高中化学氧化还原概念的教学探究

苏洁庆

对于高中化学教材而言，贯穿于其中的一个最为重要的主线就是氧化还原反应，可以说，有超过90%的化学知识均会涉及到氧化还原的有关知识.同时，氧化还原的有关知识也是历年高考的一个重要考点.因此，在实际的高中化学教学过程之中，氧化还原这个知识点也是一个教学的难点与重点.由此可知，这一章的教学质量的好坏将直接影响到学生对化学其他知识点的理解.笔者认为，对于这个知识点的教学，应该从基本概念出发，这主要是由于其中抽象的概念较多，对基本概念掌握了，那么就能够促使学生对这个知识进行深入地理解.本文主要从氧化还原的基本概念出发，以例题的形式对氧化还原的相关知识进行阐述，旨在为“氧化还原”的教学提供一定的参考.

1.“氧化还原”概念的教学现状

我省普通高级中学所使用的苏教版普通高中课程标准实验化学教科书中，氧化还原这个概念首次在《化学1》专题一“化学家眼中的物质世界”第一单元“丰富多彩的化学物质”中出现，而“氧化还原”这个概念较为集中的出现于《化学1》专题二“从海水中获得化学物质”第一单元“氯、溴、碘及其化合物”这一节之中.根据笔者对这一部分内容教学的实际调查可以得知，又约为50%的教师选择了在专题二的教学中对“氧化还原”这个概念进行比较系统的教学.主要的教学内容包括氧化还原反应的判断和分析、物质氧化性和还原性强弱的比较、氧化还原方程式的配平等等，将教材后续有关氧化还原反应知识移前和深化.很显然，对于初次接触“氧化还原”的高中一年级学生很难接受这种难度大、超前的教学安排.《化学1》氧化还原相关教学主要存在如下几个方面的问题.

（1）某种程度上与主干知识发生偏离

对于高一学生而言，氧化还原这个概念是初次所见，内容也较为抽象，不易理解.但是有的化学教师在对这个知识点进行讲解的时候，往往会出于增强化学课堂教学的“挑战性”以及“创新性”，为了能够“吸引”学生的注意力，一般会引入一些较为复杂的氧化还原反应的例子让学生进行当堂分析，例如KClO3+6HCl（浓）△KCl+3Cl2+3H2O等反应，甚至还有的教师用斜方硫（S8）与NaOH之间进行反应等.上述这些氧化还原反应十分繁复，因此在课堂教学时，学生的注意力已经游离于繁复的化学反应之中，而不能将注意力集中于课堂的主题.笔者认为，一个简单的化学反应，如“2H2+O22H2O”就能够很好地说明氧化还原反应的相关问题，这个反应很简单，也是同学们熟知的，因此学生能够将注意力定位于主题，也能够很容易理解氧化还原反应的相关知识.

（2）对于学生的要求过高

苏教版高中《化学1》中，仅仅要求学生能够准确地判断某个反应是否为氧化还原反应以及从电子转移的角度来对氧化还原反应加以认识，能够基本运用双线桥法对氧化还原反应进行分析.而在实际的教学过程之中，课堂上往往会出现按照某一特定的氧化还原反应来定量计算和推断氧化产物（或者还原产物），物质被氧化（或还原）次序的判断以及反应过程中的电子得失的有关计算等，这些要求完全超出了学生能力，这也不利于学生对氧化还原概念的掌握和理解.

2.加强高中化学氧化还原概念教学的具体对策

基于如上关于氧化还原教学过程中所存在的问题的分析可以得知，当前时期下应该注重氧化还原的基本概念的教学，以化繁为简、化抽象为具体的原则来进行本章内容的教学.具体对策，主要包括如下几个方面.

（1）注重对基本概念的总结性教学

学习完氧化还原的有关知识之后，教师不应该立即让学生进行大量的练习，而是应该带领学生对本章基本概念进行总结，这样能够很好地对学生所习得的知识进行巩固.具体可以包括如下几个方面知识的总结.

对于基本概念的总结性教学，教师应该注意运用框架式的教学模式，让学生的头脑中构建一个框架式的知识体系图，这有助于学生加深对知识点的记忆.下面是笔者按照“点列式”的总结方式进行总结，并在PPT中进行放映：

（1）特征（判断依据）：反应前后元素化合价有变化的反应；

（2）实质：电子转移；

（3）概念体系：

（4）氧化还原反应的表示方法：（a）双线桥：表示同一元素得失电子变化情况.箭头都是由反应物指向生成物，在线桥上一定要注明“得”或“失”.（b）单线桥：表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目.而且箭头方向一定是由还原剂指向氧化剂.

（5）氧化还原反应的类型：（a）分子间氧化还原反应；（b）分子内氧化还原反应.注：氧化剂和还原剂为同一种反应物，但被氧化、被还原的元素分别是不同的元素.（c）自身氧化还原反应（或歧化反应）；（d）有些物质部分作为氧化剂（或还原剂）；（e）某种反应物既不是氧化剂又不是还原剂.

对于上述知识点的总结，有助于学生对基本知识的记忆，由认知理论可以得知，只有学生首先对基础知识进行深刻地记忆之后，方能对知识进行理解，由感性认识上升为理性认识，这对于解氧化还原的题目有很大的帮助.

除了对上述基本框架的总结之外，还应该对氧化还原反应的基本规律进行总结：（1）价态规律：最低价， 只有还原性；最高价， 只有氧化性；中间价态，既有氧化性，又有还原性.（2）遵循守恒规律：原子守恒、电子守恒、电荷守恒.（3）反应顺序规律：同一氧化剂与多种还原剂反应时，首先被氧化的是还原性较强的物质；同一还原剂与多种氧化剂反应时，首先被还原的是氧化性较强的物质；（4）“价态归中”原则——同种元素的不同价态之间发生氧化还原反应——价态“只靠拢，不交叉”，如反应：FeS+H2SO4（浓）Fe2（SO4）3+SO2↑+S↓+H2O；（5）邻位不反应：同种元素不同价态物质间需有中间价态物质存在，氧化还原反应才能发生；（6）邻位价态规律：氧化还原反应发生时，其价态一般先变为邻位价态；（7）歧化原则：中间价态→高价态 + 低价态.一般有：中间价态物质可以在碱液中歧化，而歧化产物又可以在酸液中发生归中反应： 3S+6OH-2S2-+SO2-3+3H2O；2S2-+SO2-3+6H+3S↓+3H2O.endprint

（2）注重基本概念的具体运用

将上述的基本概念进行了总结性教学之后，然后就应该让学生能够真正地理解和掌握这些基本知识，这就需要将上述基本概念进行良好地运用.其中，氧化还原反应的一个重要的运用就是氧化还原反应的中参加反应的物质的氧化性、还原性相对强弱的判断：

（1）判断的决定因素：得失电子的难易，而非多少.

（2）原子结构：（a）原子半径大，最外层电子数少，其单质易失电子，还原性强.由此概括出金属活动性顺序表（如表1）.（b）原子半径小，最外层电子数多，其单质易得电子，氧化性强.由此概括出非金属活动性顺序表（如表2）.金属活动性顺序表.

表1 金属活动性顺序表

表2 非金属活动性顺序表

（3）元素在周期表中的位置：（a）同一周期：金属性减弱（还原性减弱） ，非金属性增强（氧化性增强）；（b）同一主族：金属性增强（还原性增强） ，非金属性减弱（氧化性减弱）.

（4）反应方向判据：

氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物

（强氧化性） （强还原性） （弱还原性） （弱氧化性）

注意：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物

（5）根据反应条件（反应中是否加热、温度高低、又无催化剂等）：例如如下反应：

2KMnO4+16HCl（浓）5Cl2↑+2KCl+2MnCl2+8H2O；

MnO2+4HCl（浓）△Cl2↑+MnCl2+2H2O；

O2+4HCl450℃2Cl2+2H2O.

由此可以得知，氧化性：KMnO4>MnO2>O2 .

（6）比较反应的次序：同一还原剂（氧化剂）同时和不同的氧化剂（还原剂）反应时，强还原剂与强氧化剂优先反应，再与弱的氧化剂（还原剂）反应.

例如在含等物质的量浓度的Ag+、Fe3+、Cu2+、Al3+等阳离子的溶液中逐渐加入Zn粉，反应如下.

2Ag++Zn2Ag+Zn2+、 2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+

Cu2++ZnCu+Zn2+、

Fe2++ZnFe++Zn2+、 Al3++Zn不反应

结论：氧化性强弱： Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+>Al3+.

又如：在含等物质的量浓度的S2-、I-、Fe2+、Br-等阴离子的溶液中逐滴滴入新制氯水，反应如下.

S2-+Cl2S↓+2Cl- 2I-+Cl2I2+2Cl-

2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

2Br-+Cl2Br2+2Cl-

结论：还原性强弱： S2->I->Fe2+>Br-.

3.结论

综上所述可以得知，氧化还原是高中化学中的一个极为重要的内容，在实际的教学过程之中，上好这一章节的内容，有助于提高学生对化学知识的理解.上文根据当前时期下氧化还原教学过程中存在的问题，提出了应该注重氧化还原反应的概念教学，由感性认识上升到理性认识，这样就能够很好地对其基础知识加以掌握，最终能够更好地运用所学的知识解决实际的问题.endprint

（2）注重基本概念的具体运用

将上述的基本概念进行了总结性教学之后，然后就应该让学生能够真正地理解和掌握这些基本知识，这就需要将上述基本概念进行良好地运用.其中，氧化还原反应的一个重要的运用就是氧化还原反应的中参加反应的物质的氧化性、还原性相对强弱的判断：

（1）判断的决定因素：得失电子的难易，而非多少.

（2）原子结构：（a）原子半径大，最外层电子数少，其单质易失电子，还原性强.由此概括出金属活动性顺序表（如表1）.（b）原子半径小，最外层电子数多，其单质易得电子，氧化性强.由此概括出非金属活动性顺序表（如表2）.金属活动性顺序表.

表1 金属活动性顺序表

表2 非金属活动性顺序表

（3）元素在周期表中的位置：（a）同一周期：金属性减弱（还原性减弱） ，非金属性增强（氧化性增强）；（b）同一主族：金属性增强（还原性增强） ，非金属性减弱（氧化性减弱）.

（4）反应方向判据：

氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物

（强氧化性） （强还原性） （弱还原性） （弱氧化性）

注意：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物

（5）根据反应条件（反应中是否加热、温度高低、又无催化剂等）：例如如下反应：

2KMnO4+16HCl（浓）5Cl2↑+2KCl+2MnCl2+8H2O；

MnO2+4HCl（浓）△Cl2↑+MnCl2+2H2O；

O2+4HCl450℃2Cl2+2H2O.

由此可以得知，氧化性：KMnO4>MnO2>O2 .

（6）比较反应的次序：同一还原剂（氧化剂）同时和不同的氧化剂（还原剂）反应时，强还原剂与强氧化剂优先反应，再与弱的氧化剂（还原剂）反应.

例如在含等物质的量浓度的Ag+、Fe3+、Cu2+、Al3+等阳离子的溶液中逐渐加入Zn粉，反应如下.

2Ag++Zn2Ag+Zn2+、 2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+

Cu2++ZnCu+Zn2+、

Fe2++ZnFe++Zn2+、 Al3++Zn不反应

结论：氧化性强弱： Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+>Al3+.

又如：在含等物质的量浓度的S2-、I-、Fe2+、Br-等阴离子的溶液中逐滴滴入新制氯水，反应如下.

S2-+Cl2S↓+2Cl- 2I-+Cl2I2+2Cl-

2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

2Br-+Cl2Br2+2Cl-

结论：还原性强弱： S2->I->Fe2+>Br-.

3.结论

综上所述可以得知，氧化还原是高中化学中的一个极为重要的内容，在实际的教学过程之中，上好这一章节的内容，有助于提高学生对化学知识的理解.上文根据当前时期下氧化还原教学过程中存在的问题，提出了应该注重氧化还原反应的概念教学，由感性认识上升到理性认识，这样就能够很好地对其基础知识加以掌握，最终能够更好地运用所学的知识解决实际的问题.endprint

（2）注重基本概念的具体运用

将上述的基本概念进行了总结性教学之后，然后就应该让学生能够真正地理解和掌握这些基本知识，这就需要将上述基本概念进行良好地运用.其中，氧化还原反应的一个重要的运用就是氧化还原反应的中参加反应的物质的氧化性、还原性相对强弱的判断：

（1）判断的决定因素：得失电子的难易，而非多少.

（2）原子结构：（a）原子半径大，最外层电子数少，其单质易失电子，还原性强.由此概括出金属活动性顺序表（如表1）.（b）原子半径小，最外层电子数多，其单质易得电子，氧化性强.由此概括出非金属活动性顺序表（如表2）.金属活动性顺序表.

表1 金属活动性顺序表

表2 非金属活动性顺序表

（3）元素在周期表中的位置：（a）同一周期：金属性减弱（还原性减弱） ，非金属性增强（氧化性增强）；（b）同一主族：金属性增强（还原性增强） ，非金属性减弱（氧化性减弱）.

（4）反应方向判据：

氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物

（强氧化性） （强还原性） （弱还原性） （弱氧化性）

注意：氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物

（5）根据反应条件（反应中是否加热、温度高低、又无催化剂等）：例如如下反应：

2KMnO4+16HCl（浓）5Cl2↑+2KCl+2MnCl2+8H2O；

MnO2+4HCl（浓）△Cl2↑+MnCl2+2H2O；

O2+4HCl450℃2Cl2+2H2O.

由此可以得知，氧化性：KMnO4>MnO2>O2 .

（6）比较反应的次序：同一还原剂（氧化剂）同时和不同的氧化剂（还原剂）反应时，强还原剂与强氧化剂优先反应，再与弱的氧化剂（还原剂）反应.

例如在含等物质的量浓度的Ag+、Fe3+、Cu2+、Al3+等阳离子的溶液中逐渐加入Zn粉，反应如下.

2Ag++Zn2Ag+Zn2+、 2Fe3++Zn2Fe2++Zn2+

Cu2++ZnCu+Zn2+、

Fe2++ZnFe++Zn2+、 Al3++Zn不反应

结论：氧化性强弱： Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+>Al3+.

又如：在含等物质的量浓度的S2-、I-、Fe2+、Br-等阴离子的溶液中逐滴滴入新制氯水，反应如下.

S2-+Cl2S↓+2Cl- 2I-+Cl2I2+2Cl-

2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-

2Br-+Cl2Br2+2Cl-

结论：还原性强弱： S2->I->Fe2+>Br-.

3.结论

综上所述可以得知，氧化还原是高中化学中的一个极为重要的内容，在实际的教学过程之中，上好这一章节的内容，有助于提高学生对化学知识的理解.上文根据当前时期下氧化还原教学过程中存在的问题，提出了应该注重氧化还原反应的概念教学，由感性认识上升到理性认识，这样就能够很好地对其基础知识加以掌握，最终能够更好地运用所学的知识解决实际的问题.endprint