《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

2024-04-24

《氧化还原反应方程式的配平》教学设计(共14篇)

篇1:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

教学目标 知识目标

使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。能力目标

培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。情感目标

通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。

教学建议

教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。教材分析:

氧化还原反应方程式的配平是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。

教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。

本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待氧化还原反应方程式的配平能力,训练了学生的辩证思维。

教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。教法建议

教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。1.通过复习,总结配平原则

教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出氧化还原反应方程式的配平原则—化合价升降总数相等。2.配平步骤

[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:

(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。

(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)

(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。

该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。

[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。

为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。

另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。

对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。

如:,还原产物是。

(浓)—

而不是。

氧化产物是 而不是

氧化产物

或 的还原产物

典型例题

例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:,请配平方程式。

选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。

解析:一般可根据元素化合价的变化关系

5NH4NO3 ==== 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O 升高3×降低5×3

为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系

5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===>5NH4NO3 === 2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O

N:+1——→+5 升高4×

12N:(+1—→0)×2 降低2×2

注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象

解答: 5、2、4、9。

启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。

例2 已知 式:

在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程

选题目的:加强对“氧化还原反应方程式的配平依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。

思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化:

。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。

设 计量数为,计量数为,根据得失电子数相等,有7x=5y。

所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。

注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 个 应当失去

为+1价,S为-2价,1,可得相同结果,但做起来较麻烦。

启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。

例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 用生成,和

和。生成物继续跟硫作。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 反应也完全转化为。

(1)写出以上各步反应的离子方程式;

(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 质的量各是多少?

(3)若原热碱液中含 为多少?

选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和氧化还原反应方程式的配平等知识在解题中的应用。

解析:

(1)①

(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。

所以,失电子;从 完全转化为

所失电子数与,得电子。

转化为

所得电子数相等,即:

6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的

中的 值,至少需

和 的物

amol

amol

由 守恒,完全转化为

和。

(3)原热碱液中含,所以,则反应①中消耗。

。根据反应①、②、③,有

启示:在氧化还原反应中,元素化合价发生变化,服从氧化还原反应规律,这是思考问题的基本方法。凡涉及氧化还原反应的有关计算要考虑得失电子守恒规律的合理应用。

篇2:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

氧化还原反应的实质:得失电子守恒

方程式配平原则:质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒(离子方程式)配平方法:化合价升降法(电子得失法)配平步骤:

1、标价态:列出发生氧化和还原反应 的元素的化合价;

2、列变化:列出元素得失电子数(元素的化合价的变化)。

3、定系数:使得失电子总数(化合价的升高和降低)相等;

4、配其他:利用观察法,配平其它物质的系数,把单线改成等号。

【例1】:

C + HNO3 ——

CO2↑ + NO2↑ + H2O

【例2】:

NH3 + O2 ——

NO + H2O

【例3】:

H2S + HNO3 ——

H2SO4 + NO2 + H2O

配平技法:

1、全变左边配:某元素化合价完全变化,先配氧化剂或还原剂的系数

KNO3 + FeCl2 + HCl ——

KCl + FeCl3 + NO↑ + H2O

Pt + HNO3 + HCl ——

H2PtCl4 + NO2↑ + H2O

2、部分变两边配:某元素化合部分变,含该元素的物质先配生成物。

Mg +

HNO3 ——

Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

KMnO4 + HCl ——

MnCl2 + Cl2↑ + KCl + H2O

3、自变右边配:自身的氧化还原反应(包括歧化反应)先配氧化产物和还原产物

NO2 + H2O ——

HNO3 +

NO

Cl2 + NaOH ——

NaCl + NaClO3 + H2O

AgNO3 ——

Ag + NO2↑ + O2↑

4、多变整体配:某物质所含元素化合价同时升高或同时降低时,将这种物质当作一个整体来计算化合价变化数

【例4】:FeS2 + O2 ——

Fe2O3 +

SO2

Cu2S + HNO3 ——Cu(NO3)2 + NO↑+ H2SO4 + H2O

P4 + CuSO4 + H2O ——

Cu3P + H3PO4 + H2SO4

5、零价法:将某物质中价态难确定时,可假设其中各元素化合价均为零价。

【例5】:

FeSi + HNO3 ——

H4SiO4 + Fe(NO3)3 + NO↑ + H2O

Fe3C + HNO3 ——

CO2↑ +

Fe(NO3)3 +

NO2↑ + H2O

Fe3P + HNO3 ——

Fe(NO3)3 +

NO↑ +

H3PO4 + H2O

6、离子方程式的配平(可利用电荷守恒进行配平)

Cr(OH)4 + OH + ClO——

CrO42 + Cl + H2O ---

MnO4- + Cl- + H+ ——

Mn2+ + Cl2↑ + H2O

MnO4- + H2O2 + H+ ——

Mn2+ + O2↑ + H2O

7.关于有缺项的方程式的配平:(缺项一般是酸、碱或水)

【例6】:KMnO4+ KNO2+_______——

MnSO4+ K2SO4+ KNO3+ H2O

Mn2++ S2-2O8+ H2O ——

SO2- 4+ MnO- 4+ ________

② Zn+ H++ NO- 2++3——

Zn+

NH4+ _________

KMnO4 + K2SO3 +________——

K2MnO4 + K2SO4 + H2O

8.关于字母型方程式的配平

Cl--

-m+ OH ——

Cl+ ClOn+ H2O

NaSx + NaClO + NaOH ——

Na2SO4 + NaCl + H2O

氧化还原反应方程式的配平练习

KI+ KMnO4+ H2SO4 ——

I2+

K2SO4+ MnSO4+ H2O ②

As2S3 +

H2O2 + NH3.H2O ——

(NH4)2AsO4 +

(NH4)2SO4 + ③

Fe2O3 + KClO3 + KOH ——

K2FeO4 + KCl + H2O ④

MnO- - 4+

Cl+

H+ ——

Mn2+ +

Cl2↑ +

H2O 3

H2O

FeS + HNO3 ——

Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO↑+ H2O ⑥

K2Cr2O4 + SO2 + H2SO4 ——

Cr2(SO4)3 +

K2SO4 + H2O ⑦

P + HClO3 + H2O ——

HCl + H3PO4

BrO- -3+ Br+ ______ ——

Br2 + H2O ⑨

Cr2(OH)4 + ClO- + OH- ——

CrO2-4+

Cl- +

H2O ⑩

CrI3 + Cl2 + ______

——

K2CrO4 + KIO4 +

KCl +

H2O 配平练习答案:

① 10 2 8 5 6 2 8

② 1 15 10 2 3 20

③ 1 1 4 2 2 1 2

④ 2 10 16 2 5 8

⑤ 1 6 1 1 3 2

⑥ 1 3 1 1 1 1

⑦ 6 5 9 5 6

⑧ 2 12 12H+

6

⑨ 2 3 4 2 3 5

篇3:氧化还原反应方程式的配平法

一、方法导学

1. 配平原则、依据

(1)电子守恒:

电子转移数目相等或化合价升降总数相等.

(2)质量守恒:

反应前后各元素原子的种类和个数不变.

(3)电荷守恒:

氧化还原和离子二合一反应,反应前后离子所带的电荷总数相等.

2. 配平要领

(1)选准配平的起点基准物质,确定氧化还原反应配平的方向.原则:

①所选物质(反应物或生成物)在用来计算化合价升降总数时具有惟一性,即化合价有变化的某元素在反应中必须全部被氧化或被还原.

②歧化反应和归中反应,选择含有高价和低价元素的物质为配平起点,不选中间价态.

③含多种变价元素的物质优先选择,整体计算.

④除歧化、归中反应外,若变价元素在方程式两端原子个数不等,“集合原子”优先选择,以使其单位微粒的变价数最大.

(2)确定化合价升降总数.正确标定元素化合价,弄清还原剂(氧化剂)分子中有几种元素变价,每种元素有几个变价原子.要注意某些物质因结构特殊或某元素存在不同价态的原子,元素可能出现0价或分数价.

3. 配平步骤

(1)标变价,注箭头.

依化学式标出反应前后化合价有变化元素的化合价,选择具有惟一性的起点物质,在其变价元素下方标注升高(↑)或降低(↓)的箭头.

(2)算变价,求总数.

计算元素化合价升降的数值,用最小公倍数法求出升降的总数.

(3)配计(量)数,查守恒.

确定起点物系数后,再依次配平与氧化还原有关物质及其他物质的计量数,根据三原则逐项检查验证配平的方程式.一般按变价元素→盐→酸(碱)→水顺序配平,并核对氢氧原子数,因氢氧元素的化合价大多没有变化,若氢氧配平了,方程式也就配平了,最后单线改等(箭)号.

二、技巧点拨

1. 完全变价,正向配平

适用于被氧化、被还原的元素分别在不同的物质中且某元素完全变价的反应及归中反应,从左边反应物着手配平,即选择反应物为配平起点物.

例1配平MnSO4+K2S2O8+H2O—KMnO4+K2SO4+H2SO4

解析:先标价,配平起点物质.

然后按Mn→K→S→H2O顺序依次确定化学计量数,得

2MnSO4+5K2S2O8+8H2O=2KMnO4+4K2SO4+8H2SO4

例2配平NH4NO3—N2↑+HNO3+H2O

解析:该反应属于同种物质、不同价态的同种元素间的归中反应,配平的起点物质为NH4NO3,用拆项法分开处理:,这样变价的N原子数为8个,N2前的计量数为4;因NH4+和NO3-捆绑在一起组成NH4NO3,故NH4NO3的计量数就大不就小为5,多出的2个NO3-则落在HNO3中;依氢原子守恒,H2O的计量数为9,配平结果为:

5NH4NO3=4N2↑+2HNO3+9H2O

点拨1:同种元素高低价态间反应遵循价态归中规律,只靠拢,不相交,不越位,可重叠.

点拨2:反应中来源不同或表现不同性质的同种物质及含有不同价态同种元素的物质参与的反应,可用先分后合的拆项法予以配平,如例2及Fe3O4、Pb3O4等的反应.

2. 部分变价,逆向配平

部分氧化(还原)反应及自身氧化还原反应(包括分解、歧化反应)等宜选用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为配平起点.

例3配平[]Zn+[]HNO3 (稀)-[]Zn(NO3)2+[]NH4NO3+[]H2O

解析:HNO3部分被还原为NH4+,故选Zn(NO3)2和NH4NO3为配平基准物.根据化合价升降总数相等,在Zn (NO3) 2前配4,NH4 NO3前配1,然后根据质量守恒,找出其他物质的系数.配平后的化学方程式为:

点拨:计量数1的处理:若是填空型方程式配平(有填空符号______或□或[]),1不得省略,其他非填空型书写或配平已知方程式,计量数1一般省略不写.

3. 离子反应,质电守恒

例4配平Fe(OH) 3+ClO-+OH-—+Cl-+H2O

解析:此类字母配平有一定的抽象性,字母在处理上比具体的数字复杂,但配平的方法、步骤与常规方程式相同,关键是要根据化合物中元素化合价法则准确标定有关元素的化合价,进而确定化合价升降总数(可能含字母).先用化合价升降确定基准物及变价元素前的系数:

再由电荷守恒知,反应后负电荷总数为(5+n),反应前为(5-n),显然OH-的化学计量数为2n,最后根据氢原子守恒,H2O前的计量数为(3+n).配平结果为:2Fe(OH)3+(5-n)ClO-+2nOH-=+(5-n)Cl-+3nH2O

4. 多种变价,整体总价

适用于反应中有两种以上元素价态改变,且某种物质(反应物或生成物)中几种元素化合价都升高或降低的反应,可将有多种元素价态改变的微粒作为整体,计算其化合价升降总数.

例5配平P+CuSO4+H2O-Cu3 P+H3 PO4+H2 SO4

解析:该反应中P既作氧化剂又作还原剂,Cu3P中P、Cu两种元素化合价同时降低,选取Cu3P和H3 PO4作起点物质,整体计算化合价升降数,合并P原子数,即可配平.

点拨:整体配平法中,只有在反应中存在固定物质的量之比的升降过程才能捆绑作整体,否则不能捆绑,如

5. 疑难定价,零价法配

适用于不太常见、结构较复杂、难以用常规方法确定元素化合价的一些特殊化合物参加的反应,把这些元素的化合价视为零价,再利用整体法计算出化合价总升降值,在此基础上配平.如:

6. 缺项配平,缺啥补啥

常规的缺项配平所缺物质大多是反应介质,通常是酸(或H+)、碱(或OH-)或水,它们参与反应,但其中元素化合价不变.为此,可先依据化合价的升降配平发生氧化还原物质的化学计量数,然后比较反应物和生成物,分析增减的元素及离子的电荷数,根据守恒法确定缺项,最后观察配平.

点拨:缺项的判定技巧:①若增加的元素在阴离子中,未知物一般是相应的酸;②若增加的元素是金属,未知物一般是相应的碱;③若反应前后元素的种类无变化,而阴阳离子数目不相等,未知物一般是与反应物含有相同阴、阳离子的酸或碱;④若反应前后H、O原子个数不相等,则未知物一般是水;⑤若缺正、负电荷,根据离子共存知识,一般加H+或OH-,另一边加水,最后进行两边电荷数配平.

近几年,上海高考中出现根据信息书写并配平无机反应方程式的新情景试题,它将氧化还原反应与物质的分析推断结合在一起,考查氧化还原反应概念、方程式书写配平、相关运算等学科内知识综合应用能力,是一种高级形式的缺项配平,希望引起重视.

例6某反应体系的物质有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、Br2和H2O,请将KBrO3以外的物质分别填入下面对应的横线上,组成一个配平的化学方程式.KBrO3+______+______→______+______+______

解析:根据题目给出的方程式形式,结合所给物质的氧化性和还原性可知,KBrO3为反应物,则Br2必定为生成物,KBrO3在反应中得到电子化合价降低,则另一种有化合价变化的元素必然失去电子被氧化,在AsH3和H3AsO4中As的化合价分别为-3和+5,显然AsH3是还原剂,H3AsO4是氧化产物,H2SO4则充当介质,转化为K2 SO4和H2O.利用化合价升降法配平此反应为:

这类题目只要根据题给信息、实验事实、现象或所给物质,比对元素化合价变化,找出发生氧化还原反应的物质,运用化合价升降法配平,再依守恒原则添加所缺物质及化学计量数,即可顺利解答.

7. 有机反应,氢氧标碳

有机反应可将有机物写成分子式,根据H(+1)、O(-2)价态确定碳元素的平均化合价(可能为0价或分数价),分析其化合价变化并按常规步骤配平.如:C6H5-CH3+KMnO4+H2 SO4-C6 H5-COOH+MnSO4+K2 SO4+H2O

另一种方法是局部变化法,即不求碳的平均化合价,只抓住变化部位分析碳元素的化合价升降情况,从而使配平变得更容易些,结果相同.

8. 多组关系,加合配平

对于一般氧化还原反应方程式,仅有惟一的一套配平化学计量数,但还有一些氧化还原反应有多组配平系数,如:

2KClO3+4HCl=2KCl+2H2O+Cl2↑+2ClO2↑

11KClO3+18HCl=11KCl+9H2O+3Cl2↑+12ClO2↑

8KClO3+24HCl=8KCl+12H2O+9Cl2↑+6ClO2↑

之所以出现这种情况,是因为还原剂被氧化成两种氧化产物,这两种物质之间没有联系或联系不明显,它们承担电子得失总数的比例不确定,两者的比例和氧化剂的用量都可发生变化,因而有多组配平系数,可借助加合法予以配平.

例6配平:KMnO4+KI+H2SO4-K2SO4+MnSO4+I2+KIO3+H2O

(1)化合价升降数加合法:令I2、KIO3的化学计量数分别为a和b,根据化合价升降总数相等法则,最终配平结果为:

(2)反应机理加合法:该反应是由2KMnO4+10KI+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+512+8H2O和6KMnO4+5KI+9H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5KIO3+9H2O两个独立反应按各种不同比例叠加而成的总反应:2(x+3y) KMnO4+5(2x+y) KI+(8x+9y)H2SO4=2(3x+y)K2SO4+2 (x+3y) MnSO4+5xI2+5yKIO3+(8x+9y)H2O.

篇4:氧化还原反应方程式的配平

[ 观察法]

这种方法适用于反应物或者生成物较少的反应。通常将某种反应物或者生成物的化学计量数定为1;再根据原子守恒分别确定其它物质的计量数,在这个过程中可以出现分数;最后再将各物质的计量数之比化为最简整数比。

例1 配平方程式:Fe(NO3)2 →Fe2O3+NO2↑+O2↑

解析 将Fe2O3的计量数定为1,根据铁原子守恒,Fe(NO3)2的计量数为2;再根据氮原子守恒,NO2的计量数为4;最后根据氧原子守恒,确定O2的计量数为[12]。由于出现了分数,再将所有物质的计量数乘以2,即得到配平之后的方程式。

答案 4Fe(NO3)2 =2Fe2O3+8NO2↑+O2↑

[ 正向配平]

众所周知,任何氧化还原反应过程由于电子的转移,必然涉及到元素化合价的升降,且元素化合价的升、降是相等的。根据氧化还原反应的这一特征,我们可以对其进行配平。所谓正向配平指的是从反应物的一方结合元素化合价的升降进行配平。这种方法适用于某种物质只作氧化剂或只作还原剂,而且涉及化合价变化的元素的化合价要全部发生改变而不能只改变一部分。

例2 (2014年高考福建卷)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:

NaCl溶液[80℃,通电Ⅰ]NaClO3溶液[室温,KClⅡ]

KClO3晶体

完成Ⅰ中反应的总化学方程式:

□NaCl+□H2O=□NaClO3+□ 。

解析 此反应涉及了电解的知识。H2O电离的H+在阴极放电生成H2,因此残缺项为H2。H2O参加反应,氢元素的化合价降低了2;Cl-在阳极放电生成ClO3-,化合价升高了6,因此H2O的计量数为3,NaCl的计量数为1。再根据Na+守恒确定NaClO3的计量数为1;根据氢原子守恒,H2的计量数为3。

答案 NaCl+3H2O[通电,80℃]NaClO3+3H2↑

[ 逆向配平]

逆向配平指的是从产物的方向结合元素化合价的升降进行配平。这种方法适用于某种反应物既作氧化剂又作还原剂,根据得到氧化产物和还原产物时化合价的升降,对方程式进行配平。

例3 (2014年高考新课标全国卷)H3PO2的工业制法是:白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。

解析 此反应白磷既作氧化剂又作还原剂,因此可以用“逆向配平”的方法配平方程式。首先结合题干信息写出基本的反应物和生成物:P4+Ba(OH)2→Ba(H2PO2)2+PH3↑。生成Ba(H2PO2)2时,磷元素的化合价由0价升为+1价,生成一个Ba(H2PO2)2,磷元素的化合价共升高了2;生成PH3时,磷元素由0价降为-3价,生成一个PH3,磷元素的化合价共降低了3,因此Ba(H2PO2)2和PH3的计量数分别为3、2。根据磷原子守恒,P4的计量数为2;根据Ba2﹢守恒,Ba(OH)2的计量数为3。由于反应物中氢原子不足,所以在反应物中补上6个H2O。

答案 2P4+3Ba(OH)2+6H2O=3Ba(H2PO2)2+2PH3↑

<F:\高中生2015\学法指导\2015-5-高二0\Image\理综图标.tif> [ 两边配平]

两边配平指的是从反应物和生成物两个方向结合元素化合价的升降对方程式进行配平。这种方法适用于氧化还原反应中,某种反应物的某种元素的化合价全部改变,另一种反应物的某种元素的化合价部分改变。

例4 (2014年高考新课标全国卷)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。

解析 首先根据题给信息初步写出反应物和生成物PbO2+HCl(浓)→PbCl2+Cl2↑。由于浓盐酸中的氯元素的化合价只有一部分发生了改变,而PbO2中的铅元素化合价全部发生了改变,所以应该用“两边配平”的方法配平方程式。PbO2参与反应,铅元素的化合价降低了2,生成Cl2。氯元素的化合价升高了2,所以PbO2、Cl2的计量数均为1。再根据铅原子守恒,确定PbCl2的计量数为1;根据氯原子守恒,HCl的计量数为4;再根据氢原子守恒,产物补足2个H2O。

答案 PbO2+4HCl(浓)[△]PbCl2+Cl2↑+2H2O

[ 整体配平]

整体配平指的是氧化还原反应中有多种元素化合价同时升高或同时降低,则将这些元素看成整体,看其共升高了或降低了多少,对其进行配平。在配平过程中结合前面介绍的正向配平、逆向配平、两边配平的一种综合配平方法,综合性较强、难度较大。

例5 配平方程式FeS2+O2[高温]Fe2O3+SO2。

解析 FeS2中铁元素由+2升为+3,化合价升高了1,硫元素由-1升为+4,2个硫原子化合价共升高了10,将FeS2看成一个整体,两种元素的化合价共升高了11。O2参加反应,化合价降低了4,故FeS2和O2的计量数分别为4、11。根据铁原子守恒,Fe2O3的计量数为2;根据硫原子守恒,SO2的计量数为8。

答案 4FeS2+11O2[高温]2Fe2O3+8SO2

篇5:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

上海市第六十中学 王志平

能熟练进行氧化还原原应方程式配是学生必须掌握的基本功技能,在多年的化学教学中发现,由于氧化还原反应方程式较复杂,因此在氧化还原反应方程式配平中学生最难掌握的是二个部分:一是电子转移数目的确定:二是求出最小公倍数及相应系数后,系数是写生成物前还是反应物前的判断。而运用分类法进行教学可以基本解决上述的两个难点,并对提高学生的分析、归纳能力和教会学生反应方程式的配平都很有利的。下面结合氧化还原反应方程式分类及相应的配平方法进行详细说明。

氧化还原反应不仅量多而且复杂多变,但从其形式上看,大体可分为以下几种:

一、不同种物质不同种元素之间的氧化反应 例一,上海市97年高考试题中:

Fe(NO3)3+NaOH+Cl2-→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O 这道题是Fe(NO3)2中的铁元素与Cl2氯元素之间发生的氧化还原反应,对这种反应电子转移数的计算应以分子中参加氧化还原反应元素所含的原子多的物质作为计算的参照物,如果所含的原子数一样多可任选。例反应物Cl2中1个分子含2个Cl原子而其对应的还原产物NaCl中只有1个Cl原子,因此电子转移数计算应以Cl2为参照物。而由于Fe(NO3)3和Na2FeO4两物质中的铁原子一样多,所以可以任选一个作为参照物。为了能与Cl2对应,一般选反应物Fe(NO3)2作参照物。这样就有:Cl2—→BaCl Fe(NO3)2—→Na2FeO4 从而得到电子转移的最小公倍数为6,Fe(NO3)3和Cl2分别要乘以系数2和3。把2和3分别写在参照物前面(反应物),2Fe(NO3)2+NaOH+3Cl2 —→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O 再配平相应的其它物质得:2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2—2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O 再如反应:

Fe+HNO3—→Fe(NO3)3+N2O+H2O,由于参加氧化还原反应是Fe、N元素之间进行,而还原产物N2分子中含有2个N原子,对应的氧化剂HNO3分子只含有1个N原子,因此应以N2O为参照物,而Fe、Fe(NO3)3 所含Fe原子相等可任意选择参照物,为了方便起见,这个反应以生成物为参照物来计算电子转移数及相应配平系数,其它步骤同例,就可 得:8Fe+3OHNO3—→8Fe(NO3)3+3N2O+15H2O

二、同种物质中同种元素或不同种元素之间发生反应

对这类的氧化还原反应方程式配平,应选择生成物为参照物,求电子转移数,再根据最小公倍数求相应的系数,然后把系数写在参照物(生成物)前,再配平其它物质。

例一:P+KOH+H2O—→KH2PO4+PH3-5e +3e

O +5 O-3 P —→KH2PO4 P—→PH3 得最小公倍数为15,相应系数为3、5,分别写在参照物前: :P+KOH+H2O—→KH2PO4+PH3 配平其它物质得:

8P+3KOH+9H2O—→3KH2PO4+5PH3 例二:HNO3—→NO2↑+O2↑+H2O 这是同种物质中不同种元素间发生的反应,应选择生成为参照物得:-4e +e

-2 O +5 +4 HNO3—→O2 HNO3—→NO2 最小公倍数为4,系数分别为4、1并写在相应参照物前: HNO3—→4HO2↑+O2↑+2H2O 再配平其它物质得: 4HNO3—→4NO2↑+O2↑+2H2O

三、不同种物质之间同种元素的反应

对这一类氧化还原反应方程式的配平,一般以反应物为参照物,求电子转移数及相应的系数,系数应先写在反应物前,然后再进行其它物质的配平。

例一:H2S+SO2—→S+H2O 这是H2S和SO2中硫元素之间发生的氧化还原反应,参照物应确定为反应物H2S和SO2来求电子转移数。-2e +4e

-2 O +4 O H2S—→S SO2—→S 然后可得最小公倍数为4,相应的系数为2、1,把系数写在参照物(反应物)前面: 2H2S+SO2—→S+H2O 再配平其它物质得2H2S+SO2—→3S+2H2O 再如反应方程式:HBrO3+HBr—→Br2+H2O也可按上述步骤和方法进行配平。四、一种物质中有两种物质或两以上元素同时参加氧化还原反应。

对这类方程式应该把两种或两种以上元素同时参加氧化还原反应的物质看作一个整体来求其电子转移数目,再求其系数。

例一:89年上海高考试题中:

AS2S3+HNO3—→H3ASO4+S↓+NO2+H2O电子转移情况:

-4e

+3-2 +5 O AS2S3—→H3ASO4+S

-6e 把AS2S3看作为一个整体A,则有-10e

A—→H3ASO4+4

而HNO3发生还原反应: +e

篇6:化学方程式的配平教学反思

例如C2H5OH+O2CO2+H2O先配C、H原子得

C2H5OH+O22CO2+3H2O再设O2的系数为x则

C2H5OH+xO22CO2+3H2O可求x

1+2x=4+3

X=3

即为C2H5OH+3O22CO2+3H2O

又如甲醇燃烧的化学方程式:

CH3OH+O2CO2+H2O先配C、H原子得

CH3OH+O2CO2+2H2O再设O2的系数为x则

CH3OH+xO2CO2+2H2O可求X

1+2x=2+2

X=

即为CH3OH+O2CO2+2H2O

最后化系数为最小整数比,每个化学式前面的系数都行乘以2即可

篇7:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

这种方法适合常见的难度不大的化学方程式.例如,KClO3→KCl+O2↑在这个反应式中右边氧原子个数为2,左边是3,则最小公倍数为6,因此KClO3前系数应配2,O2前配3,式子变为:2KClO3→KCl+3O2↑,由于左边钾原子和氯原子数变为2个,则KCl前应配系数2,短线改为等号,标明条件即:2KClO3==2KCl+3O2↑。

观察法配平

篇8:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

第一步, 找出四大物质:认真分析题目根据相关的信息找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物.如, 写出Al与NO 3-在碱性条件下反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的离子反应方程式.其氧化剂是NO 3-、还原剂是Al、还原产物是NH3, 在分析氧化产物时注意是在碱性条件下, 铝元素应该以AlO 2-形式存在.NO 3-+Al※NH3+AlO-2

第二步, 配平时, 遵循三大守恒按部就班的就可以达到目标:

1.利用得失电子守恒, 进行这四种物质的配平.如, N的化合价由+5降为-3, 得到8电子, Al的化合价由0升高为+3, 失去3电子, 所以3NO-3+8Al※3NH3+8AlO-2.

2.利用电荷守恒, 发现要添加物质, 添加物质的无非是比较常见的H2O、H+、OH-, 究竟添加哪种物质, 去仔细分析题目, 看这个反应是在酸性条件下, 还是在碱性条件下.

如, 上述反应在碱性条件下, 且由3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO 2-可知电荷不守恒, 所以在左边加上5OH-则变为5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO-2

3.利用元素守恒 (质量守恒) , 此时主要是配氧原子和氢原子的守恒了.由5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO 2-可知在左边少氧原子和氢原子, 且两者的原子个数比为1∶2, 可见, 应在左边加上水 (H2O) , 2H2O+5OH-+3NO 3-+8Al※3NH3+8AlO-2

如果经过这样的总结, 学生有了理性的认识, 再加上平时的训练, 最后一定会得心应手的.

完成下列练习:

1.工业上用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染, 试写出总反应方程式:

________________________________.

2.向氯化钴溶液中加入氢氧化钠调节溶液呈碱性, 并加入次氯酸钠, 可制得棕褐色的Co (OH) 3沉淀, 写出该反应的离子方程式:________.

篇9:氧化还原反应方程式的配平

技巧:当一种反应物中有两种或两种以上元素的化合价发生变化或几种不同物质中的元素化合价经变化后同存在于一种产物中,把该物质当成一个“整体”考虑。

例1 FeS2+O2 —— Fe2O3+SO2

解析 在FeS2中Fe元素的化合价由+2升高到+3,S元素的化合价由-1升高到+4,即同一种物质中有两种元素的化合价同时改变,把FeS2当成一个“整体”来考虑。故:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2。

2. 加合法

技巧:把某个复杂的反应看成是某几个反应的叠加而成。

例2 Na2O2+H2O —— NaOH+O2

解析 我们可以把这个反应看成是以下两个反应的叠加:

Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 ①

2H2O2=2H2O+O2 ②

把①×2+②,故:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。

3. 双配法

技巧:某些特殊的氧化还原反应,从方程式两边同时开始配平。

例3 H2PO2-+Ag++H2O——H3PO4+Ag+H2

解析 选择H2PO2-、Ag+和H2作为研究对象。为了满足电荷守恒关系,H2PO2-、Ag+的化学计量数必定相等。反应中,1个H2PO2-升高4价,1个Ag+降低1价,每生成1个H2需降低2价,为了使化合价总数相等,在H2PO2-、Ag+前均配1时,H2前配[32],最后将各化学计量数均乘以2,再配平其余物质的化学计量数。故:2H2PO2-+2Ag++4H2O=2H3PO4+2Ag+3H2。

4. 组合法

技巧:两种或两种以上的物质同时作氧化剂(或还原剂),可将它们按比例进行组合来配平。

例4 S+KNO3+C——K2S+N2+CO2

解析 因为KNO3中K、N原子个数比为1:1,为了保证产物中K、N原子个数比亦为1:1,K2S、N2的化学计量数必定相等,可把K2S、N2组合为一个整体作为研究对象,CO2为另一研究对象。每生成1个(K2S、N2)需降低12价,每生成1个CO2需升高4价,故K2S和N2前均配1,CO2前配3,以此配平其余物质的化学计量数。故:S+2KNO3+3C=K2S+N2+3CO2。

5. 拆分法

技巧:某些情况下,需要把某个化学式拆开进行分析。

例5 NH4NO3——N2+HNO3+H2O

解析 这是一个归中反应。有关价态变化是,-3价的N元素全部升高到0价,+5价的N元素部分降低到0价。可将N2拆成两部分,即升价而来的N元素和降价而来的N元素。每生成一个N元素,若升价而来,需升高3价,若降价而来,需降低5价,故升价而来的N原子数为5,降价而来的N原子数为3,(5+3)÷2=4,为N2的化学计量数,再配平其余物质的化学计量数,故:5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O。

6. 后配(单质)法

技巧:把游离态的那种元素放在最后来配(适用于反应物或生成物中有单质参加或单质生成的反应)。

例6 FeS2+O2 —— Fe2O3+SO2

解析 反应物中有单质O2,把O元素放在最后来配。假定Fe2O3系数为1,则FeS2系数为2,那么SO2系数为4,因此O2系数为[112],然后把每种物质前的系数都扩大2倍,故:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2。

7. 综合法

技巧: 对于少数氧化还原反应方程式,需综合运用几种方法技巧。

例7 NaIO3+NaHSO3——NaHSO4+Na2SO4+I2+H2O

解析 选择NaIO3、NaHSO3作为研究对象。1个NaIO3降低5价,1个NaHSO3升高2价,故NaIO3前配2,NaHSO3前配5,但其余物质的化学计量数单用观察法不能全部配出,可设NaHSO4和Na2SO4的化学计量数分别为[x、y],则[x+2y=7](Na原子守恒),[x+y=5](S原子守恒),解方程组即得:[x=3,y=2],代入并配平其余物质计量数,故:2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O。

8. 假设法

技巧:对于一些特殊的有机氧化还原反应,定化学式较为复杂的物质的化学计量数为1,以此配平其余物质的化学计量数。

例8 C6H2(NO2)3CH3[高温]CO+N2+H2O+C

解析 假设三硝基甲苯的化学计量数为1,根据原子守恒,用分数(或整数)确定各物质的化学计量数,反应前后元素出现几率最多的物质的化学计量数最后确定(如C)。即按1次→2次→3次……顺序配化学计量数。故:2C6H2(NO2)3CH3[高温]7CO↑+3N2↑+5H2O+7C。

综上所述,对于同一氧化还原反应方程式,可根据反应特点进行分析,灵活采用不同的配平技巧,或几种技巧综合运用,就会使氧化还原反应方程式的配平变得易如反掌。

【练习】

配平下列氧化还原反应的化学方程式:

(1)P+Cl2——PCl3

(2)Cu+HNO3(稀)——Cu(NO3)2+NO +H2O

(3)Cu2S+HNO3——Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O

(4)KI+KIO3+H2SO4——I2+K2SO4+H2O

(5)H2O2+Cr2(SO4)3+ ——K2SO4+H2O+K2CrO4

(6)AgNO3——Ag+NO2+O2

(7)FeSO4+H2O+O2——Fe2(SO4)3 +Fe(OH)3

(8)RCH2OH+K2Cr2O7+H2SO4→RCOOH+Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O

[【参考答案】]<\192.168.2.51本地磁盘 (e)张骥娜数据飞翔高中生学习·高三 理综 文综 合 2011-9高中生学习·高三 理综 文综 合 2011-9c社会2.jpg>

(1)2,3,2; (2)3,8,3,2,4;

(3)3,22,6,10,3,8; (4)5,1,3,3,3,3;

(5)5,1,10KOH,3,2,8; (6)2,2,2,1;

篇10:氧化还原反应教学设计

一、教材分析

中学阶段的化学基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应是非常重要的知识点,是中学化学教学的重点和难点之一。课标要求学生掌握氧化还原反应的基本概念,真正理解反应的实质,正确探究物质的氧化性和还原性。氧化还原反应的基本概念贯穿于整个中学阶段化学知识的学习始终,是非常重要的理论知识。

本节的教学思路是通过分析参加化?W反应的各物质所含元素的化合价是否有变化,建立氧化还原反应的概念,并探讨氧化还原反应的实质;通过分析参加化学反应的各物质所承担的角色,引出氧化剂和还原剂的概念,加强对氧化还原反应概念的理解和应用。

二、教学目标

1.课标要求

(1)通过熟悉的化学反应,使学生认识到有的化学反应中有元素化合价的变化,建立氧化还原的概念。

(2)通过实验和思考,分析得出氧化还原反应的实质是电子转移。

2.三维目标

(1)知识与技能:知道氧化还原反应的本质是电子的转移,能举出生产生活中氧化还原反应的实例。

(2)过程与方法:引导学生认识化学反应中元素化合价的变化,认识氧化还原反应的概念;提出问题,引入实验,让学生通过实验现象得出氧化还原反应的本质是电子的转移。

(3)情感态度与价值观:引导学生学习氧化还原反应,认识到氧化还原反应在实际生产和生活中无处不在,而且有利有弊。只有充分学习和研究,才能避免有害的氧化还原反应的发生,让更多的氧化还原反应造福于人类。让学生关注化学与生命活动的联系,体会化学来源于生活,又高于生活。

三、教学分析

1.教材分析

本节包含三部分内容:氧化还原反应,氧化剂和还原剂,探究铁及其化合物的氧化性和还原性。以往教学通常将本节分为3课时,每一部分为一课时。为了培养学生学习化学的兴趣,培养他们科学探究的能力,教师在设计本节课的教学时,以“氧化还原反应”为线索,通过“化合价变化”这一氧化还原反应的标志揭示其实质为“电子的转移”。本节课在设计时注重化学与生活实际的联系,由学生熟悉的五彩缤纷的焰火引入,以生产生活中常见的氧化还原反应结束,交相呼应。

2.学情分析

本节知识内容是中学化学中重要的理论知识,比较抽象,是高一学生在学习了物质的量、电解质之后的又一难点。将这两课时合为一课时,也成为教师教学设计时必须考虑的问题。如果在一节课中将多个概念传授给学生,那就是一节失败的课。真正能让学生在教师的引导下,层层递进地学习、理解这些概念,领悟相互之间的关系,自主地进行探究和思考,那才是一节成功的课。

四、教学重点、难点

1.重点

分析化合价的升降,认识氧化还原反应。

2.难点

理解电子转移是氧化还原反应的实质。

五、教学方法

从学生的认知水平出发,采用启发式教学法。在学生现有的知识水平上设置疑问,并引导学生通过思考、练习、实验来解决疑问。例如,学习了氧化还原反应的概念后,利用学生熟悉的氢气还原氧化铜反应引出氧化反应、还原反应的概念,教学过程顺理成章,易于学生接受。问题的设置应有梯度,循序渐进,由现象到本质,层层深入地引导学生解决新知识学习中的疑问。由于本节内容理论性较强,教学中多处采用举例教学,让学生通过生活中的实例和熟悉的化学反应认识氧化还原反应的标志和实质。通过练习,巩固理论知识的学习,讲练结合,实现高效教学。实验教学是化学教学中最为直观的教学方法。通过实验引发学生思考,发现问题的本质。

六、教学过程

1.情景导入

很高兴引领大家学习氧化还原反应,今天我们将走入氧化还原反应的世界。氧化还原反应是一类十分重要的反应,它在我们的生产、生活中是普遍存在的。

同学们还记得2008年北京奥运会那29个由焰火组成的神奇大脚印和绚丽多彩的焰火吗?这就是由一系列的氧化还原反应产生的。我们学习过的化学反应也有很多属于氧化还原反应。大家请看屏幕(展示图片)。

2.设计思路

氧化还原反应对学生来说是一个较为抽象的概念,导入环节的设置就是先给学生一个感性认识,激发学生的学习兴趣,让学生建立熟悉感,更好地认识氧化还原反应。

3.引入正题

给出常见的几种化学反应,让学生标注化合价。然后分成两类,我们把化合价变化的称为氧化还原反应。在氧化还原反应的实质教学中,先提出问题“什么因素引起了氧化还原反应中元素化合价的变化呢”,然后以氯化钠的形成为例,以图片的方式展现钠原子和氯原子之间电子的转移。

假设元素化合价的变化是由电子的转移引起的,接下来学生进行分组实验:铁钉和硫酸铜溶液反应可以解释为铁失去电子转移给了溶液中的铜离子,铜离子得电子生成铜,并在铁钉上析出。理论分析如此,那么实际是否符合理论分析呢?采用演示实验,把铁钉和铜片分别连接导线,串联电流表后插入硫酸铜溶液中。按照理论分析电路中应该有电流产生,则电流表的指针应该发生偏转。实验现象证明确实有指针偏转,说明理论分析正确,电子转移引起了元素化合价的变化。分组实验和演示实验有机结合既充分调动了学生的积极性和探究精神,又节省了时间,达到了实验效果。最后归纳小结,提炼精髓。

4.概况整合

实质标志:电子的转移,化合价变化形成氧化还原反应。

5.课前准备

(1)搜集教学素材,如氧化还原反应的视频、生活中氧化还原反应的图片、防腐剂图片等。

(2)设计幻灯片辅助教学。

(3)准备一个演示实验和两个分组实验。

(4)设计教案,设计、印刷导学案。

七、教学评价

篇11:氧化还原反应教学设计

薛军琴

教学目标 知识与技能

1.分析讨论氧化还原反应的特征 2.探究氧化还原反应的本质 3.讨论总结氧化还原反应的判断规律 过程与方法

1.复习巩固初中四种基本反应类型以及从得氧、失氧角度划分氧化反应和还原反应,进一步了解化学反应的多种分类方法,并由此得出划分的依据不同而有不同分类方法和使用范围。

2.培养学生由表及里、由现象到本质的认识事物的方法及分析,解决问题的能力。情感态度价值观

理解氧化跟还原的相互依存和对立统一的辩证关系。教学过程

一、听写几个化学方程式(1人上黑板写,其余同学练习本书写)1.氢气与氧气反应 2.铁和氯气反应 3.氯酸钾受热分解 4.氢气与氧化铜反应 5.三氧化二铁与一氧化碳反应 6.氧化铁与盐酸反应 7.氢氧化钡与硫酸反应 8.锌与盐酸反应

二、同桌交换检查批改方程式书写的正误(配平、反应条件、符号等问题)

三、整体评价上黑板书写的同学书写的正误情况

四、新课导入

[复习]化学反应可以从不同的角度进行分类,其目的在于了解各类反应的本质。回忆初中学过分类方法和依据,并对以上反应进行不同角度的分类。(学生对照回答)1.按四种基本类型分类 2.按有无得失氧原子的角度分类

对照得出以上分类方法不完全,有些反应不能划分到其中,引出新的分类方法和新的反应类型,进入新课

五、展示学习目标

六、新知探究

1.结合以上反应方程式分析各反应中元素化合价的变化情况并总结氧化还原反应的外部特征----有化合价升降。(学生分析并总结)2.分组讨论

(1)氢气与氧化铜反应(2)三氧化二铁与一氧化碳反应

讨论以上两反应的电子得失情况,总结氧化还原反应的本质。(学生展示讨论结果并评价正误)

(3)对照钠与氯气反应、氢气与氯气反应的区别,讨论氧化还原反应转移电子的本质(电子的得失和偏移)3.得出结论

(1)有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。(2)没有电子转移的反应,是非氧化还原反应 判断规律1

• 化合价升高,失去e-,被氧化,发生氧化反应。• 化合价降低,得到e-,被还原,发生还原反应。【分组讨论】四种基本反应类型与氧化还原反应的关系 学生展示并评价,师生共同总结得出结论 判断规律2 ★ 有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应以及置换反应全部属于氧化还原反应。

★ 复分解反应全部属于非氧化还原反应。

七、课堂小结

• 氧化还原反应的特征:化合价升降 • 氧化还原反应的本质:电子转移 • 氧化还原反应的判断:升 失 氧

降 得 还

八、布置作业

篇12:《氧化还原反应》教学反思

《氧化还原反应》是高中化学必修1第二章《化学物质及其变化》中的第三节,有其重要的意义。因为在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,《氧化还原反应》占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧还原反应。而且金属的腐蚀及电化学部分是氧化还原的重要应用。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。学生对本节教材掌握的好坏直接影响着其以后对化学的学习。本节教材安排在这里是承前启后,它既复习了初中的基本反应类型及氧化反应、还原反应的重要知识,并以此为铺垫展开对氧化还原反应的较深层次的学习,还将是今后联系元素化合物知识的重要纽带。此节内容分两部分,第一是介绍氧化还原反应的概念,第二是了解常见的氧化剂和还原剂及氧化还原反应的应用。这节公开课的教学探究取得了一定的效果,我觉得有一下几点值得反思之处。

一、教学设计符合学生的认知过程

首先教学设计最初确定下来的知识要点有三个:从“得失氧角度分析氧化还原反应”过渡到从“化合价角度分析氧化还原反应”,并顺利得出“氧化还原反应与四种基本反应类型的关系”。学生的认知脉络在此知识脉络的主导下,顺利完成了认识新概念的几个步骤:回顾、比较、归纳、应用、发现疑点、重新在新高度比较、归纳、应用、最后得结论。让学生充分感受到对知识的学习是分步推进的,在不同的阶段认识的知识范围、理解的程度都是逐步加深的。圆满的完成了初定的认知脉络目标。

其次设计概念的问题线索恰到好处,充分激发学生质疑,求知的技能。最初设计中,我根据具体情况合理的设计各种疑问。这些问题不仅要激发和维持学生的好奇心,也要引导学生善于发现问题,不断提出问题。几次试讲过程中发现有些问题的提出顺序可以改变,有些问题可以进行综合一并提出,最后确定了关键的几个问题:

Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2应属何种基本反应类型? C+O2==CO2是否属于氧化还原反应?讲出原因?

分析C+2CuO=2Cu+CO2、C+H2O=CO+H2、C+O2==CO2这3个反应中元素的化合价,然后看看是否能得到化合价跟氧化还原反应的关系?

通过练习题中的几种不同反应,能否总结出基本反应类型与氧化还原反应的关系? 这几个问题良好的利用了学生认知脉络,逐步递进,起到了很好的过渡作用,课堂的主线就在这几个建构概念的问题穿插下形成了。

二、存在问题

首先本课重点是运用化合价升降来判断、分析氧化还原反应。但教学中发现学生水平参差不齐,个别学生连最基本的元素化合价都已忘记,哪里谈得上找化合价变化。所以虽然知识简单但课堂上还是不能急于求成,注意做好初高中衔接,教学中适时复习有关化合价的知识,例如初中的化合价口诀之类的,使学生大脑中和知识系统化,再通过对氧化还原反应的具体分析,让学生认识到化学知识的多样性、适用性

其次更加注重探究方法在教学中的应用,让学生真正成为课堂教学的主体,真正实现课堂教学的多元智能化

篇13:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

1 离子-电子法的配平步骤

离子-电子法的配平,只适用于在溶液中进行的氧化还原反应。其步骤为:第一步将化学反应式改写为离子反应式;第二步将离子反应式拆写成2个半反应式;第三步配平2个半反应式左右两边各种原子和电荷数;第四步将2个半反应式乘以适当的系数,使得失电子数目等于最小公倍数后相加,化简。

在离子-电子法配平的4个步骤中,第三步最关键。在配平氧化还原半反应式时,不但要使反应式两边各原子个数相等,还要使反应式两边的电荷数相等。

配平原子时先配O、H以外的原子,然后再配O、H原子。在不同介质中O、H原子的配平难易程度不一样,最容易配平的是在酸性介质中,碱性介质和中性介中配平O、H原子则比较困难。为此,笔者总结出先按酸性介质来配平,然后再根据实际情况,通过在反应式的两边同时加入与H+数目相等的OH-,将酸性介质转化为碱性或中性介质的方法。具体做法是:当实际介质为碱性介质时,反应式左右两边同时加上与反应式中H+数目相等的OH-,然后把同一边相同数量的H+和OH-合并成相同数量的H2O,经简化即完成酸性介质向碱性介质的转变;若反应介质为中性介质时,按照酸性介质配平后,反应式左边出现了H+,只需在反应式的两边同时加上与反应式中H+数目相等的OH-,然后把左边相同数量的H+和OH-合并成相同数量的H2O后经过简化即完成酸性介质向中性介质的转变。

电荷数的配平采取在左边或右边加上电子的方法来配平。一个电子带有一个单位的负电荷,因此,每得到一个电子,就相当于增加一个单位的负电荷,得到n个电子时,相当于增加了n个单位的负电荷。相反,如果失去一个电子,则增加一个单位正电荷,失去n个电子时,相当于增加了n个单位的正电荷[2]。

2 在不同介质中反应式配平实例

2.1 酸性介质

K2Cr2O7+Na2SO3→Cr2(SO4)3+Na2SO4配平步骤如下:

(1)先写成离子反应式:。

(2)写出2个半反应。第一个半反应:; 第二个半反应:。

(3)配平半反应左右两边的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O和H原子。所以第一个半反应先配平Cr原子,左边2个Cr,右边只有1个Cr,在右边的Cr3+前放上系数2,得;接着配平O原子,在少O原子的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加7个H2O;最后配平H,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上14个H+。结果得:

分析上式左右两边的电荷数,左边是+12,右边是+6, 因此要在右边加上6个电子,这样左右两边的电荷才相等。即

第二个半反应先配平S原子,很显然S原子已经相等;接着配平O原子,在少O原子的一边加水,少多少个O原子就加多少个H2O,因此应在左边加1个H2O;最后配平H,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,因此在右边加上2个H+。结果得:

分析上式左右两边的电荷数,左边是-2,右边是0,可见要在右边加上2个电子,即

(4)反应式(1)和反应式(2)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(1)乘以1加上反应式(2)乘以3得:

简化得:

转化为化学方程式得:

2.2 碱性介质

先按照酸性介质的配平方法配平各种原子,然后再通过在方程式的左右两边加上与H+数目相等的OH-离子,把酸性介质转化成碱性介质后,再进行电荷的配平。例如配平下列在碱性介质中完成的反应:

配平步骤如下:

(1)先写成离子反应式:。

(2)写出2个半反应式。第一个半反应:ClO-→Cl-;第二个半反应:。

(3)配平半反应的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O原子和H原子。第一个半反应先配平Cl原子,左边和右边都只有一个Cl原子,已经相等,不用再配平。接着配平O原子,先按酸性介质的配平方法进行配平,在少O原子的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加1个H2O;最后配平H原子,在少H原子的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上2个H+。结果得:

ClO-+2H+→Cl-+H2O

实际介质不是酸性而是碱性,所以在上式左右两边同时加上与H+数量相等的OH-,很显然两边同时加上2个OH-,即得:

ClO-+2H++2OH-→Cl-+H2O+2OH-

因为2H++2OH-→2H2O,将上式整理后得:

ClO-+2H2O→Cl-+H2O+20H-

将该式简化得:

ClO-+H2O→Cl-=2OH-

分析上式左右两边的电荷数,左边是-1,右边是-3,可见要在右边加上2个电子,这样左右两边的电荷才相等。即

第二个半反应中的Cr原子数已经相等。接着配平O原子,从第二半反应中可知O原子数已经配平。接着配平H原子,先按酸性介质配平,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在右边加上4个H+,结果得:

实际介质不是酸性而是碱性,所以在上式左右两边同时加上与H+数量相等的OH-,很显然两边同时加上4个OH-,即得:

整理简化得:

分析上式左右两边的电荷数,右边是-5,左边是-2,可见要在右边加上3个电子,即

(4)反应式(3)和反应式(4)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(3)乘3加上反应式(4)乘以2得:

简化得:

转化为化学方程式得:

2.3 中性介质

先按照酸性介质的配平方法配平各种原子。各原子配平后,若左边出现H+,则在反应式的两边同时加上与H+相同数目的OH-离子,把酸性介质转化成中性介质后,再进行电荷的配平;若左边未出现H+,则直接进行电荷的配平。例如配平下列在中性介质中完成的反应:

(1)先写成离子反应式:。

(2)写出2个半反应。第一个半反应: 第二个半反应:。

(3)配平半反应的原子和电荷。先配平原子,后配平电荷。原子配平时先配其他原子,再配平O原子和H原子。第一个半反应先配平Mn,左边和右边都只有1个Mn原子,不用再配平。接着配平O原子,先按酸性介质的配平方法进行配平,在少O的一边加水,少多少个O就加多少个H2O,很显然在右边加2个H2O;最后配平H原子,在少H的一边加H+,少多少个H就加多少个H+,很显然在左边加上4个H+。结果得:

实际介质不是酸性而是中性,所以上式左边只能出现H2O,不能出现H+,需要在反应式左右两边同时加上与H+数目相等的OH-,很显然左右两边同时加上4个OH-,即得:

因为4H++40H-→4H2O,将上式整理后得:

将该式简化得:

分析上式左右两边的电荷数,左边是-1,右边是-4,可见要在左边加上3个电子,这样左右两边的电荷才相等。即

第二个半反应左右两边S原子已经相等。接着配平O、H原子,先根据酸性直接配平的方法来配平,在左边加1个H2O,O原子即配平。接着配平H原子,在少H的一边加H+, 少多少个H就加多少个H+,很显然在右边加上2个H+。结果得:

上式配平原子后,左边出现H2O,没有H+出现,不需要转换。

分析上式左右两边的电荷数,左边是-2,右边是0,可见要在右边加上2个电子,即

也可写成:

(4)反应式(5)和反应式(6)得失电子的最小公倍数是6, 所以反应式(5)乘以2加反应式(6)乘以3得:

转化为化学方程式得:

3 结论

氧化还原反应无论是在酸性、碱性,还是在中性介质中进行,采用离子-电子法配平反应式时,都可以先按照酸性介质条件下配平各原子,然后再通过在反应式两边同时加入一定数量的OH-的方法转变成碱性或中性介质,该方法能化难为易,易于掌握,特别是对于在碱性和中性介质进行的复杂氧化还原反应式的配平尤为简便快捷。

参考文献

[1]胡伟光.无机化学[M].北京:化学工业出版社,2002:97-98.

篇14:《氧化还原反应方程式的配平》教学设计

关键词:变价元素;氧化还原方程式;初始守恒

文章编号:1005–6629(2016)3–0087–06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

氧化还原反应(以下简称“氧-还反应”),是一类非常重要的化学反应,在实际生活和生产中均有广泛应用,例如电镀、电解、燃烧等都有涉及到氧-还反应,而像S、Cl、N、Mn等元素具有多种化合价,也就是变价元素,它们在氧-还反应中会扮演“多面手”的角色——在同一反应过程中,既参与化合价升高的氧化半反应,又参与化合价降低的还原半反应,配平这类元素参与的化学方程式时,学生感到困难较大。而将归一法和双线桥法两者结合使用,可以解决有变价元素参与的氧-还反应方程式的配平问题。

通常在配平方程式中用的归一法,就是在方程式两边找到关键的化学式,将其化学计量数规定为1,再根据该关键化学式中各原子的个数去配平其他化学式,如果配平过程中化学计量数出现分数,再将分数转化成最简整数[1]。

本文中“一双结合”的“一”就是“归一”的意思,原理与配平方程式通常用的“归一法”相同,但“归一”的对象却是变价元素,在含有变价元素参与的氧-还反应方程式配平中,我们将变价元素的配平作为解决这类方程式配平的突破口。如果整个方程式中只有一种变价元素,我们就以仅有的这一种变价元素为着眼点;如果一个方程式中含有两种及以上的变价元素,一般情况下以化合价变化较多的那个变价元素为着眼点。着眼点元素就是计量数要被“归为1”的变价元素(下面无特殊说明,变价元素指的都是被列为着眼点的变价元素)。通过在方程式左边含有变价元素的反应物(或者方程式右边含有变价元素的生成物)前乘以適当的计量数,使每个含有变价元素的反应物(或者生成物)中变价元素原子个数为1,再按照反应前后原子个数守恒规律,确定方程式右边含有变价元素的生成物(或者方程式左边含有变价元素的反应物)前的计量数,使最终未配平前方程式两边变价原子个数先达到“初始守恒”,之后再按照反应前后化合价升降总数相等的原则,配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的计量数,最后用方程式中未参与氧-还反应的原子检查配平后的计量数是否正确。

“一双结合”是通过在方程式一边含有变价元素的物质前乘以适当的计量数,将它们的原子个数归为1,然后确定方程式另一边含变价元素的物质前的计量数,以达到变价元素原子个数“初始守恒”,再应用“双线桥”法确定反应物中的氧化剂、还原剂及相应的产物系数,最后确定方程式中其他参加非氧化还原的反应物及其产物计量数,达到整个方程式配平。这种方法的核心是归一。正确的归一,能让学生在配平方程式过程中更加清楚变价元素原子的反应“路径”,为解答有关电子转移、氧化产物与还原产物摩尔比或者质量比等问题扫清障碍。

2 “一双结合”方法遵循的规律与原则

这种方法在配平过程中,始终遵循以下规律与原则:

(1)反应前后原子个数守恒[2]。化学反应前后遵循原子个数守恒的规律,当然对于有变价元素参与的氧-还反应来说,变价元素原子个数在反应前后也应遵循这一规律。这是“一双结合”的核心依据。

(2)反应前后得失电子总数相等[3]。在氧-还反应中,氧化剂得到的电子(或者电子对偏向)总数必然等于还原剂失去的电子(或者电子对偏移)总数。这是应用双线桥配平方程式的理论依据。

(3)遵循客观事实[4]。就是以客观事实为基础,物质如能发生化学反应,然后再依据质量守恒定律,调整化学式前的化学计量数,使得式子左右两边达到原子的种类相同,数目相等。

3.1 有变价元素参与的歧化反应

方程式形式及特点为:一种含有变价元素的反应物→若干种含有变价元素的生成物(“一变多”型)。

例如:H2O2→H2O+O2↑

(1)变价元素在反应前后有3种及以上的化合价。如举例中的O元素在反应前后的化合价分别为-1、-2、0价。

(2)变价元素在反应前含在一种反应物中,而反应后含在两种及以上的生成物中,如本例中O元素在反应前含在H2O2中,反应后在H2O和O2中都含有O元素。

3.2 有变价元素参与的归中反应

方程式形式及特点为:若干种含有变价元素的反应物→一种含有变价元素的生成物(“多变一”型)。

例如:H2S+H2SO3→S+H2O

(1)变价元素在反应前后有3种及以上的化合价。如举例中的S元素在反应前后的化合价分别为-2、+4、0价。

(2)变价元素在反应前含在两种及以上反应物中,而反应后含在一种生成物中,如本例中反应物H2S和H2SO3中都含有S元素,反应后只有S中含有该变价元素。

3.3 变价元素参与复杂氧-还反应

方程式形式及特点为:两种以上含有变价元素的反应物→两种以上含有变价元素的生成物(“多变多”型)。

例如:KClO3+HCl(浓)→Cl2↑+ClO2+KCl+ H2O

(1)变价元素在反应前后有2种以上的化合价。如本例中的Cl元素在反应前后的化合价分别为+5、-1、0、+4价。

(2)变价元素在反应前含在两种及以上反应物中,而反应后在另外两种及以上的生成物中,如本例中反应物KClO3和HCl中分别含有Cl元素,反应后Cl2、ClO2和KCl都含有变价元素Cl。

见图1。

例1 H2O2→H2O+O2↑方程式的配平

(1)判断。本题中有一种变价元素O,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。

(3)整理检查。上述方程式中,还原产物和氧化产物前的计量数已经分别确定,此反应产物中没有非氧化还原产物,通过检查可知各类元素反应前后原子个数相等。故只需整理计量数即可,即方程式两边同乘以2,得到:

2H2O2=2H2O+O2↑[5]。

例2 S+NaOH→Na2S+Na2S2O3+H2O方程式的配平

(1)判断。本题中有一种变价元素S,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。

再应用化合价升降总数相等进行配平,为了便于配平此处将2S写为S-S的形式。用双线桥标出电子转移:

此时S、Na、H三类元素的原子个数反应前后相等,用O原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的。故只需整理计量数即可,方程式两边同乘以2,得到:

4S+6NaOH=2Na2S+Na2S2O3+3H2O[6]。

例3 Cl2+K2CO3→KCl+KClO3+CO2方程式的配平

(1)判断。本题中有一种变价元素Cl,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“一变多”型的歧化反应,可用“一双结合”法配平。

(2)“一双结合”。方程式右边KCl、KClO3中Cl原子个数都为1,反应物Cl2中Cl原子个数为2,这样Cl原子个数已经达到“初始守恒”,为了便于配平,此处将Cl2写为Cl-Cl的形式,再应用化合价升降总数相等进行配平。用双线桥标出电子转移:

要使氧-还原反应中升降电子总数相等,KCl的计量数为5,得失电子总数为5e-,那么“桥”左边的Cl的计量数也应为5。

(3)整理检查。上述方程式中,还原产物和氧化产物的计量数已经分别确定,还需要确定非氧化还原反应物K2CO3、非氧化还原产物CO2的计量数,由KCl和KClO3前的计量数可知,K2CO3前配3,再根据反应前后C原子个数相等,CO2前配3,方程式变为:

5Cl-Cl+3K2CO3→5KCl+KClO3+3CO2。

此时Cl、K、C三类元素的原子个数反应前后相等,用O原子反应前后个数检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的。故只需整理计量数即可,得到:

3Cl2+3K2CO3=5KCl+KClO3+3CO2。

例4 H2S+H2SO3→S↓+H2O方程式的配平

(1)判断。本题中有一种变价元素S,它就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变一”型的归中反应,S既是氧化产物又是还原产物。可用“一双结合”法配平。

(2)“一双结合”。方程式左边H2S、H2SO3中S原子个数都为1,生成物S乘以2,使S原子个数达到“初始守恒”,为了便于配平此处将2S写为S-S的形式,再应用化合价升降总数相等进行配平。用双线桥标出电子转移:

要使氧化还原反应中升降电子总数相等,H2S前配2,得失电子总数为4e-,那么“桥”右边的S-S中氧化产物的S前配2:

(3)整理检查。上述方程式中,还原剂H2S、氧化剂H2SO3和S的计量数都已确定,根据反应前后H(或O)原子个数相等,H2O前配3,方程式变为:

2H2S+H2SO3→2S-S+3H2O。

此时S、H(或O)两类元素的原子个数反应前后相等,再用O(或H)原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:

2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O[7]。

例5 HCl+KMnO4→KCl+Cl2+MnCl2+H2O方程式的配平

(1)判断。本题中有Cl和Mn两种变价元素,它们就是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变多”型的有变价元素参与的复杂氧-还反应,从化合价变化分析可知,Cl2是氧化产物,MnCl2是还原产物,对应的还原剂和氧化剂分别是HCl和KMnO4,可用“一双结合”法配平。

(3)整理检查。上述方程式中,MnCl2、Cl2、KMnO4、HCl的计量数都已确定,根据反应前后H(或O)原子个数相等,H2O前的计量数为4,方程式变为:

此时S、H(或O)两类元素的原子个数反应前后相等,再用O(或H)原子反应前后个数是否相等,检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:

16HCl+2KMnO4=2KCl+5Cl2+2MnCl2+8H2O[9]。

例6 KClO3+HCl(浓)→ClO2+Cl2+KCl+H2O方程式的配平

(1)判断。本题中Cl为变价元素,它是该方程式中的着眼点变价元素,属于“多变多”型的有变价元素参与的复杂氧-还反应,这里最为关键的是确定氧化、还原产物。反应前Cl元素化合价为+5、-1价,反应后为+4、0、-1价,从化学反应化合价不交叉规律可知ClO2是还原产物,Cl2是氧化产物,KCl、H2O是非氧化还原产物,对应的还原剂和氧化剂分别是HCl和KClO3,但HCl除了作还原剂外,还体现酸性,发生复分解反应,生成KCl。可用“一双结合”法配平。

(3)整理检查。上述方程式中,KClO3、Cl2、ClO2的计量数都已确定,根据反应前后K原子个数相等,KCl前配1,从而进一步确定HCl前配2,最后确定H2O前配1,方程式变为:

再用反应前后O原子个数检查方程式是否配平。通过检查可知是相等的,故只需整理计量数即可得到:

2KClO3+4HCl(浓)=2ClO2+Cl2+2KCl+2H2O[10]。

配平化学反应方程式看似简单,其实它是对学生化学知识掌握情况的综合考量。在配平中如果对反应物质的性质比较熟悉,就能快速判断参加氧-还反应的氧化剂、还原剂及对应的产物,灵活运用配平方法,而这些都要靠平时学习的积累和总结。

参考文献:

[1]喻强.初中化学方程式的配平方法[J].初中生之友·学习號,2013,(9):51.

[2][3]赵燕.无机化学[M].北京:化学工业出版社,2002:95.

[4]高光柱.例谈初中化学方程式配平方法[J].现代教育科学:教学研究,2013,(10):123.

[5]庞锡涛.无机化学(修订2版)[M].北京:高等教育出版社,1996:78.

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