運(yùn)用生活事例學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)

王軍

摘要：氧化還原反應(yīng)對(duì)于高中學(xué)生，特別是高一學(xué)生來(lái)說(shuō)是較難理解的一章內(nèi)容。用生活中的簡(jiǎn)單事例加以類比，深入淺出地理解氧化還原反應(yīng)，可以不斷地增加學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，提高教師化學(xué)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：生活實(shí)例；氧化還原反應(yīng)；教學(xué)的有效性

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 章編號(hào)：1992-7711（2014）09-0160

氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，在整個(gè)中學(xué)化學(xué)建構(gòu)體系中處于重要的地位。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求理科高考學(xué)生不僅要學(xué)好氧化還原反應(yīng)的基本內(nèi)容、氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律、氧化還原反應(yīng)的常用表示方法，而且還要掌握與氧化還原反應(yīng)直接相關(guān)的元素化合物、電化學(xué)和有機(jī)化學(xué)等知識(shí)。在教學(xué)中，學(xué)生總是因?yàn)檠趸€原反應(yīng)知識(shí)遷移點(diǎn)過(guò)多，不容易理解，導(dǎo)致學(xué)過(guò)的知識(shí)容易忘記、容易搞錯(cuò)。而氧化還原反應(yīng)從必修到選修，是層層遞進(jìn)、步步加深的。氧化還原反應(yīng)的教學(xué)也成了高中化學(xué)教學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容之一。

筆者在氧化還原反應(yīng)教學(xué)中嘗試了部分通俗易懂的類比教學(xué)，雖然有些題材有點(diǎn)難登大雅之堂，但是它能將抽象化的知識(shí)變成“有形”的物化的東西，可以引發(fā)學(xué)生的直接思維，產(chǎn)生感性認(rèn)知。在實(shí)際教學(xué)中，它不僅能很好地活躍課堂氣氛、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性，而且能增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、提高教學(xué)的有效性。

首先氧化還原反應(yīng)中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)是不可分割的，是相伴而生的。就像一對(duì)孿生姐妹，有氧化反應(yīng)的，必然發(fā)生還原反應(yīng)。仔細(xì)觀察氧化還原反應(yīng)中的物質(zhì)，其元素化合價(jià)必然發(fā)生變化。因此，我們可以通過(guò)標(biāo)示元素化合價(jià)的方法判斷某個(gè)反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)。也就是說(shuō)，化合價(jià)有升高必然有降低，從微觀角度說(shuō)電子有得必有失，然而在遇到化合價(jià)比較復(fù)雜的物質(zhì)時(shí)，不少學(xué)生就感到無(wú)從著手。

在氧化還原反應(yīng)教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地了解氧化還原反應(yīng)，筆者首先作了如下總體概括：事實(shí)上，一般的氧化還原反應(yīng)基本上是氧化性相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)與還原性相對(duì)較強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)生成還原性較弱的物質(zhì)與氧化性較弱的物質(zhì)。

如：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，反應(yīng)物之間由于“性格”差異過(guò)大，不能和諧相處，導(dǎo)致在一起只能相互“打架”，最終變成互相和睦相處的物質(zhì)，學(xué)生想想確實(shí)蠻有意思和道理的。在上面的方程式中，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)Cl2有能力將Fe2+變成Fe3+，失電子能力Cl2> Fe3+，即氧化性Cl2> Fe3+。此時(shí)，筆者馬上推出一般的氧化還原反應(yīng)里氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，并且兩者是充要關(guān)系。同時(shí)，提出氧化劑的氧化性越強(qiáng)，它就越有能力將還原性物質(zhì)氧化到高價(jià)，如Fe分別與S、Cl2、O2反應(yīng)，得到FeS、FeCl3、Fe3O4，我們可以生成物中鐵的化合價(jià)分別為+2價(jià)、+3價(jià)和+8/3價(jià)，得到氧化性Cl2> O2>S，根據(jù)實(shí)際例子，學(xué)生發(fā)現(xiàn)確實(shí)是這么回事，自然很快就理解了，并且打開(kāi)了廣泛的思維空間。

然而有學(xué)生思考后發(fā)現(xiàn)方程Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+H2O不是這么一回事。筆者在肯定了這名學(xué)生的想法后，強(qiáng)調(diào)指出這是一類特殊的氧化還原反應(yīng)，它的氧化劑和還原劑相同，本來(lái)Cl2是穩(wěn)定存在的，由于NaOH的到來(lái)而引發(fā)“內(nèi)訌”，使Cl2中一個(gè)氯原子化合價(jià)升高，一個(gè)化合價(jià)降低，當(dāng)然氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，在這樣的方程式中就不成立了。這樣，就能很好地解釋化學(xué)中的特殊情況了，學(xué)生的內(nèi)心疑惑也得到了解決。

氧化還原反應(yīng)中的另一個(gè)難點(diǎn)是電子轉(zhuǎn)移問(wèn)題，有不少學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中經(jīng)常搞錯(cuò)。例如：說(shuō)出反應(yīng)KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的電子轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)。

對(duì)于高一初學(xué)氧化還原反應(yīng)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，很容易認(rèn)為Cl2只是氧化產(chǎn)物，而把KCl看成還原產(chǎn)物，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒定理，學(xué)生順理成章地就得出了轉(zhuǎn)移電子為6e-，然而標(biāo)準(zhǔn)答案卻是5e-，這讓我們的高一學(xué)生很困惑。此時(shí)，教師可能會(huì)及時(shí)拋出氧化還原反應(yīng)化合價(jià)轉(zhuǎn)化規(guī)律中的“只靠近，不相交”規(guī)律，學(xué)生只是很機(jī)械的記憶，并理解這個(gè)結(jié)果。

在做課后類似的練習(xí)中，還有不少學(xué)生出錯(cuò)，說(shuō)明他們還是心存疑惑。若教師能夠用“歪理”加以理解，如：由于KClO3 中Cl的化合價(jià)高，將其比為一杯熱水，而HCl中Cl的化合價(jià)為最低價(jià)，將其比為一杯冷水。將兩者混合，在能量守恒的前提下，如果Cl2只是氧化產(chǎn)物，而KCl是還原產(chǎn)物，相當(dāng)于原來(lái)的冷水溫度升高了，但熱水部分變成了與原來(lái)冷水一樣冷的冷水，這樣可能嗎？回答當(dāng)然是否定的。因?yàn)閷W(xué)生們根據(jù)生活實(shí)際容易知道其結(jié)果：要么是由于混合不充分，熱水部分還是比冷水熱；要么是最終一樣熱，即相當(dāng)于氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物都是Cl2。這樣無(wú)形中“解釋”了學(xué)生心中的疑惑，自然提高了教學(xué)的有效性。

同時(shí)，在判斷轉(zhuǎn)移電子多少的時(shí)候，有不少學(xué)生會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤，如：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 許多學(xué)生知道Na2O2既是氧化劑又是還原劑，但是算出的電子轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)還是4e-，而不是2e-。這是為什么呢？筆者經(jīng)過(guò)了解，原來(lái)是學(xué)生認(rèn)為氧化劑得到2e-，還原劑失去2e-，最終兩者就相差4e-了。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，筆者給學(xué)生講了小學(xué)一年級(jí)分蘋果的數(shù)學(xué)題。在六一兒童節(jié)，小明分到8個(gè)蘋果，小紅分到4個(gè)蘋果，小明給小紅多少個(gè)兩人一樣多？學(xué)生們異口同聲地回答：當(dāng)然是2個(gè)。筆者適時(shí)提出：小明少了2個(gè)，小紅多了2個(gè)，轉(zhuǎn)移了多少個(gè)？學(xué)生們頓時(shí)如夢(mèng)初醒，暗笑自己居然犯如此低級(jí)的錯(cuò)誤，并且從根本上理解了電子轉(zhuǎn)移守恒和電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。一個(gè)容易犯的錯(cuò)誤在輕松的氛圍中解決了。

在氧化還原反應(yīng)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)碰到一個(gè)氧化劑氧化多個(gè)還原劑的情況。如：寫(xiě)出在含有nmolFeBr2溶液中，通入nmolCl2的離子方程式。不少學(xué)生拿到這道題時(shí)不知道從哪里入手，有的甚至直接寫(xiě)了2Br-+Cl2=Br2+ 2Cl-。究其原因是學(xué)生知道Fe2+和Br-都能與Cl2反應(yīng)，但不清楚該如何反應(yīng)。事實(shí)上在這里，首先要使學(xué)生清楚Cl2、Br2、Fe3+的氧化性是Cl2>Br2>Fe3+。根據(jù)強(qiáng)弱原理，還原性Fe2+> Br-。即反應(yīng)體系中只有一個(gè)氧化劑，而還原劑有兩個(gè)，顯然這兩個(gè)就得“競(jìng)爭(zhēng)上崗”，誰(shuí)有能力誰(shuí)先上，只有當(dāng)能力強(qiáng)的“沒(méi)有了”，能力弱的才能接上。很顯然，還原性強(qiáng)的Fe2+先反應(yīng)，只有當(dāng)Fe2+反應(yīng)完，Br-才能有機(jī)會(huì)反應(yīng)。

這樣，學(xué)生從根本上理解了反應(yīng)的進(jìn)程，后面根據(jù)量的關(guān)系寫(xiě)離子方程式自然水到渠成了。同時(shí)，“競(jìng)爭(zhēng)上崗”在電化學(xué)中得到了淋漓盡致的體現(xiàn)，如用惰性電極電解CuSO4和（下轉(zhuǎn)第157頁(yè)）（上接第160頁(yè)）NaCl的混合溶液，很明顯，溶液中陽(yáng)離子有Cu2+、H+、Na+，陰離子有SO42-、Cl-、OH-。陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)并在陰極放電，陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)并在陽(yáng)極放電，根據(jù)放電順序必定是Cu2+和Cl-先分別在陰極和陽(yáng)極放電，若其中某一種離子沒(méi)有了，才考慮同一電性的其他離子。如Cl-沒(méi)有了，才能考慮后面的OH-。Cu2+沒(méi)有了，才能考慮后面的H+，最后考慮Na+。這樣有“競(jìng)爭(zhēng)上崗”的大前提在，學(xué)生分析如何電解就容易多了。

教學(xué)有法，教無(wú)定法。課程在不斷地改革，學(xué)生的認(rèn)知水平也在不斷地發(fā)生變化。但是有一樣是不變的，那就是在教學(xué)中如何讓學(xué)生學(xué)得更有興趣、學(xué)得更加輕松，只要學(xué)生學(xué)得有感覺(jué)了，學(xué)生對(duì)教師所教的內(nèi)容就會(huì)更好地消化與吸收，教學(xué)的有效性也自然會(huì)得到提高。

（作者單位：河南省太康縣第二高級(jí)中學(xué) 475400 ）