内容正文:
2.3.1认识氧化还原反应
1
素养目标
1.通过对氧化还原反应实质的探究,学习氧化还原反应的有关概念,逐步培养宏观辨识与微观探析的能力。
2.通过学习表示氧化还原反应的两种常见方法——双线桥法和单线桥法,培养电子守恒观念,建立证据推理与模型认知的核心素养。
实验现象是大量微观粒子发生变化时的宏观表象
任务一:氧化还原反应实质的微观探析
活动1:请借助锌与稀硫酸反应的微观示意图,分析该反应的微观实质是什么?
Zn - 2e-=Zn2+ 2H+ + 2e- =H2
活动2:实验验证,按图组装仪器,仔细观察,实验中什么现象可证明有电子转移?
任务一:氧化还原反应实质的微观探析
锌片
想一想,还有哪些类似的反应会有电子转移?
置换反应
活动3:依据碳酸钠与氯化钙反应的微观示意图,说出该反应的微观实质是什么?是否存在电子转移?
任务一:氧化还原反应实质的微观探析
小结:依据有无电子转移,将反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
Ca2+ +CO32-=CaCO3 ↓ 复分解反应无电子转移
活动1:真实问题——甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要污染物之一,活性高锰酸钾球是以高锰酸钾为原料,以活性氧化铝为载体,经过二次深加工的一种产品,可用于空气净化除甲醛。其反应原理是:
5HCHO+4KMnO4+6H2SO4===5CO2↑+K2SO4+4MnSO4+11H2O
请分析该反应是否属于氧化还原反应?
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
Na+ Cl-
得1e-,宏观表现:化合价降低1
Na
Cl
+11
2
8
1
2
8
7
+17
e-
Cl-
Na+
+11
2
8
2
8
8
+17
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
活动2:从原子结构的角度分析NaCl的形成过程
失1e-,宏观表现:化合价升高1
小组讨论:
(1)钠原子为什么要参加反应?其“作案”动机是什么?
(2)什么是原子的稳定结构?
(3)Na、Cl如何变成稳定结构?
(4)Na、Cl变成稳定结构的过程中化合价发生了怎样的变化?
H Cl
+17
+1
+1
+17
H Cl
+1 -1
H
Cl
HCl
1对共用电子对偏向
宏观表现:化合价降低1
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
活动3:从原子结构的角度分析HCl的形成过程
1对共用电子对偏离
宏观表现:化合价升高1
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
电子的转移
微观实质
宏观特征
化合价的变化
宏观上我们可以通过分析反应中元素化合价的变化来判断该反应是否属于氧化还原反应。
小结:
活动1:真实问题——甲醛(HCHO)是室内空气污染的主要污染物之一,活性高锰酸钾球是以高锰酸钾为原料,以活性氧化铝为载体,经过二次深加工的一种产品,可用于空气净化除甲醛。其反应原理是:
5HCHO+4KMnO4+6H2SO4===5CO2↑+K2SO4+4MnSO4+11H2O
请分析该反应是否属于氧化还原反应?
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
0
+4
+7
+2
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
双线桥法:标变价——连双线——注得失
活动4:分析氧化还原反应的电子转移
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
活动4:分析氧化还原反应的电子转移——“双线桥”
2KClO3===3O2↑+2KCl
2Na+Cl2 ===2NaCl
点燃
加热
MnO2
化合价升高
化合价降低
任务二:氧化还原反应实质的宏观描述
活动4:分析氧化还原反应的电子转移——“单线桥”
3CO+ Fe2O3===3CO2↑+2Fe
Fe+Cu2+ === Fe2+ +Cu
高温
单线桥法:标变价——连单线(失指向得)——注数目
0
+2
+2
0
+2
+3
+4
0
2e-
6e-
年代 科学家 重大发现 氧化反应 还原反应
18世纪末 拉瓦锡(法)
(Antoine Laurent de Lavoisier) 发现氧气
任务三:氧化还原反应理论的历史回顾
活动1:基于化学史梳理基本概念的关系
得氧的反应
失氧的反应
19世纪中
汤姆逊(英)
(Joseph John Thomson)
建立化合价理论
化合价升高的反应
化合价降低的反应
20世纪初
弗兰克兰(英)
(E. E. Frankland)
发现电子
失去电子或者电子对偏离
得到电子或者电子对偏向
元素化合价升高↔原子或离子失电子↔发生氧化反应
元素化合价降低↔原子或离子得电子↔发生还原反应
活动2:真实问题——燃油车的汽车尾气(CO、NOx等)也成为了我国空气污染的重