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高中化学教学中关于氧化还原反应方程式配平问题的分析

发表时间：2020/6/23 来源：《基础教育参考》2020年6月作者：巴哈尔古·吾斯曼

[导读] 高中化学教学中，关于氧化还原反应相关知识点的教学，除了要求学生掌握氧化还原反应中电子转移与元素化合价的升降之间的关系，以及氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的区分之外，还要求学生掌握配平氧化还原反应的原理和方法，进而掌握未知氧化还原反应方程式配平的技巧，以应对高考所涉及到的氧化还原反应方程式的配平及书写问题。然而未知氧化还原反应方程式的配平或书写每年高考中都会涉及到的考点，由于肉眼无法看到电子转移

巴哈尔古·吾斯曼    巴楚县色力布亚镇中学
摘要:高中化学教学中，关于氧化还原反应相关知识点的教学，除了要求学生掌握氧化还原反应中电子转移与元素化合价的升降之间的关系，以及氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的区分之外，还要求学生掌握配平氧化还原反应的原理和方法，进而掌握未知氧化还原反应方程式配平的技巧，以应对高考所涉及到的氧化还原反应方程式的配平及书写问题。然而未知氧化还原反应方程式的配平或书写每年高考中都会涉及到的考点，由于肉眼无法看到电子转移这个给过程，因此这部分知识点的学习，对学生来说无疑是一个难点。为了让学生做到学以致用，教师合理运用各种教学方法，使学生将教材中所学的基本知识和未知氧化还原反应方程式的配平练习相结合，同时要注重学生知识水平的提升，力求做到活学活用，以及培养学生分析问题和解决问题的能力。笔者根据多年教学经验和高三年级化学辅导经验，对高中化学教学中的氧化还原反应方程式的配平方面的问题做了以下分析。
关键词：高中化学教学氧化还原反应电子转移化合价的升降
        引言
        高中化学教学的特点是逻辑性较强，而且抽象性知识居多，而且这类知识点学生不容易理解，容易分不清或者混为一谈，这对学生完成高中学业造成一定的困扰。对于氧化还原反应相关知识点而言，虽然氧化剂、还原剂，氧化产物、还原产物的区分不是难点，但是未知氧化还原反应方程式的书写就是最难解决的问题。
        1.氧化还原反应的判断
        学生刚上高一，就学习氧化还原反应相关知识点。更新了脑子里面对氧化还原反应的定义，即从初中所学到的得氧失氧角度分析氧化还原反应过渡到从元素化合价的升降角度重新认识氧化还原反应，进而从电子转移角度分析氧化还原反应。由于不是所有的氧化还原反应都是有氧的参加，因此通过相关例子，让学生自己观察并发现初中所学的知识确实是比较片面的。教学过程中教师要灵活运用各种教学方法让学生自己引出新的定义：氧化还原反应是反应前后有元素化合价升降的反应，这里面化合价的升降变化是由电子转移导致的。虽然电子的转移情况是肉眼看不到的，但是反应前后元素化合价的变化还是非常明显而且可以观察到的。因此，某一个反应是不是氧化还原反应一般看反应前后有无元素化合价的变化即可。化合价有变化，那就是氧化还原反应，如果没有化合价的变化，就不是氧化还原反应。
        2.电子转移和化合价变化之间的关系
        反应前后元素化合价的变化是氧化还原反应的特征（或表现），而电子转移（电子的得失或共用电子对的偏移）是其本质（或实质）。反应中有元素失去电子，则该元素的化合价会升高，失去几个电子，化合价就升高几个单位；如果反应中有元素得到电子，则该元素的化合价会降低，得到几个电子，就降低几个单位。在教学中为了让学生记住氧化反应和还原反应与电子转移之间的关系，教师可以引出好记的口诀，促进学生的记忆。如：升、失、氧；降、得、还。即；化合价升高，是因为失电子，发生氧化反应，化合价降低，则因为得电子，发生还原反应，但前提当然是在教学过程中先让学生理解其中的因果关系[1]。
        3.氧化性与还原性的强弱关系
        氧化还原反应中还原剂失电子，元素化合价升高，被氧化生成氧化产物；氧化剂则得到电子，元素化合价降低，被还原生成还原产物。氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物[2]。如果不符合这个原理，那么这个氧化还原反应是不能发生的。一般氧化剂和还原剂都是在反应物中出现，在方程式的左边，而氧化产物和还原产物则在方程式的右边。

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所以氧化还原反应也跟“强酸制弱酸”一样，同样符合由“强”的制出“弱”的这个反应原理。因此可以说，方程式左边的要强于右边的，但是注意，氧化剂与氧化产物对比其氧化性的强弱，而还原剂要与还原产物对比其还原性的强弱。
        4.氧化还原反应方程式的书写与配平原理
        学生在高中化学学习中陆陆续续学到了质量守恒、原子守恒、电子守恒、电荷守恒，物料守恒，质子守恒等关系。其中氧化还原反应方程式配平的关键就是电子守恒，即该反应过程中得到的总电子数等于失去的总电子数，再结合原子守恒，可以配评出任何一个氧化还原反应方程式，甚至是高考中出现的，学生教材上没学过，未知的氧化还原反应也可以配平出来。教学过程中，教师要注重以教材上的氧化还原反应为例，教学生怎么配平氧化还原反应方程式的同时，也要适当拓展教学内容，教学生如何配平未知的氧化还原反应。即使遇到没学过的，没见过的氧化还原反应，也不要慌，结合学过的知识点，一步步去分析，也可以配评出来[3]。
        5.氧化还原反应方程式配平过程中易错点分析
        高中化学教学中氧化还原反应的常见类型除了歧化反应和归中反应之外，也有多种元素化合价发生变化的反应。歧化反应就是反应中同种元素化合价既有升高，也有降低的反应，即同一种元素的化合价向两边散开；而归中反应与歧化反应刚好相反，同一种元素化合价向中间靠拢。在配平氧化还原反应方程式过程中，首先要区分要配平的反应到底属于以上三个类型当中的哪一个。配平中，最容易出现的错误是，反应中误以为只要是参加反应的氧化剂都是得到电子的，其实参与反应的氧化剂不一定都体现其氧化性，也有可能一小部分氧化剂反应前后元素化合价不会发生变化，也就是没有得到电子。例如铜和浓硝酸的反应，Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2(气体)+2H2O，其中氧化剂为HNO3，还原剂为Cu，虽然氧化剂和还原剂的物质的量之比为4：1，但是4摩尔HNO3中有2摩尔是得到电子体现其氧化性，而另外2摩尔HNO3在反应中没有得到电子。可见，方程式右边有2摩尔N元素在生成物Cu(NO3)2中还是以+5价的形式存在，反应前后化合价没有变化，体现的是HNO3的酸性。显而易见，在该反应中HNO3的一半体现其氧化性，得电子，被还原生成还原产物NO2，而有一半HNO3体现其酸性，化合价没有发生变化。参加反应的还原剂亦是这个原理。所以实际氧化还原反应方程式配平训练中，一定要让学生引起注意，以防在配平过程中出现错误。另外一个易错点，就是在多种元素化合价升高或降低的氧化还原反应中，发现一种元素化合价升高，以为失电子的元素仅此而已，后面导致配平不出来或配平错误。所以遇到这样的问题，首先一定要找准化合价发生变化的每一个元素并标注相应的化合价，再用双线桥表示电子转移情况，结合电子守恒和原子守恒，使得到的总电子数等于失去的总电子数，从而配评出反应方程式。
        结语
        总之，高中化学教学中氧化还原反应方程式的配平在整个高中化学教学中既是重点又是难点。该部分内容的学习，对金属元素及其化合物、非金属元素及其化合物、元素周期表和元素周期律、选修部分中要学的原电池和电解池相关知识点的学习及高考中未知氧化还原反应方程式的书写与配平，都是至关重要。因此，学生一定要牢牢掌握氧化还原反应方程式的配平，同时要注意易错点。教学过程中，教师灵活运用各类教学方法，结合学生的实际水平，注重拓展知识面，做好从教材上的基本知识到高考真题中相关题型的过渡，以强化学生对该部分内容的理解与掌握，从而提升学生的化学素养。
参考文献
[1]盛恽博.氧化还原反应教学设计研究[J].吉林省教育学院学报,2019,35(10):135-138.
[2]周训琼.氧化性、还原性相对强弱的判断[J].贵州教育学院学报(自然科学),2004(02):78-80.
[3]刘绪峰.物质氧化-还原性及氧化-还原方程式的配平[J].湖北大学成人教育学院学报,2001(05):76-77.