3.1.2氧化还原反应 教学设计 2025-2026学年高一上学期化学苏教版必修第一册

“氧化还原反应”教学设计 ——苏教版·必修1·专题3 第一单元《氧化还原反应》 保定市第三中学 高一化学 逯珺铭 一、氧化还原反应在高中的重要地位 教材分析：氧化还原反应的知识结构涉及的理论概念较多，各种理论概念晦涩难懂，贯通于整个初高中化学，是高中化学学习的重中之重，难中之难。教材从反应的定义、如何识别氧化还原反应和用微观粒子角度解释氧化还原反应等内容的编排，可以说在高中化学教学中起到至关重要的作用。 学情分析：氧化还原概念的学习将学生初中化学习得的氧化反应、还原反应、元素化合价、原子结构等作为铺垫，又与后面所学的复杂反应、元素、电化学基础、金属的腐蚀、实验探究、工业流程等内容密切相关。 用途：氧化还原反应的概念体系具有重要的学科教学意义和社会发展意义，尤其在工业及农业、高科技发展和生产生活中普遍存在及应用。氧化还原反应可以完成不同物质间的转变和能量的转化，指引学生学习和应用氧化还原反应对于他们往后的发展都是不可或缺的存在。 二、教学目标 1.宏观辨识与微观探析 通过原电池实验和对原子结构的分析，学习氧化还原反应的特征及本质。 2.证据推理与模型认知 能根据实验现象推断基本概念并建立模型来解决问题。 3.实验探究与创新意识 对于未知事物有探究精神，主动利用氧化还原反应知识解释生活中的现象。 三、教学重难点 重点：从微观粒子角度解释氧化还原反应。 难点：将各个概念建立模型。 环节 教师活动 学生活动 设计意图 预习 1.引导学生在课前利用电脑或书籍查阅有关氧化还原化学史的材料并进行整理，在课前进行汇报。 2.整理归纳常见元素的化合价 查阅有关氧化还原反应的化学史，并对材料进行归纳整理。 对资料整理过程也是培养学生甄别整理资料的能力。 引入 [互动]氧化还原反应同学们不陌生，能否举例说明生活中常见的氧化反应。 [举例]食物在空气中很容易腐败，但食品包装中通常都有防腐剂来阻止食物氧化，这种防腐剂就是脱氧剂；钢铁易生锈；多吃含有维生素C的水果可以延缓衰老等。 [提问]你能否写出下列诗词对应的化学方程式，并判断哪些不涉及氧化还原反应？ A.野火烧不尽。 B.蜡炬成灰泪始干。 C.粉身碎骨浑不怕。 D.爆竹声中一岁除。 [提示] A. 有机物 + O2→ CO2 + H2O B. 有机物 + O2→ CO2 + H2O C. CaCO3 = CaO + CO2↑ D. 2KNO3 + S + 3C = K2S+N2↑+ 3CO2 ↑ [投影]氧化还原反应的发展史 17世纪初，欧洲的科学家提出“燃素”是物质可以焚烧的关键。 1703年，斯塔尔在总结前人经验的基础上，提出“燃素说”，但许多现象无法通燃素说来解决。 1756年，罗蒙诺索夫用实验证明燃素说是错的。 1774年，拉瓦锡正式提出了“氧化学说”，认为焚烧是易燃物与O2发生的一种氧化反应。 18世纪末，化学家再一系列的与氧气反应的实验后，意识到这些反应现象相近，提出了氧化还原反应的概念：与氧化合的反应称为氧化反应，从含氧化合物中夺取氧的反应称为还原反应。 随着化学学科的飞速发展，化学家们意识到很多反应与传统意义上的氧化还原反应有着相似的特点。 19世纪，随着化合价概念的提出，人们不再单纯地纠结反应中是否有O2，认为氧化反应化合价上升，还原反应化合价下降。 20世纪初，人们对于微观粒子的研究越来越深入，认为氧化反应是失e-的半反应，还原反应是得e-的半反应。 [提问]有没有同学有补充？ [总结]同学们补充的非常棒，可以发现科学家也在实验过程中不断探索，没有放弃，这种精神值得我们学习。接下来我们来跟随科学家的脚步一起学习氧化还原知识。 回答：铁生锈，苹果氧化，土豆削皮后变黑，燃烧等 回答： A. 燃烧 B. 燃烧 C. 粉碎 D. 爆炸 补充：其实氧气不是拉瓦锡最先发现的，荷兰科学家德莱贝尔在实验中发现了氧气，但并未进行进一步研究。 从学生熟悉的生活中常见的氧化还原现象入手，吸引学生的学习兴趣。 通过古诗词与化学知识的结合丰富学生的认识，弘扬中国传统文化。 从人类认识燃烧这一化学史出发，引导学生重走科学家的探索之路。 复习 [过渡]假如你是拉瓦锡，从得失氧的角度分析CuO + H2 = Cu + H2O的反应类型。 [提问]还记得初中学习过氧化、还原反应的概念吗？ [过渡]那如果一个反应里没有氧元素参加，那它是氧化反应或还原反应吗？ 回答：CuO失氧变成Cu，发生还原反应；H2得氧变成 H2O，发生氧化反应。 复习初中氧化反应概念，为进一步研究氧化还原反应本质做铺垫。 新课 [讲解]拉瓦锡提出“氧化学说”后，科学家又提出了化合价的概念，所以氧化反应、还原反应不仅仅局限于得失氧，我们来看看CuO + H2 = Cu + H2O 元素的化合价有什么变化。 [小结]我们发现氧化反应、还原反应中元素化合价发生了变化，并且发生氧化反应的同时也发生了还原反应。 [口诀]我们可以总结成“升失氧，降得还” [思考]Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑属于氧化还原反应吗？ [解释]狭义上的氧化还原反应是有无氧参加，并不全面，广义上是从化合价的角度来分析，反应前后元素化合价有变化，就是氧化还原反应，与反应是否得失氧无关。 [提问]请同学们分析刚才的反应是不是氧化还原反应，为什么？ [思考]我们需要透过现象来看本质，结构决定性质，从元素的结构上分析化合价发生变化的原因。 [提示]化学反应的本质是原子之间的重组。原子核与核外电子组成了原子。原子核外电子的运动情况，对物质的化学反应有非常大的影响。核外电子如果得到电子，那化合价降低；核外电子失去电子，化合价升高。 [讲解]我们以2Na + Cl2 = 2NaCl为例，先画出元素的原子结构示意图，分析元素具有哪些性质。然后观察ppt上的动画，从微观角度具体分析一下。 [动画演示] [提问]同学们思路非常好，那如果从化合价角度来分析，哪个元素发生了被氧化，哪个元素发生了被还原？ [总结] 研究对象 特征 本质 反应类型 Na→NaCl 化合价升高 失电子 氧化反应 Cl2→NaCl 化合价降低 得电子 还原反应 总体 化合价变化 得失电子 氧化还原反应 [小结]所以，从微观角度来说，有电子得失的反应就是氧化还原反应。 [过渡]反应H2 + Cl2 = 2HCl能否从微观角度来具体分析一下。 [动画演示] [提示]H与Cl元素获取电子的能力差别不大。 [讲解]H、Cl获取电子的能力差别不大，所以在反应过程中，H拿出1个电子，Cl拿出1个电子放在中间，形成共用电子对，使双方都达到稳定结构。 [提问]这对共用电子对在H和Cl的正中间吗？ [解释]Cl对共用电子对的吸引能力大，Cl显-1价，H对共用电子对吸引能力小，显+1价。这种叫电子的偏移。 [小结]有电子偏移的反应叫氧化还原反应。 [总结]有电子转移（得失或偏移）的反应叫氧化还原反应。 氧化还原反应的宏观特征是化合价发生了变化。氧化还原的微观特征也就是本质是电子发生了转移。 [实验]那如何通过实验证明，在氧化还原中确实存在电子的转移呢？ [小组活动]那你能否应用Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑这个氧化还原反应来设计一个原电池。（提示：设计出来的电池需要是个闭合回路；电极是Zn棒和Cu棒，溶液是稀硫酸，烧杯，电流表，导线） [引导]根据你设计的装置图来进行实验。 [发现问题]一些同学实验失败，总结原因。 [实验现象及解释] 实验现象 解释 电流表有示数 有电流产生，有电子的转移 电流表反向偏转 电流是从右往左，Cu电极是+极，Zn电极是-极 Zn棒随着反应的进行变细 Zn棒参加了反应，Zn失去电子变成Zn2+ Cu棒上有气泡产生 说明溶液中的H+在Cu棒上得到电子变成H2 [提问]Zn棒上失去的电子与H+在Cu棒上得到电子数目有什么关系吗？ [讲解]“跷跷板”模型：同学们都玩过跷跷板，跷跷板静止时是水平的，当跷跷板一头沉下去，相对应的另一头就会升起来。同理，氧化还原反应中有元素失去了几个电子就一定有元素得到几个电子，也就是得失电子守恒。 [ppt展示]跷跷板模型 [小结]其实这个原电池的总反应就是：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ [延伸]任意一个氧化还原反应都可以制作成一个电池。 [过渡]关于原电池具体的内容我们会在后面继续研究，那同学们想一想，Zn和H+在反应里充当的角色是什么呢？ [讲解]氧化剂：具有氧化性，所含元素化合价降低，得e-，得到还原产物 还原剂：具有还原性，所含元素化合价升高，失e-，得到氧化产物 [口诀]升失氧化还原剂，降得还原氧化剂。 [提问]反应Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑中谁是氧化剂，谁是还原剂。 [总结]可以发现氧化还原反应这部分概念比较多，容易记混乱，我们建构一个“田字格”模型来帮助同学们理解记忆。 氧化剂 ( ＞ )（化合价高） 氧化产物 （化合价高） ( ＜ ) 还原产物 （化合价低） 还原剂 （化合价低） [讲解]我们利用的是“双线桥”法来表示反应中电子的转移来表示。 [口诀]比什么性找什么剂，产物之性小于剂 [课堂小结]建立模型 回答：CuO中Cu是+1价变到0价，化合价降低，发生还原反应；H2中H是0价变到H2O中+1价，化合价升高，发生氧化反应。 有同学认为不是，因为反应里没有得失氧，有同学认为是，因为化合价发生了变化。 回答：是。因为Fe从0价化合价升高到+2价，H2SO4中的H从+1价降到0价，反应前后化合价发生了变化，是氧化还原反应。 回答：因为元素核外电子发生了变化。Na易失去最外层的1个电子达到稳定结构，Cl易得到1个电子达到稳定结构，所以Cl得到的Na失去的1个电子，形成了NaCl。 回答：利用“升失氧，降得还”口诀，Na化合价从0价到升高到+1价，失去电子，发生氧化反应。Cl化合价从0价降低到-1价，发生还原反应。 根据刚才讲解，有同学认为Cl得到电子，氢失去电子，形成HCl。 有同学认为共用电子对在最中间，有同学认为H、Cl两个不同的原子应该对共用电子对的吸引能力不同。 展示水果电池并回答：将两根2B铅笔插入到苹果中，两根铅笔之间用导线连上一个钟表，发现钟表有示数，说明有电流通过。 学生展示设计的装置图： 回答：得失电子数目相同。 回答：Zn化合价从0到+2价，化合价升高，利用口诀“升失氧化还原剂”，所以，Zn作还原剂。同理。H从+1价降到0价，口诀“降得还原氧化剂”，所以H2SO4作氧化剂。 学生建立模型： 从化学史角度出发，让学生发现有元素化合价起落的反应就叫做氧化还原反应，认识氧化还原反应的特征。 由宏观现象到微观本质，通过动画将微观粒子形象化，认识氧化还原反应的实质是电子的得失。 培养学生举一反三的能力，运用结构决定性质来解释。 通过实验更直观地展示原电池，加深学生的理解，眼见为实，学生对化学实验特别感兴趣，可以大大提高学生的参与度。在教学中培养学生的探索的意向，教学效果更好。 分组实验可以让学生都积极参与其中，体验化学实验的乐 趣，并通过实验现象逆推理论知识。深入学生中间进行指导，及时发现问题纠正。 利用“跷跷板”模型帮助学生可以更好地理解守恒思想。 利用模型及口诀可以帮助学生将琐碎的知识点进行总结，充分体现化学核心素养中提到的“证据推理与模型认知”结构，合理运用模型法在教学中可以事半功倍。 “宏—微——符”结合，帮助学生构建三重表征模型。 把本节相关的内容建立在一个模型中，方便学生记忆，学生也根据自己掌握的知识对模型进行了改进，建立了适合自己的个性化模型。 应用 [解释]工业用盐为什么有毒？解毒剂应该如何选择？（提示：NaNO2能影响血红蛋白中的Fe2+，使其失去携带氧的能力。） [拓展1]废水处理 废水处理的实质是将水中的有害物质通过化合价的变化反应而转换成沉淀物，再将沉淀物过滤掉，就可以得到清洁的水源。在废水处理中常用的氧化剂O2、Cl2、KMnO4等，常见的还原剂Fe粉、SO2等。 [拓展2]新型锂离子电池 正极用锂的氧化物，负极用碳材料，电解液用有机溶剂运送离子，隔膜让锂离子自由通过而阻碍电子。 解释： （1） NaNO2具有氧化性，使血红蛋白中的Fe2+被氧化成Fe3+，失去携氧能力。 （2） 解毒剂应该具有还原性，如维生素C。 让学生体会到化学对于生产生活的帮助，让学生可以学以致用，充满科学责任感！ 作业 ( 氧化 还原 化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 )总结基本反应类型与氧化还原反应之间的关系。 学生展示： 鱼缸模型： 检验学生是否会利用模型建立知识结构。 学科网（北京）股份有限公司 $