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：
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，說明氧化還原反應(yīng)方程式可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律來配平，但對(duì)于較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律來配平不太方便，進(jìn)而引出用“化合價(jià)升降法”解決這一問題的有效措施。
本節(jié)教材通過三個(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)生靈活看待能力，訓(xùn)練了學(xué)生的辯證思維。
教材還通過問題討論，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.通過復(fù)習(xí)，總結(jié)配平原則

教師通過以學(xué)生學(xué)習(xí)過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

為了簡化配平過程，也可通過反應(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)“依據(jù)是化合價(jià)升降（電子轉(zhuǎn)移）總數(shù)相等。”的理解。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 。過濾后除去過量的硫，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。