4.1 氧化还原反应（教学设计）化学沪科版选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦氧化还原反应的概念、特征与本质，涵盖氧化剂、还原剂等核心知识点。通过金属冶炼视频及燃料燃烧、食物腐败等生活实例导入，衔接高一得氧失氧的初步认识，引导学生从化合价变化深入到电子转移本质，构建递进式知识支架。 特色在于情境化导入激发兴趣，体现科学探究与实践；从宏观化合价到微观电子转移的分析，落实宏观辨识与微观探析的化学观念；通过问题链和针对训练培养科学思维。帮助学生纠正错误认知，提升应用能力，为教师提供清晰教学流程与分层指导方案。

4.1 氧化还原反应 一、知识目标 1.理解氧化反应和还原反应的概念，掌握氧化还原反应的特征和本质。 2.明确氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的概念，能判断氧化性和还原性的强弱。 3.了解氧化半反应和还原半反应，掌握半反应式的书写方法。 4.掌握氧化还原反应方程式的配平方法，包括正向配平、逆向配平、缺项配平等。 二、素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识氧化还原反应的特征，从微观上理解其电子转移的本质。 2.证据推理与模型认知：通过分析具体的氧化还原反应，建立氧化还原反应的相关模型，进行氧化性和还原性强弱的推理。 3.科学探究与创新意识：通过对氧化还原反应的探究，培养学生的实验设计和分析能力，鼓励学生创新思维。 4.科学态度与社会责任：了解氧化还原反应在生产、生活中的广泛应用，培养学生关注社会、保护环境的意识。 一、教学重点 氧化还原反应的本质、氧化剂和还原剂的判断、氧化还原反应方程式的配平。 二、教学难点 氧化还原反应本质的理解、氧化性和还原性强弱的比较、缺项配平类氧化还原反应方程式的配平。 本节教学内容源自沪教版 2020 选择性必修 1 第 4 章《氧化还原反应和电化学》的 4.1《氧化还原反应》第 1 课时。氧化还原反应是中学化学的重要理论知识，它贯穿于中学化学的全过程，在生产、生活乃至生命活动中有着广泛的应用，对于学生理解化学知识、解决实际化学问题具有至关重要的作用。 教材首先通过金属冶炼、电镀工艺、燃料燃烧等实例引入氧化还原反应，让学生认识到其重要性和普遍性。接着从氧化反应和还原反应的概念入手，通过具体的化学反应，如、等，引导学生从化合价变化的角度理解氧化反应和还原反应，进而得出氧化还原反应的特征。然后深入探讨氧化还原反应的本质，即电子转移，包括电子得失和共用电子对偏移。之后介绍了氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等概念，以及氧化还原反应的半反应和化学方程式的配平方法。教材内容编排由浅入深，符合学生的认知规律，有助于学生逐步建立氧化还原反应的知识体系。 教学对象为高二学生，他们在高一阶段已经对氧化反应和还原反应有了初步的认识，知道物质与氧发生的反应是氧化反应，含氧化合物里的氧被夺去的反应是还原反应，但这种认识比较片面和肤浅，仅停留在得氧失氧的层面。在知识基础上，学生已经掌握了一些基本的化学反应和化合价的概念，这为学习氧化还原反应的特征和本质提供了一定的基础。 在思维能力方面，初高中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、具体的事物容易理解，但对于抽象的概念和理论，如电子转移，理解起来可能会有一定的困难。因此，在教学过程中，需要借助具体的实例和直观的模型，帮助学生理解氧化还原反应的本质。 此外，学生在学习过程中可能会存在一些错误的观念和思维定式，例如认为氧化还原反应一定有氧的参与，一种元素被氧化则一定有另一种元素被还原等。教师需要在教学中及时纠正这些错误观念，引导学生形成正确的化学思维。同时，学生之间的学习能力和学习水平存在一定的差异，教师要关注到每个学生的发展，采用分层教学、小组合作等多种教学方法，满足不同学生的学习需求。 教学环节一 课堂导入 【播放视频】同学们，上课之前老师先给大家播放一段精彩的视频。（播放一段金属冶炼的视频，展示铁矿石炼铁、铜矿石炼铜等过程，视频中呈现出高温下矿石与还原剂反应，金属被提炼出来的壮观场景） 【提问引导】大家刚刚看到的视频就是金属冶炼的过程，在这个过程中发生了很多化学反应。那大家思考一下，像铁矿石（主要成分是氧化铁）是如何变成铁单质的呢？这里面发生的化学反应有什么特点呢？（给学生一些时间思考和讨论） 【展示生活实例】其实啊，氧化还原反应不仅仅存在于金属冶炼中，在我们的日常生活里也随处可见。比如燃料的燃烧，像天然气（主要成分是甲烷）在燃气灶中燃烧给我们做饭；还有食物的腐败，放久了的水果会变质。这些过程都涉及到氧化还原反应。 【提出问题】那到底什么是氧化还原反应呢？它的本质和规律又是什么呢？这就是我们今天要一起探究的内容。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过播放金属冶炼的精彩视频，直观地展示化学变化的神奇，能迅速抓住学生的眼球，激发他们对化学现象背后原理的好奇心和探索欲望，提高课堂参与度。 2.联系生活实际：列举燃料燃烧、食物腐败等生活中常见的例子，让学生感受到化学知识与生活息息相关，使抽象的氧化还原反应概念变得具体可感，增强学生对学习内容的亲切感。 3.引发思考，导入新课：通过对金属冶炼过程和生活实例的提问，引导学生主动思考氧化还原反应的特点和本质，自然地引出本节课的主题，为后续的学习做好铺垫，让学生带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。 教学任务一 氧化还原反应的概念引入 活动一 情景引入 【引入】氧化还原反应是重要的化学反应，广泛存在于生产、生活乃至生命活动中，有着十分重要的作用。比如金属冶炼、电镀工艺、燃料燃烧、光合作用、食物腐败等。在本节中，我们将更进一步认识氧化还原反应的原理及其规律。 【设计意图】通过列举生活中常见的氧化还原反应实例，让学生了解氧化还原反应的普遍性和重要性，激发学生的学习兴趣和探究欲望。 活动二 师生活动 【问题】我们先来看两个反应：和，观察这两个反应中元素化合价的变化情况。 【学生思考】 在中，元素化合价从升高到，元素化合价从降低到。 在中，元素化合价从升高到，元素化合价从降低到。 【讲解】评价、总结：物质所含元素化合价升高的反应叫做氧化反应，物质所含元素化合价降低的反应叫做还原反应。像这样反应物所含元素化合价发生变化的反应就是氧化还原反应。氧化还原反应的特征现象就是反应前后元素化合价发生变化，这也是判断一个反应是否为氧化还原反应的依据。 【问题】并非只有得氧、失氧的反应才是氧化还原反应，得氧和失氧的反应只是氧化还原反应中的一部分。那么氧化还原反应是否一定要有氧的参与呢？在氧化还原反应中一种元素被氧化，则一定有另一种元素被还原，这句话对吗？ 【学生思考】分组讨论并回答。 氧化还原反应不一定要有氧的参与，例如，没有氧的参与，但也是氧化还原反应。 这句话不对，可以是同一种元素既被氧化、又被还原，例如。 【讲解】评价、强调：同学们回答得非常好，氧化还原反应的本质不是得氧失氧，而是元素化合价的变化。而且在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，也可能是同一种元素自身的氧化还原。 【设计意图】通过具体的化学反应让学生观察元素化合价的变化，从而引出氧化还原反应的概念和特征。通过问题讨论，加深学生对氧化还原反应概念的理解，纠正学生可能存在的错误认知。 活动三 针对训练 【对应训练1】下列化学反应中，不属于氧化还原反应的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】判断一个反应是否为氧化还原反应，关键看反应前后元素的化合价是否发生变化。A选项中，元素化合价从升高到，元素化合价从降低到，是氧化还原反应；C选项中，元素化合价从升高到，元素化合价从降低到，是氧化还原反应；D选项中，元素化合价从升高到，元素化合价从降低到，是氧化还原反应；B选项中，各元素化合价均未发生变化，不属于氧化还原反应。 【对应训练2】下列关于氧化还原反应的说法中，正确的是（ ） A. 氧化还原反应一定有氧元素参加 B. 氧化反应一定先于还原反应发生 C. 氧化反应和还原反应一定同时发生 D. 氧化剂在反应中失去电子 【答案】C 【解析】A选项，氧化还原反应不一定有氧元素参加，如，A错误；B选项，氧化反应和还原反应是同时发生的，不存在先后顺序，B错误；C选项，氧化反应和还原反应是一个氧化还原反应的两个方面，一定同时发生，C正确；D选项，氧化剂在反应中得到电子，D错误。 教学任务二 氧化还原反应的本质 活动一 情景引入 【引入】我们已经知道氧化还原反应的特征是元素化合价的变化，那么是什么原因导致元素的化合价发生变化的呢？即氧化还原反应的本质是什么呢？下面我们通过几个具体的例子来分析。 【设计意图】通过提出问题，引发学生的思考，激发学生探究氧化还原反应本质的兴趣。 活动二 师生活动 【讲解】我们先来看这个反应。钠原子最外层有个电子，容易失去这个电子，从而使钠元素化合价升高，发生氧化反应，被氧化；氯原子最外层有个电子，容易得到个电子，从而使氯元素化合价降低，发生还原反应，被还原。在这个反应中，发生了电子的得失。 【问题】再看这个反应，氢原子和氯原子是通过共用电子对结合的，那么在这个反应中元素化合价的变化又是怎么回事呢？ 【学生思考】因为氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强一些，所以共用电子对偏向氯原子，氢元素化合价升高，发生氧化反应，被氧化；共用电子对偏离氢原子，氯元素化合价降低，发生还原反应，被还原。 【讲解】评价、总结：通过以上的分析我们知道，氧化还原反应中一定存在着电子转移，有的是电子得失，有的是共用电子对偏移。这就是氧化还原反应的本质。元素的化合价升高，物质被氧化，是因为元素的原子失去电子（或电子对偏离）；元素的化合价降低，物质被还原，是因为元素的原子得到电子（或电子对偏向）。 【设计意图】通过具体的化学反应，从微观角度分析元素化合价变化的原因，从而引出氧化还原反应的本质。让学生理解电子转移与化合价变化之间的关系。 活动三 针对训练 【对应训练1】下列变化过程中，属于氧化反应的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】氧化反应是元素化合价升高的反应。A选项中，元素化合价从降低到，发生还原反应；B选项中，元素化合价从升高到，发生氧化反应；C选项中，元素化合价没有发生变化，不属于氧化还原反应；D选项中，元素化合价从降低到，发生还原反应。 【对应训练2】在反应中，发生氧化反应的是（ ） A. B. C. _3 D. 【答案】A 【解析】在该反应中，元素化合价从升高到，发生氧化反应；元素化合价从降低到，发生还原反应。所以发生氧化反应的是。 教学任务三 氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物 活动一 情景引入 【引入】在氧化还原反应中，有的元素的化合价升高，有的元素化合价降低，那么，含有这些元素的化合物又叫做什么呢？下面我们结合具体的反应来学习氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的概念。 【设计意图】通过问题引导，引出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的概念，让学生明确学习的目标。 活动二 师生活动 【讲解】以和这两个反应为例。在反应中，所含元素化合价降低，即得到电子（或电子对偏向）的物质是氧化剂，如、；所含元素化合价升高，即失去电子（或电子对偏离）的物质是还原剂，如、。还原剂失去电子被氧化的产物叫做氧化产物，如；氧化剂得到电子被还原的产物叫做还原产物，如、。 【问题】氧化剂和还原剂均指反应物，是一种化学物质，而不是指某一种元素。那么氧化性和还原性分别指的是什么呢？它们与氧化剂、还原剂有什么关系呢？ 【学生思考】氧化性是指得电子（或电子对偏向）而使化合价降低的性质（能力），氧化剂具有氧化性；还原性是指失电子（或电子对偏离）而使化合价升高的性质（能力），还原剂具有还原性。 【讲解】评价、总结：同学们理解得很准确。在氧化还原反应中，电子从还原剂转移到氧化剂。氧化还原反应自发进行的方向，总是由氧化性较强的氧化剂与还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物。即氧化性：氧化剂 > 氧化产物；还原性：还原剂 > 还原产物。 【设计意图】通过具体的化学反应，让学生明确氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的概念。通过问题讨论，加深学生对氧化性和还原性概念的理解，以及它们与氧化剂、还原剂之间的关系。 活动三 针对训练 【对应训练1】在反应中，氧化剂是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】在该反应中，中元素化合价从降低到，得到电子，发生还原反应，所以是氧化剂；元素化合价从升高到，失去电子，发生氧化反应，是还原剂；是还原产物，是氧化产物。 【对应训练2】已知常温下发生下列反应：①；②；③。可得知相关微粒氧化性由强到弱的顺序是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据氧化还原反应中氧化性：氧化剂 > 氧化产物。由反应①可知，是氧化剂，是氧化产物，所以氧化性；由反应②可知，是氧化剂，是氧化产物，所以氧化性；由反应③可知，是氧化剂，是氧化产物，所以氧化性。综上，氧化性由强到弱的顺序是。 4.1 氧化还原反应 一、氧化反应和还原反应 1.反应特征 （1）化合价变化 （2）氧化反应：化合价升高 （3）还原反应：化合价降低 2.反应实质 （1）电子转移 （2）氧化反应：失电子或电子对偏离 （3）还原反应：得电子或电子对偏向 二、氧化剂与还原剂 1.氧化剂：得电子，化合价降低 2.还原剂：失电子，化合价升高 3.氧化性与还原性 4.氧化产物与还原产物 三、半反应 1.氧化半反应 2.还原半反应 四、氧化还原反应方程式配平 1.方法：化合价升降法 2.步骤 （1）标价态 （2）列变化 （3）定系数 （4）配其他 1.常温下，在溶液中可以发生反应：，则下列叙述中①被氧化；②是氧化剂；③具有还原性；④是氧化产物；⑤只有还原性；⑥的氧化性比的氧化性强，正确的是 ( ) A. ②④⑥ B. ①③④ C. ①③⑥ D. ③⑤⑥ 【答案】C 【解析】在反应中，元素的化合价从价升高到价，失去电子，被氧化，是还原剂，具有还原性，①③正确，②错误；元素的化合价从价降低到价，得到电子，被还原，是还原产物，④错误；中元素的化合价为价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，⑤错误；根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知的氧化性比的氧化性强，⑥正确。答案选C。 2.已知在酸性溶液中易被还原成，、、、的氧化性依次减弱，下列反应在水溶液中可能发生的是 ( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】A. 因为氧化性，所以会先氧化，而不是只氧化，该反应不可能发生，A错误；B. 由于氧化性，所以不能将氧化成，该反应不可能发生，B错误；C. 因为氧化性，所以能将中的氧化成，该反应可能发生，C正确；D. 因为氧化性，所以不能将氧化成，该反应不可能发生，D错误。答案选C。 3.向含有的溶液中滴入几滴酸性溶液，溶液的紫红色褪去后，再滴入滴溶液，溶液变成红色。下列结论中，错误的是 ( ) A. 氧化性： B. 发生了还原反应 C. 变成红色后的混合液中可能含有 D. 以上实验说明既有氧化性，又有还原性 【答案】D 【解析】A. 向含有的溶液中滴入酸性溶液，溶液的紫红色褪去，说明将氧化成了，根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知氧化性，A正确；B. 中元素的化合价从价降低到价，得到电子，发生了还原反应，B正确；C. 滴入溶液后溶液变成红色，说明溶液中存在，但不能确定是否完全被氧化，所以变成红色后的混合液中可能含有，C正确；D. 该实验中被氧化，只能说明具有还原性，不能说明其具有氧化性，D错误。答案选D。 4.向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜，其反应过程如图所示。下列说法不正确的是 ( ) A. 制备的总反应为 B. 反应I中作氧化剂 C. 反应II中作还原剂 D. 还原性： 【答案】D 【解析】A. 根据反应过程可知，铜、氧气和盐酸最终反应生成氯化铜和水，总反应为，A正确；B. 反应I中将氧化成，得到电子，作氧化剂，B正确；C. 反应II中被氧气氧化成，失去电子，作还原剂，C正确；D. 根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，可知还原性，能被氧气氧化，说明有还原性，而是的氧化产物，具有氧化性，所以还原性，是的氧化产物，具有氧化性，所以还原性，综合可得还原性、，D错误。答案选D。 5.我国化学家用氧化钢负载的催化剂实现了加氢制备，原理如图所示。关于该反应的说法错误的是 ( ) A. 发生了氧化反应 B. 反应前后质量不变、化学性质不变 C. 该反应方程式为 D. 每转移个电子生成个 【答案】D 【解析】A. 在反应中中元素的化合价从价升高到价，失去电子，发生了氧化反应，A正确；B. 是催化剂，催化剂在反应前后质量不变、化学性质不变，B正确；C. 根据原理可知，和在的催化作用下反应生成和，反应方程式为，C正确；D. 由反应可知，每生成个，转移个电子，D错误。答案选D。 在本节课的教学中，通过实例引入氧化还原反应，让学生从化合价变化和电子转移的角度理解其本质，学生对基本概念的掌握较好。在讲解氧化剂、还原剂等概念时，结合具体的化学反应进行分析，学生能够较好地判断。但在半反应的书写和氧化还原反应方程式配平的教学中，部分学生理解困难，尤其是缺项配平。在今后的教学中，应增加这部分的练习，加强对学生的指导，帮助他们更好地掌握。同时，在教学中可以多引入一些生活中的实例，提高学生的学习兴趣和对知识的应用能力。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $