氧化还原反应方程式的配平

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： （浓）— 氧化产物是 而不是 或 ，还原产物是 而不是 。   氧化产物 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3×5

　　　　    　   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4×1

　　　　　　　2N：（+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 在下列反应中失去7mol电子，完成并配平下列化学方程式：　　   　　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 中 为＋1价，S为－2价，1个 应当失去 ，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 ^-和 。生成物继续跟硫作用生成 和 。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 ， 跟 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 ，至少需 和 的物质的量各是多少？

　　（3）若原热碱液中含 6mol，则上述a mol硫的转化过程里生成的 中的 值为多少？

　　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 ③
　　 ④

　　（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。

　　从 ，失电子；从 ，得电子。

　　所以 完全转化为 所失电子数与 转化为 所得电子数相等，即：

amol 　　　　　　　　　　amol

　　由 守恒， 完全转化为 需 和 。

　　（3）原热碱液中含 ，则反应①中消耗 。根据反应①、②、③，有 ，所以 。

　　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。