唐靖武 陳紅
摘要:氧化還原反應方程式的配平是化學方程式配平的重要方法,是學習整個無機化學的基礎。因此,設計一堂生動有趣的課程將有助于學生消化氧化還原反應的基本概念,快速了解并深刻掌握氧化還原反應方程式的配平,消除無機化學學習的障礙。
關鍵詞:氧化還原反應;方程式配平;無機化學
中圖分類號:G421文獻標識碼:A
1 教材和學情分析
該部分是氧化還原反應方程式的配平,它是化學方程式配平的重要方法之一,更是學習無機化學的前提和保障。在前幾節課中,學生們學習了氧化還原反應的基本概念和標注電子轉移的基本方法;一些學生已經自學了氧化還原反應方程式配平的基本原則;大部分學生也能準確標注元素的化合價并找出其相應的變化數。
2 教學目標
(1)知識與技能:能快速準確地配平氧化還原反應方程式,了解復雜氧化還原反應的特殊配平方法,如歧化反應應使用倒配法進行配平。(2)過程與方法:①以回顧、問答的方式,復習強化氧化還原反應的基本概念,引入方程式的配平思想;②通過閱讀、自學、相互討論、板書演示等手段推演出方程式配平的基本原則和步驟;③學生通過練習以消化吸收配平方法,老師總結關鍵技巧,使學生快速而準確的配平氧化還原反應方程式。(3)情感、態度與價值觀:通過學習氧化還原反應方程式配平的基本原則和步驟,學生將通過辯證唯物主義從個例到普遍,再從普遍到個例進行學習。
3 教學重難點
(1)重點:掌握配平的原則和步驟并靈活應用化合價升降法配平方程式。(2)難點:靈活應用氧化還原方程式配平的關鍵技巧。
4 教學設計
學生自己回顧氧化還原反應的基本概念及規律,閱讀書本上的例子,在例子的基礎上,推演總結氧化還原反應方程式配平的基本原則和步驟,教師結合實例分析氧化還原反應方程式配平的原則與步驟,并介紹一些特殊的配平方法,學生深化氧化還原反應中電子守恒的應用,進而熟練配平方法。即是回顧氧化還原反應基本概念——引導學生閱讀書本并完成書本例子——推演氧化還原反應方程式配平的基本原則和步驟——練習配平方程式——分析習題歸納特殊配平方法——總結氧化還原反應中電子守恒的應用——課后鞏固練習。
5 教學過程
介紹主題并回顧氧化還原反應的基本知識。【解釋】我們將在本堂課學習氧化還原反應方程式的配平。
【板書】氧化還原反應方程配平
【講解】較為簡單的氧化還原反應方程式,使用觀察法或質量守恒便可配平,但一些復雜的氧化還原反應就很難配平,現在,我們將一起領略新配方,那就是氧化還原反應方程式配平,它將為方程式的配平提供強大力量。我們一起先來回顧一下氧化還原反應的基本知識。
【復習思考】什么是氧化劑、什么是還原劑?
【學生】化合價降低的物質是氧化劑;化合價升高的物質是還原劑。
【板書】一、氧化還原反應的基本知識
升失氧還氧產,降得還氧還產
(著重理解口訣中每個字的含義,在回顧每個基本概念時,請不同的學生簡述,適當檢查他們的忘記情況,以便及時鞏固。)跟著老師的步伐學習幻燈片。了解學生的掌握情況,針對學生的遺忘情況及時鞏固。
引入新課:氧化還原反應方程式的配平;通過回顧、提問的方式指引學生歸納氧化還原反應配平的基本原則和步驟。【教師】回顧完成,我們將共同走進氧化還原反應配平的基本方法;接下來,請閱讀書本上的有關內容,然后討論并歸納氧化還原方程式配平的方法和步驟,總結氧化還原方程式配平的原則。
幻燈演示問題:
(1)氧化還原反應方程式的配平原則有哪些?
(2)氧化還原反應方程式的配平步驟分為哪幾步?
【學生】認真閱讀總結教材。
【板書】二、配平原則
(1)得失電子守恒:氧化劑得到的電子總數等于還原劑失去的電子總數,即總價數升高=總價數降低。
(2)質量守恒:反應前后原子的種類和個數不變。
(3)電荷守恒:反應物和生成物所帶的電荷總數相同,溶液一定呈電中性。閱讀書本并討論歸納氧化還原反應方程式的配平方法。學生閱讀歸納氧化還原反應配平的基本步驟,以培養他們的閱讀歸納能力。
例題精講【過渡】根據配平原則,以二氧化硫被酸性高錳酸鉀溶液氧化為例,討論學習氧化還原反應的配平步驟。
【板書】三、配平步驟(1)標價態:書寫反應物和產物的化學式,標注發生氧化反應和還原反應元素的正負化合價。
+7+4+2+6
MnO4 + SO2 ― Mn2+ + SO42
(2)列變化:標注反應前和反應后元素價的變化情況。
MnO4↓5 + SO2↑2 ― Mn2+ + SO42
(3)求總數:依據電子守恒,使化合價升高和降低的總數相等,確定氧化劑和還原劑的系數,并根據質量守恒定律確定還原產物和氧化產物的系數。
MnO4↓5×2 + SO2↑2×5 ― Mn2+ + SO42
即:2MnO4 + 5SO2 ― 2Mn2+ + 5SO42
(4)電荷守恒:注意溶液酸堿性,巧妙運用H+/OH進行配平。
2MnO4 + 5SO2 ― 2Mn2+ + 5SO42
左側2個負電荷=右側6個負電荷+4個正電荷
即:2MnO4 + 5SO2 ― 2Mn2+ + 5SO42 + 4H+
(5)配系數:利用觀察法配平其他物質(如H2O)的系數,并將單線改為等號。
2MnO4 + 5SO2 = 2Mn2+ + 5SO42 + 4H+
【教師】我們通過該例題初步熟悉了氧化還原反應的配平步驟,接下來再看草酸被酸性高錳酸鉀溶液氧化。
2MnO4 + 5H2C2O4 + 6 H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
注意:H2C2O4中是兩個C元素的化合價在升高,化合價的變化數應乘以2,且確定產物CO2系數的時候也相應乘以2;草酸為弱酸,書寫離子方程式時不能拆開,配H2O的系數時注意H2C2O4中含有H元素。
【小結】配平時一定要注意溶液的酸堿性,巧妙的運用H+/OH使電荷守恒,H+用于酸性溶液,OH用于堿性溶液,H+/OH在同一方程式中不能同時出現;還應仔細觀察氧化或還原物質中元素的下標,標注化合價變化時務必乘以下標;有時反應物同時作為氧化劑和還原劑,亦或作為氧化劑兼酸性劑,有時產物又同時作為氧化產物和還原產物,故應特別注意其系數;而歧化反應則采用倒配法。
步驟總結起來即:
1、標變價
2、列變化——基礎
3、求總數
4、配系數——關鍵教師總結展示結論,授予關鍵技巧。總結、展示結論。