資源簡介

氧化還原反應 （第2課時）
1. 能從電子轉(zhuǎn)移的角度初步理解元素化合價的變化，從元素價態(tài)的角度，依據(jù)氧化還原反應原理，預測物質(zhì)的化學性質(zhì)和變化。
2. 能運用被氧化、被還原、氧化反應、還原反應、氧化劑、還原劑等定義說明氧化還原反應中的物質(zhì)及其變化，知道常見的氧化劑和還原劑。
3. 能設計簡單的實驗方案，完成實驗操作，觀察，記錄，收集證據(jù)，分析得出結(jié)論。
4. 從氧化還原反應視角理解和關注我國長征系列火箭推進劑的發(fā)展和生活中食品脫氧劑的應用，體會科學態(tài)度與社會責任的科學素養(yǎng)。
我們知道火箭發(fā)動機的特點是同時使用兩種不同類型的化學物質(zhì)來支持燃燒反應，產(chǎn)生熱排氣。從物理形態(tài)上講，火箭發(fā)動機使用的推進劑有兩種形式，一種是液態(tài)物質(zhì)，另一種是固態(tài)物質(zhì)。火箭發(fā)射時推進劑中可能發(fā)生哪些化學反應呢？
人們在發(fā)展食品生產(chǎn)和食品加工的同時，食品保鮮受到高度重視。為達到食品防腐、保鮮，延長食品保質(zhì)期和貨架期的目的，人們采用了各種保鮮技術(shù)，如冷藏、輻照等。但最為方便和經(jīng)濟的技術(shù)是采用脫氧劑保存等方法。脫氧劑的工作原理是怎樣的？哪種脫氧劑使用效果更好？
【任務三】用氧化還原反應知識分析長征十一號火箭發(fā)射時推進劑中可能發(fā)生的化學反應
【任務四】制備脫氧劑并進行實驗探究其脫氧效果
【任務三】用氧化還原反應知識分析長征十一號火箭發(fā)射時推進劑中可能發(fā)生的化學反應
【活動設計】
觀看我國長征十一號火箭發(fā)射新聞視頻和結(jié)構(gòu)示意圖。 (2)小組討論：如何在氧化還原反應化學方程式中形象地表示電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目？ (3)簡單說明雙線橋法和單線橋法；用化合價升降法配平氧化還原反應的化學方程式。 (4)知道常見的氧化劑與還原劑。 2015年我國唯一全固體運載火箭長征十一號火箭首飛成功，實現(xiàn)了我國運載火箭快速發(fā)射的小時級跨越。我國固體推進劑技術(shù)已經(jīng)達到世界前沿水平。長征十一號火箭中固體推進劑的主要成分是鋁粉、高氯酸銨和高聚黏合材料。 燃燒反應中還原劑為_______，體現(xiàn)氧化性的是________。 用雙線橋法或單線橋法表示反應中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目并進行配平
【提示】配平氧化還原反應的化學方程式，利用的是得失電子守恒的原理，即化合價升高的總值須等于化合價降低的總值，即可以用代數(shù)式求解法確定化學式前的化學計量數(shù)。例如，此題中，A1元素的化合價升高3價，面C1元素從+7價變?yōu)?1價，其降低總值為8，則最小公倍數(shù)為24，所以參加氧化反應的鋁原子數(shù)為8，參加還原反應的氯原子數(shù)為3，配平氧化劑與還原劑的化學計量數(shù)后，其他元素用觀察法配平，所以可得。 【建議】(1)運用網(wǎng)上資源了解火箭固體推進劑的優(yōu)缺點。(2)學習復雜化學方程式的配平原理和方法。
【設計意圖】
從教學目標來說，使學生進一步掌握氧化還原反應的基本概念；初步學會用雙線橋法或單線橋法表示氧化還原反應；嘗試用化合價升降法配平氧化還原反應的化學方程式。從學習的意義來說，用雙線橋法、單線橋法能十分形象地表示氧化還原反應中元素化合價的變化或電子轉(zhuǎn)移的情況，雙線橋法表示反應前后同一元素化合價的變化及電子轉(zhuǎn)移情況；單線橋法表示反應中還原劑與氧化劑間的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。
【任務四】制備脫氧劑并進行實驗探究其脫氧效果
認識常用食品脫氧劑
【活動設計】
在一些食品包裝中常有袋裝脫氧劑，它能夠吸收食品包裝袋內(nèi)的氧氣，使食品在缺氧環(huán)境下儲存，延長儲存期。常用作脫氧劑的化學物質(zhì)是特制鐵粉。 亞硫酸鈉為什么也可以作脫氧劑，請用化學語言描述。現(xiàn)有500 mL(標準狀況)空氣，若用無水亞硫酸鈉吸收其中全部的氧氣，需要亞硫酸鈉多少克？
【設計意圖】
選用生活中常見的化學制品，易激發(fā)學生的學習興趣。利用氧化還原反應知識，預測物質(zhì)的性質(zhì)并解釋其應用。
實驗驗證自制脫氧劑的脫氧效果
【活動設計】
(1)配制脫氧劑： ①鐵系脫氧劑：80g還原鐵粉、40g滑石粉及4g食鹽和4g炭粉(石墨粉)充分混合研磨。用透氣性薄膜制成小袋(可購得)。每袋中裝入2g制得的脫氧劑，將袋口扎緊。 ②亞硫酸鈉脫氧劑：30g干燥脫脂豆粉與250g亞硫酸鈉粉末混合均勻并研細，每袋中裝入6g，將袋口扎緊。 (2)脫氧效果：取8只500mL干燥燒瓶，分別放入不同的脫氧劑，塞緊瓶塞，兩兩分作一天組、兩天組、三天組、四天組。各組在24、48、72、96小時后在水下打開塞子，分別記錄進入燒瓶中水的體積。 畫出不同脫氧劑的“時間——脫氧效果”圖。據(jù)圖說明兩種脫氧劑的脫氧特點。
【設計意圖】
培養(yǎng)學生的實驗操作能力、實驗數(shù)據(jù)處理能力和證據(jù)推理能力。此活動應結(jié)合課外研究性學習進行，教師可選用。
實驗證明氧化還原反應的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
【活動設計】
買三份新鮮蛋糕，用食品袋密封保存時，其中一份不放入脫氧劑，另兩份分別放入自制的2g鐵系脫氧劑、6g亞硫酸鈉脫氧劑。觀察食品霉點產(chǎn)生的時間。 不放入脫氧劑的蛋糕袋在實驗中有必要嗎？從實驗結(jié)果看，哪種脫氧劑效果更好？你更喜歡哪種脫氧劑，為什么？
【設計意圖】
利用空白實驗對比的科學方法，引導學生思考化學制劑在具體應用時應綜合考慮安全、環(huán)保等問題，培養(yǎng)學生的科學精神與社會責任感。
1.氧化還原反應的實質(zhì)是( )
A.反應中原子重新組合 B.有得氧、失氧現(xiàn)象
C.有元素化合價升降變化 D.發(fā)生電子轉(zhuǎn)移
2.已知，。試判斷以下關于鹽酸性質(zhì)的敘述中正確的是( )
A.有酸性和氧化性，無還原性 B.有酸性、氧化性和還原性
C.有酸性和還原性，無氧化性 D.既不被氧化，也不被還原
3.高空大氣層中O2吸收紫外線后可變成臭氧(O3)；O3可按下式分解：；又能和汽車尾氣造成的大氣污染物NO發(fā)生反應、。從反應過程和最終產(chǎn)物分析判斷，NO是( )
A.氧化劑和還原劑 B.還原劑和氧化產(chǎn)物
C.氧化劑和催化劑 D.還原劑和催化劑
4.下列微粒中只有氧化性的是( )
A. B. C. D.
5.單純的干燥還原鐵粉脫氧效果很差，一般需要與食鹽、滑石粉、炭粉等混合制成脫氧劑，其中的反應機理較為復雜：(1)，(2)，(3) ，(4) ，(5) (鐵銹)請分析哪幾個反應機理表達的是完整的氧化還原反應？現(xiàn)有500 mL(標準狀況)空氣，若用鐵粉吸收其中全部的氧氣，需要鐵粉多少克？(空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%)
6.多種海產(chǎn)品(如蝦、蟹、蛤和牡蠣)都含有最高價砷元素的化合物(主要是有機砷，對人體無毒)。砒霜的主要成分為As2O3，含三價砷的物質(zhì)一般屬劇毒物質(zhì)。專家認為，就餐時不要同時大量食用海鮮和西紅柿，并給出一個等式：“大量海鮮+大量維生素C=砒霜”。
回答下列問題。
(1)砷元素與氮元素、磷元素的價態(tài)十分相似，你認為砷元素的最高正化合價是_______。
(2)你對“大量海鮮+大量維生素C=砒霜”的解釋是_______________________________。
(3)你認為專家的說法靠譜嗎？存在哪些問題？可以分別設計哪些實驗來證明？
(已知：檢驗As2O3，可往食品中加入碘酸鈉處理后，再加入稀硫酸調(diào)至中性，再加入硝酸銀，若出現(xiàn)黃色沉淀Ag3AsO3，則含+3價砷元素；若出現(xiàn)棕色沉淀Ag3AsO4，則含+5價砷元素。)
練習與測評參考答案
【評價】
題號 核心素養(yǎng) 水平 解答與說明
1 宏觀辨識與微觀探析 水平1 D
2 證據(jù)推理與模型認知 水平1 B
3 證據(jù)推理與模型認知 水平2 D
4 宏觀辨識與微觀探析 水平2 A
5 證據(jù)推理與模型認知 科學探究與創(chuàng)新意識 水平2 0.35g
6 科學探究與創(chuàng)新意識 科學精神與社會責任 水平3 +5 維生素C具有還原性，能將無毒的+5價砷還原成劇毒的+3價砷 不靠譜。一是海鮮中的砷為有機砷，與無機砷酸鹽的性質(zhì)不同；二是化學反應的發(fā)生需要達到一定的濃度，當+5價砷元素和維生素C的劑量都達不到相應濃度時，很難發(fā)生反應。實驗設計要突出化學反應的條件觀：一是直接取打碎的海鮮(蝦)與不同量打碎的西紅柿加熱充分作用，測定是否能生成As2O3；二是取等濃度的砷酸鈉與不同濃度的維生素C實驗，再用實驗提示驗證并觀察實驗能否生成As2O3；三是取等量海鮮(蝦)與不同濃度的維生素C濃溶液進行實驗，觀察并檢驗能否生成As2O3(具體表述略)。

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