高升國

摘要：據(jù)新課程教育教學(xué)理念，針對氧化還原反應(yīng)教學(xué)中遇到的問題，太極圖的陰陽思想來解釋氧化還原反應(yīng)概念對及相互關(guān)系，應(yīng)用太極圖指導(dǎo)氧化還原反應(yīng)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：太極圖 氧化還原反應(yīng) 教學(xué)

【分類號】G633.8

一、氧化還原反應(yīng)對于中學(xué)化學(xué)的意義

它是中學(xué)化學(xué)重要知識，也是重點(diǎn)和難點(diǎn)知識之一，貫穿于高中化學(xué)教學(xué)，將物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、定性定量分析以及能量轉(zhuǎn)化等知識串聯(lián)起來，是歷年高考中的高頻率考點(diǎn)。

二、氧化還原反應(yīng)教學(xué)中的幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

1.學(xué)生對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)認(rèn)識不到位。2.大部分學(xué)生僅對“升失氧，降得還”機(jī)械記憶，分析問題時(shí)只用這六個(gè)字推導(dǎo)，應(yīng)用時(shí)經(jīng)常思考很久，卻常出錯(cuò)。3.氧化還原反應(yīng)中概念對多又不具體，學(xué)生在使用時(shí)易混淆。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)理解好七大概念對。

三、太極圖與氧化還原反應(yīng)教學(xué)

如何正確理解氧化還原反應(yīng)中的七大概念對并加強(qiáng)對概念對的理解與應(yīng)用，筆者在化學(xué)教學(xué)中嘗試用太極圖形象地去分析和解釋氧化還原反應(yīng)，以利于學(xué)生理解與應(yīng)用。 如圖1示

3.1太極圖是我國古代哲學(xué)家智慧的結(jié)晶，表述陰陽思想，能解釋氧化還原反應(yīng)。

（1）太極生兩儀即陰陽，陰（黑）為地（下），表示物質(zhì)有還原性，陰魚的小尾（弱），表示還原性弱，陰魚的大頭（強(qiáng)），即為太陰（陰至極）表示還原性強(qiáng)，即還原性：A（還原劑）>D（還原產(chǎn)物）。陽（白）為天（上），表示物質(zhì)有氧化性，陽魚的小尾（弱），表示氧化性弱，陽魚的大頭（強(qiáng)），即為太陽（陽至極），表示氧化性強(qiáng)，即氧化性：B（氧化劑）>C（氧化產(chǎn)物）。

（2）太極圖從左往右為陽小尾到陽大頭以及陰的大頭到陰小尾的遞變。表示在元素周期表中同一周期從左往右，原子電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多，非金屬性（即氧化性）：弱→強(qiáng)，金屬性（即還原性）：強(qiáng)→弱。也表示非金屬的氧化性與陰離子放電順序、金屬活動順序與陽離子放電順序的遞變。

（3）太極圖按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則陰極陽生，在圖1中是A轉(zhuǎn)化成C，表示為A↑C，向上的箭號既表示從下到上的位置的升高，表示化合價(jià)的升高，即還原劑（陰極）失電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化產(chǎn)物（陽生），失電子可理解為失陰，即陽生。陽極陰生，在圖1中是B轉(zhuǎn)化成D，表示為B↓D，向下的箭號既表示從上到下的位置降低，表示化合價(jià)的降低，即氧化劑（陽極）得電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，生成還原產(chǎn)物（陰生），得電子可理解為得陰，即陰生。

（4）太極圖中陽魚和陰魚的大頭處均有對方的屬性的魚眼，表示含中間價(jià)態(tài)元素的物質(zhì)（如：S、SO2、Fe2+等）有氧化性和還原性，也表示為氧化性強(qiáng)到極致時(shí)也是弱還原性的開始。如在元素周期表中，以第17.18.19號元素為例，Cl的氧化性強(qiáng)到極致，原子最外層電子數(shù)變化，由Cl的7個(gè)經(jīng)Ar的8個(gè)過渡到K的1個(gè)，而K只有還原性。

（5）太極圖的對稱性，黑白即陰陽兩部分以“S”線相隔，并且在同一個(gè)圓中，體現(xiàn)出氧化還原反應(yīng)中氧化劑和還原劑，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。它們不能單獨(dú)存在而是相互依存。

3.2應(yīng)用太極圖解氧化還原反應(yīng)試題的方法

圖1中A填含化合價(jià)升高的元素的物質(zhì)，C填含化合價(jià)升高后的元素的物質(zhì)，B填含化合價(jià)降低的元素的物質(zhì)，D填含化合降低后的元素的物質(zhì)，標(biāo)明化合價(jià)，再填E、F、G、H。準(zhǔn)確填好圖1中8個(gè)空，氧化還原反應(yīng)中的七大概念對就一目了然。進(jìn)行配平以及相關(guān)計(jì)算時(shí)結(jié)合三大守恒關(guān)系，條理清晰，事半功倍。引導(dǎo)學(xué)生制作圖1的卡片，使用時(shí)用鉛筆填寫A→H這8個(gè)空，用畢擦除，即可重復(fù)使用，在不斷使用中熟能生巧，在訓(xùn)練中理解氧化還原反應(yīng)的七大概念對及其本質(zhì)。

3.3太極圖在氧化還原反應(yīng)解題中的應(yīng)用

[例]二氧化氯（ClO2）是高效、低毒的消毒劑。（1）工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。（2）實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：

[分析]：（1）KC1O3中Cl為+5價(jià)， Na2SO3中S為+4價(jià)，ClO2中Cl為+4價(jià)，依據(jù)電子守恒，則反應(yīng)后生成物中S應(yīng)為+6價(jià)，即有Na2SO4，依據(jù)化合價(jià)升降填寫圖1中的A→H這8個(gè)空， A為Na2SO3，B為KC1O3，C為Na2SO4，D為ClO2，E為2，F(xiàn)為1，G為2，H為1，依據(jù)電子守恒，則F和H均改為1×2，B改為2KC1O3，D改為2ClO2，所以該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2：1；（2）①反應(yīng)物為NH4Cl（N為-3價(jià)，H為+1價(jià)，Cl為-1價(jià)）和HCl（H為+1價(jià)，Cl為-1價(jià)），生成物為H2（H為0價(jià)）和NCl3（N為-3價(jià)，Cl為+1價(jià)），依據(jù)化合價(jià)升降填寫圖1中的A→H這8個(gè)空，A為3HCl，B為2HCl，C為NCl3，D為H2，E為6，F(xiàn)為2，G為6，H為2，依據(jù)電子守恒，則B改為6HCl，D改為3H2，F(xiàn)改為2×3，H改為2×3，依據(jù)質(zhì)量守恒，化學(xué)方程式可寫為NH4Cl+9HCl=NCl3+3H2+7HCl，消去7HCl，即為NH4Cl+2HCl=NCl3+3H2（條件為通電）。②由圖1所填情況直接可得出1molNCl3對應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子。

對復(fù)雜氧化還原反應(yīng)（如多種化合價(jià)升或降）的配平或相關(guān)計(jì)算，只要根據(jù)實(shí)際情況，在A→C或B→D一側(cè)再增加一變化情況即可用相同的方式進(jìn)行解題。

[參考文獻(xiàn)]：

1.嚴(yán)立興. 田字格模型-氧化還原反應(yīng)的有效教學(xué)分析模型.《化學(xué)教育》 2011.8

2.2015年高考化學(xué)試卷（全國2卷）endprint