解輝
氧化還原反應是化學教學的重點知識,它滲入各種類型的試題中,被各類高考題型所青睞。因此,學生如果對氧化還原掌握不熟練,在高考中就寸步難行了。下面我們就從教材涉及的氧化還原的內容和往年各地高考試題談談氧化還原反應,幫助學生更深入地認識氧化還原反應。
一、概念
我們在初中階段的學習中,從得氧失氧的角度分別認識了氧化反應和還原反應,到了高中階段我們對它們有了進一步的認識,然后我們發現氧化反應和還原反應其實密不可分,于是有了氧化還原反應的概念。并且我們從H2還原CuO等多個反應分析,得出并非只有得氧、失氧的反應才是氧化還原反應,凡是有元素化合價升降的化學反應都是氧化還原反應。了解了這些,判別氧化還原反應就很簡單了,例如:
2012年廣東理綜第10題,下列應用不涉及氧化還原反應的是( )
A:Na2O2用作呼吸面具的供氧劑。B:工業上電解熔融狀態Al2O3制備Al。C:工業上利用合成氨實現人工固氮。D:實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3。
我們只要分析四個反應中各元素的化合價就能迅速得到答案D選項了。
接著教材又以NaCl和HCl的形成過為程例分析出有電子轉移(得失或偏移)的反應,是氧化還原反應。化合價的升降是氧化還原反應的特征,電子轉移是氧化還原反應的實質。據此我們就可以得出:有化合價升降的反應必然是氧化還原反應,同時肯定有電子的轉移。
二、規律
氧化性、還原性強弱的規律是氧化還原反應考察的重難點,初學的學生經常感覺云山霧罩似的,課聽得很明白,可是一進入練習總是出錯,就像進入了層層陷阱。其根本原因是學生對概念分析不深入。
氧化性、還原性強弱的規律為: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,規律簡單,關鍵在于找對相應物質。
氧化劑是得到電子或有電子對偏向的物質,所含元素的化合價降低,本身被還原,生成還原產物。還原劑是失去電子或有電子對偏離的物質,所含元素的化合價升高,本身被氧化,生成氧化產物。從概念來分析,找對相應物質的關鍵還是看化合價,因為化合價的升降是氧化還原反應的特征,分析一個方程式猶如認識一個新面孔,一定要從其特征入手。
三、計算
計算一般都離不開方程式,關于氧化還原方程式的計算基本都會涉及配平,氧化還原方程式的配平原則除了普通方程式的配平原則外,還有電子守恒,即氧化劑得電子總數等于還原劑失電子總數。我們把握住這個原則,處理關于氧化還原方程式的配平及計算等相關問題就會迎刃而解了。
例如,2009年上海化學卷第24題:某反應中反應物與生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X。
(1)已知KBrO3在反應中得到電子,則該反應的還原劑是?
根據概念可知得電子的是氧化劑,化合價降低,那么就可以推斷出X是KBrO3對應的還原產物。還原劑化合價升高,即可得出AsH3是還原劑,其對應氧化產物是H3AsO4。
(2)已知0.2molKBrO3在反應中得到lmol電子生成X,則X的化學式為?
由題中所提供的數據可推出1molKBrO3得到5mol電子生成X,化合價降低5,那么得到的應該是化合價為0的Br2。
(3)根據上述反應可推知:
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4b.氧化性:H3AsO4>KBrO3。
c.還原性:AsH3>Xd.還原性:X>ASH3。
根據: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,可知答案為a、c。
(4)將氧化劑和還原劑的化學式及其配平后的系數填入下列方框中,并標出電子轉移的方向和數目:
根據質量守恒和電子守恒,以及前面的分析可以得到結果:8KBrO3+5AsH3
以上是我根據以往教學經驗和各地高考中的一些典型例題做的一些簡單分析,當然,以后學生遇到的問題可能會更復雜,單單具備氧化還原的知識不能很好地解決,那么就需要聯系其他方面的知識,將自己的知識融為一個體系,隨用隨到,融會貫通,這樣才能在以后的學習和高考中做到所向披靡,無往不利了。
【責編 張景賢】