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氧化还原反应 （第1课时）
通过对化合价的分析，认识氧化还原反应的规律，并对常见的化学反应进行分类。
基于化合价变化与电子转移的相关性，从微观上认识氧化还原反应的本质，能对其进行分析。
建立对宏观现象的辨识和对实质进行微观探析的化学思维。
4. 能从氧化还原反应视角理解和关注我国长征系列火箭推进剂的发展，体会科学态度与社会责任的科学素养。
长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。长征运载火箭起步于20世纪60年代，1970年4月24日“长征一号”运载火箭首次发射“东方红一号”卫星成功，标志着我国进入了航天事业新时代。
长征火箭已经拥有退役、现役共计4代20种型号，是当今世界可靠性、技术稳定性最好的运载火箭之一。那么火箭是如何将人造卫星送入太空的呢？火箭推进剂有哪些种类？它们又发生了怎么样的反应，可以产生如此巨大的推力？就让我们开始这节课的学习——了解火箭推进剂。
【任务一】认识我国长征系列火箭中推进剂的组合，标注推进剂中各元素的化合价
【任务二】分析长征五号火箭中液氢液氧推进剂的反应，知道有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，理解氧化还原反应的本质是电子发生转移
【任务一】认识我国长征系列火箭中推进剂的组合，标注推进剂中各元素的化合价
根据情境材料中的信息，找出我国长征系列火箭使用的推进剂
【活动设计】
【阅读】长征一号火箭是一种三级运载火箭，采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂，1970年，它成功地将东方红一号卫星送入预定轨道；长征二号火箭是一种两级运载火箭，采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂，1975年，它完成了中国第一颗返回式卫星发射任务；长征三号火箭增加了第三级低温高能液氢液氧发动机，“长三甲”系列成功打入国际市场；长征四号火箭采用四氧化二氮和偏二甲肼作推进剂，用于发射太阳同步轨道的对地观察应用卫星等；长征五号火箭也称为“冰箭”，采用液氢液氧和液氧煤油两种推进剂，直接服务于我国火星探测工程等国家重大科技工程；长征六号火箭采用液氧煤油发动机，具有无毒无污染的优点，创造了我国航天一箭多星发射的新纪录；长征七号火箭采用了液氧煤油发动机等新技术；长征十一号火箭是我国新型固体运载火箭，推进剂的主要成分是铝粉、高氯酸铵和高聚黏合材料，能实现24小时以内的快速发射。 找出文中长征系列火箭的推进剂，写出它们的化学式： 长征一号_______________ 长征二号_______________ 长征三号_______________ 长征四号_______________ 长征五号_______________ 长征六号_______________ 长征七号_______________ 长征十一号_____________ 注：偏二甲肼的分子式为C2H8N2，煤油的组成表达式为CnHm。
【设计意图】
让学生在阅读中了解我国航天事业的发展，增强学生的国家自豪感和社会责任感，激起学生的学习兴趣；培养学生在文字材料中获取信息的能力；书写化学式为后续标注化学式中元素的化合价的学习打下基础。
标出长征系列火箭推进剂中各元素的化合价
【活动设计】
观看长征二号火箭发射视频和火箭结构示意图。中国已经是航天强国之一。2016年9月15日晚，在酒泉卫星发射中心，长征二号火箭喷射着浓烈的红色烟雾，把我国第一个空间实验室天宫二号送到太空。 长征二号火箭采用最常见的液体推进剂，主要成分为偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)。 (1)你能标出这两种化合物中各元素的化合价吗？ (2)图示中氧化剂箱内装的物质是______剂，燃烧剂箱内装的物质是_________剂。 (3)从视频中可以看出，发射时有大量红色烟雾从底部喷出，这可能是什么？具有怎样的性质？从环境保护角度你怎么评述？ 练习：标出以下化合物或原子团中除氧元素外其他元素的化合价。 FeO、Cu2O、CH3OH、KMnO4、、N2O、NO2、N2O4、H2C2O4、ClO2、、H2O2
【设计意图】
回顾初中元素化合价的知识，让学生了解氢元素在化合物中常显+1价，氧元素在化合物中常显-2价，化合物中各元素正、负化合价的代数和为零，原子团中各元素的化合价的代数和等于原子团所带的电荷数，理解元素游离态时的化合价为零，并熟记H、O、Cl、F、Na、K、Mg、Ca、Al、Fe的常见化合价。
提示：若要对偏二甲肼(C2H8N2)中碳元素与氮元素的化合价进行标注，可让学生预习物质结构与元素周期律、化学键的知识，以便于理解化学式中各元素的价态。
【任务二】分析长征五号火箭中液氢液氧推进剂的反应，知道有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，理解氧化还原反应的本质是电子发生转移
回顾氧化还原反应的定义，掌握氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念
【活动设计】
观看长征五号火箭发射视频和长征五号火箭结构示意图 (1)长征五号火箭，又称“冰箭”采用液氢液氧和液氧煤油两种推进剂。2016年11月3日，在绿色环保火箭发射基地——中国海南文昌，火箭喷出大量白雾和淡蓝色的火焰飞入太空。 ①写出液氢与液氧反应的化学方程式。 ②该反应是氧化还原反应吗？氧化剂和还原剂分别是什么？ 写出S、P、C、Al、Mg、Na、Cu与氧气反应的化学方程式，说出氧化剂和还原剂、氧化反应与还原反应。
【设计意图】
以长征五号火箭中液氢液氧推进剂的反应为例，能消除学生对化学知识应用的神秘感。利用氢气与氧气的简单反应，便于回顾氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等概念，容易进行氧化还原反应知识的初高中衔接。“冰箭”“火箭尾部的淡蓝色的火焰和大量白雾”“海南”等关键词也容易帮助学生树立科学发展中的绿色环保的责任意识。
掌握有化合价变化的反应是氧化还原反应，完善氧化还原反应的概念
【活动设计】
阅读网上资源，阅读储氢材料和储氢技术资料。 长征五号火箭推进剂主要成分为煤油(CnHm)、液氢、液氧。 (1)单质氢作为燃料具有热值高、环保的优点，当前储氢技术的发展，使氢气作为燃料应用成为可能。常用的镁基储氢法，理论储氢量每吨可达7.69%，通过计算，储氢物的化学式为_____________，写出生成该储氢物的化学方程式：_______________________。 该反应(填“是”或“不是”)氧化还原反应，若是，氧化剂是_________________。 (2)写出煤油与液氧完全燃烧的化学方程式：_________________________________。煤油作______剂，发生_______________反应。
【设计意图】
(1)让学生从“得氧”“失氧”角度认识氧化还原反应，并进一步分析氧化还原反应与元素化合价升降的关系，得出氧化还原反应的变化特征是化学反应中有元素化合价发生改变。化学反应中化合价升高的物质，被氧化，发生氧化反应，作还原剂；化合价降低的物质，被还原，发生还原反应，作氧化剂。(2)绘图梳理氧化还原反应概念间的联系，一是为了巩固与完善氧化还原反应系列概念，二是因为氧化还原反应理论是化学变化中的重要观念，需要建立认知模型进行认识归类，以避免混淆概念。
实验证明氧化还原反应的本质是电子发生转移
【活动设计】
【提问1】写出锌与稀硫酸反应的化学方程式，说出被氧化和被还原的物质。为什么还原剂中有元素化合价的升高，氧化剂中有元素化合价的降低？ 【提问2】稀硫酸中氢元素的存在形式是什么？锌放入稀硫酸中，氢气是怎么生成的？ 【实验】闭合电路中若电子发生定向转移，你怎么用实验进行证明？你能设计实验证明锌在这个反应中失去电子吗？(提供以下实验器材：电流计、导线、烧杯、锌片、镁条、铝片、铜片、碳棒、铁片、稀硫酸、水) 化学方程式__________________。 组织实验小组，讨论设计理由及设计方案，引导学生画出设计图：
【设计意图】
(1)学生还没有深入学习原子结构、元素周期律等知识，对元素化合价的变化还不能完全从微观结构角度进行分析，由此也不能得出氧化还原反应的本质是电子发生转移。高一学生容易理解稀硫酸中有氢离子，锌与稀硫酸反应产生氢气，能较为形象地表示出氢离子变成氢气，即氢离子得到电子，化合价降低，变成原子；而生成氢气，使学生容易理解化合价发生变化的实质是原子间发生电子转移。(2)实验环节中的设问主要是提示电子定向移动产生电流，可用电流计证明，图中电流计指针发生偏转且溶液不变色，说明锌失去电子。然后根据学生的设计和实验，利用原电池装置讲解电子得失可证明锌与稀硫酸发生的氧化还原反应中电子发生转移，并且稀硫酸可以换成能与锌发生氧化还原反应的其他溶液，电流计指针均可发生偏转，由此推得氧化还原反应的实质是电子转移。利用宏观现象证明氧化还原反应的本质是电子发生转移。
1.下列反应中属于氧化还原反应的是( )
A. B.
C. D.
2.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不涉及氧化还原反应的是( )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮
C.食物腐败 D.豆浆变成豆腐
3.化工厂经常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，利用的化学反应为，反应中发生氧化反应的物质与发生还原反应的物质之间的物质的量之比为( )
A.6：1 B.8：3
C.2：3 D.2：1
4.下列变化过程，属于还原反应的是( )
A. B.
C. D.
5.在反应中，__________被氧化，____________发生还原反应。
6.阅读下面两条科普信息，回答问题。
a.一个体重50kg的健康人体内含铁2g，这2g铁在人体中不是以金属单质的形式存在，而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被人体吸收，给贫血者补铁时，应给予亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C可将食物中的铁离子还原成亚铁离子，有利于人体对铁的吸收。
b.在新生代的海水里有一种铁细菌，它们提取海水中的亚铁离子，利用酶为催化剂转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁)，后来便沉积下来形成铁矿；该反应的另一种反应物是CO2，反应后CO2转变成有机物(有机物用CH2O表示)。
(1)这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实、方法和途径。亚铁离子表现了什么性质？铁离子表现了什么性质？说明你的理由。
(2)材料a中的维生素C是氧化剂还是还原剂？材料b中的CO2是氧化剂还是还原剂？请分别说明你的理由。
(3)写出材料b中反应的化学方程式：
(4)若维生素C的化学式为C6H8O6，1mol维生素C反应后生成新物质C6H6O6你认为该过程转移了_______mol电子，说说你的分析方法。
练习与测评参考答案
【评价】
题号 核心素养 水平 解答与说明
1 证据推理与模型认知 水平1 C
2 科学探究与创新意识 水平1 D
3 宏观辨识与微观探析 水平2 C
4 证据推理与模型认知 水平2 D
5 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 水平3 C S、KNO3
6 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 水平3 (1)亚铁离子表现还原性；铁离子表现氧化性；Fe2+转变为Fe3+，铁元素的化合价升高，Fe2+被氧化，表现还原性，反之Fe3+转变为Fe2+，铁元素的化合价降低，Fe3+被还原，表现氧化性。 (2)材料a中的维生素C是还原剂，材料b中的CO2是氧化剂；维生素C能使Fe3+转变为Fe2+，表现还原性，因而是还原剂；CO2转变为CH2O，碳元素的化合价降低，CO2作氧化剂。 (3) (4)2 略 (具体看学生是通过标化合价来分析，还是整体上看成脱氢，从而判断学生的学习层次)

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