液顏色的變化。【引導(dǎo)提問】在剛才的實驗過程中Fe2+在空氣中轉(zhuǎn)化為 Fe3+之后又轉(zhuǎn)化為Fe2+，哪些物質(zhì)具有氧化性，充當(dāng)氧化劑；哪些物質(zhì)具有還原性，充當(dāng)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(zhuǎn)化為了三價鐵離子，同學(xué)的預(yù)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(jìn)行小組討論，回答，生4：在氧氣將二價鐵轉(zhuǎn)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(yīng)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(xué)生對生活中現(xiàn)象的解釋加以驗證，另一方面為后面學(xué)生的自主探究的方法打下基礎(chǔ)，并提供實驗的知識支持。 實驗物質(zhì)準(zhǔn)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?！咎釂枴空埻瑢W(xué)們結(jié)合所學(xué)的知識和生活中的現(xiàn)象，從化學(xué)反應(yīng)、化合價或原子結(jié)構(gòu)中任一角度想一想還有哪些物質(zhì)具有氧化性，哪些物質(zhì)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(jié)，將學(xué)生提到的具有氧化性和還原性的物質(zhì)分類寫在黑板上。思考和小組討論、回答學(xué)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(xué)反應(yīng)的角度來說， Cl2能與還原劑金屬鈉反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以 Cl2具有氧化性。學(xué)生6：金屬具有還原性，可以作還原劑。在置換反應(yīng)中一些金屬陽離子和酸中的H+作氧化劑，體現(xiàn)氧化性。學(xué)生7：一些分解反應(yīng)，如KMnO4、KClO3、H2O2分解制O2，說明它們具有氧化性，可作氧化劑。學(xué)生8：還可以從化合價上判斷，有些物質(zhì)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(xué)生9：硫具有多種價態(tài)，硫酸中的硫元素為+6價，應(yīng)該具有氧化性。初中老師提過濃硫酸和硝酸具有氧化性。學(xué)生10：一些非金屬單質(zhì)據(jù)有還原性，例如氫氣、碳等。初中學(xué)過氫氣還原氧化銅，碳還原氧化銅。學(xué)生11：還有一些非金屬化合物也具有還原性，例如初中學(xué)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(xué)常見的氧化劑和還原劑的分類和總結(jié)，讓學(xué)生在實驗探究之前初步了解和掌握所要研究物質(zhì)的種類和性質(zhì)。為實驗探究的進(jìn)行打下基礎(chǔ)和提供思路。實驗探究的方案設(shè)計與活動開展【布置任務(wù)】我們可以從化合價、原子結(jié)構(gòu)、已知的化學(xué)性質(zhì)和反應(yīng)三個圍度來考慮物質(zhì)可能具有的氧化還原性。下面進(jìn)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(jìn)行實驗之前，請同學(xué)們四人一組，討論實驗設(shè)計思路和實驗探究方案?！疽龑?dǎo)提問】剛才同學(xué)說的思路非常好，請同學(xué)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(zhì)實驗?！緦嶒炓蟆績扇藶橐唤M，在點滴板中進(jìn)行實驗。只有用到銅片的實驗在帶膠塞的小試管中進(jìn)行。注意：實驗之前，先對實驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。各小組討論、匯報實驗設(shè)計思路：學(xué)生12：先進(jìn)行假設(shè)，預(yù)測出水槽中的物質(zhì)哪些具有氧化性，哪些具有還原性，對物質(zhì)進(jìn)行分類。再從中選出一種具有氧化性的物質(zhì)和一種具有還原性的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，看看他們的反應(yīng)結(jié)果怎樣，能不能進(jìn)行反應(yīng)。從而驗證這兩種物質(zhì)是否具有氧化性和還原性。 討論，匯報具體實驗方案：學(xué)生13：先對水槽中物質(zhì)進(jìn)行分類，我們預(yù)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(jìn)行實驗操作時先確定一種還原劑，讓它與所有的氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論。再選出另一種還原劑，讓他再與所有的氧化劑進(jìn)行反應(yīng)，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(xué)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(zhǔn)備，讓學(xué)生自行思考設(shè)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(jié)能更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究活動。實驗探究的總結(jié)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(xué)匯報的結(jié)果進(jìn)行板書，并進(jìn)行分類。通過學(xué)生間的相互補充，歸類總結(jié)出以下實驗方案。碘化鉀與高錳酸鉀、濃硝酸、氯化鐵的反應(yīng)；硫酸亞鐵與高錳酸鉀、濃硝酸的反應(yīng)。【引導(dǎo)提問】除了以上的實驗方案，同學(xué)們還有沒有設(shè)計出其它的方案？各小組同學(xué)派代表匯報。學(xué)生8： KMnO4與KI反應(yīng)，現(xiàn)象是溶液由紫紅色變?yōu)辄S色，滴加淀粉溶液后變藍(lán)。結(jié)論是有I2生成，說明KI是還原劑， KMnO4是氧化劑。FeSO4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(jié)論是有Fe3+生成，說明FeSO4是還原劑，硝酸是氧化劑。學(xué)生9： FeSO4和 KMnO4反應(yīng)，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(jié)論是有Fe3+生成，說明反應(yīng)中 FeSO4是還原劑， KMnO4是氧化劑。學(xué)生14： FeCl3與KI反應(yīng)，溶液的黃色無特別明顯變化，但滴加淀粉溶液后變?yōu)樗{(lán)色，說明反應(yīng)后的黃色是碘水的顏色。結(jié)論是有 I2生成，KI是還原劑， FeCl3是氧化劑。實驗探究的總結(jié)分為多個層次，一級總結(jié)讓學(xué)生直接由實驗過程、實驗現(xiàn)象中得出結(jié)論，例如試劑顏色的變化等。二級總結(jié)讓學(xué)生從實驗現(xiàn)象判斷有什么物質(zhì)生成，從而判斷該反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)，誰是氧化劑誰是還原劑。三級總結(jié)讓學(xué)生跳出固定的化學(xué)反應(yīng)，從更上位的角度分析和總結(jié)判斷物質(zhì)具有氧化性和還原性的方法?！痉此寂c總結(jié)】請同學(xué)們對整個實驗探究過程進(jìn)行反思。各小組進(jìn)行討論、匯報。學(xué)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(jìn)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(yīng)該合理安排時間，在有限的時間中多進(jìn)行不同的實驗方案嘗試。學(xué)生11：實驗時試劑的滴加順序應(yīng)該注意，例如在驗證二價鐵的還原性時，硫氰化鉀試劑應(yīng)在反應(yīng)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(yīng)后生成的。如果后滴加就不能說明三價鐵是不是反應(yīng)得到的。學(xué)生18：實驗前的小組討論和預(yù)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(xué)生自我的反思，總結(jié)出實驗探究的方法和過程中的不足。實驗探究結(jié)論的提升【深入總結(jié)】結(jié)合實驗的結(jié)論和物質(zhì)分類的知識總結(jié)出哪些類物質(zhì)常作氧化劑，哪些類物質(zhì)常作還原劑？ 【引導(dǎo)提問】進(jìn)一步引發(fā)學(xué)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(xué)進(jìn)行討論、匯報。學(xué)生19：一部分非金屬單質(zhì)可以做氧化劑，例如氧氣、氯氣；一部分非金屬單質(zhì)可以做還原劑，例如碳單質(zhì)、氫氣；金屬單質(zhì)作還原劑。學(xué)生20：物質(zhì)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(xué)生進(jìn)行討論并逐步深入總結(jié)出結(jié)論。學(xué)生21：Fe2+不僅僅作還原劑，還可以做氧化劑。例如在化學(xué)反應(yīng)中，F(xiàn)eCl2可以與鎂反應(yīng)，生成鐵和氯化鎂。在這個反應(yīng)中鐵元素從+2價降低到0價，發(fā)生還原反應(yīng)，作氧化劑。學(xué)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(jié)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(jié)出的規(guī)律你來分析一下亞硫酸鈉可能具有的性質(zhì)。 【引導(dǎo)提問】結(jié)合這節(jié)課所做的實驗和所學(xué)的知識，請同學(xué)們設(shè)計實驗驗證剛才的預(yù)測?！狙菔緦嶒灐吭贜a2SO3溶液中滴加 KMnO4溶液，請學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象與結(jié)果?！狙菔緦嶒灐吭趤喠蛩徕c溶液中，加入硫化鈉，再滴加幾滴酸。請學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象與結(jié)果。思考、回答，學(xué)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(yīng)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(yīng)該降低到0價或更低價態(tài)，產(chǎn)物可能有硫單質(zhì)。討論、回答，學(xué)生23：要驗證 Na2SO3具有氧化性，就應(yīng)該找一種具有還原性的物質(zhì)與其反應(yīng)，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(zhì)與其反應(yīng)，如KMnO4。觀察、回答，學(xué)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(yīng)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(rèn)是硫單質(zhì)。該反應(yīng)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(xué)的知識進(jìn)行遷移，讓學(xué)生更快的掌握并利用所學(xué)知識解決實際問題。歸納總結(jié)請同學(xué)們歸納總結(jié)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(xué)反應(yīng)中易得電子被還原的物質(zhì)，其元素化合價降低。 （1）典型的非金屬單質(zhì)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(xué)反應(yīng)中易失電子被氧化的物質(zhì)，其元素化合價升高。 （1）典型的金屬單質(zhì)如：K、Ca、 Na、Mg等 （2）某些非金屬單質(zhì)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(dāng)堂演練請同學(xué)們判斷下列中哪個是氧化劑，哪個作還原劑？Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr2F2+2H2O=4HF+O2 生22：反應(yīng)Br2+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；2F2+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(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，了解學(xué)生掌握情況?？偨Y(jié)收獲【小結(jié)】請同學(xué)們用幾句簡短的話總結(jié)本次課你學(xué)到了哪些知識，課后完成學(xué)案。1. 如何判斷氧化劑還原劑；2. 了解氧化還原反應(yīng)中物質(zhì)的氧化性和還原性。學(xué)生認(rèn)真填寫學(xué)案。讓學(xué)生對自己有個清楚的認(rèn)識。11. 板書設(shè)計：第三節(jié) 第二課時 氧化劑和還原劑Fe2+ Fe3+ Fe2+同學(xué)認(rèn)為的氧化劑：氧氣、氯氣、硝酸、高錳酸鉀同學(xué)認(rèn)為的還原劑：碳、氫氣、鐵實驗匯報：設(shè)計思路：先預(yù)測分類，再組合，最后預(yù)測現(xiàn)象實驗現(xiàn)象：（略）實驗結(jié)論：氧化劑：是在化學(xué)反應(yīng)中易得電子被還原的物質(zhì)，其元素化合價降低。 還原劑：是在化學(xué)反應(yīng)中易失電子被氧化的物質(zhì)，其元素化合價升高。 O2Vc粉末九、引導(dǎo)學(xué)生活動的思路：