关于氧化还原反应方程式配平教学案例的思考

关于氧化还原反应方程式配平教学案例的思考
氧化还原反应是化学反应中十分重要的一类反应，也是化学学习中的难点之一。

在教
学过程中，学生常常有困难在于如何正确地配平氧化还原反应方程式。

为了帮助学生掌握
氧化还原反应方程式的配平方法，教师可以使用以下教学案例进行教学。

案例一：配平1MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → 1Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O （酸性溶液）
1. 引入案例
教师可以通过引入一个实际的化学反应来引起学生的兴趣，介绍某些金属离子与过氧
化物离子（MnO4-）在酸性溶液中发生氧化还原反应的实验现象和反应方程式。

这个实验是通过观察金属离子的颜色变化来判断其氧化还原状态的。

2. 分析反应物和产物的氧化还原状态
学生需要分析反应物和产物的氧化还原状态，以确定氧化还原反应的类型。

在这个例
子中，MnO4-的氧化态为+7，还原态为+2；Fe2+的氧化态为+2，还原态为+3。

3. 配平反应方程式
学生可以通过以下步骤来配平反应方程式：
3.1. 确定氧化和还原的物质：在这个例子中，MnO4-是氧化剂，Fe2+是还原剂。

3.2. 根据氧化和还原的物质确定氧化还原反应类型：在这个例子中，MnO4-是氧化剂，因此是氧化反应；Fe2+是还原剂，因此是还原反应。

3.3. 根据氧化还原反应类型写出未配平的反应方程式：在这个例子中，氧化反应是MnO4- → Mn2+，还原反应是Fe2+ → Fe3+。

3.4. 配平氧化还原半反应方程式：
3.4.1. 先配平除氧外的其他元素：在这个例子中，我们需要配平 Mn 和 Fe 的原
子数目。

在 MnO4-的氧化反应中， Mn的原子数目没有改变；在 Fe2+的还原反应中， Fe
的原子数目也没有改变。

我们可以得到未配平的半反应方程式为：
MnO4- → Mn2+
Fe2+ → Fe3+
3.4.2. 配平氧的原子数目：在这个例子中， MnO4- 中的 Mn 的原子数目没有改变， Fe2+ 中的 Fe 的原子数目也没有改变，我们只需要配平氧的数目。

MnO4- 中的氧
原子数目为 4， Mn2+ 中的氧原子数目为 0，所以，我们需要在 Mn2+ 前面加上一个水分子。

Fe2+ 中的氧原子数目为 0， Fe3+ 中的氧原子数目为 3，所以，我们需要在 Fe2+ 前面加上三个水分子。

配平后的半反应方程式为：
MnO4- → Mn2+ + 4H2O
Fe2+ → Fe3+ + 3H2O
3.4.3. 配平氢的原子数目：在这个例子中，我们需要配平氧化反应中 MnO4- 和Mn2+ 之间的氢的数目。

MnO4- 中没有氢， Mn2+ 中有 4 个氢，所以我们需要在 MnO4- 前面加上 8 个 H+。

配平后的半反应方程式为：
MnO4- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
3.4.4. 配平电荷：在这个例子中， MnO4- 的电荷为 -1， Mn2+ 的电荷为 +2，所以我们需要在 MnO4- 前面加上 5 个电子。

Fe2+ 的电荷为 +2， Fe3+ 的电荷为 +3，所以我们在 Fe2+ 前面不需要加上电子。

配平后的半反应方程式为：
MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O
Fe2+ → Fe3+ + 3H2O
4. 配平反应方程式
学生需要根据配平后的半反应方程式得到配平后的反应方程式。

在这个例子中，半反应方程式乘以适当的系数，然后相加得到配平后的反应方程式：
1MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ → 1Mn2+ + 4H2O + 5Fe3+
案例二：配平Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O（酸性溶液）
教师可以使用同样的步骤引导学生配平这个反应方程式。

通过这两个案例的教学演示，学生可以了解到配平氧化还原反应方程式的基本方法。

在实际操作中，学生可以首先确定氧化还原反应类型，然后配平未配平的半反应方程式，最后根据配平后的半反应方程式得到配平后的反应方程式。

为了帮助学生更好地理解和掌握这一方法，教师还可以提供更多的案例，让学生根据所学方法自己来配平反应方程式。

教师还可以提醒学生注意一些配平反应方程式的常见错误，错误地改变反应物和产物的物质的数目。

教师还可以引导学生思考如何判断一个化学反应是氧化还原反应，以及如何确定氧化还原反应的类型。