高中化学方程式解题与氧化还原理论知识归纳研究

2016-10-09 09:52
考试周刊 2016年76期
关键词:氧化还原反应方程式高中化学

刘欣

摘 要: 高中化学中,方程式是学习的重点。化学方程式简洁而准确地描述了化学反应,使学习者和使用者更方便地理解和使用化学反应的本质。化学方程式中蕴含着丰富的化学信息,是学好化学的基础,也是解决化学问题的关键。化学方程式中涉及氧化还原反应的知识有很多,需要教师和学生及时总结归纳,促进化学学习。

关键词: 高中化学 方程式 氧化还原反应

运用化学方程式解题是高中化学的重要内容,化学方程式是重要的学习工具,关系着学生高中化学学习水平。在教学过程中,要重视学生对化学方程式的理解记忆,正确利用化学方程式解题。氧化还原反应的知识贯穿学生整个化学学习过程,是高中阶段化学的重要知识点。老师要帮助学生整理学习氧化还原反应的思路,循序渐进,帮助学生提高学习能力和理解能力,使学生更好地学习化学。

一、化学方程式的书写

化学方程式是一种用符号组成的语言,通过化学符号传递化学信息,化学方程式是简洁的公式,具有一定的结构,包含着化学反应的原理和深刻的化学知识内涵。化学方程式是以化学反应的基本原理为基础的,学生要正确书写方程式,才能对化学反应进行分析,解决相关化学题目[1]。化学方程式中的每个组成部分都有自己的含义,包括有反应的条件,如催化剂、点燃、温度等,有数量关系,还有箭头,表示反应生成物质的状态。必须正确书写方程式,否则就会改变整个方程式的含义,直接造成解题的错误。

如↑,这个方程式表示碳酸氢钙经过加热,生成碳酸钙、水及二氧化碳。里面的符号↑表示是气体,↓表示沉淀,数字2表示数量关系,有明确的结构和符号,使化学方程式看起来更清楚明白。

二、氧化还原归纳总结

(一)氧化还原反应

氧化还原反应简单来说是氧化与还原共同进行的反应,反应过程中各元素发生电子转移,反应物的化合价有升高和降低。氧化剂在氧化还原反应中具有氧化性,化合价从高价变成低价,氧化剂被还原之后得到的产物是还原产物。与氧化剂相对的是还原剂,还原剂具有还原性,在氧化还原反应中从低价变成高价,被氧化,还原剂被氧化之后的产物叫做氧化产物。在氧化还原反应中,氧化剂得到电子化合价降低被还原,得到还原产物,还原剂失去电子化合价升高被氧化,得到氧化产物[2]。如钠和氯气发生化学反应,在反应过程中钠失去了电子,化合价升高,这是发生了氧化反应,同时氯气得到了电子,化合价降低,便是发生了还原反应。

氧化还原反应有对立统一的规律,如果有化合价升高一定会有化合价的降低,可以简单记忆为升失氧还原剂氧化产物,降得还氧化剂还原产物,氧化剂的氧化性大于还原剂的还原性,元素处于最低价态的时候只有还原性,元素处于最高价态的时候就只有氧化性,如果处于中间状态,两种性质都有。氧化还原反应的方向是氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物。常见物质的氧化性由弱到强的排序是:,常见的还原性由弱到强的是:

(二)利用化学方程式解题

使用化学方程式解题,要注重质量守恒定律和电荷守恒定律,尤其是在氧化还原反应的解题中。氧化还原方程式解题主要有两种方法:配平法和待定系数法。配平时先要注意电荷守恒定律,再按照质量守恒定律检查完善,配平基本系数,先配金属元素,标价好各个元素的价态,同时要做好价态是升还是降的记录,把基本的系数配平,然后再配除了氢及氧之外的其他元素,配平H,然后用O做检查[3]。凡是升价或者降价的元素下面全部要标,以标出升降价的分子的原子作为标准。待定系数法是把方程式里,其中一种化学分子系数设成1,然后进行配平,如果选中一种物质便不能改变,无法配平可以设未知数。优先考虑分散程度小的元素,再考虑其他。

例如:使用软锰矿制KMnO,把KClO和KOH放入软锰矿中加热,可以得到KCl及KMnO的固体,接着把生成的物质在水里溶解,然后过滤,并且酸化,锰酸钾就会变成MnO及KMnO,将沉淀物过滤,溶液加热,最后得到结晶KMnO,要写软锰矿到KMnO的化学方程式。

首先要认真审题,按照题目的意思写出反应物和生成物,之后要标注元素的化合价,反应前后的化合价都要标,标完之后便会清晰地发现,其中的氯元素及锰元素发生了变化。标出电子转移的数目,锰元素在MnO中是+4价的,在高锰酸钾中是+6价的,也就是说每1摩尔的二氧化钾之中,有2摩尔的电子发生了转移。在KClO中氯元素为+5,氯化钾中的氯元素是-1价,也就是说每1摩尔的KClO中发生6摩尔电子转移,按照电荷守恒的定律可以知道,MnO和KClO的物质量比是三比一。最后按照质量守恒的定律对其他元素进行配平,可以得出方程式:

+4 失2摩尔 +6

3MnO2+6KOH+KClO3=3K2MnO4+3H2O+KCl

+5 得6摩尔 -1

总之,化学方程式是解决化学题目的基础,高中生要牢固掌握化学方程式的书写。在学习氧化还原反应时,要灵活运用解题方法,注意价态变化、转移电子数量等问题,重视知识点的归纳总结。

参考文献:

[1]熊家文.氧化还原反应与高考备考分析[J].考试周刊,2015(4):5-6.

[2]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(4):104-106.

[3]朱钦红.高中化学方程式教学与解题策略探究[J].数理化学习:高三版,2015(6):58-58.

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