氧化还原反应实用类型分析
时间:2016-01-17 17:17 来源:未知 作者:汪峰 点击:次 所属专题: 氧化还原反应
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众所周知,氧化还原反应的本质是电子转移,而表象是化合价升降。因此,作为化学教师,就要引导学生抓住化合价升降进行分析,这样才能顺利解决课本中反应物的作用、电子转移方式、反应类型、性质表现、产物类型等问题。
对燃烧现象的思考。可燃物无论是在什么情况下的燃烧,都可把燃料看作还原剂,氧化剂则是助燃物。像生活中的木柴、煤炭、汽油等有机物的燃烧,化学研究中金属、非金属在特定气体中的燃烧,非金属氢化物的燃烧等。在这些燃烧情况中,不论是结焦炭化、正常燃烧,还是剧烈燃烧引起的爆炸等,都常常伴随着能量的释放。利用这些能量,人类完成了生活中食品的生产加工,使机动车辆等的发动机进行工作,使火箭等航天器得以发射。由此联想,没有燃烧型的氧化还原反应,生活就不能正常维持,生产也不能正常进行。
电化学装置在生活中的应用。氧化还原反应中的电子转移可以设计成原电池,成为可移动电源。在人类的生产生活中,可移动电源的使用越来越多,如手机、车辆发动机、电动车、野外作业、深海潜水、航空航天等。如何找到能持久、高效供给电能,且能反复充电的稳定电源,这就需要充分利用氧化还原反应原理,寻找更好的反应物质,设计出优质电池,供各种生产生活的需要。另外,在金属防锈方面,利用氧化还原反应来防锈是一类最基本的方法。利用外接电源的作用,使氧化还原反应发生,成为电解装置,可以用来进行氯碱工业生产,给金属制品进行电镀,进行金属的精炼,冶炼活泼金属等。在生产实际中,选择最佳生产方案就需要比较不同的反应,从设计合理的条件,提高反应效率,保护环境等方面衡量和比较,找到最好的生产方式,使生产过程能最优地进行。
有机化学反应中的表现。氧化还原反应不但存在于无机化学反应中,也存在于有机化学反应中。学生学习有机化学知识困难很大,再加上分析氧化还原反应,学习的困难就会更大。虽然用氢、氧的加减去作特征标记进行分析,学生仍然不易接受。用电子转移和化合价来说明,对学生的难度就更大。如果联系生产生活实际,分析有机物在空气中氧化变质来认识,就可看出,加进氧元素或去掉氢元素就是氧化,反之就是还原。再用组成中氢氧元素的化合价去推测碳元素的化合价,从价态的变化中,确定氧化还原反应规律。在自然界有机物的循环中,就是一个巨大的氧化还原反应系统,植物吸收环境中存在的二氧化碳、水及其它无机物,利用光能,通过光合作用,合成自身的基本组成物质,形成茎、叶、根中的淀粉、纤维素、蛋白质、油脂、维生素等物质,这是一个还原的过程。值得一提的是,人们利用氧化还原反应,可以发酵酿酒、制醋、制酱油等,还可以冶炼钢铁、金属、稀有金属、贵重金属等。
此外,自然界的动植物在呼吸时都需要氧气,依靠氧化反应,消化、分解并吸收营养物质。在缺少氧气的环境中,生物是不能生存的。另一方面,因为氧气的氧化作用,很多物质都存在保质期的限制。过了保质期,多数物质因为氧化—还原反应而发生变质。具体表现在食品、药品的保质,水果的保鲜,塑料和橡胶制品的防老化,还有金属变脆,强度减弱,金属生锈,物品褪色等方面的问题,都要求人们遵循自然规律,合理地使用物质,使人们的生产生活中的损失降低到最低程度。
综上所述,离开氧化还原反应,自然界就不能维持正常运转,各种问题就会堆积,很多物质就不能生产,生活秩序就会混乱。
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