过程与方法同行 定性与定量并重

杨铁初

摘要：学生书写氧化还原反应方程式最大的障碍有两个：一是物质的判断（最主要是生成物是什么，有些也会涉及到反应物有哪些），二是方程式的配平。氧化还原反应方程式书写的教学，既要过程与方法同行，又要定性与定量并重。

关键词：过程与方法；定性与定量；氧化还原反应方程式；书写；教学

一、问题的提出

“过程与方法”是指为了实现“知识与技能”、“情感态度与价值观”方面的教学目标，在教师的指导下，学生所采用的学习过程与学习方法，它是新课程三维教学目标中最核心、最活跃的课程目标。

就目前高中氧化还原反应方程式书写教学的现状来看，学生最大的障碍有两个：一是物质的判断（最主要是生成物是什么，有些也会涉及到反应物有哪些），这是定性方面的问题；二是方程式的配平，这是定量方面的问题。究其原因，主要是教师在教学时，忽视了从微观的角度将反应的过程展现在学生的面前，忽视了将反应物、生成物的分析推测过程与定性定量相结合的方法展示出来，而只是告诉学生象背诵英语单词一样去记忆反应的产物，没有学生的主动思考、自主探究的过程，没有学生的学科思维与学科方法的训练。因此，氧化还原反应方程式书写的教学，既要过程与方法同行，又要定性与定量并重。

二、教学案例

1.【例题】写出次氯酸钠溶液与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式

（1）【定性分析】

【教师引领】次氯酸钠具有较强的氧化性，硫酸亚铁具有较强的还原性，它们反应会得到什么产物？

【学生分析】硫酸亚铁会被氧化为硫酸铁；次氯酸钠会被还原为氯化钠。

【教师引领】次氯酸钠变成氯化钠后，剩下的氧离子会发生怎样的变化？

【学生分析】在水溶液中，氧离子可能会与水分子结合形成氢氧根离子。

【教师引领】形成的氢氧根离子还会发生什么变化？

【学生分析】氢氧根离子会与硫酸铁电离产生的铁离子反应生成氢氧化铁。

【教师引领】分析至此，你认为反应物有哪些？生成物是什么？

【学生分析】反应物有：次氯酸钠、硫酸亚铁、水。反应的产物一定有：氯化钠、氢氧化铁；如果铁离子没有被完全沉淀，还有硫酸铁；如果铁离子完全沉淀，还有硫酸钠。最终的产物有两种可能：氯化钠、氢氧化铁、硫酸铁；氯化钠、氢氧化铁、硫酸钠。

（2）【定量分析1】

【教师引领】要确立产物是哪种情况，必须进行定量分析。请同学们根据氧化还原反应中得失电子守恒的规律进行分析推断。

【学生分析】次氯酸钠作氧化剂时，每摩尔得到2摩尔电子，硫酸亚铁作还原剂时，每摩尔失去1摩尔电子，因此反应中次氯酸钠与硫酸亚铁的物质的量之比应为1∶2。根据O2—+H2O=2OH—可知，氢氧根离子与铁离子的物质的量之比应为1∶1，铁离子不能被完全沉淀。反应的产物应该是：氯化钠、氢氧化铁、硫酸铁。

NaClO+FeSO4+H2O——NaCl+Fe（OH）3↓+Fe2（SO4）3

（3）【定量分析2】

【教师引领】确定了反应物和生成物以后，就是配平的问题。怎样确定各物质的化学计量数呢？

【学生分析】根据上述分析，若参加反应的次氯酸钠为1摩尔，则生成的氢氧根离子为2摩尔，为了保证氢氧化铁的化学计量数不出现分数，氢氧根离子的物质的量应为6摩尔；这样一来，次氯酸钠的化学计量数确定为3的话，氯化钠的化学计量数也为3，硫酸亚铁的化学计量数就为6，根据O2—+H2O=2OH—可知水的化学计量数也为3，氢氧化铁的化学计量数为2，再根据铁元素质量守恒或硫酸根质量守恒，确定硫酸铁的化学计量数为2。

【答案】3NaClO+6FeSO4+3H2O 3NaCl+2Fe（OH）3↓+2Fe2（SO4）3

2.【变式例题】写出次氯酸钠溶液与用硫酸酸化的硫酸亚铁溶液反应的化学方程式

（1）【定性分析】

【教师引领】变式例题与例题有什么不一样的地方？

【学生分析】不同的地方是反应物溶液变成了酸性。

【教师引领】当溶液变成酸性后，次氯酸钠变成氯化钠后剩下的氧离子会有什么变化？反应物和产物会有什么不同？

【学生分析】氧离子不再与水分子结合形成氢氧根离子，而是与氢离子结合生成水。所以，反应物有：次氯酸钠、硫酸亚铁、硫酸；生成物是氯化钠、硫酸铁、水。

NaClO+FeSO4+H2SO4 —— NaCl+Fe2（SO4）3+H2O

（2）【定量分析】

【教师引领】请同学们根据例题的分析思路，确定各物质的化学计量数。

【学生分析】与例题的定量分析相似，反应中次氯酸钠与硫酸亚铁的物质的量之比应为1∶2。若次氯酸钠的化学计量数确定为1，硫酸亚铁的化学计量数就为2，根据O2—+2H+=H2O可知，硫酸的化学计量数为1，再根据质量守恒原则，可以确定氯化钠的化学计量数为1，硫酸铁的化学计量数为1，水的化学计量数为1。

【答案】NaClO+2FeSO4+H2SO4 NaCl+Fe2（SO4）3+H2O

三、总结与反思

1.准确把握“过程与方法”的内涵 “过程与方法”是学生的学习经历、体验和思维方式的变化、发展程度，是指获得和怎样获得“知识与技能”的经历，并形成从这些经历中抽象或概括的更有统摄力的思维程序和思维方法。氧化还原反应方程式书写的教学中，教师应让学生体验问题的整个分析、探究、推断过程，感受整个探究过程的艰辛，分享整个探究过程的快乐，体会分析、探究、推断的思维方法，实现由学生自主思考、自主判断、自主建构的目标，体现“以学生为主体”的教学理念，让学生学会“化学探究过程与探究方法”。从而突破氧化还原反应方程式书写的“瓶颈”。

2.坚持“定性与定量并重”的教学原则 教学案例中，氧化还原反应产物以及反应物的判断，是利用氧化还原反应的基本规律，从定性或定性与定量相结合的角度加以分析；氧化还原反应方程式的配平，是利用反应中的守恒规律（得失电子守恒、质量守恒），从定量的角度加以分析。使学生从定性与定量的角度认识化学反应的本质，化学的科学性被进一步彰显。课后许多学生反映，通过这样的分析、探究活动，使他们一方面从微观的角度真正体验了分析研究的过程、乐趣和快感，明白了氧化还原反应的实质，另一方面又真正學会了学科分析、探究的方法。

3.常见氧化（还原）剂的还原（氧化）产物 反应物的判断主要是受溶液酸碱性的影响，是否有水或酸或碱参加反应。产物的判断，一方面要熟悉氧化还原反应的一般规律，知道氧化（还原）剂被还原（氧化）后一般得到什么产物。另一方面，要知道含氧氧化剂（如O2、NaClO、Na2O2）被还原后，氧元素的去向。若溶液呈酸性的话，氧会与氢离子结合成水，若溶液是中性或碱性的话，氧会与水分子结合成氢氧根离子。有些氧化剂分子中的氢、氧原子个数比为1∶1（如HClO、H2O2等），发生还原反应后氢与氧结合成氢氧根离子，若溶液呈酸性的话，氢氧根离子与氢离子结合成水，若溶液是中性或碱性的话，产物就是氢氧根离子。有时也会涉及到还原剂（如SO2、Na2SO3）被氧化后，氧化产物中的氧比还原剂中多，这时就要会判断氧的来源。若溶液呈中性或酸性的话，会由溶液中的水提供氧；若溶液呈碱性的话，则由氢氧根离子提供氧。现将相对较难判断的常见氧化（还原）剂的还原（氧化）产物列于下表中。