巧用日常生活“歪理”理解氧化还原“真理”

巧用日常生活“歪理”理解氧化还原“真理”

余森平

关键词：歪理；理解；有效性

作者简介：余森平，任教于浙江省慈溪市观城中学。

“氧化还原反应”是中学化学的重点和难点之一，在整个中学化学建构体系中处于极其重要的地位。课标要求高中学生不仅要学好“氧化还原反应”的基本内容，而且还要掌握与“氧化还原反应”直接相关的元素化合物、电化学和有机化学等知识。在教学中，学生总是因为“氧化还原反应”知识迁移点过多，不容易理解，导致学过的知识容易忘记、容易搞错。由于这部分内容难学并且贯穿于高中化学始终，致使部分同学从此认为化学难学而失去学习兴趣，后果可想而知。

笔者在氧化还原反应教学中尝试了许多通俗易懂的类比“歪理”，虽然有些题材有点难登大雅之堂，但是它能将抽象化的知识变成“有形”的物化的东西，可以引发学生的直接思维，产生感性认知。在实际教学中它不仅能很好地活跃课堂气氛，调动学生学习化学的积极性，而且能增进学生对知识的理解，提高教学的有效性。

首先氧化还原反应中氧化反应和还原反应是不可分割的，是相伴而生的。就像一对孪生姐妹，有氧化反应的，必然发生还原反应。仔细观察氧化还原反应中的物质，其元素化合价必然发生变化。因此我们可以通过标示元素化合价的方法判断某个反应是否是氧化还原反应。也就是说：化合价有升高必然有降低，从微观角度说电子有得必有失，就如回首人的一生，不可能一直得到，也不可能一直失去。然而遇到化合价比较复杂的物质，不少同学就感到无从着手。

如：HNCO（异氰酸）中各元素的化合价，不少同学知道在化合物中H为+1价，O为-2价，那N和C呢？显然根据总化合价为0，那N和C总和为+1价，C和N都有相同的电子层数，而N的核电荷数为7，C的核电荷数为6，显然N核带的正电多，吸引电子能力强，显负价。则N为-3价，C为+4价。有得必有失和吸引能力强弱可以更好地帮助学生联系生活，理解理论知识。

在“氧化还原反应”教学中，为了让学生更好地了解氧化还原反应，笔者首先作了如下总体概括：事实上，一般的氧化还原反应基本上是氧化性相对较强的物质与还原性相对较强的物质反应生成还原性较弱的物质与氧化性较弱的物质。

如：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,反应物之间由于“性格”差异过大，不能和谐相处，导致在一起只能相互“打架”，最终变成互相和睦相处的物质，同学想想确实蛮有意思和道理的。在上面的方程式通过引导发现Cl2有能力将Fe2+变成Fe3+，失电子能力Cl2>Fe3+，即氧化性Cl2>Fe3+，此时教师马上推出一般的氧化还原反应里氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，并且两者是充要关系。同时提出氧化剂的氧化性越强,它就越有能力将还原性物质氧化到高价,如Fe分别与S、Cl2、O2反应，得到FeS、FeCl3、Fe3O4，我们可以生成物中铁的化合价分别为+2价、+3价和+8/3价，得到氧化性Cl2>O2>S,根据实际例子，同学发现确实是这么回事，自然很快就理解了，并且打开了广泛的思维空间。

然而有同学思考后发现方程Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O不是这么一回事？笔者在肯定了这名同学后，强调指出这是一类特殊的氧化还原反应，它的氧化剂和还原剂相同，本来Cl2是稳定存在的，由于NaOH的到来而引发内讧，使Cl2中一个氯原子化合价升高，一个化合价降低，当然氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性在这样的方程式中就不成立了。这样就很好地解释了化学中的特殊情况，学生的内心疑惑得到了解决。

氧化还原反应中的另一个难点是电子转移问题，有不少同学在学习过程中经常搞错。例如：说出反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的电子转移个数。

对于高一初学氧化还原反应的同学来说，很容易认为Cl2只是氧化产物，而把KCl看成还原产物，根据电子转移守恒，顺理成章地就得出了转移电子为6e-，然而标准答案却是5e-，这让我们的高一同学很困惑。此时教师可能会及时抛出氧化还原反应化合价转化规律中的“只靠近，不相交”规律，学生只是很机械的记忆，并不知道为什么会是这个结果。

在做课后类似的练习中，还是有不少同学出错，说明他们还是心存疑惑，甚至一知半解。若那时教师能够用“歪理”加以理解，如：由于KClO3中Cl的化合价高，将其比为一杯热水，而HCl中Cl的化合价为最低价，将其比为一杯冷水。将两者混合，在能量是守恒的前提下，如果Cl2只是氧化产物，而KCl是还原产物，相当于原来的冷水温度升高了，但热水部分变成了与原来冷水一样冷的冷水，这样可能吗？回答当然是否定的。因为同学们根据生活实际容易知道其结果：要么是由于混合不充分，热水部分还是比冷水热；要么是最终一样热，即相当于氧化产物和还原产物都是Cl2。这样无形中“解释”了同学心中的疑惑，自然提高了教学的有效性。

同时在判断转移电子多少的时候，有时不少同学还会犯低级错误，如：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑许多同学知道Na2O2既是氧化剂又是还原剂，但是算出的电子转移个数还是4e-，而不是2e-。这是为什么呢？结果他是这样算的：因为氧化剂得到2e-，还原剂失去2e-，那最终两者不是相差4e-了吗。针对这个问题，笔者给他讲了小学一年级分苹果的数学题。在六一儿童节，小明分到8个苹果，小红分到4个苹果，小明给小红多少个两人一样多？那同学笑了，这太简单了，当然是2个。笔者适时提出：小明少了2个，小红多了2个，转移了多少个？那名同学如梦初醒，暗笑自己居然犯如此低级的错误，并且从根本上理解了电子转移守恒和电子转移数目了。一个容易犯的错误在轻松的氛围中解决了。

在氧化还原反应中，学生经常会碰到一个氧化剂氧化多个还原剂的情况。如：写出往含有nmolFeBr2溶液中，通入nmolCl2的离子方程式。不少学生拿到这道题不知道从哪里开始入手，有些甚至直接写了2Br-+Cl2=Br2+2Cl-。究其原因：学生知道Fe2+和Br-都能与Cl2反应，但不清楚该如何反应。事实上这里首先要使学生清楚氧化性Cl2>Br2>Fe3+，根据强弱原理还原性Fe2+>Br-。即反应体系中只有一个氧化剂，而还原剂有两个，显然这两个就得“竞争上岗”，谁有能力谁先上，只有当能力强的“没有了”，能力弱的才能接上。很显然，那是还原性强的Fe2+先反应，只有当Fe2+反应完了，Br-才能有机会反应。

这样同学从根本上理解了反应的进程，后面根据量的关系写离子方程式自然水到渠成了。同时“竞争上岗”在电化学中得到了淋漓尽致的体现，如用惰性电极电解CuSO4和NaCl的混合溶液，明显溶液中阳离子有Cu2+、H+、Na+，阴离子有SO42-、Cl-、OH-。阳离子向阴极移动并在阴极放电，阴离子向阳极移动并在阳极放电，根据放电顺序必定是Cu2+和Cl-先分别在阴极和阳极放电，若其中某一种离子没有了，才考虑同一电性的其他离子。如Cl-没有了，才能考虑后面的OH-。Cu2+没有了，才能考虑后面的H+，最后考虑Na+。这样有“竞争上岗”的大前提在，学生分析如何电解就容易多了。

教有教法，教无定法。课程在不断的改革，学生的认知水平也在不断发生变化。但是有一样是不变的，那就是在教学中如何让学生学得更有兴趣，学得更加轻松，只要学生学得有感觉了，教学有效性自然就提上来了。

参考文献：

[1]毕华林，亓英丽.高中化学新课程教学论[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]陆军.新课程化学教学的思考和实践[M].南京：江苏教育出版社，2009.

[3]王后雄.高中化学新课程教学案例研究[M].北京：高等教育出版社，2008.

作者单位：浙江省慈溪市观城中学

邮政编码：315315

WittilyUsing“HereticalIdeas”fromDailyLifetoUnderstand“Truth”ofRedox

YUSenping

Abstract:Redoxreactionisdifficulttounderstandforseniorhighschoolstudents,especiallyforstudentsingradeone.Ifwittilymakinguseof“hereticalideas”inlifetomakeanalogy,wecanimprovestudents’interestatlearningchemistryandimproveteachingeffectiveness.

Keywords:hereticalideas;understanding;effectiveness