研究高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)的解題技巧

王福強(qiáng) 李營營

(1.山東省膠州市第三中學(xué) 266300;2.山東省膠州市第一中學(xué) 266300)

一、設(shè)置情境激發(fā)興趣

化學(xué)是一門相對比較枯燥的學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗陀?jì)算，讓很多學(xué)生望而生畏.很多化學(xué)方程式是經(jīng)過不斷實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的定律，但是當(dāng)前很多高中不具備實(shí)驗(yàn)條件，無法讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握化學(xué)方程式的原理.氧化還原反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)以后元素的氧化數(shù)量變化，其本質(zhì)是電子的得失或者共用電子的偏移，是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn).在解題過程中，還增加了離子共存、熱化學(xué)等內(nèi)容，增加了學(xué)習(xí)難度.在教學(xué)的時候，教師可以設(shè)置一定的情境.在上課前，教師通過網(wǎng)絡(luò)下載生活中經(jīng)常出現(xiàn)的氧化還原反應(yīng).在上課前，給學(xué)生設(shè)置問題：一個被咬過的蘋果，為什么隨著時間的推移，被咬的部分慢慢變黃？通過問題，讓學(xué)生開動腦筋，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力.教師可以通過動畫的效果，將蘋果變黃的過程展示給學(xué)生看.蘋果變黃是由于蘋果中含有大量的Fe2+和酚類物質(zhì)，當(dāng)蘋果中含有Fe2+與空氣中的氧化發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，F(xiàn)e2+直接轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+，而Fe3+本身的顏色就是黃色.通過設(shè)置情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)這門學(xué)科的魅力.化學(xué)是一門與生活息息相關(guān)的學(xué)科，讓學(xué)生在日常生活中去觀察生活或者大自然還有哪些氧化還原，通過學(xué)生不斷探索，讓學(xué)生進(jìn)一步了解氧化還原的特征和本質(zhì).通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生積極探索，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和欲望.

二、發(fā)揮學(xué)生主體地位

根據(jù)新課改的要求，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，樹立以生為本的教學(xué)理念，明確學(xué)生課堂主體的地位，讓學(xué)生化被動為主動學(xué)習(xí).氧化還原的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，也就是化合價的變化.所以在解題的時候，需要判斷氧元素的化合價高低變化，從而解決化學(xué)反應(yīng)過程中氧化劑被誰還原，哪一個元素被哪氧化、哪一個元素被還原.在課堂的時候，教師要充分發(fā)揮學(xué)生課堂主體地位.以硫元素為例，不同形態(tài)下的硫元素表現(xiàn)不同的特性，在0價下的硫元素處于中間價，既有氧化性，又有還原性.當(dāng)處于最低價態(tài)時，硫元素只有還原性，處于+6價位時，則只有氧化性，但是只有濃硫酸才具有強(qiáng)氧化性.氯氣也具有還原性和氧化性，比較氯氣和硫元素的氧化性強(qiáng)弱，在氧化還原反應(yīng)中，容易將兩者作為對比，并為學(xué)生提供四種答案進(jìn)行判斷：A.一般情況下硫元素為固體，氯氣為氣體.B.硫元素和單金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，硫元素被還原為-2價，氯氣還原為-1價.C.氯氣和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生產(chǎn)氯化鐵，硫元素和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)硫化亞鐵.D.將氯氣加入到硫化鈉溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后，得到硫單質(zhì).學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識對四個選項(xiàng)進(jìn)行判斷分析，根據(jù)學(xué)習(xí)的知識點(diǎn)，可以得知物質(zhì)的存在狀態(tài)和活潑性沒有關(guān)系，所以A選項(xiàng)基本可以排除；單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱是根據(jù)單質(zhì)中原子得到電子的難易程度，和電子數(shù)量無關(guān)，所以看可以排除B選項(xiàng)；氯氣和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以生成+3價Fe，硫元素和鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)只能生成+2價Fe，氯氣和硫元素都具有氧化性，但是氯氣的氧化性比硫元素強(qiáng)，因此C選項(xiàng)正確；氯氣和硫化鈉溶液發(fā)生置換反應(yīng)后，可以得到單質(zhì)，由此可以判斷出氯氣比硫元素活潑，所以D選項(xiàng)正確.化學(xué)元素周期表包括了七主族、七副族、VIII族和0族，真實(shí)反映了各種元素的特性和其他元素的關(guān)系，很多學(xué)生記不住化學(xué)元素周期表里面的內(nèi)容.通過比較分析讓學(xué)生認(rèn)識到非金屬單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱可以和變價金屬發(fā)生置換反應(yīng)、反應(yīng)難易程度進(jìn)行比較.通過學(xué)生對問題的比較分析，讓學(xué)生自己探究，在獨(dú)立思考過程中，進(jìn)一步加深理解.

三、小組合作 鞏固提升

針對一些學(xué)生解題中容易出現(xiàn)的錯誤，教師可以通過小組合作討論方式，幫助學(xué)生加深理解、補(bǔ)充和修正，得出正確、系統(tǒng)的結(jié)論，在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神.在學(xué)生學(xué)習(xí)用雙線橋法解決氧化還原反應(yīng)時，讓學(xué)生首先根據(jù)公式中元素的特點(diǎn)標(biāo)出化合價，然后計(jì)算出轉(zhuǎn)移的電子，并用箭頭表示變化的對象和方向，讓學(xué)生掌握電子能量守恒定律.化合價有升必有降，電子有得必有失.一個完整的氧化還原反應(yīng)，化合價的升高數(shù)量和降低數(shù)量比較相等，失去電子數(shù)量和得到電子數(shù)量相等.然而一種氧化劑同時遇到幾種還原劑的時候，氧化劑和哪一種還原劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng).比如FeBr2中通入Cl2，那么Cl2和FeBr2中的哪一種元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng).教師可以讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，讓學(xué)生自己進(jìn)行分析，然后得出Cl2先和Fe2+發(fā)生反應(yīng)，然后和Br-發(fā)生反應(yīng).在這個過程中，學(xué)生可以根據(jù)電子能量守恒定律，從而得出氧化還原高失氧、低得還的規(guī)律.

四、掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念

氧化還原反應(yīng)具有氧化性和還原性，通過氧化還原反應(yīng)化學(xué)原子降低化合價并發(fā)生還原反應(yīng)，得到還原產(chǎn)物；同時發(fā)生還原反應(yīng)以后，化學(xué)原子失去了電子化合價升高發(fā)生氧化反應(yīng)并得到氧化物.

A.NaCl、NaClO B.NaCl、NaClO3

C.NaClO3、NaClO4D.NaClO、NaClO3

解答方案根據(jù)題目中已知的條件，可以發(fā)現(xiàn)氯的化學(xué)價從+1價轉(zhuǎn)化為-1價和+5價，氧化還原反應(yīng)中的化合價處于這兩種產(chǎn)物的中間，也就是NaClO2中氯的化合價是+3，那么這兩種產(chǎn)物氯的化合價則是-1價和+5價.選項(xiàng)A中NaCl、NaClO 的化合價分別為-1價、+1價；B選項(xiàng)NaClO、NaClO3的化合價為-1價和+5價，所以答案B正確；C選項(xiàng)兩種化合價氯氣的化合價為+5價和+7價，所以答案錯誤；D選項(xiàng)的化合價是+1價和+5價,但是并不是氧化還原最終的化合價，化合物還將繼續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng).

綜上所述，在高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)解題過程中，學(xué)生容易忽視了氧化還原的本質(zhì)就是電子的轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致題目解答錯誤.因此，在解題的時候，必須根據(jù)化合物的特性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)以后得到什么樣的產(chǎn)物，是否還繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，從而判斷化合價.