李艷梅
氧化還原是兩種重要的反應(yīng),也是高中化學(xué)的主干知識(shí),這部分內(nèi)容如何復(fù)習(xí)呢?筆者結(jié)合具體的實(shí)例就該話題進(jìn)行簡單的分析與探討,望能有助于高三化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐.一、基本概念復(fù)習(xí)圖式化
幫助學(xué)生理順基礎(chǔ)知識(shí)和方法,是我們復(fù)習(xí)的首要任務(wù),如何梳理知識(shí)呢?圖式是最容易將概念、規(guī)律有效糅合的有效方法.
如氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)與特征,可以引導(dǎo)學(xué)生完成如圖1所示的圖式.
在學(xué)生能夠完成圖1的粗框架圖式后,在提出問題引導(dǎo)學(xué)生對圖1進(jìn)一步拓展和豐富,繼而得到如圖2所示的“反應(yīng)原理”的圖式,學(xué)生回憶知識(shí)并構(gòu)建圖式的過程是認(rèn)知不斷豐富和提升的過程.
那么,氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法有哪些呢?我們復(fù)習(xí)時(shí)在前面圖式的基礎(chǔ)上給學(xué)生提供具體的化學(xué)反應(yīng)(如稀硝酸與銅反應(yīng)),引導(dǎo)學(xué)生再次應(yīng)用圖式豐富認(rèn)知,在解決問題的過程中總結(jié)出雙線橋法以及單線橋法.
二、注重“方法”的復(fù)習(xí)與比較
解決化學(xué)問題往往涉及到多種方法,我們在復(fù)習(xí)過程中應(yīng)該將知識(shí)復(fù)習(xí)與方法復(fù)習(xí)有機(jī)結(jié)合在一起,借此幫助學(xué)生提高復(fù)習(xí)的實(shí)際效果.
例如,我們在和學(xué)生復(fù)習(xí)“氧化還原的基本概念和規(guī)律復(fù)習(xí)”這部分內(nèi)容時(shí),會(huì)涉及到“物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較”這個(gè)考點(diǎn)的復(fù)習(xí),如何比較涉及到多種方法,我們的復(fù)習(xí)教學(xué)應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位對比較的方法進(jìn)行討論、交流與對比,最后梳理并展示.
為了提高學(xué)生討論、交流的實(shí)際效果,筆者設(shè)置了幾個(gè)引導(dǎo)性問題.
問題1:什么是氧化性和還原性?
問題2:氧化性和還原性的強(qiáng)弱決定因素是什么?
問題3:氧化性和還原性與元素的價(jià)態(tài)有怎樣的關(guān)系?
問題4:你能想到的判斷氧化性、還原性的強(qiáng)弱的方法有哪些?如何實(shí)施?
學(xué)生問題1到問題3的答案和思維面還是比較窄的,但卻是問題的本質(zhì)所在.主要目的在于打好后面發(fā)散思維的基礎(chǔ),對于問題4,學(xué)生能夠想到的方法,通過總結(jié),有如下7種,在學(xué)生交流的過程中,筆者都適當(dāng)?shù)刈穯?,幫助學(xué)生小結(jié)方法的關(guān)鍵點(diǎn).
方法1:依據(jù)“反應(yīng)原理”判斷,這個(gè)方法也是學(xué)生最容易想到的和聯(lián)系到的,因?yàn)榍懊嫖覀円呀?jīng)復(fù)習(xí)了其圖式(如圖2).最后通過討論和交流,可以小結(jié)這種方法的關(guān)鍵在于:“比什么性,找什么劑,產(chǎn)物之性小于劑.”
方法2:據(jù)“三表”判斷,具體而言就是“元素周期表”、“金屬活動(dòng)順序表”和“非金屬活動(dòng)順序表”,對于“三表”判斷法的關(guān)鍵在于對元素在表中所處的位置要熟悉,表中位置變化帶來的強(qiáng)弱變化規(guī)律要熟悉,具體復(fù)習(xí)時(shí),也可以引導(dǎo)學(xué)生建立圖式,如運(yùn)用“元素周期表”判斷的運(yùn)用的規(guī)律如圖3所示.
方法3:根據(jù)“兩池”(原電池、電解池原理)判斷,如應(yīng)用原電池原理可以比較金屬的還原性:負(fù)極>正極.應(yīng)用電解池原理,可以從用陰極(或陽極)先得到(或先失去)電子的陽離子(或陰離子)的氧化性較強(qiáng)(或還原性較強(qiáng)),對應(yīng)金屬單質(zhì)的還原性較弱(或?qū)?yīng)非金屬單質(zhì)的氧化性較弱).
方法4:根據(jù)“濃度”、“溫度”和“酸堿度”判斷.
方法5:根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度和難易程度判斷,這種方法通常選擇的反應(yīng)試劑是H2O和H2,注意比較金屬單質(zhì)與H2O反應(yīng)的劇烈程度,以及非金屬單質(zhì)與H2反應(yīng)的難易程度進(jìn)行氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較.
方法6:根據(jù)反應(yīng)條件來判斷.
方法7:根據(jù)同一物質(zhì)被氧化(或被還原)的程度判斷,該方法的關(guān)注點(diǎn)在于產(chǎn)物價(jià)態(tài)的高低比較.
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,學(xué)生在對方法進(jìn)行討論和比較的過程中實(shí)際上對于何時(shí)用哪一種方法就有了較為深刻的認(rèn)識(shí),下次解決具體的問題則不容易出現(xiàn)差錯(cuò).
三、直擊高考,探索問題背后的化學(xué)規(guī)律
高三復(fù)習(xí)不可回避高考,我們要研讀高考考題,借助于真題的分析引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何分析題眼,如何將化學(xué)規(guī)律運(yùn)用到具體的問題解決中去.
例如,“氧化還原反應(yīng)中的四大規(guī)律及其應(yīng)用”的考查是高考的重點(diǎn)、熱點(diǎn),2013年江蘇高考和2014年江蘇高考的化學(xué)卷第20(2)均考查了該內(nèi)容,筆者認(rèn)為在復(fù)習(xí)該部分內(nèi)容時(shí),給學(xué)生呈現(xiàn)這兩題,引導(dǎo)學(xué)生挖掘題目后所涉及到的規(guī)律不失為復(fù)習(xí)良策.
例1(2013年江蘇高考題):可用CuSO4溶液解白磷中毒的毒,解毒原理為:11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4,根據(jù)該原理,求60 mol的CuSO4可以氧化白磷多少摩爾?
例2(2014年江蘇考題):將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中可以通過化學(xué)反應(yīng)來回收S,具體的物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖4所示.
根據(jù)上述信息,解答下列問題:
(1)在圖示的轉(zhuǎn)化中,哪些元素的化合價(jià)不變?
(2)在上述反應(yīng)中,當(dāng)有1 mol H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí),保持溶液中Fe3+的物質(zhì)的量不變,需要消耗多少mol的O2?
(3)保持在溫度一定,同時(shí)不補(bǔ)加溶液,緩慢地通入H2S和空氣混合氣體,并充分地?cái)嚢?有什么措施可以使生成的硫單質(zhì)中不含CuS?
例1的問題解決需要關(guān)注化合物中元素的價(jià)態(tài),然后根據(jù)得“失電子守恒”可知,60 mol CuSO4能氧化3 mol白磷.例2的問題解決需要引導(dǎo)學(xué)生對反應(yīng)原理進(jìn)行細(xì)致地分析,通過分析判斷出H、Cl、Cu三種元素的化合價(jià)沒有變化,當(dāng)然學(xué)生在找化合價(jià)不變的元素的同時(shí)也就相應(yīng)的找到了發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的元素如O(O2被還原為-2價(jià)氧)、Fe(Fe3+與Fe2+相互轉(zhuǎn)化)、S(S2-轉(zhuǎn)化為S).接著根據(jù)得“失電子守恒”可求解第(2)個(gè)問題,求出需要0.5 mol的氧氣.最后一個(gè)問題則可以引導(dǎo)學(xué)生將問題轉(zhuǎn)化為“如何將S2-完全氧化為硫單質(zhì)?”怎么辦?從反應(yīng)原理出發(fā),增加氧化劑O2的量即可,那么對應(yīng)于問題情景則是“增加混合氣體中空氣的比例”這一措施.