高中化学氧化还原反应的教学策略

周承军

【摘 要】本文从电子转移、氧化还原性强弱、反应方程式的配平原则三个方面论述氧化还原反应的机理、内在逻辑，并提出相应的教学策略。

【关键词】氧化还原反应 氧化物 还原物 氧化剂 还原剂

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）09B-0144-02

氧化还原反应作为高中知识的重要组成部分，是高考中的热点和难点，需要学生灵活掌握其内在逻辑。但是，由于这部分内容比较抽象，需要学生熟悉掌握电子转移和化合价的变化情况才能理解其实质。这就导致学生对其理解和掌握有难度，不能很好地掌握反应的内在机理，从而影响学习效率。为了让学生更好地理解和掌握氧化还原反应，需要从反应过程中的电子转移、氧化还原性强弱和化学方程式配平三个角度入手，讲解氧化还原反应的原理。

一、明确氧化还原反应中的电子转移

（一）掌握化学反应的电子去向

氧化还原反应作为学习其他化学反应的基础，是高中化学中必须掌握的内容。在氧化还原反应定义中，先是从电子转移去向进行划分：氧化还原反应的实质是电子的得失或者共用电子对的偏移。在讲解电子去向知识时，要让学生思考这样的问题：“电子转移或电子对的偏移会产生什么影响。”然后深入探讨电子转移去向，让学生知道在反应中参加反应的某个元素应该得电子还是失电子。例如：

在此反应方程式中，Fe3+具有强氧化性，Fe 具有强还原性。让学生结合元素氧化还原性来理解得失电子。经过引导、分析，学生理解到 Fe3+ 得到 2e- 电子变为 Fe2+，而 Fe 失去电子 2e- 变为 Fe2+，电子从 Fe 流转到 Fe3+ 当中。讲解完氧化还原反应之后，笔者对反应中电子转移进行总结：“在氧化反应过程中，元素达到最大化合价后，就会表现出较强的得电子性；元素达到最低化合价时表现出较强的失电子性，一失一得就会让氧化还原反应进行下去。”

（二）掌握氧化还原反应的电子守恒定律

在氧化还原反应中虽然元素出现得失电子但总的电子是守恒的，遵循电子守恒定律。氧化还原反应之所以能够进行，在于其得失电子是相等的，在反应过程中电子守恒，因此，学生清晰地知道，在反应中“得电子数=失电子数”，保证反应后不带电。若某个反应“失电子数≠得电子数”，那么这个反应是错误的，是违背电子守恒定律的。在教学中，笔者结合具体案例来使学生加深对电子守恒的认识。例如，在加热高锰酸钾反应中，具体的化学反应方程式如下所示：

KMnO4 → K2MnO4+MnO2+O2

笔者要求学生运用元素守恒来配平方程。此时，学生通常会结合之前学到的配平方法去进行配平，但不能快速准确地把方程式配平完整，不知如何平衡氧化剂和还原剂之间的比例。这个时候，笔者会引导学生：配平化学方程式，最有效的方法是采用得失电子守恒方法，首先将得失电子总数进行确定，之后再把氧化剂和还原剂系数进行确定，然后按照元素守恒进行配平。此时，学生将电子转移方程画出如下：

发现 Mn 化合价从 +7 变为 +4 和 +6，而 O 元素从 -2 上升为 0 价，结合得失电子守恒来配平化学方程式。最后，笔者针对电子守恒定律给学生总结道：“在配平化学式时一定时刻记着要把电子守恒定律同物质守恒定律结合在一起，这样才能确保化学方程式的正确性。”

明确氧化还原反应的电子转移，需要学生从电子转移去向和电子守恒定律这两个角度入手，遵循氧化剂得电子数等于还原剂失电子数的规律，最终保证失电子总数和得电子总数相等。

二、清晰界定氧化还原性的强弱

在氧化还原反应过程中，很多教学内容都涉及對物质氧化性和还原性的界定，让学生明确某个反应是否可以正常进行。在氧化还原反应中，需要让学生牢记“反应前物质的氧化性、还原性>反应后物质的氧化性、还原性”，只有这样才能保证反应可以顺利进行。

在讲解氧化还原性强弱问题上，笔者会结合界定氧化剂、还原剂的有关知识对学生进行提问，让学生明确什么样的物质属于氧化剂或还原剂。此时，学生可以得出“还原剂需要失去电子，氧化剂需要得到电子”。接着，笔者会围绕氧化产物和还原产物怎么界定来进行提问，让学生理解氧化产物、还原产物的含义。这个时候，学生参考教材给出氧化还原反应产物的定义：氧化剂→还原产物，还原剂→氧化产物。学生清晰掌握氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物之后，笔者让学生比较反应前后物质氧化还原性的强弱，让学生理解反应顺利得以进行下去的内因。这个时候，学生通过参照学习的内容清晰界定出：氧化剂氧化性>氧化产物（氧化性），还原剂>还原产物（还原性）。在学生清晰掌握反应前后物质氧化还原性知识后，笔者结合具体案例来加深学生对氧化还原性的理解和掌握。例如：

H2O+Cl2→HCl+O2

让学生去分析这个化学反应能否正常进行，同时将反应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物列出。此时，学生从得失电子和生成物质来看，认为该反应是可以正常进行，并把反应的氧化剂 Cl2，还原剂 H2O，氧化产物 O2，还原产物 HCl 列出。此时，笔者结合其他反应来引导学生：“HCl 和水谁可以跟 Fe 反应？”此时学生可以得出与 Fe 反应的是 HCl。接着，笔者让学生去界定 HCl 和 H2O 谁的还原性强？这时，学生可以得出“HCl还原性>H2O 还原性”的结论。之后，笔者让学生回到该题目中，让学生重新审视该反应是否正确。此时，学生把题目中的氧化还原性强弱同已有知识进行对比，得到两者之间是冲突的，不遵循“还原剂>还原产物（还原性）”的规律。接着，笔者给出这个反应的正常化学方程式，让学生比较两者的区别：

H2O+Cl2→HCl+HClO

最后，笔者给学生做关于氧化还原性的总结：“大家在判断反应是否可以进行下去时，首先要判定该反应是否遵循元素守恒和电子守恒。在满足以上两个条件之后，还要判定该反应中是否符合氧化还原性的基本原理，这样才能判定反应是否能进行，其反应方程式是否正确。”

氧化还原反应针对物质的氧化性和还原性考查较多，要求学生可以比较出各自氧化还原性的强弱程度，根据反应的内在原理来判断该反应是否正确。因此，针对氧化还原性的界定方法需要学生牢固掌握，做到看到反应前与反应后的物质，就能迅速判定这个反应是不是氧化还原反应。

三、充分掌握化学反应方程式的配平原则

一个氧化还原反应确定之后，需要学生把反应方程式进行配平，以使遵循电子守恒定律和物质守恒定律。但是，在氧化还原反应配平过程中，会遇到与普通化学反应不同的反应方程式，在配平中会遇到较多问题。

笔者在讲解化学方程式配平原则时，首先给学生抛出问题：“在氧化还原反应过程中，氧化剂和还原剂是否可以为同一种物质？如果可以，举出相关例子进行佐证。”此时，学生会列出：

H2O+Cl2→HCl+HClO

证明氧化剂和还原剂可以为同种物质。接着，笔者会询问学生：“氧化产物和还原产物是否可以是同一种物质呢？”这时学生参照之前讲解的 Fe+FeCl3→FeCl2 反应，证实氧化产物和还原产物可以为同种物质。在这时，笔者对学生总结道：“氧化剂和还原剂没有个数限制，可以有多个氧化剂和多个还原剂，但是必须有氧化剂和还原剂，在反应过程中必须遵循电子和物質守恒定律。”之后，笔者会结合具体案例来强化学生对化学式配平的掌握。例如，在硫、碳、硝酸钾反应式中：

S+KNO3+C→N2+CO2+K2S

如何把该反应配平完整。此时，学生在配平过程中遇到配平某一种元素之后，另外一种元素则又不守恒的问题。笔者引导学生：“配平化学方程时，首先将反应中氧化剂和还原剂找出来。”学生依据化学价的升高或者降低得出氧化剂为 KNO3 和S，还原剂为 C。接着，笔者要求学生把升高的化学价和降低的化合价列出，得到元素化合价变化趋势。学生画出电子图：

发现得到电子的元素有 S 和 N，而失去电子的元素为 C。S 从 0 价变为 -2 价，C 从 0 价变为 +4 价，N 从 +5 变为 0 价。最后，笔者要求学生按照电子守恒去配平方程，然后根据质量守恒把系数进行调整。在笔者引导下，学生可以得出正确的配平化学反应方程式：

S+2KNO3+3C=N2+3CO2+K2S

在氧化还原反应中，需要学生能够独立把化学反应方程式进行配平，使反应遵循元素守恒定律和电子守恒定律。只有这样才能为以后进行化学计算做好铺垫，更好地掌握化学知识。

氧化还原反应是高中的难点和重点，需要学生掌握反应的内在逻辑，明确判定化学反应的基本原则和方法。因此，为了更好地提高学生对氧化还原反应知识的掌握，需要从反应电子的转移、氧化还原性强弱和化学方程式配平这三个方面入手，使学生充分理解相关知识，切实掌握氧化还原反应。

（责编 卢建龙）