高中化学-基于含氯消毒剂的氧化还原复习教学设计学情分析教材分析课后反思

《基于含氯消毒剂的氧化还原复习---以ClO2为例》课前预习学案一、氧化还原反应基本概念1．氧化还原反应的本质和特征：氧化还原反应的实质是（包括_________或________），特征是反应前后；判断某反应是否属于氧化还原反应的依据是化合价化合价电子被氧化剂＋还原剂＝还原产物＋氧化产物化合价化合价电子被3.重要的氧化剂和还原剂氧化剂还原剂活泼的非金属单质活泼的金属单质高价金属阳离子某些非金属单质高价或较高价含氧化合物较低价化合物过氧化物低价金属阳离子非金属阴离子二、氧化还原反应基本规律(1)守恒规律化合价有升必有降，电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应，化合价升降总数________，电子得失总数________。(2)强弱规律具有较强氧化性的氧化剂跟具有较强还原性的还原剂反应，生成具有较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。(3)转化规律氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价______________；同种元素相邻价态间________氧化还原反应。(4)先后规律一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，优先与还原性最强的还原剂发生反应；同理，一种还原剂遇到多种氧化剂时，优先与氧化性最强的氧化剂反应。《基于含氯消毒剂的氧化还原复习---以ClO2为例》编写：审核：魏学骞【复习目标】1.通过分析二氧化氯的用途，理解并会用守恒的思想来分析氧化还原反应的计算题，培养学生“证据推理与模型认知”素养。2.通过探究二氧化氯的制备原理，理解并会用“价态观”分析物质转化，设计氧化还原反应，培养“宏观辨识与微观探析”素养。3.通过分析二氧化氯的存放与使用，理解从氧化还原角度分析真实问题，培养“科学精神与社会责任”素养。4.基于真实情境，感受氧化还原反应与实际生产生活和高考中的重要作用，形成合理使用含氯消毒剂的意识和能力，培养“实验探究与创新”素养。ClO2的用途【情境1】ClO2是一种广谱、高效的灭菌剂，受温度影响小，pH适用范围广，能在pH为2～10内保持很高的杀菌效率，不与有机物发生氯代反应，不产生三致物质（致癌、致畸、致突变）和其他有毒物质，对人体无刺激。问题1．氯气对饮用水消毒的原理是什么？用ClO2作为杀菌消毒剂相比于Cl2有哪些优点？问题2.ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN－氧化为无毒的物质。处理含CN－相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的多少倍？氯水中含氯微粒含量随pH变化曲线氯水中含氯微粒含量随pH变化曲线ClO2的制备请同学们利用所给的试剂，预测二氧化氯可以怎样制备？说明理由。Cl2、盐酸、硫酸、氯酸钠溶液（NaClO3）、氯化钠溶液、次氯酸钠溶液、亚氯酸钠溶液（NaClO2）ClO2的发展经历了几个世纪。最早1811年美国科学家H.Davery利用KClO3水溶液和浓盐酸反应制取ClO2，同时生成Cl2，写出对应的离子反应方程式。2006年，我国开始使用经干燥空气稀释的氯气，通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2，写出该反应的化学方程式。最近科学家又研究出一种新的制备方法，在酸性溶液中加热用草酸还原NaClO3，写出该方法的离子反应方程式。同学们还有哪些制备ClO2的思路？【资料在线】ClO2：有毒性，熔点：-59℃，沸点：11℃，气体呈黄绿色，极易溶于水，在碱性溶液中剧烈反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。ClO2不稳定，受热（85℃以上）或见光易分解，引起爆炸。常压下，当体积分数大于15%或水中浓度大于30％易爆炸。ClO2的存放与使用情境2：为了方便ClO2的储存和运输，常将其制成NaClO2固体。使用时可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。问题1.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少？问题2.研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是什么？【感受高考】2020全国2ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为_____mol；产生“气泡”的化学方程式为。请写出“小氯瓶”除甲醛的化学方程式情境3：ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制成NaClO2固体，以便运输和贮存。ClO2熔点－59℃、沸点11℃，易溶于水，易与碱液反应。（2017年浙江卷改编）请根据情境信息和图表信息，围绕ClO2及氧化还原相关知识开展命题。《基于含氯消毒剂的氧化还原复习》学情分析这是高三化学一轮复习课。氧化还原反应这一知识点几乎贯穿着整个高中阶段的化学学习，高三学生站在已学习完全部高中化学知识的高度上，对氧化还原反应规律及应用层面上的一种深层次的全面整理、归纳、提升。在高考中，单纯考查氧化还原反应的较少，通常以典型物质或工业生产流程为载体，考查学科内知识的综合应用。在选择题中主要考查氧化还原反应概念的辨析及电子转移数目的判断；在非选择题中主要是结合生产流程、化学实验考查氧化还原反应型方程式的书写，与基本理论相结合，考查守恒定律在氧化还原反应计算中的应用。结合考点和高三学生的学情，本节课以“二氧化氯这一含氯消毒剂为情景”这条主线，帮助学生夯实基础氧化还原部分的知识，构建解题模型，提升化学学科素养。《基于含氯消毒剂的氧化还原复习》效果分析由于课前进行了充分的准备，所以一堂课下来，教与学都收到了很好的效果：学生提前进行了充分的预习，然后通过教师的批改，可以让学生更加清楚的了解自己在这一部分存在的问题，从而在课堂上通过教师的引导可以有目的有重点的解决。通过学生组内的交流合作，得出分析氧化还原反应问题的思维模型，便于学生在今后的做题过程中“有法可依”，事半功倍。教师紧紧抓住学生存在的知识漏洞，提出针对性的问题，让学生在交流和总结中，思维得到了训练，也有利于培养学生良好的审题和答题习惯。《基于含氯消毒剂的氧化还原复习》教材分析一、指导思想与理论依据：1、高考说明中的要求及要求层次氧化还原反应（层次Ⅱ）；氧化剂和还原剂等概念（层次Ⅰ）；重要的氧化剂和还原剂之间的常见反应（层次Ⅱ）；判断反应中电子转移的方向和数目，配平反应方程式及有关计算（层次Ⅲ）。2、建构主义理论：知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。学生的学习是一个自主构建的过程。二、教学分析本专题主要考查点有四个方面：一是氧化还原反应概念的辨析，氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物的判断，氧化还原反应类型的判断，电子转移的方向和数目的判断等；二是氧化还原反应的规律及应用，包括氧化性和还原性强弱的比较、化合价变化的规律及应用等；三是氧化还原反应方程式的书写和配平，主要是利用氧化还原反应化合价变化规律书写产物，并能够利用化合价升降法进行配平等；四是氧化还原反应的定量计算，主要是利用电子守恒进行相关量的计算等。通过分析近几年高考题，发现在试卷中氧化还原反应一般较少以完整的题目单独出现，往往与其他知识点融合，分散到不同题目中进行考查。氧化还原反应基本概念的考查多在选择题的某一选项中出现，以氧化还原反应方程式配平和得失电子守恒思想为基础的“一定情境下方程式”的书写是高考的热点，在填空题中多有出现，考查了考生运用知识解决问题的能力，是高考命题的热点。【评测练习】1．水处理包括水的净化、软化、杀菌消毒、去离子、蒸馏等。其中常见的消毒净化剂包括氯气、臭氧、漂粉精、活性炭等。（1）利用消毒净化剂对游泳池进行消毒和净化。下列说法中正确的是________。A．活性炭处理水发生的是化学变化B．氯气是一种常用的消毒剂，用氯气消毒的水可以用于配制化学试剂C．漂粉精长期露置在空气中会失效（2）氯气对饮用水消毒的原理是________。（3）利用ClO2进行消毒。方法一：用氯酸钠(NaClO3)与浓盐酸反应来制取ClO2，同时生成Cl2，写出化学方程式：__________________________________________________。方法二：NaClO3和Na2C2O4在溶液中混合可以制取ClO2，反应的化学方程式为(已知Na2C2O4被氧化为Na2CO3)：____________________。比较这两种制取ClO2的方法，你认为工业生产ClO2较好的方法是________________，理由是：________________________________________________________________________2．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。（1）160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是(用文字说明）。发生器中鼓入空气的作用可能是（选填序号）。a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；c．将NaClO3氧化成ClO2（3）吸收塔内的反应的化学方程式为，吸收塔的温度不能超过200C，其目的是。（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是。（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是（选填序号）。a．Na2O2b．Na2Sc．FeCl2（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是（选填序号）。a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是（填操作名称）。3．二氧化氯（ClO2）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。（1）工业上制备ClO2的反应原理常采用：2NaClO3＋4HCl＝2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl。①浓盐酸在反应中显示出来的性质是___________（填序号）。A．只有还原性B．还原性和酸性C．只有氧化性D．氧化性和酸性②若上述反应中产生0.1molClO2，则转移电子的物质的量为_________mol。（2）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。①上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。写出阳极产生ClO2的电极反应式：______________________________。②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol；用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因__________________________________________________________。（3）ClO2对污水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN－amg/L，现用ClO2将CN－氧化，只生成两种气体，其离子反应方程式为_____________________________；处理100m3这种污水，至少需要ClO2_________mol。《基于含氯消毒剂的氧化还原复习》课后反思本节课为高三一轮复习课，所以起点不能太高，难度不能太大，应以夯实学生的基础为出发点，适当地提升学生解决问题的能力，发展学生的化学学科素养。基于这样的考虑，本节课进行了如下设计：首先通过学校秋天的美景，过渡到空气质量，然后利用空气净化凝胶引入教学，让学生对二氧化氯产生兴趣，然后一步步通过情境的引导，从二氧