探讨高中化学氧化还原反应解题技巧

2018-03-04 21:51龙绍磊
新一代 2018年19期
关键词:氧化还原反应高中生化学

龙绍磊

摘 要:氧化还原反应是高中化学的重要内容,其涵括知识点较多,理论概念具有一定的抽象性,高中生在实际考试中经常会因为氧化还原反应丢分,为了提高化学成绩,高中生要学会总结知识点,找到适合自己的解题方式。本文重点分析高中化学氧化还原反应解题技巧,以期帮助高中生更好地认识该部分知识。

关键词:高中生;化学;氧化还原反应

氧化还原反应是高考的高频考点之一,基本上每年高考的卷子都会出现与其知识点相关的考题,近年来还增加了考試难度与考察力度,希望从全方位考察高中生综合应用知识点的能力。目前,氧化还原反应对于大多数高中生仍是高频难点,因而高中生必须要熟记有关氧化还原反应的知识点,总结解题规律,重点掌握氧化还原反应的配平方法

一、熟记氧化还原反应基本概念

(一)基本概论。在某一化学反应中同时发生氧化反应和还原反应,说明该反应发生了氧化还原反应。例如,当钠和氯气发生氧化还原反应时,其化学公式表示为Na+Cl2=2NaCl,若发生氧化反应,该化学式失电子且化合价升高,如果发生还原反应,该化学式则得电子且化合价降低。在钠与氯气的氧化还原反应中,化合价由高变低的化学物质是氧化剂,具有较强的氧化性,在化学反应中会被还原,产生还原产物,比如氯气由反应前的0价变成反应后的-1价;化合价由低变高的化学物质是还原剂,其还原性较强,在反应中通常被氧化,产生氧化产物,比如钠由0价转变成+1价。由此,我们可以将氧化还原反应的化合价升降与氧化剂、还原剂等知识简单记为“升失氧还原剂,降得还氧化剂”。

(二)遵循规律。高中化学的氧化还原反应始终遵循“对立统一”的矛盾关系,具体表现是化合价的升降;坚持“价态与性质统一”的基本规律,主要表现为最高价态的元素只具备氧化性,反之则是还原性,处于中间价态的元素则具有氧化还原性。高中生在学习氧化还原反应时,经常遇到的氧化性较强的物质大致包括F2、Cl2、Br2、Fe3+、I2、Cu2+、S、H+、Fe2+;还原性较强的物质通常有F-、Cl-、Br-、Fe2+、I-、Cu、S2-、H2、Fe;常见氧化剂大概包括浓硫酸、氧气、次氯酸、次氯酸钠、过氧化钠、过氧化氢、氯酸钾、硝酸等;按金属活泼性顺序将还原剂排序:钾、钙、钠、镁、铝、锌。在一般规律下往往也有特例,是需要重点理解的:次氯酸钠是无法氧化氯化钠的,与硝酸无法氧化氯离子的原因类似,氯离子还原性弱,较难被氧化;过氧化氢的氧化性与氧气相近,但是氯酸钾的氧化性却比氧气强。通过判断氧化性强弱,还可以判断一个物质是否能由另一个物质制成,反之,通过一个已知的化学方程式,我们和可以判断两个物质氧化性的强弱,如氯气直接通入溴酸盐溶液中可以制溴气,说明氯气的氧化性强于溴气,值得一提的是由于F2的氧化性过强,只能通过电解法制成,高中生在做实验题时也不能忽视电解法。

二、重点分析电子得失守恒定理

(一)原子守恒法的解题技巧。无论何种化学反应都需要遵循电子守恒定理,但一般化学反应并不强调电子得失,只有氧化还原反应能够直观的看出电子守恒。对于原子守恒法的解题技巧,我们先从一道例题开始分析,在化学配平式KAlSi3O8+H2CO3+H2O→KHCO3+H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4中,假设钾长石的系数为X,由钾守恒可以得出碳酸氢钾的系数为X;若从铝守恒分析,则可以得出高岭石的系数为;当碳守恒时,碳酸的化学系数是X;由硅元素守恒可知原酸硅的系数是2X;从氢守恒可以得出水的系数是;将上述系数带入化学配平式,可以得到XKAlSi3O8+XH2CO3+H2O=XKHCO3+2XH4SiO4++Al2

Si2O5(OH)4。从上述例题我们可以简单总结一下原子守恒的解题技巧:高中生在做这类配平化学题时,首先应观察式子,选一个可以减少分数的物质,将未知系数设为X,通过原子守恒定理求得各元素相关物质的系数,按照原子守恒规律进行推算,可以得出未知数X的最小整数值,从而计算出化学配平式的系数。

(二)电子得失法的解题技巧

电子得失法在氧化还原反应的配平式中应用最广,利用该方式进行氧化还原反应解题,需要高中生掌握电子得失的本质规律,明确了解氧化剂所得到的电子来源于还原剂失去的电子,将得失电子数相加,其总和必然分别与氧化还原反应总电子数相等。一般在利用该方法解析氧化还原反应试题时,也需要利用系数进行配平,通常需要先标出化合物分子式、生成物分子式的化合价,然后表明化合价在反应前后的变化值,随后根据电子得失守恒定理得出氧化剂、还原剂的系数。

三、多次进行氧化还原反应计算

待定系数法是除配平法之外的另一种常用解题方法,通常是将化学式中的某计量系数假设为1,利用质量守恒定理得出其他元素系数。例如,我们利用下面这个配平式进行简要分析,在化学式Cu+HNO3(稀)=Cu(NO3)2+NO+H2O解题中,我们可以先将未知系数设为X;将原子分散程度最小的氧元素系数定义为1,由此可以得出化学配平式为1Cu+HNO3(稀)=1Cu(NO3)2+NO+H2O;然后选择原子分散程度最小的生化学生成物或化学反应物,将其系数设为X,由此得出的化学配平式为1Cu+HNO3(稀)=1Cu(NO3)2+NO+XH2O,经过配平推算之后可以得出1Cu+2XHNO3(稀)=1Cu(NO3)2+(2X-2)NO+XH2O;最后,高中生可以利用原子守恒定理,根据配平式左右两边的氧原子个数,推理出守恒等式是6X=6+2X-2+X,据此可以解出X的值为;将其带入配平式,并由该系数推理出其他各物质系数的整数值,我们便可以得到正确且完整的化学配平方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

综上所述,氧化还原反应始终是高中考试的重点考核内容,这些知识点来源于生活又高于生活,主要考察高中生的综合应用能力。这几年高考氧化还原反应主要考察基础性知识,高中生可以通过熟记氧化还原反应基本概念,重点分析电子得失守恒定理,多次进行氧化还原反应计算等方法磨炼自身解题技巧。

参考文献:

[1]黄家虹,衷明华.高中化学氧化还原理论知识归纳和方程式解题技巧研究[J].江西化工,2015(04):104-106.

[2]钟永洁,卢少波,衷明华.氧化还原反应方程式的配平方法及技巧[J].江西化工,2015(03):179-181.

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