利用氧化还原反应原理探究高中化学的学法

吴海波

摘 要：化学从表面上看似是一门研究性质的学科，实际上是一门研究物质内在的科学，特别是高中化学，相对于初中化学，最大的变化不只是内容多了，更重要是要学的角度完全改变了。如果没有从微粒观的角度来学高中化学，那么对于高中的学生，特别是刚进入高中的高一学生来说，化学就会变成其学习的负担，而使其丧失学习化学的兴趣。如果能够让其树立微粒观的高中化学方法，由内而外来研究物质，那么学习起来就能事半功倍，激发其巨大的学习欲望和学习兴趣。

关键词：微观；氧化还原；原理

化学的一个最重要的微粒就是电子，高中化学主要研究的反应应该是氧化还原反应，而电子的转移是氧化还原反应的本质，电子的转移是促使很多物质间发生反应的动力，只有让学生对氧化还原反应这一电子转移原理充分理解，才能让高中学生“入门”，真正了解化学这个学科的真谛。下面就围绕着电子这一微观角度，利用氧化还原反应原理对高中化学进行分析探究。

高中化学把化学反应只分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应，当然氧化还原反应是重点的研究对象。刚步入高中学堂的高一新生，如果对其没有了解，还是按初中学习化学的学法来学习，由于高一化学涉及的内容太多，知识点太杂，学生一般难以适从，加上这一学科的特点“忘得快”，所以很多学生刚学完这一章，前面一章的内容已经忘了很多，特别是化学方程式，几乎已忘光。而由于教学进度的考虑，教师不得不很紧凑地安排章节，几乎很少或者说没时间帮学生再次“回顾”，这样的话会造成学生的知识点出现了很多的缺漏，在考试中就出现了好像会但又不会的情况，化学方程式能写出来的寥寥无几。

而如果我们能从氧化还原反应角度对一些章节进行讲解，利用电子的转移，造成元素化合价的升价，对一些化学方程式不是让学生去死记硬背，而是使学生通过这一原理，推出化学方程式，再认识其性质及用途。例如：铁这一知识点，要点就在于Fe、Fe2+、Fe3+的铁三角关系，要理清这三者的关系，如果只靠简单记忆，背其化学方程式，到真正应用其内容的时候，往往会无从入手。但如果能从氧化还原反应原理的角度来理清楚三者的关系，根本就不需要记化学方程式，需要的只是清楚氧化还原反应的“升降”原理，Fe的价态一定会升高，至于升高到二价还是三价，就取决于对方的氧化能力的强弱。碰到强的，被夺走的电子就多，就会升高到三价；碰到氧化性弱的，失去的电子少，到二价。而Fe2+，价态二价可降可升，但主要是升，显还原，但是要升高到三价，强氧化剂才可以，从零价到二价可解释，如果弱的氧化剂只能使铁失两个电子，升高到二价，不能升高到三价，也就是说没有能力再夺Fe2+的一个电子，升高到三价，只有强氧化剂才可以。而Fe3+的主要变化趋势是从三价变二价，需要的是还原剂。当然Fe2+、Fe3+都可以从二价、三价降到零价变成铁，就成了金属铁的冶炼，利用金属冶炼的常见还原剂从它的氧化物中还原出来，得到金属铁。如果能这样使学生理清楚它们的关系，就不会出现学生在书写有关铁及其化合物的方程式的时候，无从入手。这一原理在很多元素化合物的学习中都能得到应用，对于一些化学方程式根本就不应该“死记”，而应该“活记”。能不能“活”就在于能否充分利用氧化还原反应原理。下面，我们以SO2的还原性教学为例，来说明这一原理的有效性。SO2能使得溴水、FeCl3溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，原因都是SO2的还原性，而不是体现其漂白性。但是实际上很多学生看到使溶液褪色，就立刻认为是其漂白性起的作用，如果这时候能用方程式加以说明，就能使学生很好地掌握这个知识点。那么，其方程式如何书写呢？SO2与溴水反应的化学方程式，很多学生写得倒不错，而与FeCl3溶液、酸性高锰酸钾溶液的方程式，大部分高三学生都很难准确写出，究其原因，就是不懂得应用这一原理。如果能应用氧化还原原理，就能很快地写出SO2与Fe3+的反应的方程式，Fe3+作为氧化剂被还原为Fe2+，SO2作为还原剂被氧化为SO42-，接下来就只剩下配平了，引发其反应的动力是得失电子，所以首先应该是要得失电子守恒，Fe3+和Fe2+前面的系数就应为2，SO2和SO42-前面的系数就应为1，由内而外，再通过电荷守恒，方程式右边应该添4个H+，再质量守恒，左边添2H2O，得到，SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，通过梳理，SO2体现还原性的原理就很清晰了，学生的能力得到了进一步的提高。SO2与酸性高锰酸钾的反应，其离子方程式的书写道理也一样，这时候可以让学生自己琢磨，试着写出其方程式，再加以纠正，通过这种方法就能激发学生探究知识的兴趣，使学生成为学习的主导者，而不是被动的接受者，充分发挥化学这一学科的人文特点。

当学生认为化学方程式很容易写的时候，还会认为化学不好念吗？而且对于一些省份的高考，几乎每年都会考到未知方程式的书写，这些方程式大部分都是氧化还原反应，如果学生平时就是简单的“死记硬背”，不懂得利用氧化还原反应原理来“活记”，从而再促进其对氧化还原反应原理的理解，对于化学反应的认识，只是停留在宏观表面，而无法深入到微观内在，那么高考的这种题型学生根本无从入手，只能乱猜，一些莫名其妙的方程式也就出现了。

如2014·福建卷-24①步骤Ⅰ若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为_____________________。②步骤Ⅱ中发生反应：4Fe（NO3）2+O2+（2n+4）H2O===2Fe2O3·nH2O+8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2，该反应的化学方程式为_____________________。

第二个方程式的得分率低，如果归结于学生的定性思维，把框图撇开而书写错误，那还情有可原。但第一个方程式得分率低，只能说明很多高三的学生对于方程式的书写只是停留在“死记硬背”上了，而当其忘了记忆内容、不懂得从氧化还原反应原理来推导时，莫名其妙的方程式就出现了。

所以，氧化还原反应原理是学习元素化合物的一块敲门砖，当然它的应用还不仅于此，如电化学的有关知识，实际上也只是氧化还原反应原理的应用而已。

原电池和电解池知识一向是学生的“老大难”问题，但它又是高考必考的知识点，很多学生花了很多精力去学这一部分内容，但收效甚微，原因在哪呢？既然是原电池与电解池原理，那么重点又在哪里？明显在于原理上，所谓的“一理通，百理通”，就很好地说明这个问题。如果连方向都弄错了，当然收效甚微。而电化学的原理就是氧化还原反应原理，本质就是得失电子，原电池中的负极失电子，正极得电子，电解池的阳极失电子，阴极得电子，反过来通过得失电子的角度来分析，也就把握了本质，抓住了灵魂。特别是电解池的知识，可以说完全就是氧化还原反应原理的一个小应用而已，知识的难点是利用阴阳极的放电顺序来书写电极反应式，而离子放电顺序无非就是氧化还原知识，阴极是阳离子来得电子，谁先得电子？强的先得，就是氧化性强的先反应，阳极就是阴离子来失电子（电极是活性金属除外），同样的道理，谁先失电子？强的先失，就是还原性强的先反应。如此把这道理理清，这一所谓的“难点“自然迎刃而解。

综上所述，纵观整个高中化学，氧化还原反应原理的应用至关重要，它是打开高中化学知识领地的一把钥匙，拥有它，就能使学生学习化学从“苦学”到“乐学”，从而化被动为主动，使学生真正成为学习的主人。