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氧化還原反應(yīng)方程式的配平
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
使學(xué)生掌握用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式。
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生配平氧化還原反應(yīng)方程式的技能。
情感目標(biāo)
通過(guò)對(duì)各種氧化還原反應(yīng)方程式的不同配平方法的介紹，對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證思維的訓(xùn)練。
教學(xué)建議
教學(xué)重點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則和步驟。
教學(xué)難點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式配平的一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
教材分析：
氧化還原反應(yīng)方程式的配平是正確書寫氧化還原反應(yīng)方程式的一個(gè)重要步驟，也是側(cè)重理科學(xué)生所應(yīng)掌握的一項(xiàng)基本技能。配平氧化還原反應(yīng)方程式的方法有多種，本節(jié)介紹的“化便谷升降法”就是其中的一種。
教材從化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化遵守質(zhì)量守恒定律引入，說(shuō)明氧化還原反應(yīng)方程式可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律來(lái)配平，但對(duì)于較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律來(lái)配平不太方便，進(jìn)而引出用“化合價(jià)升降法”解決這一問(wèn)題的有效措施。
本節(jié)教材通過(guò)三個(gè)典型的例題，對(duì)三種不同類型的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行細(xì)致分析；介紹了三種不同的配平方法，培養(yǎng)了學(xué)生靈活看待氧化還原反應(yīng)方程式的配平能力，訓(xùn)練了學(xué)生的辯證思維。
教材還通過(guò)問(wèn)題討論，將學(xué)生易出錯(cuò)誤的氧化還原反應(yīng)的離子方程式，用配平時(shí)應(yīng)遵循的原則—化合價(jià)升降總數(shù)相等，進(jìn)行分析判斷，強(qiáng)化了配平的關(guān)鍵步驟—使反應(yīng)前后離子所帶的電荷總數(shù)相等的原則，培養(yǎng)了學(xué)生的能力。
教法建議
教學(xué)中應(yīng)注重新舊知識(shí)間的聯(lián)系，利用學(xué)生所學(xué)的氧化還原反應(yīng)概念和接觸的一些氧化還原反應(yīng)，學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。教學(xué)中應(yīng)采用精講精練、講練結(jié)合的方法，使學(xué)生逐步掌握氧化還原反應(yīng)的配平方法。不能使學(xué)生一步到位，隨意拓寬知識(shí)內(nèi)容。
1．通過(guò)復(fù)習(xí)，總結(jié)配平原則
教師通過(guò)以學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的某一氧化還原反應(yīng)方程式為例，引導(dǎo)學(xué)生分析電子轉(zhuǎn)移及化合價(jià)的變化，總結(jié)出氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則—化合價(jià)升降總數(shù)相等。
2．配平步驟
[例1]、[例2]師生共同分析歸納配平基本步驟：
�。�1）寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，分別標(biāo)出變價(jià)元素的化合價(jià)，得出升降數(shù)目。
�。�2）使化合價(jià)升高與化合價(jià)降低的總數(shù)相等（求最小公倍數(shù)法）
�。�3）用觀察的方法配平其它物質(zhì)的化學(xué)計(jì)算數(shù)（包括部分未被氧化或還原的原子（原子團(tuán)）數(shù)通過(guò)觀察法增加到有關(guān)還原劑或氧化劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)上），配平后把單線改成等號(hào)。
該基本步驟可簡(jiǎn)記作：劃好價(jià)、列變化、求總數(shù)、配化學(xué)計(jì)量數(shù)。
[例3]在一般方法的基礎(chǔ)上采用逆向配平的方法。屬于經(jīng)驗(yàn)之談，是對(duì)學(xué)生辯證思維的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。
為使學(xué)生較好地掌握配平技能，建議在分析完每個(gè)例題后，補(bǔ)充針對(duì)性問(wèn)題，強(qiáng)化技能訓(xùn)練，鞏固所學(xué)知識(shí)。
另外，關(guān)于氧化還原反應(yīng)的離子方程式的書寫，可組織學(xué)生結(jié)合教材中的“討論”、得出氧化還原反應(yīng)的離子方程式的配平要滿足原子個(gè)數(shù)守恒、電荷守恒、化合價(jià)升降總數(shù)相等。然后組織學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)練習(xí)加以鞏固。通過(guò)設(shè)置該“討論”內(nèi)容，鞏固了氧化還原反應(yīng)配平的知識(shí)，強(qiáng)化了氧化還原反應(yīng)的配平在學(xué)習(xí)化學(xué)中的重要作用。
對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，教師可補(bǔ)充配平的另一種方法—離子一電子法，以及不同化合價(jià)的同種元素間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的確定方法：氧化產(chǎn)物中的被氧化元素的價(jià)態(tài)不能高于還原產(chǎn)物中被還原元素的價(jià)態(tài)。
如： （濃）— 氧化產(chǎn)物是 而不是 或 ，還原產(chǎn)物是 而不是 。 氧化產(chǎn)物 的還原產(chǎn)物 。
典型例題
例1 一定條件下，硝酸銨受熱分解的未配平化學(xué)方程式為：
，請(qǐng)配平方程式。
選題目的：復(fù)習(xí)鞏固氧化還原反應(yīng)方程式的一般配平方法，當(dāng)使用一般配平方法有困難時(shí)可用其它方法配平。拓寬視野，達(dá)到簡(jiǎn)化配平方法的目的。此題適于任何學(xué)生。
解析:一般可根據(jù)元素化合價(jià)的變化關(guān)系
5NH4NO3 ==== 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
升高3×5
降低5×3
為了簡(jiǎn)化配平過(guò)程，也可通過(guò)反應(yīng)物中氮元素的平均化合價(jià)及變化關(guān)系
5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===＞5NH4NO3 === 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
N：+1——→+5 升高4×1
2N：（+1—→0）×2 降低2×2
注：在配平此題時(shí)一定要注意，氮元素的化合價(jià)不能出現(xiàn)交叉現(xiàn)象
解答： 5、2、4、9。
啟示：對(duì)于同種物質(zhì)中同種元素價(jià)態(tài)不清或同種物質(zhì)中同種元素的價(jià)態(tài)不同時(shí)，只需根據(jù)化合價(jià)法則，找出元素的相應(yīng)化合價(jià)，抓住質(zhì)量守恒、電子守恒，就可正確配平。
例2 已知 在下列反應(yīng)中失去7mol電子，完成并配平下列化學(xué)方程式： 選題目的：加強(qiáng)對(duì)“氧化還原反應(yīng)方程式的配平依據(jù)是化合價(jià)升降（電子轉(zhuǎn)移）總數(shù)相等�！钡睦斫�。此題作為提高能力可介紹給學(xué)習(xí)程度較好的學(xué)生。
思路分析： 觀察反應(yīng)前后 的化合價(jià)的變化： 。CuSCN中各元素的化合價(jià)不十分清楚，則化合價(jià)的變化更不易一一找出，另外氧元素的化合價(jià)也發(fā)生了變化。因此，該題不宜使用一般方法配平，因SCN- 和HCN中元素化合價(jià)較復(fù)雜，做起來(lái)較麻煩，可利用氧化還原反應(yīng)中氧化劑地電子總數(shù)和還原劑失電子總數(shù)是相等的這一規(guī)律。根據(jù)題中已知條件設(shè)未知系數(shù)求算。
設(shè) 計(jì)量數(shù)為 ， 計(jì)量數(shù)為 ，根據(jù)得失電子數(shù)相等，有7x=5y。
所以x：y=5：7，代入后用觀察法確定其它物質(zhì)計(jì)量數(shù)，最后使各項(xiàng)計(jì)量數(shù)變?yōu)檎麛?shù)，得：10、14、21、10、10、14、7、16。
注：解本題是依據(jù)氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)和還原劑失電子總數(shù)是相等的這一規(guī)律。本題若用確定元素化合價(jià)變化進(jìn)行配平，需確定 中 為＋1價(jià)，S為－2價(jià)，1個(gè) 應(yīng)當(dāng)失去 ，可得相同結(jié)果，但做起來(lái)較麻煩。
啟示： 因中學(xué)階段學(xué)生學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)是有限的，不可能把每一個(gè)反應(yīng)都了解的很透徹，抓住氧化還原反應(yīng)的配平依據(jù)，即可找到解題的切入點(diǎn)。
例3 在強(qiáng)堿性的熱溶液中加入足量硫粉，發(fā)生反應(yīng)生成 -和 。生成物繼續(xù)跟硫作用生成 和 。過(guò)濾后除去過(guò)量的硫，向?yàn)V液中加入一定量的強(qiáng)堿液后再通入足量的 ， 跟 反應(yīng)也完全轉(zhuǎn)化為 。
�。�1）寫出以上各步反應(yīng)的離子方程式；
�。�2）若有a mol硫經(jīng)上述轉(zhuǎn)化后，最終完全變?yōu)?sub> ，至少需 和 的物質(zhì)的量各是多少？
�。�3）若原熱堿液中含 6mol，則上述a mol硫的轉(zhuǎn)化過(guò)程里生成的 中的 值為多少？
選題目的：該題以信息的形式給出已知條件，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)提煉題中信息作為解題依據(jù)的能力；鍛煉學(xué)生能夠從不同角度思考問(wèn)題，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)方法；復(fù)習(xí)鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)方程式的配平等知識(shí)在解題中的應(yīng)用。
解析：
�。�1）① ② ③
④
�。�2）從氧化還原電子得失關(guān)系看，電子得失均在硫元素之間進(jìn)行。
從 ，失電子；從 ，得電子。
所以 完全轉(zhuǎn)化為 所失電子數(shù)與 轉(zhuǎn)化為 所得電子數(shù)相等，即：
amol amol
由 守恒， 完全轉(zhuǎn)化為 需 和 。
�。�3）原熱堿液中含 ，則反應(yīng)①中消耗 。根據(jù)反應(yīng)①、②、③，有 ，所以 。
啟示：在氧化還原反應(yīng)中，元素化合價(jià)發(fā)生變化，服從氧化還原反應(yīng)規(guī)律，這是思考問(wèn)題的基本方法。凡涉及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算要考慮得失電子守恒規(guī)律的合理應(yīng)用。
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