师:同学们好,今天我们一起来学习氧化还原反应的基本概念,这是本节课的学习目标:第一,通过分析熟悉的还原反应,认识到氧化反应和还原反应在一个反应中同时发生;第二,通过判断氧化还原反应中物质元素化合价的变化,从化合价变化角度初步认识氧化还原反应;第三,通过分析氯化钠、氯化氢的形成过程,从微观角度认识氧化还原反应的本质;第四,通过列举不同类型的反应,归纳氧化还原反应与四大基本反应类型之间的关系。

  我们今天所学内容与日常生活息息相关,就从月饼中的脱氧剂说起。脱氧剂能去除包装中残留的氧气,防止食品因氧化而变色、变质、腐败。细心的同学会注意到,脱氧剂侧面有一条指示线,拆开月饼包装后,指示线会由红色变为蓝色。不管是脱氧剂自身作用,还是指示线颜色变化,都是因为与空气中氧气发生了氧化反应。除食品外,药品领域也与此相关。传统补铁剂主要成分是硫酸亚铁,说明书指明需密封保存。同学们知道为什么吗?我们猜想可能是硫酸亚铁在空气中容易变质。老师找来了两瓶实验室溶液,同学们观察一下,新鲜配制的硫酸亚铁呈浅绿色,久置于空气中的硫酸亚铁溶液呈浅黄色。这再次验证了我们的猜想,补铁剂暴露在空气中可能被氧化而变质。

  那补铁剂变质的原理是什么?变质后生成了什么新物质?通过这节课的学习我们来一探究竟。首先,请同学们暂停思考,完成任务一:根据初中所学知识分析以下两个反应,并填写表格。在焦炭还原氧化铜的反应中,得氧的物质是碳,失氧的物质是氧化铜;在一氧化碳还原氧化铁的反应中,得氧的物质是一氧化碳,失氧的物质是三氧化二铁。得到氧的物质发生氧化反应,失去氧的物质发生还原反应。通过分析这两个反应,同学们能发现氧化反应和还原反应之间有什么联系?

  生:在化学反应中,有一种物质得到氧发生氧化反应,必然有一种物质失去氧发生还原反应,氧化反应和还原反应在一个反应中同时发生。

  师:非常好,这样的反应我们称之为氧化还原反应。其中,得到氧发生氧化反应的过程,也叫被氧化;失去氧的物质也叫被还原,这是本节课第一个基本概念。那么在这两个反应中,除了得失氧,从反应物到生成物还发生了哪些变化?还能从哪些角度分析这两个反应?

  生:从反应物到生成物,物质的组成状态、颜色等可能会发生变化。

  师:很好,如果从元素化合价变化的角度分析,会发现什么呢?请同学们再次暂停,完成任务二:标明这两个反应中各元素的化合价,并分析反应前后元素化合价的变化,找出可能存在的规律。

  生:在第一个反应中,铜元素从 +2 价下降到 0 价,碳元素从 0 价上升到 +4 价;在第二个反应中,铁元素从 +3 价下降到 0 价,碳元素从 +2 价上升到 +4 价。在一个氧化还原反应中,一定伴随着元素化合价的升高和降低,且元素化合价升高的价态总数等于降低的价态总数。

  师:非常棒。现在我们发现氧化还原反应除了得失氧,元素化合价也有变化。那到底通过哪种方式判断一个反应是否属于氧化还原反应呢?请同学们完成任务三:写出铁与硫酸铜、氯化铁与氢氧化钠反应的化学反应方程式,并标出元素化合价,判断是否属于氧化还原反应。请对照 PPT 内容,检查自己书写是否正确。

  生:在铁与硫酸铜的反应中,铁元素化合价上升至 +2 价,铜元素化合价从 +2 价下降到 0 价,有元素化合价升降,属于氧化还原反应;在氯化铁与氢氧化钠的反应中,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应。

  师:没错,我们发现这两个化学反应中没有得失氧的情况,由此可知氧化还原反应的重要特征是化合价的变化。接下来我们以铁与硫酸铜的反应为例梳理知识,铁元素化合价升高,被氧化发生氧化反应;铜元素化合价降低,被还原发生还原反应。那么在氧化还原反应中,元素化合价变化的本质原因是什么呢?让我们走进微观世界探究。请同学们阅读课本第 23 - 24 页内容,结合原子结构,从微观角度分析氯化钠和氯化氢的形成过程。

  生:从原子结构看,钠原子最外层有一个电子,氯原子最外层有 7 个电子。钠与氯气反应时,钠原子失去一个电子变成钠离子,氯原子得到一个电子变成氯离子。钠失去一个电子化合价升高一价,发生氧化反应;氯得到一个电子化合价降低一价,发生还原反应。所以在钠与氯气的反应中,元素化合价变化是由电子得失造成的。

  师:很好,那氯化氢的形成过程呢?

  生:氢原子最外层有一个电子,不容易失去,需获得一个电子形成二电子稳定结构;氯原子最外层有 7 个电子,也需获得一个电子形成八电子稳定结构。氢气与氯气反应时,氢原子和氯原子通过共用电子对相结合,双方各以最外层一个电子组成共用电子对,受两个原子核共同吸引,分别达到 2 电子或 8 电子稳定结构。但氯原子对共用电子对吸引力比氢原子强,共用电子对偏向氯原子偏离氢原子,所以氯元素化合价降低至负价,氢元素化合价上升至正价。在这个反应中,元素化合价升降是因为共用电子对的偏移。

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《化学 必修1 第1章 《氧化还原反应》第1课时 逐字稿-3,669字 第5版》.docx
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