第三節 氧化還原反應（公開課）

2015-10-20 09:14:53   來源：   撰稿：董嘯   攝影攝像：    ;  評論：0 點擊：

第三節   氧化還原反應（公開課）

第三節  氧化還原反應

［過渡］在初中化學中我們認識了許多化學反應，它們從反應物和生成物的組成進行分類共有四種基本反應類型，分別是化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應。那么，請問同學們Fe₂O₃＋3CO  2Fe＋3CO₂屬于上述四種基本反應類型中的哪一種？

【結論】不屬于基本反應類型中的任何一種，四種基本反應類型的分類方法只是從形式上劃分，不能反映化學反應的本質，也不能包括所有的化學反應。 按照反應物和生成物的類別及種類來區分化學反應有局限性還不能解決所有反應的分類問題。

［過渡］從前面知識我們知道，初中化學中對化學反應的認識還不夠準確，所以下面我們通過探究來了解一種新的分類方法，認識一類非常重要的反應——氧化還原反應。Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂屬于什么類型呢?

【學法指導】

提出問題→進行探究→得出結論

【分析】在進行探究時，一般采取三步走的方法。首先提出問題，然后針對問題進行探究，并發現有關規律，最后進行歸納整理，得出結論。

【探究主題】一、什么是氧化還原反應

［溫故而知新］在初中化學中我們曾經學習過氧化反應和還原反應，什么是氧化反應？什么是還原反應？

氧化反應：物質得到氧的反應叫做氧化反應。

還原反應：物質失去氧的反應叫做還原反應。

[探究問題]1、請同學們從得氧和失氧的角度分析以下幾個化學反應，討論并交流它們屬于氧化反應還是還原反應？通過分析探究，說明氧化反應和還原反應是否同時發生？

① C＋2CuO2Cu＋CO₂↑         ② H₂＋CuOCu＋H₂O 

 ③ Fe₂O₃＋3CO2Fe＋3CO₂

［探究發現］從得失氧的角度分析，在C＋2CuO2Cu＋CO₂↑反應中，CuO失氧發生了還原反應， C得氧生成CO₂發生了氧化反應，所以從整體上看既發生了氧化反應，又發生了還原反應，而且氧化反應和還原反應同時發生。

由于氧化反應和還原反應同時進行的，所以將一個反應稱為氧化反應或還原反應就不合適，所以我們通常稱這種反應為氧化還原反應。

         【探究結論】

氧化還原反應：在反應中某些物質被氧化的同時還有某些物質被還原（即氧化反應和還原反應同時進行）的反應，叫做氧化還原反應。

【特別說明】氧化還原反應是按照新的分類標準對化學反應進行分類的結果，所以必然有些化學反應是氧化還原反應，有些化學反應不是氧化還原反應，我們稱為非氧化還原反應。

【質疑】化學反應有很多種，有些化學反應有氧元素參加，還有許多化學反應沒有氧元素參加，我們無法從得失氧的角度來判斷它們是否屬于氧化還原反應。例如：2Na＋Cl₂  2NaCl、2HI = H₂ ＋ I₂ 、Zn + CuCl₂ = ZnCl₂ + Cu 、Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑。那么如何知道它們是否屬于氧化還原反應呢？

【過渡】由此可見，從得失氧角度分析氧化還原反應有一定的局限性，不能反映化學反應的本質。我們發現化學反應中，元素化合價在反應前后通常有變化，所以我們從化合價變化的角度來分析氧化還原反應。究竟什么樣的化學反應才是氧化還原反應呢？讓我們繼續探究。

【探究主題】二、什么樣的反應是氧化還原反應？

[探究問題] 2、以碳和氧化銅反應、氫氣與氧化銅的反應、一氧化碳、三氧化二鐵以及鐵與硫酸銅反應為例來分析，氧化還原反應與元素化合價的升降有什么關系?

【探究發現】

引導學生歸納：①氧化還原反應中一定有化合價變化。②元素化合價升高的反應是氧化反應；元素化合價降低的反應是還原反應。

【探究結論】:氧化還原反應的判斷方法

①凡是有元素化合價升降的化學反應都是氧化還原反應；凡是沒有元素化合價升降的化學反應都不是氧化還原反應（即非氧化還原反應）。

②元素化合價升高的是氧化反應；元素化合價降低的是還原反應。

 說明：氧化反應不一定得到氧，還原反應不一定失去氧。利用化合價升降，不僅能分析有得氧失氧的化學反應，也能分析無得氧失氧的化學反應。

【過渡】掌握了這個有力武器我們就可以很容易的判斷一個化學反應是否氧化還原反應，同時還可以知道哪些物質發生氧化反應，哪些物質發生還原反應。

【活學活用】

1、根據化合價變化情況分析，下列反應中屬于氧化還原反應的是（    ），屬于非氧化還原反應的是（    ）。

A、2Na＋Cl₂2NaCl       B、CaCO₃^高溫CaO+CO₂↑

C、Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑     D、

E、Na₂O+H₂O=2NaOH         F、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

2、分析以下反應中的各元素化合價變化情況，判斷該反應是否氧化還原反應，若是氧化還原反應請指出哪種物質發生氧化反應，哪種物質發生還原反應？

①CO₂＋C^高溫2CO      ②Zn+CuSO₄= ZnSO₄+Cu       ③H₂+Cl₂2HCl

④C+2H₂SO₄^△CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O     ⑤NaCl+AgNO₃=NaNO₃+AgCl↓

【過渡】通過初中化學學習，我們知道化學反應的實質是原子之間的重新組合，元素的化合價變化和電子的轉移有密切關系。前面我們探究了從化合價升降的角度分析了氧化還應反應，而元素化合價的升降僅為表面現象，要想揭示氧化還原反應的本質，還應該繼續探究氧化還原反應與電子轉移有的關系，下面我們就從電子轉移的角度來認識氧化還應反應。

【探究主題】三、氧化還原反應的本質是什么?

【探究問題】3、請同學們通過氯氣分別與鈉和氫氣的反應，分析電子轉移與氧化還原反應的關系。

①氯氣與鈉反應：

【探究發現】在以上反應中，鈉原子失去最外層的1個電子成為帶正電荷的鈉離子，化合價由0價升高到＋1價，被氧化；氯原子得到1個電子成為帶負電荷的氯離子，化合價由0價降低到－1價，被還原；最終生成NaCl。

Na：失去電子，化合價升高，被氧化，發生氧化反應；

Cl：得到電子，化合價降低，被還原，發生還原反應。

【總結】：有電子得失的化學反應是氧化還原反應。

②氯氣與氫氣反應：

【探究發現】在 以上反應中，電子轉移過程中，H原子未完全失去電子，而氯原子未完全得到電子，它們之間只有共用電子對的偏移，且共用電子對偏離于H原子而偏向于氯原子，使氫元素的化合價從0價升高到＋1價，被氧化；氯元素的化合價從0價降低到－1價，被還原。

H：電子對偏離，化合價升高，發生氧化反應；

Cl：電子對偏向，化合價降低，發生還原反應。

沒有電子得失只是電子對的偏移化學反應，也是氧化還原反應。

【探究結論】氧化還原反應的實質：

①氧化反應：元素的原子失去電子（或電子對偏離）的反應是氧化反應；

還原反應：元素的原子得到電子（或電子對偏向）的反應是還原反應。

②凡是有電子轉移（電子得失或偏移）的反應都是氧化還原反應，凡是沒有電子轉移的反應都不是氧化還原反應（即非氧化還原反應）。

【活學活用】

利用電子轉移分析下列反應是否氧化還應反應，若是氧化還原反應請指出在反應中哪種物質被氧化？哪種物質被還原？

①CaCO₃受熱分解放出CO₂            ②以MnO₂為催化劑，KClO₃分解放出O₂

③鐵與稀硫酸反應            ④固體NaCl與濃H₂SO₄反應放出HCl氣體

⑤Fe + CuSO₄ ＝ FeSO₄ + Cu  ⑥AgNO₃ + NaCl ＝ NaNO₃ + AgCl ↓

⑦3CO + Fe₂O₃         2Fe +CO₂

⑧2KMnO₄        K₂MnO₄ + MnO₂ +O₂↑

【分享與交流】我們這節課通過探究，認識了氧化還原反應，你有什么收獲？請與大家分享？

①氧化還原反應的概念：

在反應中某些物質被氧化的同時還有某些物質被還原（即氧化反應和還原反應同時進行）的反應，叫做氧化還原反應。

②氧化還原反應的判斷：

凡是有化合價變化或電子轉移（電子得失和電子對偏移）的反應都是氧化還應反應，凡是沒有化合價變化或電子轉移的反應都是非氧化還應反應。

③氧化反應和還原反應的判斷：

氧化還原反應的實質是有電子轉移，表現為有元素化合價升降（或變化）。

氧化反應表現為元素化合價升高，實質是元素的原子失去電子（或電子對偏離）的反應。

還原反應表現為元素的化合價降低，實質是元素的原子得到電子（或電子對偏向）的反應。

【小竅門】失去電子→化合價升高→氧化反應；得到電子→化合價降低→還原反應。      口訣：失升氧，得降還。

【自主探究】

四種基本反應類型與氧化還原反應屬于兩種不同的分類方法，四種基本反應類型與氧化還原反應的關系是什么？請畫出兩者關系的維恩圖。

［探究問題］化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應都。

［探究結論］①置換反應都是氧化還原反應。②復分解反應都不是氧化還原反應。③化合反應與分解反應部分是氧化還原反應，其中有單質參加的化合反應與有單質生成的分解反應肯定是氧化還原反應。

【結束語】探究是人類社會發展的永恒的主題，人類只有不斷的探究才會有發展。讓我們在探究中不斷的成長，不斷提高，不斷進步吧！

【學以致用】

1、有人說置換反應、有單質參加的化合反應和有單質參加的分解反應都屬于氧化還原反應。你認為這個說法正確嗎？請說明你的理由。請分析四種基本反應類型的反應與氧化還原反應之間的關系，并試著畫出它們之間的交叉分類示意圖，然后列舉一些具體的化學反應加以說明。

2、下列反應屬于氧化還原反應的是（     ）

A、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑        B、CaCO₃高溫CaO+CO₂↑

C、Na₂O+H₂O=2NaOH                    D、Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑

3、下列敘述正確的是（      ）

A、在氧化還原反應中，失去電子的物質，所含元素化合價降低

B、 凡有元素化合價升降的化學反應都是氧化還原反應

C、 在氧化還原反應中一定所有的元素化合價都發生變化

D、氧化還原反應的本質是電子的得失或偏移

[引入]最近，在我國航天事業中發生了幾件大事大家知道是什么事情嗎？

2011年9月29日中國自行研制的天宮一號發射升空。2011年11月1日，中國自行研制的神舟八號飛船發射升空。2011年11月3日，神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在陜西上空對接成功，為我國建設空間站邁出關鍵一步，我國也成為繼美國和俄羅斯之后第三個掌握對接技術的國家。

這是我們中國人的驕傲更是陜西人的驕傲，因為設計、發射的許多關鍵技術在我們西安完成，測控中心在我們陜西，就連對接都在我們陜西上空進行。當我們看到火箭發射升空的壯觀場景時，可能還沒有想到，火箭發射離不開氧化還原反應所釋放的巨大的能量，那么究竟什么是氧化還原反應呢？