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      氧化還原反應(yīng)教學(xué)探析

      2018-01-05 21:54:50劉恒軍
      廣西教育·B版 2017年7期
      關(guān)鍵詞:教學(xué)探析氧化還原反應(yīng)高中化學(xué)

      劉恒軍

      【摘 要】本文從討論、演示、闡述和比較四種方法著手,探析氧化還原反應(yīng)教學(xué)的四種策略。

      【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 氧化還原反應(yīng) 教學(xué)探析

      【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

      【文章編號】0450-9889(2017)07B-0111-02

      氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)中的一個重點,這部分內(nèi)容的邏輯系統(tǒng)性非常強,因此總的教學(xué)策略還是循序漸進。好的方法是高效率教學(xué)的保證。下面論述氧化還原反應(yīng)的四種教學(xué)方法,供同行參考。

      一、用討論法,看價數(shù)升降

      氧化還原反應(yīng)是一種統(tǒng)稱,實際上是包含氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩種類型,而且氧化和還原又是同時存在的,有被氧化的物質(zhì)也有被還原的物質(zhì),因此,氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)是同時發(fā)生的。對于初學(xué)者來說,把握到重點即可,即能夠判斷出化學(xué)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)即可。我們判斷一個反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),有一個硬性而且簡單的方法,那就是觀察反應(yīng)中元素的化合價是否發(fā)生改變,有改變則有氧化還原反應(yīng)發(fā)生,無改變則沒有氧化還原反應(yīng)發(fā)生?;蟽r是一種元素的一個原子與其他元素的原子發(fā)生化合反應(yīng)時表現(xiàn)出來的一種性質(zhì),具體的衡量標(biāo)準(zhǔn)是看每個原子在化合反應(yīng)中得失電子的數(shù)量。如果一個反應(yīng)中,所有元素的化合價在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化,那么這個反應(yīng)過程就不是氧化還原反應(yīng)。例如:

      Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

      我們觀察到 Fe 在反應(yīng)前為單質(zhì),化合價為 0,在反應(yīng)后則出現(xiàn)在了 FeSO4 中。我們知道 SO42- 是一個常見的離子團,其化合價為 -2,因此可以判斷出在 FeSO4 中鐵離子顯 +2 價,這樣就可以看出鐵元素在反應(yīng)前后化合價從 0 變成了 +2,發(fā)生了變化,可以得出結(jié)論,此反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。

      討論法源于判斷標(biāo)準(zhǔn),如果符合判斷標(biāo)準(zhǔn),那么即可得出唯一的結(jié)論。對氧化還原反應(yīng)的判斷,需要這樣一個討論的過程,在此過程要進行辯證思考,以化學(xué)的思維判別氧化還原反應(yīng)。

      二、用演示法,看電子轉(zhuǎn)移

      化學(xué)這一學(xué)科與化學(xué)物質(zhì)有著很深的聯(lián)系,尤其是物質(zhì)的微觀層面。氧化還原反應(yīng)則更是如此,與原子中的電子息息相關(guān)。為了直觀地展示氧化還原反應(yīng)的過程,我們可以采用演示法,來表示其中的電子轉(zhuǎn)移情況,探究氧化還原反應(yīng)的前因后果。

      前文所述的討論法中,學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識到了氧化還原反應(yīng)的特征,即為化合價的變化。那么進一步通過演示法,學(xué)生就能掌握化合價是如何變化的。以鈉與氯氣反應(yīng)為例,化學(xué)式如下:

      通過反應(yīng)前后的比較,我們發(fā)現(xiàn)鈉的化合價從 0 變?yōu)榱?+1,氯的化合價從 0 變?yōu)?-1,這表明該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)。那么化合價的變化是通過什么來實現(xiàn)的呢?在課上,筆者通過一個 flash 動畫來進行演示。鈉原子和氯原子分別用原子模型來表示,這樣二者的主要特征便一目了然,鈉原子最外層電子只有 1 個,而氯原子最外層電子有 7 個。從原子的理論上來講,一般最外層電子達到 8 個的時候是穩(wěn)定的狀態(tài)。如果最外層電子數(shù)過少或者接近 8 個的時候就是處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。而鈉原子和氯原子就是這樣的不穩(wěn)定狀態(tài),這兩個原子“注定”是要發(fā)生氧化還原反應(yīng)的。那么最后的結(jié)果是,容易失去電子的鈉原子將最外層的一個電子轉(zhuǎn)移到了容易得電子的氯原子身上,從而實現(xiàn)了化合價的改變。這一過程我們可以用“雙線橋法”來表示,如圖所示。通過“雙線橋法”表示各原子中電子的得失情況,就能簡單明了地判斷所發(fā)生的反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)。

      通過演示的過程,我們發(fā)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)其實是電子的轉(zhuǎn)移,這也揭示了原子的穩(wěn)定狀態(tài)、常見價態(tài)以及最外層電子數(shù)之間的關(guān)系。演示法作為一種經(jīng)典的教學(xué)方法,在氧化還原反應(yīng)的教學(xué)中具有重要地位。

      三、用闡述法,進行深化概念

      氧化還原反應(yīng)中涉及的概念也很多,對概念的掌握則是更深層次的要求。在了解氧化還原反應(yīng)的大致原理之后,一些細(xì)節(jié)上的概念問題需要進行進一步闡述,以深化學(xué)生對概念的理解,這是完成教學(xué)的關(guān)鍵一步。

      通過討論法和演示法,學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的外部特征“化合價的變化”和內(nèi)部本質(zhì)“電子的轉(zhuǎn)移”有了一定的認(rèn)識,那么下一步的目標(biāo)就是要對氧化還原反應(yīng)中的“成員”進行概念上的定義,諸如氧化劑與還原劑、氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物、氧化性與還原性這些既是對立又是統(tǒng)一的概念,要進行進一步理解和掌握。以海水中溴的提取為例,反應(yīng)式如下:

      仍然是采用分析化學(xué)價的方法,氯原子的化合價從 0 降到了 -1,化合價降低了,這樣的化學(xué)物質(zhì)就稱之為氧化劑,它發(fā)生的反應(yīng)稱之為還原反應(yīng),最后得到的產(chǎn)物(KCl)為還原產(chǎn)物。相對應(yīng)的,溴原子的化合價從 -1 升到了 0,化合價升高,在反應(yīng)中它是還原劑,發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng),最后的產(chǎn)物(Br2)為氧化產(chǎn)物。乍一看這個說法有點混亂,但是仔細(xì)一想,其中的邏輯是正確的,記憶起來也不是很困難。我們以“反應(yīng)”為中心來進行闡述,我們可以認(rèn)為“氧化”和“還原”是兩個極端,而氧化還原反應(yīng)則是轉(zhuǎn)化這兩種反應(yīng)的過程。氧化反應(yīng)描述的是化合價升高的反應(yīng),那么這個反應(yīng)過程就對應(yīng)著“從還原極端變成氧化極端”的過程,因此氧化反應(yīng)之前的物質(zhì)叫做還原劑,反應(yīng)之后的物質(zhì)就叫做氧化產(chǎn)物。如此一個闡述過程,氧化還原反應(yīng)中的各項概念就明確了。

      闡述法的意義在于通過邏輯分析的方法向?qū)W生講解氧化還原反應(yīng)的原理。通過闡述,教師可以將正確的邏輯方法傳達給學(xué)生,讓學(xué)生能夠明白其中的原理,從而為自身的知識積累做準(zhǔn)備。

      四、用比較法,以拓展視野

      在高中的學(xué)習(xí)中,說起氧化還原反應(yīng),一般指的是無機化學(xué)范疇中的內(nèi)容,但是在有機化學(xué)中同樣也存在氧化還原反應(yīng)。對兩種氧化還原反應(yīng)進行有效的比較,可以為學(xué)生展現(xiàn)一種類比推理的學(xué)習(xí)思路,使學(xué)生視野更加開闊。

      有機氧化還原反應(yīng)與無機化學(xué)反應(yīng)的區(qū)別在于化學(xué)反應(yīng)的分類上,有機氧化還原反應(yīng)屬于有機物參與的反應(yīng),而無機化學(xué)反應(yīng)則是沒有有機物參與,其中的區(qū)別僅此而已。二者共同之處則是同為氧化還原反應(yīng),實際上都具有化合價升降的特點。將有機氧化還原反應(yīng)納入氧化還原反應(yīng)的體系中,對有機反應(yīng)的配平有著重要的意義。例如配平下式:

      通過有機氧化還原反應(yīng)與無機氧化還原反應(yīng)的比較,我們可以發(fā)現(xiàn)有機化學(xué)反應(yīng)同樣可以采取無機反應(yīng)中的方法來進行配平,這對于“大串”的有機反應(yīng)方程式有些膽怯的同學(xué)來說,是一種好的方法。

      綜合來說,氧化還原反應(yīng)是一個經(jīng)典的化學(xué)問題,可以全面鍛煉學(xué)生的化學(xué)能力。通過對氧化還原反應(yīng)的一系列深度探究,學(xué)生在這個過程中也能夠完善知識技能,對教師的教學(xué)效果來說也是很好的促進。

      【參考文獻】

      [1]王素珍.基于新課程的氧化還原反應(yīng)教學(xué)策略[J].數(shù)理化學(xué)習(xí),2014(6)

      [2]李貝貝.氧化還原反應(yīng)教學(xué)中體現(xiàn)化學(xué)觀念的行動研究[J].山西師范大學(xué)學(xué)報,2013(2)endprint

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