資源簡介

(共37張PPT)
從“氧化還原反應”到“原電池”
高三化學二輪專題復習
5
實驗探究
氧化還原反應的微觀探析
任務一
活動1：向小車的水槽中加入稀鹽酸，觀察現象。
把鋅片換成石灰石，觀察現象。
同樣產生氣泡，小車為什么不跑了？
實驗現象是大量微觀粒子發生變化時的宏觀表象
小車為什么跑動起來了？
5
1.根據鋅與稀鹽酸反應的微觀示意圖，分析該反應的微觀實質是什么？
任務一
氧化還原反應的微觀探析
H+
H+
H+
Zn
Zn
Zn
Cl-
Cl-
Cl-
活動2：微觀探析反應原理
CaCO3
H+
H+
H+
Cl-
Cl-
Cl-
CaCO3
CaCO3
2.根據石灰石與稀鹽酸反應的微觀示意圖，分析該反應的微觀實質是什么？
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
稀鹽酸
鋅片
石墨
發動機
5
H+
H+
H+
SO42-
Zn
Zn
Zn
SO42-
SO42-
任務一
H+
H+
H+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
e-
e-
e-
Zn+2H+=Zn2++H2↑
2e-
小結：根據有無電子轉移，將反應分成氧化還原反應和非氧化還原反應
氧化還原反應的微觀探析
資料卡片
石墨片可以幫助轉移電子
5
問題情境：甲醛是室內空氣污染的主要污染物之一，活性高錳酸鉀是以高錳酸鉀為原料，以活性氧化鋁為載體，經過二次深加工的一種產品，可用于空氣凈化除甲醛，其反應原理如下：
任務二
氧化還原反應的宏觀描述
5HCHO + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2↑ + 4MnSO4 + K2SO4 +11H2O
請分析該反應是否屬于氧化還原反應？
任務二
活動1：從原子結構的角度分析NaCl的形成過程
氧化還原反應的宏觀描述
2Na+Cl2 2NaCl
失去1e-
得到1e-
宏觀表現：化合價降低
宏觀表現：化合價升高
氧化反應
還原反應
電子的得、失會引起化合價的變化
任務二
活動2：從原子結構的角度分析HCl的形成過程
氧化還原反應的宏觀描述
H2+Cl2 2HCl
共用電子對偏離H
宏觀表現：化合價升高
共用電子對偏向Cl
宏觀表現：化合價降低
H Cl
··
··
·
·
·
·
+1
-1
氧化反應
還原反應
共用電子對的偏向、偏離也會引起化合價的變化
5
任務二
氧化還原反應的宏觀描述
5HCHO + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2↑ + 4MnSO4 + K2SO4 +11H2O
分析氧化還原反應的電子轉移--
雙線橋方法小結
1.標變價：標出有化合價變化元素的化合價。
2.連線橋：箭頭從反應物指向生成物的同種元素。
3.注得失：寫出得失電子總數，注明得失。
雙線橋
解決問題：
單線橋
單線橋方法小結
1.標變價：標出有化合價變化元素的化合價。
2.連線橋：箭頭從反應物失電子的元素指向反應物中得電子的元素。
3.注得失：寫出得失電子總數，不用注明得失。
5
定義解讀
基于化學史認識氧化還原反應的概念
年代 科學家 重大發現 氧化反應 還原反應
18世紀末 拉瓦錫（法） 發現氧氣 得氧的反應 失氧的反應
19世紀中期 弗蘭克蘭（英） 建立化合價理論 化合價升高的反應 化合價升高的反應
20世紀初 湯姆遜（英） 發現電子 失電子的反應 得電子的反應
19世紀，人們沿用了氧化還原反應的名稱，擴展了它的內涵，稱凡是有元素化合價升降的反應為氧化還原反應。
任務三
探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
化學反應
化合反應
反應物和生成物的種類及類別
分解反應
置換反應
復分解反應
氧化還原反應
非氧化還原反應
是否有化合價升降
活動1：基于樹狀分類法認識氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
任務三
探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
氧化還原反應
非氧化還原反應
化合反應
分解反應
置換反應
復分解反應
CaO+H2O=Ca(OH)2
CaCO3 CaO+CO2↑
AgNO3+NaCl =AgCl↓+NaNO3
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
2H2O 2H2↑ +O2↑
電 解
2Na+Cl2=2NaCl
高溫
活動2：基于交叉分類法探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
化合反應
分解反應
置換反應
復分解反應
氧化還原反應
非氧化還原反應
任務三
探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
活動2：基于交叉分類法探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
置換反應
復分解反應
化合反應
氧化還原反應
非氧化還原反應
分解反應
任務三
探究氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
活動3：基于集合的觀點認識氧化還原反應與四種基本反應類型的關系
聯系生活
各式各樣的電池，改變了我們的生活方式。
電子的轉移
電子的得失
電子對的偏移
實 質
引起
化合價的變化
特征判據
得氧失氧
歷史認識
課堂總結
發展
溫故知新
小車中的導線上有電子轉移形成電流，發生反應化學方程式為：
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
分別用單線橋、雙線橋分析出電子的轉移
e-
任務一
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
活動1：分析下列反應中物質的變化特征，找出與Zn和HCl作用相同的物質，嘗試對其進行命名。
I： H2 + CuO H2O + Cu
II：3 CO + Fe2O3 3 CO2 + 2 Fe
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
e-
任務一
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
I： H2 + CuO H2O + Cu
II：3 CO + Fe2O3 3 CO2 + 2 Fe
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
失電子，化合價升高，被氧化，發生氧化反應，生成氧化產物
得電子，化合價降低，被還原，發生還原反應，生成還原產物
還原劑
氧化劑
還原產物
氧化產物
任務一
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
【鞏固應用】從氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的角度分析下列四個反應中水的作用。
I： 2F2 + 2H2O == 4HF + O2
II： Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
III：3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
IV：2H2 + O2 == 2H2O
任務一
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
活動2：
（1）Mn的常見價態有0、+2、+4、+6、+7，分析因Mn的存在導致KMnO4在發生氧化還原反應時做氧化劑還是還原劑？可能具有什么樣的性質？
（2）鐵的常見物質有：Fe、、、,分析它們可能具有的性質。
任務一
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
依據所學知識，列舉常見的氧化劑和還原劑
氧化劑：
活潑的非金屬單質：O2、Cl2等
含有較高價態元素的鹽、含氧酸：
K2MnO4 、FeCl3、濃硫酸、HNO3等
還原劑：
活潑的金屬單質：Fe、Cu等
某些非金屬單質：H2、C等
含有較低價態元素的化合物：
CO、SO2、KI、Na2SO3、FeSO4等
歸納總結
探究氧化劑和還原劑與元素化合價的關系
如何判斷某物質是否具有氧化性和還原性。
化合價
還原性
氧化性
最低價
最高價
中間價
從化合價得角度分析其變價的可能性，從而判斷其是否具有氧化性和還原性
任務二
探究物質的氧化性和還原性
H2O2
0
-1
-2
氧化性
還原性
如何設計實驗探究H2O2是否具有氧化性或還原性。
如何選擇合適的試劑去分別檢驗H2O2的氧化性、還原性？
操作簡單、現象明顯、易于觀察
資料卡片
酸性KMnO4溶液紫色，
MnSO4溶液無色或淺粉色；
KI溶液無色，I2水溶液顯黃色，
淀粉溶液無色，淀粉遇I2顯藍色。
酸性高錳酸鉀
紫色變淺或消失，有氣泡產生
KI溶液
變成黃色、加淀粉變藍
預測性質
選取試劑
預測現象
任務二
探究物質的氧化性和還原性
實驗要求：
1.小組分工合作
2.安全、操作規范
3.認真觀察、準確記錄實驗現象
實驗操作 實驗現象 實驗結論
1
2
紫色消失
氣泡產生
溶液變黃
加淀粉溶液后變藍
雙氧水具
有還原性
雙氧水具
有氧化性
各小組根據提供的實驗儀器與試劑，結合已知資料，設計具體的實驗步驟進行驗證。
構建模型
研究物質性質的一般思路
分析
核心元素化合價
預測性質
選取試劑
預測現象
方案實施
實驗現象
實驗結論
第一步
分析預測
第二步
方案設計
第三步
實驗驗證
任務三
氧化還原反應的應用
1.汽車尾氣中含有CO和NO等氣體，會造成環境污染，嘗試從氧化還原的角度為環境污染提供解決方案。
2.請查閱資料，了解氧化還原反應在生產和生活中應用的其他具體事例，與同學討論你對氧化還原反應價值的認識。
任務三
氧化還原反應的應用
從氧化還原的角度分析，我們還可以選用哪些物質來為小汽車提供電能？
科技展望
模型構建
氧化還原反應的基本概念
反應物
生成物
還原劑
還原性
氧化反應
氧化產物
氧化劑
氧化性
還原反應
還原產物
具有
發生
生成
具有
發生
生成
任務一
按如圖所示裝置圖在小車的鐵夾上連接石墨片和鋅片，仔細觀察鋅片、石墨片的現象。
請分析石墨片上為什么也有氣泡產生？
探究原電池的工作原理
稀鹽酸
鋅片
石墨片
實驗操作
請分析鋅片上為什么有氣泡產生？
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
+
-
>
2e-
e-
小車
請分析溶液中的離子是如何移動的？
構建模型
原電池的工作原理
稀鹽酸
鋅片
石墨片
+
-
H+
H+
H+
SO42-
SO42-
SO42-
Zn2+
Zn2+
Zn2+
e-
e-
e-
負極
正極
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
負極反應物：Zn
Zn-2e- =Zn2+
氧化反應
正極反應物：H+
還原反應
2H++2e- =H2↑
2e-
電子的定向移動產生電流
外電路
離子的定向移動產生電流
內電路
原電池是將化學能轉化為電能的裝置
任務二
探究原電池的形成條件
要有兩個活潑性不同的電極
沒有發生
自發的氧化還原反應
不是電解質溶液
沒有形成
閉合回路
請以“石墨-鋅-稀鹽酸”原電池為基準，根據提供的實驗材料，改裝出其他可能的原電池裝置
材料：鋅片2片，石墨片、銅片各1片，燒杯2個
試劑：稀鹽酸、酒精
×
×
×
×
√
構建模型
設計原電池的基本思路
自發的氧化還原反應
還原劑 + 氧化劑 = 氧化產物+還原產物
(失電子)
負極反應物
負極材料
正極材料
正極反應物
(得電子)
負極
正極
電解質溶液
閉合回路
任務三
設計制作酸性鋅錳干電池
Zn + 2NH4Cl +2MnO2= 2MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2
1.請畫出該反應的裝置圖，并標出該反應的正、負極。
MnO2
Zn
NH4Cl溶液
＋
-
C/MnO2
Zn
NH4Cl溶液
＋
-
＋
2.MnO2不導電，
3.若想把該模型進行實際應用，會有哪些缺點？如何改造才具有實用性？
初級模型
改進模型
NH4Cl溶液
＋
石墨粉
MnO2與活性炭混合
MnO2
＋
＋
鋅筒
如何尋找正極材料？
聯系生活
各式各樣的電池，改變了我們的生活方式。
長話短說
宏微結合
概念
原電池的工作原理
形成原電池的條件
設計原電池的基本思路
原電池
宏觀辨識與微觀探析
實驗探究與創新意識
感
謝
傾
聽

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