http协议还原

2022-06-21

第一篇:http协议还原

常用的HTTP协议状态码

200Standard response for successful HTTP requests. 301This and all future requests should be directed to the given. 403forbidden request (matches a deny filter) => HTTP 403

Not Found,服务器找不到请求的页面。

Internal Server Error(内部服务器错误)

A generic error message, given when no more specific message is suitable. 502the server returned an invalid or incomplete response => HTTP 502

Service Unavailable(服务当前不可用),可能因为超载或停机维护。

The server is currently unavailable (because it is overloaded or down for maintenance). 504the server failed to reply in time => HTTP 504

- The server was acting as a gateway or proxy and did not receive a timely response from the upstream server.

更多:

一些常见HTTP状态码为: 200 – 服务器成功返回网页 404 – 请求的网页不存在 503 – 服务不可用 常见HTTP状态码大全

1xx(临时响应)

表示临时响应并需要请求者继续执行操作的状态代码。

代码 说明

http状态码 100 (继续) 请求者应当继续提出请求。 服务器返回此代码表示已收到请求的第一部分,正在等待其余部分。

http状态码 101 (切换协议) 请求者已要求服务器切换协议,服务器已确认并准备切换。

2xx (成功)

表示成功处理了请求的状态代码。 代码 说明

http状态码 200 (成功) 服务器已成功处理了请求。 通常,这表示服务器提供了请求的网页。

http状态码 201 (已创建) 请求成功并且服务器创建了新的资源。 http状态码 202 (已接受) 服务器已接受请求,但尚未处理。

http状态码 203 (非授权信息) 服务器已成功处理了请求,但返回的信息可能来自另一来源。

http状态码 204 (无内容) 服务器成功处理了请求,但没有返回任何内容。 http状态码 205 (重置内容) 服务器成功处理了请求,但没有返回任何内容。 http状态码 206 (部分内容) 服务器成功处理了部分 GET 请求。 3xx (重定向)

表示要完成请求,需要进一步操作。 通常,这些状态代码用来重定向。 代码 说明

http状态码 300 (多种选择) 针对请求,服务器可执行多种操作。 服务器可根据请求者 (user agent) 选择一项操作,或提供操作列表供请求者选择。 http状态码 301 (永久移动) 请求的网页已永久移动到新位置。 服务器返回此响应(对 GET 或 HEAD 请求的响应)时,会自动将请求者转到新位置。 http状态码 302 (临时移动) 服务器目前从不同位置的网页响应请求,但请求者应继续使用原有位置来进行以后的请求。

http状态码 303 (查看其他位置) 请求者应当对不同的位置使用单独的 GET 请求来检索响应时,服务器返回此代码。

http状态码 304 (未修改) 自从上次请求后,请求的网页未修改过。 服务器返回此响应时,不会返回网页内容。 http状态码 305 (使用代理) 请求者只能使用代理访问请求的网页。 如果服务器返回此响应,还表示请求者应使用代理。

http状态码 307 (临时重定向) 服务器目前从不同位置的网页响应请求,但请求者应继续使用原有位置来进行以后的请求。 4xx(请求错误)

这些状态代码表示请求可能出错,妨碍了服务器的处理。

代码 说明

http状态码 400 (错误请求) 服务器不理解请求的语法。

http状态码 401 (未授权) 请求要求身份验证。 对于需要登录的网页,服务器可能返回此响应。

http状态码 403 (禁止) 服务器拒绝请求。

http状态码 404 (未找到) 服务器找不到请求的网页。 http状态码 405 (方法禁用) 禁用请求中指定的方法。

http状态码 406 (不接受) 无法使用请求的内容特性响应请求的网页。 http状态码 407 (需要代理授权) 此状态代码与 401(未授权)类似,但指定请求者应当授权使用代理。

http状态码 408 (请求超时) 服务器等候请求时发生超时。

http状态码 409 (冲突) 服务器在完成请求时发生冲突。 服务器必须在响应中包含有关冲突的信息。

http状态码 410 (已删除) 如果请求的资源已永久删除,服务器就会返回此响应。

http状态码 411 (需要有效长度) 服务器不接受不含有效内容长度标头字段的请求。

http状态码 412 (未满足前提条件) 服务器未满足请求者在请求中设置的其中一个前提条件。

http状态码 413 (请求实体过大) 服务器无法处理请求,因为请求实体过大,超出服务器的处理能力。

http状态码 414 (请求的 URI 过长) 请求的 URI(通常为网址)过长,服务器无法处理。

http状态码 415 (不支持的媒体类型) 请求的格式不受请求页面的支持。 http状态码 416 (请求范围不符合要求) 如果页面无法提供请求的范围,则服务器会返回此状态代码。

http状态码 417 (未满足期望值) 服务器未满足”期望”请求标头字段的要求。

5xx(服务器错误)

这些状态代码表示服务器在尝试处理请求时发生内部错误。 这些错误可能是服务器本身的错误,而不是请求出错。

代码 说明

http状态码 500 (服务器内部错误) 服务器遇到错误,无法完成请求。 http状态码 501 (尚未实施) 服务器不具备完成请求的功能。 例如,服务器无法识别请求方法时可能会返回此代码。 http状态码 502 (错误网关) 服务器作为网关或代理,从上游服务器收到无效响应。

http状态码 503 (服务不可用) 服务器目前无法使用(由于超载或停机维护)。 通常,这只是暂时状态。

http状态码 504 (网关超时) 服务器作为网关或代理,但是没有及时从上游服务器收到请求。

http状态码 505 (HTTP 版本不受支持) 服务器不支持请求中所用的 HTTP 协议版本

第二篇:基于混合TCP-UDP的HTTP协议实现方法论文

摘要:

目前,用于Web页面访问的应用都是基于HTTP应用协议的,而在下层则使用传输控制协议(TCP)[1]作为传输协议;但TCP并不适合于短会话,即只有少量的数据交换的情况。因为建立、撤销TCP链接的开销即使对于短会话也是必需的。 在用于PDA(个人数字助理)中浏览器的设计中,根据无线网络延迟大、带宽窄的特点提出了一种混合TCP-UDP传输协议的方法来解决这一问题。本方法使用UDP[2]作为短会话时的传输层协议,而对于有大量数据需要传输时则使用TCP作为传输层的协议。这样,对于短会话可以避免TCP的额外开销,而对于长会话又可以得到由TCP提供的可靠传输和拥塞控制。

关键词:

TCP UDP HTTP PDA

引 言

超文本传输协议(HTTP)是目前通过Internet进行信息交换最主要的方式。HTTP协议是建立在请求/响应(request/response)模型上的。首先由客户建立一条与服务器的TCP链接,并发送一个请求到服务器,请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)样式的消息。服务器响应一个状态行,包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息(包含服务器的信息、资源实体的信息和可能的资源内容)。图1给出了HTTP协议实现的一个简单模型。HTTP/1.0[3]为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接,因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。另外,为了获得适当的传输速度,则需要TCP花费额外的回路链接时间(RTT)。每一次链接的建立需要这种经常性的开销,而其并不带有实际有用的数据,只是保证链接的可靠性,因此HTTP/1.1[4]提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应消息,因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销。

可持续链接减少了每次TCP链接建立的时间,但是一个空闲的TCP链接将需要一个Socket和相应的存储缓冲区。一个Socket缓冲区的最小长度必须大于一个TCP包的最大长度,即64 KB,而且很多实现方法在链接建立时将预分配一些缓冲区。可用的Socket的数量是有限的,很多基于BSD的操作系统对于能够同时打开的链接数都有一个缺省的最大值。

无线掌上设备PDA的应用(如浏览器)[5]特点表现在:① 因为页面是针对掌上设备制作的,一般在1 K~2 K字节,比较小;② 目前无线通信网络的带宽很窄,GSM的数据信道带宽只有9.6 K。当前Web页面的访问大多通过HTTP协议,并使用TCP作为下层的传输控制协议。但不幸的是,TCP并不适合短会话的应用情况,不同于现在采用的使用单一TCP传输协议进行数据传输的方式。本文提出了采用动态选择传输层协议(TCP、UDP)的方法来改善取回页面的延迟、网络拥塞以及服务器的负荷。

这种混合TCP-UDP的方法结合两个方面的优点:首先,对于需要比较少数据传输的情况,它将使用UDP作为传输层的协议,从而避免了TCP链接的多次握手开销;另外,对于需要较多数据传输的情况,它将使用可靠的带有重排序和拥塞控制的TCP协议作为传输层的协议。混合TCP-UDP的实现方法只需要对应用层的改动,而操作系统的核心代码不用任何更改。仅采用UDP协议的缺点在于,需要在应用层建立一套类似于TCP复杂的控制协议,从而进行重排序和拥塞控制来保证传输的可靠性。

1 背 景

HTTP是一个请求/响应协议,客户端的应用程序通过提供一个URL可以从服务器上得到所需的数据。HTTP可以用来访问各种不同类型的资源,其中包括文本、图形、影音、可执行文件、数据库查询结果等等。

图2给出了在客户端发起HTTP GET请求后,在客户端和服务器之间进行数据包交换的示意。图中只有两个数据包是有用的(即携带了数据):一个是HTTP GET请求,另一个是HTTP的响应。其它的都是TCP用来进行握手操作的数据包。为了减轻Web服务器的负荷,经常采用重定向机制。这样从服务器发来的重定向响应报文是很短的数据包。使用TCP作为传输协议需要至少7个数据包,而使用UDP则只需要2个数据包就足够了。

2 设 计

我们使用混合传输层[6]的方法即对于少量数据传输的链接采用UDP,而对于大量数据传输的链接采用TCP作为传输层协议。这样对于短链接而言就避免了TCP经常性的握手开销,而对于长链接则仍可获得TCP的优点,如超时重传、拥塞控制、错误恢复机制等。这种方法中,客户端首先尝试使用UDP作为传输层的协议,如果对于所请求的URL UDP并不适合,则再次使用TCP链接。这种方法提供了以下保证:

◇ 如果初始的UDP数据包丢失,将采用TCP重新链接而不会受到影响。

◇ 如果所链接的服务器没有使用混合传输层的实现机制,客户端将使用TCP重新进行链接。

图3给出了混合TCP、UDP的实现算法。一个采用混合算法的HTTP客户端首先使用UDP作为传输层的协议发出HTTP GET请求,同时启动超时定时器。

当服务器处理客户端发来的请求时,它可以从以下两点做出选择:

① 如果响应的数据足够小(比如,可放到一个数据包中),服务器将使用UDP发回响应。像比较小的网页或HTTP REDIRECT响应就属于这一类。

② 如果响应的数据很大,无法放进一个UDP数据包中,服务器则要求客户端使用TCP重试。这可以通过添加一个HTTP的头部字段来解决如 TCPRETR。

在客户端,将会出现以下三种情况:

◇ 客户端从服务器接收到响应。如果响应中包含了所需的HTTP响应,客户端将对数据进行处理。如果服务器要求客户端重试,客户端将使用TCP作为传输层重试。

◇ 如果服务器没有处理通过UDP传输的HTTP包,客户端就会收到ICMP错误消息(目的地址无法到达/协议无法到达)。此时客户端将会使用TCP重试。

◇ 如果定时器超时,客户端应使用TCP重试。

图4给出了在定时器超时情况下,客户端和服务器之间数据包的交换。这种超时机制提供了可靠性,以及与未使用混合TCP-UDP方法的服务器的兼容性。

图5示意了服务器要求客户端使用TCP重发请求时,客户端和服务器之间的数据包交换。

3 结 语

混合TCP-UDP方法改善了参与HTTP传输的三个方面:客户端、服务器和网络。

◇ 对于客户端而言,可以避免由于TCP而引入的三向握手的时间,从而减少了浏览的延迟时间。

◇ 对于服务器而言,由于所需的TCP的链接数量减少,从而降低了由于建立、维护、撤销TCP链接所带来的服务器的负荷。

◇ 对于网络而言,由于TCP控制数据包的减少从而减少了网络的拥塞。

第三篇:氧化还原反应

氧化还原反应(第二课时)

一、设计思想

新课程改革不仅是课程标准的设立和教材的变革,更是教育教学理念的革新,它突出了教师对课程资源的合法决策权力,摆脱了课程设计上的封闭性。从这一点上看,能否将教师和学生的生活、经验、问题、困惑、理解、智慧、意愿、情感、态度、价值观等丰富的素材性课程资源引入教学过程是对教师能力的一种强有力的挑战。这不仅要求教师深刻地理解知识,理解课程标准,还要求教师彻底地转变思想,将以前“教师教,学生学”的教学过程转变为丰富多彩的师生交往、积极互动、共同发展的过程,能够打破“重结论、轻过程”的局面,更注重学习者发现问题、分析问题、解决问题的过程。唯有如此,“教师和学生才会真实地感受到教学过程是他们的人生过程,是他们生命的有机组成部分,教学才有可能真正地促进学生的健康成长和健全发展,才有可能不断提高教师的专业发展水平,才有可能普遍地恢复教学应有的生机和活力”。

二、教学内容分析

氧化还原反应是中学生认识化学反应及化学反应本质的重要环节,可以帮助学生从电子转移和化合价升降层面去理解化学反应。但从教材内容安排来看,仅仅从概念上明确了氧化还原反应,让学生知道各个概念与电子转移和化合价升降的关系,仅处于“认识”氧化还原反应的阶段。这和在教师引领下由物质分类到化学反应分类的学习过程中,激发出的强烈的探究兴趣,显然是不能成正比的。为了解决这个矛盾,并在教学中提高学生的科学探究能力,引导学生认识化学在促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响,培养学生的合作精神,激发学生创新潜能,笔者在认真分析教材和学情的基础上,结合教材内容和氧化还原反应的一般规律,将氧化还原反应的学习分成了三个阶段:认识氧化还原反应;感受氧化还原反应;感悟氧化还原反应。前两个阶段安排在高一对人教版《普通高中课程标准实验教科书·化学1》(必修)教学时同步完成,第三阶段安排在选修课中完成。第一节课以化学反应分类为基础,结合学生在初中对氧化还原反应的认识,逐步引申到化合价升降和电子转移上,使学生理清概念,从而达到“认识”的目的。而主要的合作、探究和创新就围绕“感受”展开。通过合作探究可以让学生了解氧化还原反应的实质、应用和分析的一般方法,这不仅符合认识规律,满足了教师和学生的需求,又为有理科倾向的学生在选修课中进一步认识氧化还原反应的本质,运用其本质分析和解决问题,即感悟氧化还原反应打下基础。

三、教学目标

1.知识与技能:了解氧化还原反应的应用和氧化还原反应的本质。

2.过程与方法:在体会氧化还原反应的分析方法的基础上,感受科学研究的一般方法。 3.情感态度与价值观:在合作探究中培养协作精神和创新精神。

四、教学准备

[1]1.对学生进行分组:2~3人为一个小组。

2.实验准备(按每小组设计):具支试管一支,试管二支,乳胶管,导管,止水夹、烧杯、磁铁、胶头滴管;

脱氧保鲜剂、水、84消毒液、FeSO4溶液、稀硫酸溶液。 3.制作铜锌原电池工作原理的模拟动画。 4.场地:有多媒体放映设备的实验室。

五、教学过程设计

教学过程设计中主要考虑了以下几个方面。

(一)知识的主要呈现形式

在了解概念的基础上,对氧化还原反应的进一步认识可以有多种呈现形式。一般的做法是直接呈现规律,突出知识点的训练,这样一下将引燃的兴趣引入了枯燥的记忆和练习中,缺乏由理性到感性再到理性的过程,容易使一些学生刚刚被激发的兴趣消失殆尽。有教育家说过:兴趣的延伸在于学习和生活的联系。要想将对一个事物的基本认识转化为较为深入的了解,必须从身边熟悉的事物引入,创设合理情境,在解决实际问题的过程中逐层递进地深入。

在感受氧化还原反应这节课中,我们主要解决三个问题:感受氧化还原反应的应用;感受氧化还原反应的分析方法;感受氧化还原反应的实质。那么教师应当如何切合主题,合理地解决问题呢?可以考虑如下的解决途径。

感受氧化还原反应的应用。教学时正值中秋,我想到了月饼中的脱氧保鲜剂,并且将它安排在第一个实验,作为氧化还原反应的应用来研究。实验在课前就引起了学生强烈的兴趣。不少学生课前主动地查阅了有关脱氧保鲜剂的资料,为课堂教学做了良好的铺垫。课堂上教师首先给出月饼变质的原因,引发学生对脱氧保鲜剂作用的思考,然后设计实验证明它具有脱氧作用,再设计实验检测它的成分并思考从氧化还原反应的角度看,脱氧剂起到什么作用。这样通过一个完整的探究过程,突出了氧化还原反应在生活中的应用,强化了学生对基本原理的认识。

感受氧化还原反应的分析方法。这里谈到两种分析方法:1.利用物质所含元素价态的变化,推测物质可能具有的氧化还原性;2.利用物质中元素所处的价态,推测它可能具有的氧化还原性。

对于第一点,设计的实验是“84消毒剂的氧化性检测”,但因为学生不知道如何利用氧化反应和还原反应的对应关系来判断物质的性质,所以教师需要做一个铺垫。本来教师想用酒后驾车检测来铺垫,但考虑到重铬酸钾和酒精的性质学生都不熟悉,切入困难,最后选用了学生比较熟悉的高锰酸钾检测学生生活中常见但性质不熟悉的葡萄糖,从而为学生用Fe检测84消毒剂具有氧化性打下基础。

对于第二点,教师则是从学生初三复习中很熟悉的一个知识──汽车尾气的处理入手,通过CO和NOx反应生成CO2和N2的过程中化合价的变化,体会元素所处的价态和它可能具有的氧化还原性的关系。

感受氧化还原反应的实质。由于这节课的定位是“感受”氧化还原反应,因此对电子转移这个反应实质的呈现就很重要。那么在这里如何把握知识的深广度呢?电子转移是肉眼看不到的,原电池外电路中电流的产生是它的一种重要表现形式。但在这里如果讲授原电池原理就无谓地增加了学生的负担,也超过了“感受”的范畴。教学中首先展现锌和稀硫酸反应的微观示意图,让学生体验反应分为两个过程:锌失电子成为锌离子,氢离子得电子成为氢气。在明确了电流计指针的偏转与电子流动方向的关系后,再做铜锌原电池实验,使学生“看”到了电子的转移,这就足够了。而原电池的微观示意动画,只是让学生了解这个装置并没有改变反应,而是把电子引到了外电路形成电流。使学生切实感受到氧化还原反应的本质是电子转移。

(二)合作探究的组织形式

“小组合作”是探究的常见组织形式。心理学认为“一个人的内在需要与他的环境所组成的生活空间就是‘心理场’。行为不是由刺激—反应调节的,而是由‘场’制约的。”小组合作就是为学生提供“学习场”,提供互相切磋、互相启发的机会。考虑到课堂教学的实际情况教师安排邻座的学生组成小组,由学生推荐小组长进行课堂探究活动的组织和汇报。这种安排有利于全体学生主动参与研究性活动,开发每一个学生的创造潜能,提高教学效率。

(三)合作探究实验的设计与安排

这节课安排了两个探究活动,一个是脱氧保鲜剂的脱氧作用探究,一个是84消毒剂的氧化性探究。要知道学生在感受氧化还原反应的应用时,仅仅依靠教师讲授应用实例是不够的,让学生设计实验证明脱氧保鲜剂的脱氧作用并检验其成分,可以让学生在实验中看到脱氧保鲜剂的吸氧过程,理解吸氧反应原理,最终更加深入地认识到氧化还原反应的应用。而84消毒剂的氧化性探究是学生运用已有知识解决新问题的一个尝试,是体会科学研究方法的一个过程。这两个探究实验的安排使学生整节课的学习由被动地接受转变成主动地体验和研究。而在实验的过程中,出现的意外或失败正是体验和探究过程中必须有的一环。比如不少学生在振荡试管使脱氧保鲜剂和氧气反应后,打开止水夹并未看到水柱的上升,而是过了一段时间才看到明显的上升。在教师适当的引导下,学生通过尝试发现原因是振荡时密封性不好,并不是反应速率的问题。这使学生对问题的认识又深入一步。在84消毒剂的氧化性探究中,学生提出的方案多种多样,有的方案甚至有点可笑,但正是在各种方案的比较中,学生最终发现了简单而有效的方法。这个过程使学生充分体验了分析氧化还原反应的过程和方法,达到的效果是演示实验无法比拟的。

六、教学实录 2+【引入】上节课我们学习了氧化还原反应的基本概念,已经能从化合价和电子转移两个角度分析氧化还原反应。本节课我们借用一些实例从三个方面来感受氧化还原反应,希望由此引领大家一起分析总结,为以后能感悟氧化还原反应做好准备。

【板书】

一、感受氧化还原反应的应用

【教师】氧化还原反应在生产生活中有着广泛的应用,这里先请同学们谈谈你所知道的生产生活中的氧化还原反应。

(学生发言)

【教师】中秋刚过,吃月饼时大家可能都注意到了,许多月饼中有一小包脱氧剂,为什么要放这么一包脱氧剂呢?

【板书】脱氧剂

【课件】月饼保鲜主要存在两方面的问题。

一是月饼中微生物指标超标。食品包装容器内的大量氧气,会引起好氧性细菌和霉菌的快速生长,导致食品霉变和腐败。

二是油脂酸败。月饼中的植物油脂在空气中能被氧气氧化,从而导致月饼的酸败,产生异味,影响月饼的品质。

【思考】能否设计实验证明脱氧剂具有脱氧作用?

(学生分小组讨论,教师深入小组并巡视,学生提交方案,简述理由。) (学生实验,得出结论。)

【思考】从氧化还原反应的角度看,脱氧剂起到什么作用?推测它可能含有的主要成分?

(学生实验,得出结论。) 【课件展示原理】 4Fe+ 3O2 +6H2O

4Fe(OH)3

(学生分析反应的化合价变化、电子转移方向和数目、氧化剂和还原剂。) 【教师】在刚才的分析中,大家体会了氧化还原反应的一般分析方法。氧化还原反应是一种独特的反应类型。如果能抓住氧化还原反应的特征,肯定能得出一些有用的分析方法。下面我们就一起来感受氧化还原反应的分析方法。 【板书】

二、感受氧化还原反应的分析方法

【教师】方法1:利用物质所含元素价态的变化,推测物质可能具有的氧化还原性。 【教师】我们在进行化学研究时,经常会遇到一些未知的物质,如何判断它具有的氧化还原性呢?这时我们往往从与它反应的物质入手,利用明显的化学现象所反映的价态变化,分析这个未知物质应具有的性质。(以把葡萄糖加入KMnO4酸性溶液的研究为例,KMnO4溶液紫红色褪去〔是还原剂,具有还原性。)

【课件】84消毒液介绍

作用成分:为广谱杀菌类去污力很强的含氯消毒剂,主要含次氯酸钠等。

适用范围:对细菌芽孢、甲乙型肝炎病毒等均有很强的杀灭作用,适用于饮食器具、瓜果蔬菜、家具、环境等的消毒。

注意事项:本品为外用洗消液,具有强氧化性,高浓度时对皮肤、金属器械和带色物有腐蚀和脱色作用。

【思考】如何设计实验证明84消毒液具有氧化性?

(学生分小组讨论,教师深入小组并巡视,学生提交方案,简述理由。) (学生实验,验证结论。)

(学生分析所发生反应的化合价变化,电子转移方向和数目,氧化剂和还原剂。) 【课件】汽车尾气材料是用于汽车尾气处理的催化剂。该催化剂是消除汽车尾气中 NOx(如NO)的催化剂,它利用汽车尾气中的一氧化碳,在不加任何其他物质的情况下,将污染物质氮氧化合物和一氧化碳转化为无毒气体,达到氮氧化合物、一氧化碳综合处理的目的。该催化剂对NOx的转化率最高可达55.6%,而且稳定性好、寿命长、有良好的抗中毒特性。

【思考】汽车尾气中含有CO和NO,它们在转化成无毒气体时,从氧化还原反应角度看分别表现了什么性质。

【板书】(教师强调C、N所处价态和性质关系。) COCO2 NO

N2

Mn〕,说明:葡萄糖中元素化合价升高,被氧化,葡萄糖

2+(还原性)(氧化性)

【教师】方法2:利用物质中元素所处的价态,推测它可能具有的氧化还原性。 【课件】S元素的常见化合价

从硫元素价态的角度,分析下列物质可能具有的性质: H2S SO2 Na2SO3 S H2SO4

【教师】刚才主要从化合价入手,体验了常见的氧化还原反应的分析方法。我们知道,氧化还原反应的实质是电子的转移,它是化合价变化的本质原因。这就是我们要感受的第三个方面。

【板书】

三、感受氧化还原反应的实质 (学生分析锌与稀硫酸的反应。) 【课件】反应原理示意图

Zn+2H+Zn+H2↑ 2+【教师】能否通过实验证明反应中存在电子转移? (演示实验)

【课件】展示原电池反应微观过程 【教师】微观现象说明了什么问题? 【课件】

结论:氧化还原反应的本质是电子转移。通过实验我们可以“看”到电子转移的过程。 体会:利用氧化还原反应中的电子转移,在外电路形成电流,可以制得各种电池。 【结束语】氧化还原反应的魅力是无穷的,仅靠我们这一堂课,看到的只是冰山的一角,希望大家多收集、多分析、多研究,最终能认识它、领悟它。 【课后作业】

(1)已知维生素C具有还原性,请设计实验证明。 (2)查阅资料,收集氧化还原反应的有关规律。 (3)完成相关练习。

(4)有兴趣的学生可尝试制作水果电池,并分析其原理。

七、点评

本案例是一节以学生为主体的探究式新课。它首先通过自主实验、启发引导、小组合作、讨论分析等方法,使实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段,并在其过程中培养他们的基本技能,激发他们的探究热情。从整节课的教学过程来看,它重在探究、重在实践。在探究中,不仅激发学生学习兴趣、获得知识,更能启迪学生思维、培养科学精神和创新能力,为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交流,学会合作,并意识到合作是学习的有效途径,培养集体意识,实现化学教学的情感目标。

其次,这样的课堂设计在化学原理教学上提供了一个新的途径,不仅抓住了知识要点,更重要的是揭示了各要点间内在的逻辑关系和认知规律,可以让学生顺利地理清知识结构,萌发对新问题的学习和探究欲望。

另外,新课程的教学使教师深切地感受到了新课程的教学理念,对教师、学生角色定位有了新的认识,对如何在化学课程标准的引领下用好新教材,适当地自主开发延伸教材内容有了新的认识。这节课在这方面进行了尝试,从结果看尝试是成功的,有益的。

第四篇:还原海尔

align=center>还原海尔

美国《商业周刊》对海尔“国际化”生产的质疑,被认为是迄今为止对海尔经营状况最严厉的批评。尽管在这之前,国内媒体已经试图从“神化”海尔的惯性中挣脱。不容置疑的是,国人一直对一个在无数光环下更真实的海尔,同样怀有了解的渴念。

本刊特约记者经过青岛等地一线的调查和采访,对海尔尝试做一个“还原”。这并非“冒天下之大不韪”,因为我们需要一个真实、健康的海尔,超过需要一个“神化”的海尔。

我们还原海尔,绝非要否定海尔。作为中国最优秀的本土企业之一,海尔品牌、海尔管理、海尔文化、海尔经验都是我们的一笔财富。我们希望的是,海尔能够与时俱进,与时俱变,勇于直面自己,勇于挑战和进一步超越自我。因此,进行清晰的自我观照就成为一种必要。

第五篇:氧化还原反应原理

氧化还原反应原理的科学性理解的研究 辛永平

(山西省原平市第一中学

034100)

[摘要] 依照《普通高中化学课程标准》对氧化还原反应所做的规定要求,本文阐述了氧化还原反应概念和原理的科学学习价值,提出了对氧化还原反应进行科学完整性理解的三个阶段。

[关键词] 氧化还原反应理解自主探究思维模型

培养学生运用化学的概念和原理进行自主探究的能力中学化学教育的一个主要目的,氧化还原反应是一个能指导学生进行自主探究的重要概念和原理。

一、氧化还原反应概念和原理的科学学习价值

氧化还原反应是一个基本的概念和基本的反应原理,在中学化学课程中具有重要的地位。

(一)理论价值

1、有助于学生更加深刻地理解物质结构与性质的关系。

不同元素表现出的不同性质是由其原子结构特别是最外层的电子数目决定的。在氧化还 原反应中,活泼金属单质表现出较强还原性,活泼的非金属单质表现出较强的氧化性;不活泼金属元素的简单离子表现出较强的氧化性,不活泼非金属元素的简单离子表现出较强的还原性,并具有一定的递变规律,此规律可在元素周期表中呈现

2、指导学生探究元素化合物的性质。如从得氧失氧角度探究H

2、C、CO的还原性、CO2的氧化性;从电子得失角度(原子结构角度)探究Na、Cl

2、S、N2的性质;从化合价变化角度探究物质的性质,如H2S、K2Cr2O7等。此原理可贯穿于所有元素及其化合物的研究过程中。

3、指导学生探究设计物质的制备原理。如实验室中Cl2的制备,工业上制备H2SO

4、HNO3的反应原理的设计、工业上制备高纯硅的反应原理的设计等,都以氧化还原反应原理为指导。有机反应中的氧化还原在形式上表现为加氢(去氧)和加氧(去氢)(其实质仍为电子转移),可帮助学生理解官能团之间的转化以及设计简单的有机物合成路线。

4、指导推断复杂反应的产物或反应物。如在探究Na和H2O的反应中,可以在氧化还原反应原理的指导下从理论上推知产物是H2和NaOH,使学生的学习在科学概念和原理的指导下进行,减少盲目性。在一些定量反应中,可依据电子得失总数相等来确定未知物。

5、指导学生探究设计合理的原电池和电解池。原则上,任意一个自发的氧化还原反应均可设计成一个原电池。理解了原电池和电解池反应的实质是氧化还原反应,可帮助学生深入理解化学能和电能之间的关系,也可根据需要设计原电池和电解池解决实际问题。如失去标志的蓄电池正负极的判断,含K2Cr2O7的酸性工业废水的处理,均可引导学生设计一个电解池来解决。

6、帮助学生形成正确的辨证统一的哲学观点。氧化还原反应中氧化过程和还原过程是同时发生、同时存在的,电子得失数目总是相等的。自然界的这一客观规律对学生形成对立统一和物质不灭的哲学观点,建立两点论的思维模型来说是最好的课程内容之一。

(二)应用价值

1、指导设计物质制备原理。自然界为我们提供的元素绝大多数以化合物的形式存在,而至今人们离不开的金属单质及其合金,必须利用氧化还原反应从矿石中提取。同时,又利用氧化还原反应时刻与其反过程——金属的腐蚀作斗争,寻求防止金属腐蚀的有效方法。有机物的制备可利用官能团之间进行氧化还原反应的特点来设计合成路线,如—NH2可由—NO2通过还原反应来制备,—CO—可由—OH或—C=C—通过氧化反应来制备等等。

2、指导滴定分析。许多的氧化还原反应在溶液中进行,而且进行得比较完全,人们可利用这些反应进行物质间的定量分析,如碘量法,高锰酸钾法,重铬酸钾法等等。

3、指导分析反应中的未知物质。在许多的科学研究中,需要对未知的生成物或反应物进行推断,人们可利用氧化还原反应中电子得失同时发生且的规律定性或定量地推断未知物质。

4、指导实验原理的设计。可利用物质具备的氧化性或还原性设计检验或除去此物质的反应原理,如酒后驾车检测器的制作原理是由乙醇的还原性指导人们去寻找具有强氧化性且反应前后有颜色变化的物质;汽车尾气的无毒排放原理是CO的还原性、NO的氧化性以及相应的热力学理论指导人们去寻找催化剂使二者反应。尽管并不是所有的具有氧化性和还原性的物质都能发生反应,但它给人们提供了一个比较可靠的研究方向,使人们少走弯路。

5、指导能量转化研究。所有的燃烧都是氧化还原反应,实现了化学能与热能的转化。化学能与电能的转化,只有在氧化还原反应中才能得以实现。掌握了氧化还原反应的规律,可指导人们有效地利用化学能,造福人类。 综上所述,氧化还原反应概念和原理是化学学科中的核心知识,具有很强的基础性、辐射性、扩展性和融合性,以此为中心主线组织课程和教学,能帮助学生将头脑中的知识网络化、结构化,加深对化学反应本质的理解。从一定意义上讲,氧化还原反应是联系物质结构、性质、制备、含量分析以及能量转化的纽带,是学生进行科学探究的重要理论依据,是中学化学课程必须重点建构的重要内容。

二、对氧化还原反应应有的科学理解 学生要进行成功的科学探究,必须具备足够的知识基础、对指导探究的概念和原理有完整的科学理解、依据概念和原理建立相应的科学探究模型。对氧化还原反应概念和原理,学生应具备以下完整理解(见下页图)。 辨证统一

电子化合价 失升 得降 还原产物

氧化剂分子热运动热能 氧化还原反应 电解

还原剂电子定向移动电能 原电池

氧化产物

氧化还原滴定未知物推断

要能够依据氧化还原反应进行科学探究,学生应经历以下阶段性理解:

(一)经验积累阶段

有氧参加的氧化反应、燃烧、缓慢氧化为氧化还原反应的学习提供了经验基础,帮助学生从得氧失氧角度初步理解氧化还原反应。

▲得氧是还原剂,如CO、C、H2可得氧,具有还原性;失氧是氧化剂,如O

2、CuO、CO2可供氧,具有氧化性。得氧失氧同时发生,同时存在。

▲初步理解元素性质与元素原子的最外层电子数有密切关系。如NaCl、HCl的形成。

(二)深化理解阶段

在得氧失氧基础上总结氧化还原反应的特点,从电子得失角度理解其实质。

▲在氧化还原反应中,氧化得到电子,化合价降低,发生还原反应,生成还原产物;还原 剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应,生成氧化产物。这两个过程同时发生,相互依存,得失电子总数相等。

▲在氧化还原反应中,电子由还原剂传递给氧化剂,生成相应的氧化产物和还原产物,这 一过程是强作用代替弱作用的过程。

物质氧化剂、还原剂性质的强弱与其电子结构有关,其实质是物质得失电子能力的强弱。 对于单质和简单的单原子离子,其氧化性和还原性强弱可由元素周期表来体现:同一主族中,金属元素从上到下原子更易失去电子,单质的还原性增强;非金属元素从上到下原子得电子能力减弱,单质的氧化性减弱。同一周期中,从左到右原子失电子能力减弱,得电子能力增强,单质的还原性依次减弱,氧化性依次增强。

▲同种元素之间进行氧化还原反应时,化合价的变化类似于热传递的规律。 具体来说,即氧化剂不可能把低价的该元素氧化成和氧化剂相同或更高的价态,还原剂也不可能把高价的该元素还原成和还原剂相同或更低的价态,最多是二者相等。

如在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中,HCl不能将KClO3还原为KCl,反应中氧化产物和还原产物均是Cl2。又如在H2SO4(浓)+H2S=S+SO2+2H2O中,H2SO4是氧化剂,SO2是还原产物(不是S);H2S是还原剂,S是氧化产物(不是SO2)。 ▲重要的氧化剂一般有:

活泼的非金属单质,如F

2、Cl

2、O2等。 元素呈高价态时的氧化物,如MnO2等。

元素呈高价态时的含氧酸,如农H2SO

4、HNO3等。

元素呈高价态时的盐,如KMnO

4、KClO

3、K2Cr2O

7、FeCl3等。 过氧化物,如Na2O

2、H2O2等。

元素呈中间价态的物质,如SO

2、Na2SO

3、FeCl2等。 重要的还原剂一般有:

活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Zn、Fe等。 某些非金属单质,如H

2、C等。

元素呈中间价态的物质,如CO、SO

2、FeCl

2、Na2SO3等。 元素呈低价态物质,如HCl、H2S、HI、HBr、NH3等。

▲借助于原电池和电解池装置,可使氧化还原反应中的电子发生定向移动,实现电能和化 学能之间的相互转化。

▲有机物中官能团之间通过加氧、去氢或去氧、加氢实现物质的转化和制备。 ▲氧化还原反应中转移的电子永远守恒,可据此进行定量计算。 总之,学生要能将氧化还原反应中可观察到的宏观现象、反应中电子的微观运动以及化学方程式表示的客观事实有机地联系起来,达到完整统一的科学理解。学生对物质氧化性和还 原性理解的标志是:能将物质的微观得失电子能力强弱或化合价态与物质的宏观性质联系起 来,并能运用它解释现象、解决一些具体问题。

(三)模型化阶段

在深化理解的基础上,学生通过具体参与科学探究,可形成科学的思维模型。运用氧化 还原反应原理进行科学探究的思维模型有:

1、物质性质的探究模型:若是单质或简单的单原子离子,则分析其原子结构或在周期表中的位置,推断其还原性或氧化性强弱及可能发生的化学反应,如Na、N

2、I-、S2-等性质的探究;若是复杂分子或离子则分析其组成元素的化合价状态以推断其性质,如对H2O

2、NH3等性质的探究。

2、物质制备的探究模型:分析要制备物质的化合价,选取相应的反应原料。如实验室中Cl2的制备,首选经济易得的原料NaCl,然后依照其化合价变化选择强氧化剂MnO2或KMnO4。工业制H2SO

4、HNO3的反应原理均利用此模型来设计。

有机物的合成中,先制得容易获得的基团,如—NO

2、—Cl、—OH等,然后再通过去氢或加氧得到所要获得的物质,如—NH

2、—CO—等基团的制备,又如—OH、—CHO(—CO—)、—COOH几种物质之间的转化。

3、物质检测原理设计的探究模型:分析要检测的物质是否具有氧化性或还原性,然后依 其性质选择具有还原性或氧化性的物质。如食盐中KIO3的检测,分析KIO3具有氧化性,应选一种具有还原性的物质来检测其是否存在,可选Na2SO

3、NaNO2等。

4、推断未知物的探究模型:依据氧化还原反应中化合价有上有升必有降的原理,可首先推断未知物的大致范围。如对新制氯水成分的探究,首先根据氯元素化合价可升可降推测并由实验验证有Cl-,便可推测溶液中一定有另一种含氯的化合物,且化合价呈较高价态。又如Zn与稀HNO3完全反应的还原产物可由参加反应的Zn与HNO3的物质的量来定量确定。

5、设计原电池、电解池的思维模型:将一个能自发进行的氧化还原反应分成氧化和还原两个半反应,氧化反应作负极反应,还原反应作正极反应,构成回路即可得原电池。电解池中阳极发生氧化反应,失去电子,阴极发生还原反应得到电子,依此设计金属的防腐方案或电镀方案等。

6、定量浓度分析的思维模型:分析待测物的性质,选取相应的已知浓度的氧化剂或还原剂进行直接或间接滴定,依电子守恒求出浓度。如要求软锰矿中MnO2的含量,首先分析MnO2 有强氧化性,可选择有还原性的H2C2O4与其反应。即取一定量的软锰矿,加入已知且过量的H2C2O4与其反应,剩余H2C2O4可由已知浓度的酸性KMnO4溶液滴定,可间接求得MnO2的含量。

综上所述,不同的探究主题需要不同的探究模型,形成科学思维模型的前提是理解物质性 质与结构的关系,明确氧化还原反应这两个相对立的过程同时发生,反应过程中电子守恒。

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