新課改下氧化還原反應教學設計

連彥明

新課改下氧化還原反應教學設計

連彥明

氧化還原反應貫穿于中學化學教學始終，是眾多化學知識的靈魂所在，也是歷年各地高考試題中的熱點問題。考試大綱對氧化還原反應知識提出明確的要求：理解氧化還原反應，了解氧化劑和還原劑等概念；掌握重要氧化劑、還原劑之間的常見反應；能判斷氧化還原反應中電子轉移的方向和數目，并能配平反應方程式。筆者認為新課改下應從4個方面進行氧化還原反應教學。

1 理解氧化還原反應的概念

中學化學將有電子轉移（得失或偏移）或有元素化合價升降的化學反應稱為氧化還原反應。化合價升降是氧化還原反應的特征，電子轉移則是氧化還原反應的本質所在。

1.1 氧化還原反應與4種基本反應類型的關系

化合、分解、置換、復分解等4種基本反應類型與氧化還原反應有區別，也有聯系：置換反應全部屬于氧化還原反應，復分解反應全部屬于非氧化還原反應，而化合、分解反應中的一部分屬于氧化還原反應。有的反應如3CO+Fe2O3＝＝ 2Fe+3CO2是氧化還原反應，卻不屬于4種基本反應類型；而有單質參加或生成的反應也不全是氧化還原反應，如3O2＝＝ 2O3屬于非氧化還原反應。

1.2 氧化還原反應中幾個重要概念之間的聯系

氧化劑在反應中得電子（或電子偏向），使元素化合價降低，物質表現氧化性，自身被還原，發生還原反應，所得產物是還原產物。還原劑在反應中失電子（或電子偏離），使元素化合價升高，物質表現還原性，自身被氧化，發生氧化反應，所得產物是氧化產物。

2 常見的氧化劑、還原劑及其氧化性、還原性強弱判斷

2.1 常見的氧化劑、還原劑

常見的氧化劑有：活潑的非金屬單質，如Cl2、Br2、O2；元素處于高價時的氧化物、含氧酸、鹽等，如MnO2、HNO3、KMnO4；部分過氧化物，如Na2O2、H2O2。常見的還原劑有：活潑的金屬單質，如Na、Al、Mg；某些非金屬單質，如H2、C、Si；元素處于低價時的氧化物、酸、鹽等，如SO2、H2S、FeSO4。

2.2 氧化性、還原性強弱判斷

1）根據氧化還原反應方程式。在同一反應中，氧化劑的氧化性強于氧化產物，還原劑的還原性強于還原產物。

2）依據活動性判斷。在金屬活動順序表中，從左至右金屬單質的還原性逐漸減弱，金屬陽離子的氧化性逐漸增強。在元素周期表中，一般情況下同主族元素，從上至下，非金屬單質的氧化性逐漸減弱，對應陰離子的還原性逐漸增強；金屬單質還原性增強，對應陽離子氧化性減弱。同周期主族元素，從左至右，非金屬單質的氧化性逐漸增強，對應陰離子的還原性逐漸減弱；金屬單質還原性減弱，對應陽離子氧化性增強。

3）根據電化學反應。在原電池中，作負極的金屬還原性一般來說比作正極的金屬還原性強；在電解池中用惰性電極電解混合溶液時，陰極上先放電的陽離子氧化性較強，在陽極上先放電的陰離子還原性較強。

4）根據物質中元素的化合價。一般來說，同種元素的化合價越高，物質的氧化性越強；化合價越低，物質的還原性越強。

5）根據反應的條件、難易程度、產物價態判斷。如根據Na、Mg、Al與水反應的難易，判斷還原性Na＞Mg＞Al；根據F2、Cl2、Br2、I2與H2反應的條件以及生成物的穩定性，判斷氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2；根據Fe分別與S、O2和Cl2反應的產物FeS、Fe3O4、FeCl3中鐵元素的價態，判斷氧化性S＜O2＜Cl2。

6）根據溶液的濃度、反應溫度、溶液酸堿性判斷。如MnO2能氧化濃HCl卻不能氧化稀HCl，說明還原性濃HCl＞稀HCl；Cu在加熱條件下能與濃H2SO4反應，常溫下卻不能反應，說明濃H2SO4溫度越高氧化性越強；Fe2+和NO3-在中性溶液中不反應，在酸性溶液中反應，說明酸性條件下NO3-氧化性增強。

3 氧化還原反應方程式的配平

1）氧化還原反應方程式通常根據化合價的升降、電子得失相等來配平。

2）缺項配平。某反應物或生成物的化學式未寫出，它們一般為水、酸、堿等，要先配平含變價元素物質的化學計量數，再通過比較反應物與生成物，觀察增減的原子或離子數確定未知物，并配平。

3）有機物參與的氧化還原反應配平。可采用平均化合價法先確定C的化合價，一般H為+1價，O為-2價，N為-3價，X為-1價。

4 氧化還原反應的基本規律

1）先強后弱規律。一種氧化劑與多種還原性物質反應時，首先與還原性較強的物質反應；同理，還原性物質與多種氧化性物質反應時，首先與氧化性較強的物質反應。利用此規律，可判斷物質反應的先后順序及進行有關反應的定量分析及計算。

2）歸中規律。指含不同價態同種元素的物質間發生氧化還原反應時，該元素的化合價的變化一定遵循“高價+低價→中間價”，而不會出現交錯現象。如反應H2S+H2SO4→S+SO2+H2O（未配平）中氧化產物、還原產物分別為S、SO2，而不是SO2、S。反應KClO3+6HCl＝＝KCl+3Cl2+3H2O中氧化產物與還原產物的物質的量之比為5:1，而不是3:1。

3）電子得失相等規律。在氧化還原反應中，還原劑失去電子的總數等于氧化劑得到電子總數，此規律是配平氧化還原反應方程式的重要依據，也是進行氧化還原反應有關計算的關鍵。

氧化還原反應涉及面廣，復雜多變，需要在學習中不斷積累更多的氧化還原反應并熟練掌握有關元素化合物的性質，以不變應萬變，最終達到靈活運用氧化還原反應知識的目的。

（作者單位：河北省涉縣第一中學）