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        尊重客觀事實(shí) 走出認(rèn)識誤區(qū)——也談氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)的關(guān)系

        2011-12-28 07:55:08馬佩強(qiáng)
        化學(xué)教與學(xué) 2011年3期
        關(guān)鍵詞:誤區(qū)學(xué)生

        馬佩強(qiáng) 孟 靜

        (1 淄博市教學(xué)研究室 山東 淄博 255030; 2 淄博第六中學(xué) 山東 淄博 255300)

        化學(xué)反應(yīng)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),可以有多種分類方式。 如根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素的化合價是否發(fā)生變化,可將其分為氧化還原反應(yīng)和非氧化還原反應(yīng); 根據(jù)反應(yīng)物、生成物種類和數(shù)量不同,則可分為化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)等四種基本類型的反應(yīng)……其中氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)的關(guān)系是高中學(xué)習(xí)階段經(jīng)常討論的問題,把握好它們之間的關(guān)系對于深入理解氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)有著很重要的意義。 但筆者在聽課研究中發(fā)現(xiàn):有不少教師或?qū)W生在處理這個問題時,出現(xiàn)了個別誤區(qū),對二者關(guān)系的認(rèn)識出現(xiàn)了偏差,因此撰文與廣大同仁進(jìn)行探討,以免讓謬誤越傳越遠(yuǎn)。

        一、對氧化還原反應(yīng)與四種基本類型反應(yīng)關(guān)系認(rèn)識上的主要誤區(qū)

        1.誤區(qū)一:無單質(zhì)參加的化合反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng); 無單質(zhì)生成的分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)。 我們在認(rèn)識氧化還原反應(yīng)與化合反應(yīng)、分解反應(yīng)之間關(guān)系的時候,得出的結(jié)論是:有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng);有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)也一定是氧化還原反應(yīng)。 這兩個結(jié)論都是有充足的理論依據(jù)的,因?yàn)閱钨|(zhì)的化合價為零價,而在化合反應(yīng)中,該元素轉(zhuǎn)移到化合物中,其化合價必然不為零價;在分解反應(yīng)中,元素由化合物中的非零價變?yōu)楫a(chǎn)物單質(zhì)中的零價,這兩種變化過程中都毋庸置疑地伴隨了元素化合價的變化,因此二者皆屬于氧化還原反應(yīng)。 可筆者在聽課過程中發(fā)現(xiàn):有的教師為了引導(dǎo)學(xué)生“更加全面”地認(rèn)識氧化還原反應(yīng)與化合、分解反應(yīng)之間的關(guān)系,又將上述結(jié)論引申為: 無單質(zhì)參加的化合反應(yīng)則一定不是氧化還原反應(yīng);無單質(zhì)生成的分解反應(yīng)也一定不是氧化還原反應(yīng)。 這樣拓展得到的這兩個結(jié)論同樣可靠嗎? 筆者在一次聽課后曾就這一問題在授課班級的學(xué)生中展開過隨機(jī)調(diào)查,有70%以上的學(xué)生認(rèn)為觀點(diǎn)可信;有近30%的學(xué)生表示對這兩個結(jié)論不信服,但苦于找不出可以反駁它們的實(shí)例。 事實(shí)上,這兩個結(jié)論的確存在不嚴(yán)密之處,顯得過于絕對和武斷。 筆者分別試舉兩例加以說明:無單質(zhì)參加的化合反應(yīng):①過氧化氫與二氧化硫化合:H2O2+SO2=H2SO4;②一氧化氮和二氧化氮的混合氣體通入冰水中:NO+NO2+H2O(冰水)=2HNO2。在以上兩個反應(yīng)中,雖無單質(zhì)的參與,但都有元素的化合價發(fā)生了變化,當(dāng)屬氧化還原反應(yīng)。 無單質(zhì)生成的分解反應(yīng):①硝酸銨在一定溫度下的分解反應(yīng):NH4NO3=N2O+2H2O;②亞硫酸鈉受熱分解:4Na2SO3=Na2S+3Na2SO4。 同樣可分析這兩個反應(yīng)也屬于氧化還原反應(yīng)。 這樣的反應(yīng)雖不多見,但以上的例子足以說明“無單質(zhì)參加的化合反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)”、“無單質(zhì)生成的分解反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)”這兩個結(jié)論的謬誤。 有的教師還把這種錯誤結(jié)論帶到了下面的集合圖示關(guān)系中,認(rèn)為:化合反應(yīng)、分解反應(yīng)分別與氧化還原反應(yīng)的交集A 和B 中所涉及的反應(yīng)均分別為有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)和有單質(zhì)生成的分解反應(yīng),而把無單質(zhì)參加或生成的化合、分解反應(yīng)自然地排除在外,這樣也就造成了學(xué)生對此問題認(rèn)識上的偏差。2.誤區(qū)二:有單質(zhì)參加或生成的反應(yīng)一定屬于氧化還原反應(yīng)。 這種錯誤主要出現(xiàn)在學(xué)生層面,即把正確結(jié)論中的化合、分解等字眼給摳掉了,認(rèn)為它們是無關(guān)緊要、可有可無的,但是卻忽略了同素異形體之間相互轉(zhuǎn)化的這類反應(yīng)。 如C(石墨)=C(金剛石)、3O2=2O3等反應(yīng)中,雖然有單質(zhì)參加和生成,但反應(yīng)前后元素的化合價卻始終為零,沒有發(fā)生變化,自然不能歸入氧化還原反應(yīng)之列。 因此這一說法也是經(jīng)不住推敲的。

        二、這些認(rèn)識誤區(qū)帶給我們的啟示

        1.在日常的教學(xué)中,我們必須以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,從本質(zhì)或源頭出發(fā)認(rèn)真對待每一個問題,不能采取想當(dāng)然的態(tài)度,草率地作出結(jié)論,以免造成謬誤。 如四種基本類型的反應(yīng)中,哪些屬于氧化還原反應(yīng),哪些不屬于氧化還原反應(yīng),關(guān)鍵要從氧化還原反應(yīng)概念本身去分析,看是不是真正有元素化合價發(fā)生變化,而不是僅憑“有無單質(zhì)參加或生成”這些表面現(xiàn)象而作出判斷。

        2. 對于已知結(jié)論的遷移和拓展則要做到慎之又慎,采取科學(xué)嚴(yán)密的思維方法,仔細(xì)推理、小心求證,防止拓展結(jié)果的局限性和片面性。 從邏輯角度看,如果“有單質(zhì)參加的化合反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)”屬于已經(jīng)被證實(shí)的真命題,則其否命題“無單質(zhì)參加的化合反應(yīng)一定不是氧化還原反應(yīng)”則可能是真命題也可能是假命題[1],需要求證后得知,不能僅憑感覺而作出主觀臆斷。

        3.在教學(xué)和研究中,不可一味地追求規(guī)律的總結(jié),而忽略一些不常見的化學(xué)事實(shí)[2],同時也要嚴(yán)格把握一些規(guī)律的限制條件,防止無限度地擴(kuò)大規(guī)律的應(yīng)用范圍而造成錯誤。 如有單質(zhì)參加或生成是化合反應(yīng)或分解反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的充分條件,而非所有化學(xué)反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的充分條件,誤區(qū)二的出現(xiàn)就是因?yàn)閷⒃}的應(yīng)用范圍無限擴(kuò)大而造成的。

        [1] 劉紹學(xué).普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)選修1-1.第2 版[M].北京:人民教育出版社,2007:5-7

        [2] 劉前樹,李廣洲.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的潛在約定[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2010,(1-2):3-5

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