23（必修1） 氧化还原反应的应用教学设计（1）（教案1）

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第3节氧化还原反应
第2课时氧化还原反应的应用


氧化还原反应是日常生活、工农业生产和现代科技中经常遇到的一类重要的化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程，是学习中学化学的主线和关键之一。燃料的燃烧，金属的冶炼等都涉及到氧化—还原反应。通过这一节内容的学习，研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。


宏观辨识与微观探析: 初步掌握依据核心元素的化合价推断物质的氧化性或还原性；
证据推理与模型认知: 初步建立基于氧化还原角度认识物质性质的思维模型；
科学探究与创新意识: 学会研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，并设计实验进行初步试验；
科学精神与社会责任: 了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。


重点：研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法，了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
难点：研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法。


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【引入】氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中有着广泛的应用：我们所需要的各种各样的金属，都是通过氧化还原反应从矿石中提炼得到的。在农业生产中，植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。我们通常用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应，否则就不可能把化学能转变成电能，或把电能转变成化学能。煤、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能量。
【板书】三、氧化还原反应的应用
1.研究物质的性质
（1）研究物质氧化性或还原性
【讲解】研究物质氧化性或还原性的思路
1.根据物质中所含元素化合价升或降的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；反之，若所含某元素的化合价 有降低的趋势，说明该物质可能具有氧化性。
2．如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来验证预测是否正确。
【活动∙探究】
探究物质的氧化性或还原性
过氧化氢（H2O2）中氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-1价。过氧化氢是否具有氧化性或还原性呢？请你设计实验证明自己的预测。
实验用品
5% H2O2溶液，酸性KMnO4溶液，KI溶液，淀粉溶液；
试管，胶头滴管。
实验方案设计及实施

实验内容	实验现象	实验结论

【小结】

思考：
1.从氧化还原反应的角度，分析、归纳过氧化氢的性质。
【小结】氧元素常见价态为0价-1价-2价，过氧化氢中氧元素为-1价。所以氧元素价态有降低的趋势体现氧化性，也有升高的趋势体现还原性。
2.证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么？
【小结】过氧化氢可以把KI中I-氧化为I2，证明过氧化氢具有氧化性。
过氧化氢中-1价的氧元素被酸性KMnO4溶液氧化为O2，证明过氧化氢具有还原性
3.初中阶段我们就知道过氧化氢在催化剂的作用下可以分解产生氧气，这个反应属于氧化还原反应吗？如果属于氧化还原反应，请分析其中的电子转移情况。
【小结】

【板书】（2）氧化性或还原性的强弱
失电子能力越强→   氧化性越强
得电子能力越强→   还原性越强

• 、金属活动性顺序表
  

金属单质的还原性越强;对应金属阳离子的氧化性越弱。

• 、根据化学方程式判断还原性强弱
  

• 、环境条件的影响
  

以含氧酸的酸根离子做氧化剂时，溶液的酸性越强，含氧酸根的氧化性就越强。
【板书】2.实现物质转化与获得能量
（1）利用氧化还原反应实现物质的转化
① 、金属的冶炼
【小结】
热还原法
Fe2O3+3CO
Fe+3CO2
置换法
Fe + CuSO4==== FeSO4  + Cu

电解法
2Al2O3
     4Al+3O2↑
金属冶炼的实质：将化合态的金属还原成单质Mn++ne-====M
【板书】
② 、非金属单质制备
【迁移应用 】
瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)是最早发现氯气的人。他在研究软锰矿矿石(主要成分是二氧化锰)时，把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热，意外地得到了氯气。至今，实验室中还用这种方法制取氯气。
MnO2+ 4HCl（浓）
    MnCl2 + Cl2 ↑ + 2H2O


【思考】：

• 用浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应吗？如果属于氧化还原反应，请指出其中的氧化剂和还原剂；如果不属于氧化还原反应，请说明理由。
  

【小结】

• 在实验室制取氯气时，常使用NaOH溶液吸收尾气。写出相关反应的化学方程式，分析氯气在该反应中表现出什么性质。若想获得纯净的氯气，对该装置还要进行哪些改进？
  

【小结】

【分析】氯气中可能存在的杂质气体为HCl、水蒸气

• 在实验室里也可以利用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取氯气，请你预测反应产物，写出该反应的化学方程式。
  

【小结】
2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【板书】
单质硅的制备

【板书】
（2）利用氧化还原反应获得能量

• 、利用氧化还原反应获得热能
  

• 、利用氧化还原反应获得电能
  

【课堂小结】

【课堂检测】
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
2．从氮元素的化合价判断，下列物质只能具有还原性的是　        (　　)
A．NH3              B．NO       C．NO2            D．HNO3
3、已知如下反应：2HI＋H2SO4(浓)===I2＋SO2↑＋2H2O；I2＋SO2＋2H2O===2HI＋H2SO4(稀)。有关上述反应的结论正确的是                (　　)
A．上述两个反应是相互矛盾的
B．氧化性：浓硫酸>I2>稀硫酸
C．氧化性：I2>浓硫酸>稀硫酸
D．无法比较浓硫酸、I2、稀硫酸的氧化性
4、根据下列反应进行判断，下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是                (　　)
①2MnO2＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
②2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2
③2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
A．MnO2>Cl2>Fe3＋>I2        B．Cl－>Mn2＋>I－>Fe2＋
C．MnO2>Cl2>I2>Fe3＋        D．I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋
5.实验室制氯气时有如下操作步骤：
   ①连接好装置并检查其气密性
   ②缓缓加热，加快反应使气体均匀逸出
   ③在烧瓶中加入二氧化锰粉末
   ④向分液漏斗中加入浓盐酸，再缓缓滴入烧瓶中
   ⑤用向上排空气法收集氯气，尾气导入吸收试剂中
下列各步骤的顺序排列正确的是 　　　　（　　　）
A.①②③④⑤   B.①④③②⑤   C.④③①②⑤   D.①③④②⑤
6.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。
参考答案：1-5 C A B A D
6. （1）146　 2.408×1024(或4NA)
（2）