高中化學“氧化—還原反應”教學探究

黃秀琴

“氧化—還原反應”既是高中化學的重點又是難點。因為在中學化學中的基本概念、基礎理論知識中，“氧化—還原反應”占有極其重要的地位，它貫穿于中學化學教材的始終。在中學化學中學生要學習到許多重要元素及其化合物的知識，學生只有真正掌握“氧化—還原反應”的基本概念，才能準確理解其反應的實質。這將直接影響著學生的化學學習效果。

一、“氧化—還原反應”教與學存在的問題

1.教師教學方法的問題

在“氧化—還原反應”的教學中，教師們認為“氧化—還原反應”是高中化學知識重中之重，這是毋庸置疑的，但是在課堂教學中，所采用的教學方法單一，以講授法為主，一味地向學生灌輸相關知識。即從初中學習的基礎上，得氧失氧講到化合價升降的表面現象，缺乏對學生的引導，學生只是追著老師講課埋頭寫筆記，所學的知識只靠教師傳授，課堂上沒有給學生充足的時間和活動的空間，學生在課堂上只是一個被動接收者。因此，教師在教學中要充分發揮學生的主觀能動性，通過對學生引導、啟發、鼓勵，讓學生自己認真分析總結得出結論。并通過有針對性的練習，使學生掌握并鞏固所學知識。

2.學生的學習中存在的問題

高中“氧化—還原反應”是從微觀角度闡述的，學生學習有一定難度，學生的知識基礎只是對初中“氧化—還原反應”認識，很難從電子轉移的微觀層面對“氧化—還原反應”本質的認識，只能從化合價的角度來認識“氧化—還原反應”，因此對所學知識存在模糊認識。學生對化學的學習雖說有一定難度，但通過對初中化學的學習，有了一定的基礎，學生具備了一定的分析問題的能力，所以，教師在教學中對知識的傳授要注意前后銜接，以舊引新，激發學生學習的積極性，養成良好的學習習慣，掌握正確的學習方法。

二、“氧化—還原反應”的本質特征及相關概念的辯證關系

1.“氧化—還原反應”的本質特征。

學生在初中學習“氧化—還原反應”，僅是以得氧、失氧的觀點，初步認識了“氧化—還原反應”。到了高中以后，學生接觸到的許多化學反應就不能用得氧、失氧的觀點來解釋，學生自然就感到疑惑。例如，鈉在氯氣中燃燒（2Na+Cl■■2NaCl），表面看上去沒有得氧、失氧，用得氧、失氧的觀點無法解釋；又如，碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳（C+O■■CO■），看上去似乎只有碳得到氧，發生了氧化反應，那么什么物質失去了氧呢？誰又被還原了呢？用得氧、失氧的觀點不能自言其說；再如，氫氣還原氧化銅生成銅和水的反應（H■+CuO■Cu+H■O），其中氧元素的化合價在反應前后沒有變化（-2價），而銅和氫的化合價發生了變化（銅由+2價變為0價，氫由0價變為正1價）。因此，用得氧、失氧的觀點解釋高中化學的“氧化—還原反應”是不全面、不確切的。在“氧化—還原反應”中元素化合價的升高與降低，是相輔相成的。在化學反應前后，只要有元素價態變化的反應，就屬于“氧化—還原反應”。這是判斷“氧化—還原反應”的依據。由于“氧化—還原反應”中元素化合價數值與正負與該元素的一個原子得失電子數目或形成共用電子對數目及電子對偏移狀況有關，因此“氧化—還原反應”的本質就是電子轉移。

2.“氧化—還原反應”的相關概念的辯證關系。

氧化反應、還原反應；氧化劑、還原劑；氧化性、還原性；氧化產物、還原產物，是氧化還原反應中的4對重要的基本概念，學生正確理解它們之間的聯系與區別，是學好“氧化—還原反應”知識的基礎。因此，教師在教學中要積極引導學生主動參與教學的全過程過程，學生積極開動腦筋，把握“氧化—還原反應”的各概念之間的辯證關系，從而自主構建以電子得失、化合價升降為判斷依據的氧化還原反應的知識體系。

（1）氧化反應、還原反應。在化學反應中，物質失去電子（相應元素化合價升高）的反應就是氧化反應（或稱“被氧化”）；物質得到電子（相應元素化合價降低）的反應就是還原反應（或稱“被還原”）。在一個化學反應中有物質發生氧化反應，必定有物質發生還原反應，這是相輔相成的。

（2）氧化劑、還原劑。在一化學反應中得到電子的物質（元素化合價降低的物質）稱為氧化劑；失去電子的物質（元素化合價升高的物質）稱為還原劑。在“氧化—還原反應”中電子是從還原劑轉移到氧化劑。要特殊強調的是在“氧化—還原反應”中，氧化劑、還原劑指的是反應物，二者必定同時存在，氧化劑、還原劑既可以存在不同種反應物中，又可以存在同一物質中。兩者既是對立的又是統一的。

（3）氧化性、還原性。在一化學反應中，氧化劑奪得電子的性質稱為氧化性；還原劑失電子的性質稱為還原性。所謂氧化劑的強弱，就是指它的氧化性強弱；所謂還原劑的強弱，就是指它的還原性的強弱。

（4）氧化產物、還原產物。這是針對生成物而言的。還原劑失去電子被氧化后的生成物稱為氧化產物；氧化劑得到電子被還原后的生成物稱為還原產物。

三、“氧化—還原反應”教學思路

1.通過復習初中“氧化—還原反應”的相關知識，滲透對立統一的辯證唯物主義基本觀點。

學生學習初中化學時，從得氧、失氧的角度了解了“氧化反應”、“還原反應”，即物質得到氧就是氧化反應，物質失去氧就是還原反應。通過分析典型的“氧化—還原反應”H■+CuO■Cu+H■O，引導學生分析：CuO失去氧變成Cu單質，發生了還原反應；與此同時，H■結合了O生成H■O，發生了氧化反應，也就是說CuO變成Cu的同時，H■變成H■O，所以“氧化反應”和“還原反應”是對立統一不可分開的，因此，就把這種類型的反應稱為“氧化—還原反應”。通過引導使學生明白“氧化反應”和“還原反應”是同一化學反應的兩個方面，相互依存既對立又統一。由此，在教學中滲透辯證唯物主義思想教育。

2.運用初中已有的相關知識，采用類比的方法，得出新的“氧化—還原反應”的概念。

學生在初三已經學過元素化合價的知識，引導學生從化學反應中元素化合價升降及發生的反應和反應物的作用及其性質、生成的產物等進行分析。例如，以下三個反應：①2Mg+O■■2MgO；②Mg+Cl■■MgCl■；③Mg+H■SO■（稀）=MgSO■+H■。利用元素化合價的知識，從電子得失的角度進行分析，在三個化學反應中，Mg發生了同樣的變化，即Mg失去2個電子成為Mg■。在①中既然Mg與氧結合叫做氧化，那么在②中Mg與氯結合、在③中Mg與硫酸根結合也叫氧化，是合理的、符合規律的。反之，不同化合物中的Mg■轉變成Mg，也就稱為還原。這樣從已有的知識出發，在教師的引導下，學生自己通過討論、分析、類比，概括出新的“氧化—還原反應”的概念，即：在反應過程中有元素化合價變化的化學反應叫做“氧化—還原反應”。

3.借助多媒體，突出“氧化—還原反應”教學重、難點。

“氧化—還原反應”的本質是電子的轉移，這是教學的重點和難點，如何引導學生掌握重點突破難點，是教學的關鍵。因此，利用多媒體教學手段，使抽象的微觀知識，通過多媒體動畫或圖片直觀展現出來。例如：金屬鈉與氯氣反應（2Na+Cl■■2NaCl）。首先引導學生分析鈉原子和氯原子的原子結構特點，鈉原子的最外電子層上只有1個電子，氯原子的最外電子層上有7個電子。由于電子有達到穩定結構的趨勢，鈉原子容易失去最外層的一個電子達到穩定結構，同樣，氯原子容易得到一個電子也達到穩定結構，兩個離子由于靜電作用相互結合發生反應，就生成了氯化鈉。在這個反應中，鈉原子失去了一個電子，鈉元素化合價由0價升高到+1價，被氧化，即發生了氧化反應。氯原子得到了一個電子，氯元素的化合價由0價降低到-1價，被還原，即發生了還原反應。在反應中反應前后元素的化合價發生變化的本質就是電子的得失。