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1、教学设计 - 氧化还原滴定法学校潍坊工商职业学院执 教 人张树华授课班级14 食品 1 班课程名称基础化学课时2 课题氧化还原滴定法课型新 授一、教材及教学内容分析1、使用教材化学基础与分析技术王充、李银花主编，科学出版社2、教学内容分析本节课内容主要包括氧化还原反应的特点、氧化还原滴定法原理、氧化还原滴定法分类及应用实例三部分，其中教学重点是氧化还原滴定法应具备的条件，教学难点是高锰酸钾法和碘量法，授课时根据学生构建知识的思维方式，通过生动的实例引入相关知识点，并结合难度适中的例题进行难重点突破，让学生掌握高锰酸钾法和碘量法的滴定操作和误差分析。二、教学对象分析1、学生对学习基础化学有一定的
2、热情，能在老师的引导下展开学习活动；但对学习缺乏主动性，在学习过程中对自己的学习进行调节、监控的能力较弱；2、学生“听”的能力较差，抽象思维水平较低；但喜欢动手操作，习惯于直观性较强的学习方式；3、该班学生初步形成了民主、平等、互助的学习气氛，有利于老师在课堂上展开形式多样的教学活动。三、 教学目标1、了解氧化还原反应的特点；2、掌握氧化还原滴定法的原理，能熟练地进行结果计算；3、熟悉几种常见的氧化还原滴定法，重点掌握高锰酸钾法和碘量法。四、教学重点与难点重点：氧化还原滴定法应具备的条件；难点：高锰酸钾法和碘量法的原理、特点及应用。五、教学方法课件演示、视频演示、板书六、教学用具多媒体课件、黑
3、板七、教学设计思路精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - - “学生是学习的主人，教师是课堂的组织者、引导者与合作者。”基于以上理念，并改革课堂教学中教师始终“讲”、学生被动“听”的局面，充分相信学生，把学习的主动权交给学生，充分调动学生的学习积极性。八、教学内容及过程时间分配方法手段氧化还原平衡一、氧化还原反应：有电子得失的反应。其中，氧化剂在反应中夺电子，还原剂失电子。其反应方自由电极电位决定：电极电位高的物质的氧化态可氧化电极电位低的物
4、质的还原态。二、氧还反应的条件平衡常数K：对氧还反应，多可表示为：其中： O1R1：物质 1 所对应的氧化态和还原态；O2R2：物质 2 所对应的氧化态和还原态；显然：O2/R1O2/R2对物质 1：其基本的电极反应（非反应中对应的实际变化）可表为：O1+n1eR1, 对物质 2：其基本的电极反应（非反应中对应的实际变化）可表为：O2+n2eR2, 当所给体系处平衡时：Ci=i ，其电极电位为：平衡时，因有1=2，由此可推得：此常数可通过（） （即条件电动势）计算，故称条件平衡常数因考虑了反应体系各项条件的影响（如离子强度、酸度、络合剂、沉淀剂），故用 K处理氧还平衡问题比用算出的 K更准确，
5、更符合实际犹如络合反应中的 KMY。氧化还原反应速率和酸碱的复分解反应和络合反应不同，氧还反应并非通过离子间的相互吸引后重新组合，而是通过电子转移而实现，此转移往往受到各种干扰（如溶剂和各种中间体），故反应速度往往较慢，需通过控制条件增大速度，其方法有：10min 5min 课件演示课件演示精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 1. 增大反应物浓度：但决非增大被测物浓度，如：（被测物）增大酸度Cr2O72+6I+14H+2Cr3+3I2
6、+7H2O 2. 升高浓度：促进各反应物分子运动，增加接触机会，通常没升温10，速度增大 23 倍（但有些反应不能随意升温，如I2参加的反应易造成 I2的挥发， Sn2+、 Fe2+易被空气中O2氧化）。3. 加催化剂：降低活化能氧化还原滴定中的指示剂指示剂按变化原理不同，可分三种：1、氧化还原指示剂：本身具有氧化还原性能，在一定条件下，可与滴定剂发生氧化还原反应的指示剂。 故此类指示剂存在两种不同状态二氧化态和还原态，二者可互相转化：Inn+（色 1）+ne In （色 2） （二状态颜色各异）按能斯特方程：=+lg显然：当 CIn n+/CIn10溶液显色（ 1） CIn n+/CIn10
7、溶液显色（ 2）变色范围： 0.1 10 此范围对应的电极电位：In=当 CIn n+=CIn时， =，此时的为指示剂的变色点：各不同的氧化还原指示剂其不同，相应的变色点之也各异，详情参见 P272表 82，使用时，应使所选指示剂的变色点与计量点的电位sp尽量相近。2、自身指示剂：利用反应物在反婴中自身颜色的变化指示终点的指示剂。如： KMnO4滴定 Fe2+（酸液中）：KMnO4（紫红）Mn2+（无色）终点时，滴入的KMnO4不变色，使溶液微呈红色。特点：反应物（滴定剂或被测物）其氧化态和还原态的颜色略显不同。3、专用指示剂：自身不发生氧还反应，但能与某中反应物或产物作用生成特殊颜色的物质。
8、如：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6（连四硫酸钠）反应中 I2 能使淀粉变兰（包含物） ，I2 被氧化后，兰色消失由此可指示终点（此处的淀粉即为指示I2 的专用指示剂） 。常用的氧化还原滴定方法一、 KMnO4法1、原理：KMnO4为较强的氧化剂，在不同的介质中与还原剂作用，其产物不同：5min 5min 课件演示学生讨论课件演示精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 由于褐色的MnO2和深绿色的MnO42均会妨碍终点的观
9、察，故 KMnO4滴定均在酸性条件下进行但应用H2SO4而不能用 HCl、HNO3（否则会干扰反应） 。2、滴定特点：优点：. 氧化性强可与许多还原剂作用，故应用广泛；. 自身氧化态和还原态具不同颜色，故滴定中不需另加指示剂；缺点：. 试剂常含杂志（MnO2） ，故不能直接配制，只能间接配制；. 配制溶液时，因蒸馏水中常含少量的还原性有机物，此物与KMnO4会发生缓慢反应，故溶液浓度不太稳定（解决方法：将配好的煮沸一小时，将杂质氧化，再对浓度标定） ；. 氧化性太强，易发生干扰（解决方法：除去干扰物）。 3 、滴定条件（三度一点）：速度： 该反应室温下反应速度极慢，利用反应本身所产生的Mn2起
10、自身催化作用加快反应进行；温度：常将溶液加热到7080。反应温度过高会使CO部份分解，低于 60反应速度太慢；酸度：保持一定的酸度(0.5 1.0mol/L ) ，为避免Fe3诱导 KMnO4氧化 Cl的反应发生，不使用HCl 提供酸性介质；滴定终点：微过量高锰酸钾自身的粉红色指示终点（ 30 秒不退）。4、应用示例：高锰酸钾法可用于测定过氧化氢、铁、水中的化学需氧量、某些有机物，间接法还可测钙离子，使用比较广泛。例 1：高锰酸钾法测钙（间接法） Ca2+C2O CaC2O 陈化处理 过滤、洗涤 酸溶解（热的稀硫酸） H2C2O 滴定（ KMnO标准溶液）均相沉淀：先在酸性溶液中加入过量(NH
11、)CO，然后滴加稀氨水使pH值逐渐升高，控制pH 在 3.5 4.5 ，使 CaCO沉淀缓慢生成，避免生成Ca(OH)C2O和Ca(OH)2。得纯净粗大的晶粒。例 2：返滴定法测定甲酸有些物质不能用KMnO4 溶液直接滴定，可以采用返滴定的方式。例如在强碱性中过量的KMnO能定量氧化甘油、甲醇、甲醛、甲酸、苯酚和葡萄糖等有机化合物。测甲酸的反应如下：2MnOHCOO3OH= CO2MnO42-2H2O 反应完毕将溶液酸化，用亚铁盐还原剂标准溶液滴定剩余的MnO。根据已知5min 5min 10min 课件演示学生讨论课件演示课件演示学生讨论例题讲解精品资料 - - - 欢迎下载 - - - -
12、 - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 过量的 KMnO和还原剂标准溶液的浓度和消耗的体积，即可计算出甲酸的含量。二、 K2Cr2O7法：2、滴定特点：优点：.K2Cr2O7为晶体，易提纯含杂质少，故可直接配制；. 氧化性非太强，副反应较少，干扰小，且溶液稳定。缺点：. 氧化性非太强，应用范围不很广泛；. K2Cr2O7本身颜色较浅，需用指示剂常用二苯胺磺酸钠二苯胺磺酸钠：（具一定还原性）遇氧化剂（ K2Cr2O7） ，将发生转化：二苯胺磺酸钠苯联苯胺磺酸紫（无色）In=0.85 （
13、紫红色）特点：消耗重铬酸钾较多，壶在被测物含量较少时，应做空白试验（以确定指示剂所消耗K2Cr2O7的量）3、应用实例：例 1K2Cr2O7法测铁矿中Fe 含量K2Cr2O7法的实验实际应用中，铁矿中Fe 含量的测定是较重要的一种应用示例：滴定中的酸化条件是硫磷混酸：H2SO4作用：使溶液呈较强的酸性，防止Cr2O72CrO42以降低氧化能力；H3PO4作用：降低突跃范围的下限，使指示剂的变色点位于突跃范围内；原理：反应中Fe2+为还原剂，故突跃下限由Fe 的条件电位决定：下= +0.0593若不用 H3PO4，下=0.86V，而二苯胺磺酸钠的变色点In=0.85V由此滴定误差太大（0.1%）
14、 ，加 H3PO4后，Fe3+与 H3PO4络合（ Fe2+无此反应）， Fe3+ ，使 Fe（为 0.64V） ，从而提高了滴定结果的准确性。例 2废水中有机物的测定?化学耗氧量 (COD) 是衡量水污染程度的一项指标，反映水中还原性物质的含量，常用K2Cr2O7法测定。?测定方法是在水样中加入过量K2Cr2O7溶液，加热回流使有机物氧化成CO2，过量 K2Cr2O7用 FeSO4标准溶液返滴定，用亚铁灵指示滴定终点。?本实验必须对酸度、加热时间等的实验条件严格控制，属条件性的指标。三、碘量法：5min 5min 10min 课件演示课件演示课件演示学生讨论例题讲解课件演示精品资料 - -
15、- 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 1、原理：利用 I2氧化性和 I的还原性进行滴定分析。I2的氧化性： I2R被测2IO被测直接碘量法I2的氧化性弱，与之反应需具较强的还原性，故应用较少。I的还原性： 2IO被测I2R被测；再用 Na2S2O3滴定析出的I2：I22S2O32S4O622I。间接碘量法连四硫酸钠2、 【说明】：在间接碘量法中，不能通过I与 O被测的第一步反应确定O被测的量。原因： a反应速度慢；b缺少合适的指示剂( 虽然 I2可与淀粉
16、形成蓝色包合物，但因一有反应即有I2， 故不能指示终点) 。 所以须用第二步： Na2S2O3滴定生成的I2。3、 【注意】：注意控制酸度： 不管直接或间接碘量法，都只能在偏中性的条件下进行。原因：在强碱性条件下，I2要发生歧化反应，产生干扰(I2H2O HIHIO)；在强酸中： a直接法中的I易被溶液中的氧气（O2）氧化为 I2，影响反应； b间接法中S2O32要发生分解： S2O32 2HSH2SO3。注意掌握条件，减少误差。碘量法的误差主要来自于两方面：aI2挥发； bI被空气中的O2氧化 ( 见 P280)。4、应用实例：例 1.葡萄糖含量的测定（返滴定法）葡萄糖分子中所含醛基，能在碱
17、性条件下用过量I2 氧化成羧基， 其反应过程如下：I2 + 2OH- = OI- + I- + H2O CH2OH(CHOH)4CHO + OI- + OH-CH2OH(CHOH)4COO- + I- + H2O 剩余的 OI-在碱性溶液中歧化成IO3-和 I-，3OI- = IO3- + 2I-溶液经酸化后又析出I2 IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O 最后以 Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2。例 2.漂白粉中有效氯的测定（间接碘量法）用碘量法测定有效氯，是在样品的酸性溶液中加入过量KI ，析出与有效氯化学计量关系相当的I2，然后用标准Na2S2O3溶液滴定。Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-小结5min 5min 10min 5min 课件演示课件演示学生讨论例题讲解课件演示100%Gm%Cl2Cl2100%G1000MVC212322322ClOSNaOSNa精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -