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(共37张PPT)
从“氧化还原反应”到“原电池”
高三化学二轮专题复习
5
实验探究
氧化还原反应的微观探析
任务一
活动1：向小车的水槽中加入稀盐酸，观察现象。
把锌片换成石灰石，观察现象。
同样产生气泡，小车为什么不跑了？
实验现象是大量微观粒子发生变化时的宏观表象
小车为什么跑动起来了？
5
1.根据锌与稀盐酸反应的微观示意图，分析该反应的微观实质是什么？
任务一
氧化还原反应的微观探析
H+
H+
H+
Zn
Zn
Zn
Cl-
Cl-
Cl-
活动2：微观探析反应原理
CaCO3
H+
H+
H+
Cl-
Cl-
Cl-
CaCO3
CaCO3
2.根据石灰石与稀盐酸反应的微观示意图，分析该反应的微观实质是什么？
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
稀盐酸
锌片
石墨
发动机
5
H+
H+
H+
SO42-
Zn
Zn
Zn
SO42-
SO42-
任务一
H+
H+
H+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
e-
e-
e-
Zn+2H+=Zn2++H2↑
2e-
小结：根据有无电子转移，将反应分成氧化还原反应和非氧化还原反应
氧化还原反应的微观探析
资料卡片
石墨片可以帮助转移电子
5
问题情境：甲醛是室内空气污染的主要污染物之一，活性高锰酸钾是以高锰酸钾为原料，以活性氧化铝为载体，经过二次深加工的一种产品，可用于空气净化除甲醛，其反应原理如下：
任务二
氧化还原反应的宏观描述
5HCHO + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2↑ + 4MnSO4 + K2SO4 +11H2O
请分析该反应是否属于氧化还原反应？
任务二
活动1：从原子结构的角度分析NaCl的形成过程
氧化还原反应的宏观描述
2Na+Cl2 2NaCl
失去1e-
得到1e-
宏观表现：化合价降低
宏观表现：化合价升高
氧化反应
还原反应
电子的得、失会引起化合价的变化
任务二
活动2：从原子结构的角度分析HCl的形成过程
氧化还原反应的宏观描述
H2+Cl2 2HCl
共用电子对偏离H
宏观表现：化合价升高
共用电子对偏向Cl
宏观表现：化合价降低
H Cl
··
··
·
·
·
·
+1
-1
氧化反应
还原反应
共用电子对的偏向、偏离也会引起化合价的变化
5
任务二
氧化还原反应的宏观描述
5HCHO + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2↑ + 4MnSO4 + K2SO4 +11H2O
分析氧化还原反应的电子转移--
双线桥方法小结
1.标变价：标出有化合价变化元素的化合价。
2.连线桥：箭头从反应物指向生成物的同种元素。
3.注得失：写出得失电子总数，注明得失。
双线桥
解决问题：
单线桥
单线桥方法小结
1.标变价：标出有化合价变化元素的化合价。
2.连线桥：箭头从反应物失电子的元素指向反应物中得电子的元素。
3.注得失：写出得失电子总数，不用注明得失。
5
定义解读
基于化学史认识氧化还原反应的概念
年代 科学家 重大发现 氧化反应 还原反应
18世纪末 拉瓦锡（法） 发现氧气 得氧的反应 失氧的反应
19世纪中期 弗兰克兰（英） 建立化合价理论 化合价升高的反应 化合价升高的反应
20世纪初 汤姆逊（英） 发现电子 失电子的反应 得电子的反应
19世纪，人们沿用了氧化还原反应的名称，扩展了它的内涵，称凡是有元素化合价升降的反应为氧化还原反应。
任务三
探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
化学反应
化合反应
反应物和生成物的种类及类别
分解反应
置换反应
复分解反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
是否有化合价升降
活动1：基于树状分类法认识氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
任务三
探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
氧化还原反应
非氧化还原反应
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
CaO+H2O=Ca(OH)2
CaCO3 CaO+CO2↑
AgNO3+NaCl =AgCl↓+NaNO3
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
2H2O 2H2↑ +O2↑
电 解
2Na+Cl2=2NaCl
高温
活动2：基于交叉分类法探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
化合反应
分解反应
置换反应
复分解反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
任务三
探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
活动2：基于交叉分类法探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
置换反应
复分解反应
化合反应
氧化还原反应
非氧化还原反应
分解反应
任务三
探究氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
活动3：基于集合的观点认识氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
联系生活
各式各样的电池，改变了我们的生活方式。
电子的转移
电子的得失
电子对的偏移
实 质
引起
化合价的变化
特征判据
得氧失氧
历史认识
课堂总结
发展
温故知新
小车中的导线上有电子转移形成电流，发生反应化学方程式为：
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
分别用单线桥、双线桥分析出电子的转移
e-
任务一
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
活动1：分析下列反应中物质的变化特征，找出与Zn和HCl作用相同的物质，尝试对其进行命名。
I： H2 + CuO H2O + Cu
II：3 CO + Fe2O3 3 CO2 + 2 Fe
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
e-
任务一
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
I： H2 + CuO H2O + Cu
II：3 CO + Fe2O3 3 CO2 + 2 Fe
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应，生成氧化产物
得电子，化合价降低，被还原，发生还原反应，生成还原产物
还原剂
氧化剂
还原产物
氧化产物
任务一
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
【巩固应用】从氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的角度分析下列四个反应中水的作用。
I： 2F2 + 2H2O == 4HF + O2
II： Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑
III：3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO
IV：2H2 + O2 == 2H2O
任务一
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
活动2：
（1）Mn的常见价态有0、+2、+4、+6、+7，分析因Mn的存在导致KMnO4在发生氧化还原反应时做氧化剂还是还原剂？可能具有什么样的性质？
（2）铁的常见物质有：Fe、、、,分析它们可能具有的性质。
任务一
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
依据所学知识，列举常见的氧化剂和还原剂
氧化剂：
活泼的非金属单质：O2、Cl2等
含有较高价态元素的盐、含氧酸：
K2MnO4 、FeCl3、浓硫酸、HNO3等
还原剂：
活泼的金属单质：Fe、Cu等
某些非金属单质：H2、C等
含有较低价态元素的化合物：
CO、SO2、KI、Na2SO3、FeSO4等
归纳总结
探究氧化剂和还原剂与元素化合价的关系
如何判断某物质是否具有氧化性和还原性。
化合价
还原性
氧化性
最低价
最高价
中间价
从化合价得角度分析其变价的可能性，从而判断其是否具有氧化性和还原性
任务二
探究物质的氧化性和还原性
H2O2
0
-1
-2
氧化性
还原性
如何设计实验探究H2O2是否具有氧化性或还原性。
如何选择合适的试剂去分别检验H2O2的氧化性、还原性？
操作简单、现象明显、易于观察
资料卡片
酸性KMnO4溶液紫色，
MnSO4溶液无色或浅粉色；
KI溶液无色，I2水溶液显黄色，
淀粉溶液无色，淀粉遇I2显蓝色。
酸性高锰酸钾
紫色变浅或消失，有气泡产生
KI溶液
变成黄色、加淀粉变蓝
预测性质
选取试剂
预测现象
任务二
探究物质的氧化性和还原性
实验要求：
1.小组分工合作
2.安全、操作规范
3.认真观察、准确记录实验现象
实验操作 实验现象 实验结论
1
2
紫色消失
气泡产生
溶液变黄
加淀粉溶液后变蓝
双氧水具
有还原性
双氧水具
有氧化性
各小组根据提供的实验仪器与试剂，结合已知资料，设计具体的实验步骤进行验证。
构建模型
研究物质性质的一般思路
分析
核心元素化合价
预测性质
选取试剂
预测现象
方案实施
实验现象
实验结论
第一步
分析预测
第二步
方案设计
第三步
实验验证
任务三
氧化还原反应的应用
1.汽车尾气中含有CO和NO等气体，会造成环境污染，尝试从氧化还原的角度为环境污染提供解决方案。
2.请查阅资料，了解氧化还原反应在生产和生活中应用的其他具体事例，与同学讨论你对氧化还原反应价值的认识。
任务三
氧化还原反应的应用
从氧化还原的角度分析，我们还可以选用哪些物质来为小汽车提供电能？
科技展望
模型构建
氧化还原反应的基本概念
反应物
生成物
还原剂
还原性
氧化反应
氧化产物
氧化剂
氧化性
还原反应
还原产物
具有
发生
生成
具有
发生
生成
任务一
按如图所示装置图在小车的铁夹上连接石墨片和锌片，仔细观察锌片、石墨片的现象。
请分析石墨片上为什么也有气泡产生？
探究原电池的工作原理
稀盐酸
锌片
石墨片
实验操作
请分析锌片上为什么有气泡产生？
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
+
-
>
2e-
e-
小车
请分析溶液中的离子是如何移动的？
构建模型
原电池的工作原理
稀盐酸
锌片
石墨片
+
-
H+
H+
H+
SO42-
SO42-
SO42-
Zn2+
Zn2+
Zn2+
e-
e-
e-
负极
正极
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
负极反应物：Zn
Zn-2e- =Zn2+
氧化反应
正极反应物：H+
还原反应
2H++2e- =H2↑
2e-
电子的定向移动产生电流
外电路
离子的定向移动产生电流
内电路
原电池是将化学能转化为电能的装置
任务二
探究原电池的形成条件
要有两个活泼性不同的电极
没有发生
自发的氧化还原反应
不是电解质溶液
没有形成
闭合回路
请以“石墨-锌-稀盐酸”原电池为基准，根据提供的实验材料，改装出其他可能的原电池装置
材料：锌片2片，石墨片、铜片各1片，烧杯2个
试剂：稀盐酸、酒精
×
×
×
×
√
构建模型
设计原电池的基本思路
自发的氧化还原反应
还原剂 + 氧化剂 = 氧化产物+还原产物
(失电子)
负极反应物
负极材料
正极材料
正极反应物
(得电子)
负极
正极
电解质溶液
闭合回路
任务三
设计制作酸性锌锰干电池
Zn + 2NH4Cl +2MnO2= 2MnO(OH) + Zn(NH3)2Cl2
1.请画出该反应的装置图，并标出该反应的正、负极。
MnO2
Zn
NH4Cl溶液
＋
-
C/MnO2
Zn
NH4Cl溶液
＋
-
＋
2.MnO2不导电，
3.若想把该模型进行实际应用，会有哪些缺点？如何改造才具有实用性？
初级模型
改进模型
NH4Cl溶液
＋
石墨粉
MnO2与活性炭混合
MnO2
＋
＋
锌筒
如何寻找正极材料？
联系生活
各式各样的电池，改变了我们的生活方式。
长话短说
宏微结合
概念
原电池的工作原理
形成原电池的条件
设计原电池的基本思路
原电池
宏观辨识与微观探析
实验探究与创新意识
感
谢
倾
听

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