探究氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)與高考

余金華

氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中最重要的基本概念和基本理論之一，是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，也是高考必考的內(nèi)容，而且每年在高考中占的比重較大。本文試圖通過(guò)今年的高考試題分析，歸納出氧化還原反應(yīng)的考點(diǎn)，擬對(duì)今后的高考復(fù)習(xí)提出一些意見(jiàn)和建議，能對(duì)學(xué)生以后的高考復(fù)習(xí)有一些指導(dǎo)作用。

一、中學(xué)有關(guān)氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)安排

首先氧化還原反應(yīng)是學(xué)生所“熟悉”的化學(xué)知識(shí)，因?yàn)檠趸€原反應(yīng)是生產(chǎn)、生活中經(jīng)常接觸的，也是應(yīng)用很多的或是很多要避免的反應(yīng)。比如

硫酸工業(yè)、氯堿工業(yè)等，生活中的植物的光合作用、鉛蓄電池、手機(jī)電池等等的使用;要避免的氧化還原反應(yīng)有防止金屬的生銹、將“84”消毒液與潔廁劑混用等等。熟悉了氧化還原反應(yīng)原理，可以使生產(chǎn)、生活得更好。

但是氧化還原反應(yīng)又是抽象的?？荚嚥⒉皇呛?jiǎn)單地說(shuō)出生活中的氧化還原反應(yīng)，而是從反應(yīng)原理的角度來(lái)進(jìn)行考查，因而氧化還原反應(yīng)對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)又是“陌生”的和“抽象”的。

由于以上的這些特點(diǎn)，中學(xué)教材中的氧化還原反應(yīng)知識(shí)是比較難的重要的基本概念和基本理論知識(shí)。所以在中學(xué)教材中將氧化還原反應(yīng)的知識(shí)分為了幾個(gè)階段進(jìn)行學(xué)習(xí)，以便學(xué)生能層層推進(jìn)，慢慢提高，讓學(xué)生能更容易掌握氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)慢慢提高難度，讓學(xué)生遵循“最近發(fā)展區(qū)”原理來(lái)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)。中學(xué)化學(xué)教材中將氧化還原反應(yīng)分為三個(gè)階段學(xué)習(xí)：一是在物質(zhì)分類及物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化中，學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的概念，主要是從化合價(jià)的角度定義了氧化還原反應(yīng);二是在學(xué)習(xí)氯氣的獲取和性質(zhì)之后，學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的其他相關(guān)概念，特別是學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)中氧化劑、還原劑的判斷，氧化性、還原性的判斷和比較，氧化還原反應(yīng)的分析方法——雙線橋法，氧化還原反應(yīng)的配平方法等;三是在必修2和化學(xué)反應(yīng)原理兩本教材中都學(xué)習(xí)了原電池和電解池的原理，它是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用。

二、氧化還原反應(yīng)在高考中的考查

氧化還原反應(yīng)是高考中的必考考點(diǎn)。不管是哪一個(gè)版本的教材，哪一個(gè)模式的高考試卷，都會(huì)有相當(dāng)多的有關(guān)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)考查。比如，2015年江蘇高考化學(xué)試題中關(guān)于氧化還原反應(yīng)的考查（見(jiàn)表1）。

表1

題號(hào)知識(shí)點(diǎn)分值

3氧化還原反應(yīng)中得、失電子數(shù)目的關(guān)系2分

4比較氧化還原反應(yīng)中的氧化性、還原性2分

10氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目;

原電池反應(yīng)的電極反應(yīng)式2分

11氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，

原電池、電解池反應(yīng)原理4分

18.（1）、（4）氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒的應(yīng)用，

計(jì)算氧化劑與還原劑的關(guān)系8分

19.（1）氧化還原反應(yīng)方程式的書寫3分

20.（2）（4）氧化還原反應(yīng)中反應(yīng)規(guī)律、方程式的書寫9分由以上對(duì)2015年江蘇高考化學(xué)試題分析，可以看出在化學(xué)試題中氧化還原反應(yīng)的考查分值達(dá)到了30分之多?？疾榈母采w面也很廣，既考查了氧化還原反應(yīng)的概念，也就是判斷氧化劑、還原劑，并對(duì)氧化還原反應(yīng)中氧化性和還原性進(jìn)行了比較，又考查了氧化還原反應(yīng)中的電子得失數(shù)目的守恒，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，還考查了氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，也即重點(diǎn)考查了氧化還原反應(yīng)的配平;另外還考查了關(guān)于原電池、電解池的知識(shí)，也即考查了氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用。

三、氧化還原反應(yīng)知識(shí)的復(fù)習(xí)

氧化還原反應(yīng)在高考題中的考查覆蓋面很廣，不僅考查概念，同時(shí)還要考查對(duì)概念的應(yīng)用;不僅考查氧化還原反應(yīng)中電子得失數(shù)目守恒，同時(shí)考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，也即考查氧化還原反應(yīng)的配平。那么在復(fù)習(xí)中就要不僅重視概念的復(fù)習(xí)，還要注意學(xué)會(huì)對(duì)氧化還原反應(yīng)知識(shí)的應(yīng)用。

1.氧化還原反應(yīng)的基本概念

氧化還原反應(yīng)表現(xiàn)出的特征是在反應(yīng)中元素的化合價(jià)發(fā)生了升降，其實(shí)質(zhì)是由于元素原子在反應(yīng)過(guò)程中得到電子或是失去電子。把反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)稱之為還原劑，而失去電子的過(guò)程稱為氧化反應(yīng)（或被氧化），在反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)稱之為氧化劑，得到電子的過(guò)程稱為還原反應(yīng)（或被還原）。所以也可以說(shuō)，氧化還原反應(yīng)中電子是由還原劑轉(zhuǎn)移給了氧化劑，這也是最易出錯(cuò)的地方，即電子的得和失是守恒的，還原劑的電子轉(zhuǎn)移給了氧化劑，而不是氧化劑從其他地方得到了電子。所以在氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到的電子數(shù)就等于反應(yīng)中還原劑失去的電子數(shù)。而這一原理在原電池或電解池中得到了更好的體現(xiàn)。原電池或電解池中兩個(gè)電極分別發(fā)生氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)。通過(guò)原電池的正、負(fù)極或電解池的陰、陽(yáng)極得失電子數(shù)目相等即可得到氧化還原反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移的情況。

2.氧化還原反應(yīng)的分析方法

分析氧化還原反應(yīng)的方法主要有兩種，一種是單線橋法，一種是雙線橋法。單線橋法是用一個(gè)箭頭從還原劑指向氧化劑，并在箭頭上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目，它的關(guān)鍵點(diǎn)是從還原劑指向氧化劑。雙線橋法是我們最常用的分析方法，它是分別用箭頭表示出同種元素在反應(yīng)前、后的元素化合價(jià)的變化情況，箭頭的起點(diǎn)和終點(diǎn)是同一種元素，箭頭上標(biāo)出的是該元素在反應(yīng)前后的化合價(jià)變化，或是該元素反應(yīng)前后的電子得和失，同時(shí)要標(biāo)出化合價(jià)是升高了還是降低了，電子是得到了還是失去了。其中元素化合價(jià)升高是因?yàn)槭チ穗娮?，其生成的產(chǎn)物稱為氧化產(chǎn)物，而元素化合價(jià)降低是得到了電子，所得到的產(chǎn)物稱為還原產(chǎn)物，如圖1表示出雙線橋分析法：

氧化劑+還原劑→還原化合價(jià)降低、得到ne-，發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)物+氧化合價(jià)升高，失去ne-，發(fā)生氧化反應(yīng)化產(chǎn)物

圖1

雙線橋可以將氧化還原反應(yīng)中的所有概念都聯(lián)系起來(lái)。除了了解各個(gè)概念以外，還可以得到：

（1）氧化還原反應(yīng)中的得、失電子數(shù)目是守恒的，即氧化劑得到的電子數(shù)等于還原劑失去的電子數(shù);

（2）氧化還原反應(yīng)中一定有氧化性的是氧化劑和氧化產(chǎn)物，一定有還原性的是還原劑和還原產(chǎn)物，并且氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物。

3.氧化還原反應(yīng)的配平

氧化還原反應(yīng)的配平也是高考的必考試題。中學(xué)一般都是用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)，即利用氧化還原反應(yīng)中的化合價(jià)升高總數(shù)一定等于化合價(jià)降低總數(shù)。其具體的步驟是：

（1）正確寫出反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)式，并表示出元素的化合價(jià)特別是發(fā)生了元素化合價(jià)變化的元素化合價(jià);

（2）用雙線橋列出元素在反應(yīng)前后的化合價(jià)變化，即標(biāo)出1分子氧化劑完全被還原化合價(jià)降低的總數(shù)，1分子還原劑完全被氧化化合價(jià)升高的總數(shù);

（3）求出（2）中標(biāo)出的元素化合價(jià)變化數(shù)值的最小公倍數(shù)，則所乘的數(shù)值即為相應(yīng)氧化劑和還原劑的系數(shù)，用原子守恒的方法算出氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的系數(shù);

（4）用觀察的方法（即原子數(shù)目守恒的方法）配出其他未參加氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù)。

總之，氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)最重要的知識(shí)點(diǎn)，在復(fù)習(xí)中必須理清各種概念，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)挠?xùn)練提升解題

能力，這樣就可以在高考中立于不敗之地。

（收稿日期：2015-08-25）