中学阶段同价硫元素氧化还原性的教学探讨——兼谈对“化学”之我见

1 由"深究"发问谈起 中学化学教学中,一般从元素的化合价讨论物质的氧化性和还原性,如"最低价只有还原性、最高价只有氧化性,中间价既有氧化性、又有还原性"已成为广大化学教师较为一致的认识.然而,对于同一元素在同样的化合价时是否具有相同强弱的氧化性和还原性?往往需结合具体的化学反应来说明这一事实,不再解释为什么存在着一种差异,即使有学生追问,也多以温度、浓度、酸碱度等因素的影响来敷衍,认为中学阶段很难或不能深入到物质的结构知识深度加以解释.     

高中化学“氧化还原反应的应用”项目式教学——设计过氧化氢使用注意事项标签

以“设计过氧化氢使用注意事项标签”为项目主题,开展高中化学“氧化还原反应的应用”教学。学生通过说明书对比发现问题,完成“探究过氧化氢能否与氧化性物质混用”“探究过氧化氢为何不能与还原性物质混用”“探究过氧化氢起消毒作用原理”等3个主项目任务及“寻找日常生活中常见消毒剂”的拓展任务,完成过氧化氢性质的预测及验证,在探究过程中建构并应用价性模型,形成从化合价角度认识物质氧化性或还原性的思路方法,认识氧化还原反应的重要意义。本教学设计为单课时微项目,学生思维的开放度稍弱,可以适当延长课时。     

硝酸氧化对三种活性炭结构及化学性能的影响

对煤质活性炭、椰壳活性炭和沥青基活性炭进行了硝酸氧化处理。通过酸碱滴定、红外光谱、比表面积和孔径分布测定研究了硝酸氧化对3种活性炭的表面官能团、比表面积和孔结构的影响,以及硝酸氧化对活性炭进一步进行乙二胺胺化的影响。结果表明,在所选的3种活性炭中,氧化对于椰壳活性炭的物理结构破坏最严重,比表面积下降了16%,而煤质活性炭与沥青基活性炭均很好地保持了原有的结构性质。硝酸氧化在不同的活性炭表面均引入了一定量的酸性基团,其中沥青基活性炭氧化后表面酸性基团含量最高,达到2.36mmol/g。氧化后的3种活性炭接枝乙二胺后,沥青基活性炭的表面碱性基团含量最高,达到1.39mmol/g。     

硫化氢与氯气反应的实验设计--硫化氢还原性的验证

在高一教材关于“硫的氢化物和氧化物”一节的教学中,涉及到有关硫化氢还原性的验证。教材利用了SO2与H2S反应生成S和H2O来证明H2S具有还原性。但这时学生还没有接触过SO2,对SO2的性质不太了解,对这个结论也就只能是表面上的认识,而不能对其本质(利用SO2的氧化性和H2S的还原性)有深刻的理解。     

高中化学项目教学案例——探寻柠檬水中的维生素C

选取“维生素C”这一生活中常见的还原性物质,面向已经学习“氧化还原反应”基础知识的高一年级学生开展项目教学活动。通过提出项目问题、师生共同拆解项目问题设计研究方案和子任务、学生实施子任务研究等项目教学环节,在形成相应子任务成果的同时,进一步帮助学生巩固从氧化性和还原性视角认识化学物质性质的认识角度,建立基于物质性质定量分析目标物质含量的实验思路和思维框架,提升学生对于氧化还原反应功能和价值的认识。     

碳与浓硝酸反应的补充实验

在全国统编教材高级中学课本化学 (必修 )第一册 (ｐ180 )和全日制普通高级中学教科书 (试验本 )第二册 (Ⅰ ) (ｐ2 6)中均提到碳与浓硝酸能反应 ,以说明浓硝酸具有强氧化性。由于该实验课本没作要求也很难做成功 ,所以教师只能在学习金属与浓硝酸反应性质的基础上运用推理方法让学生认识浓硝酸的这一特性。碳与浓硝酸的反应实验很难做成功的原因经分析 ,我们认为主要有 3点 :一是反应温度达不到要求。由于浓硝酸中含有一定量的水 ,当红热的炭块投入到浓硝酸中时只能发生局部的短暂的反应 ,反应放出的热量不足以维持反应继续进行 ,故炭块不…     

无机氧化还原反应的专题复习

氧化还原反应知识是一条贯穿高中化学始终的“动脉” ,其重要性不言而喻 ,有必要进行专题复习。1　概念体系在氧化还原反应中 ,氧化剂表现氧化性、还原剂表现还原性。2　反应类型为了研究的方便 ,可以把氧化还原反应按不同的标准分类 ,如 :3　反应规律3.1　表现性质规律 :元素处于最高价时只具有氧化性、处于最低价时只具有还原性、处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。3.2　性质强弱规律 :在“氧化剂 +还原剂→还原产物 +氧化产物”中 ,氧化性 :氧化剂 >氧化产物 ;还原性 :还原剂 >还原产物。3.3　正易逆难规律 :若“氧化剂 +e- →还…     

比较浓硝酸与稀硝酸氧化性的依据

用电极电位可比较水溶液中氧化剂或还原剂的强弱。在298 I}的标准态下,即气体的压强为101 325 Pa,水溶液中溶质的活度(近似于浓度)为1mol儿时,可用标准电极电位(还原电位)来量度氧化剂的氧化性或还原剂的还原性的强弱。     

己二酸的合成

己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一。在高等师范院校的基础有机化学实验中,己二酸制备是一个基础实验,通常是用50％的硝酸或固体高锰酸钾氧化环己醇进行制备,这是一个传统的实验制备方法。但用50％硝酸为氧化剂时,由于有有害气体N02放出,实验需在通风橱中进行。在常规实验教学中,由于实验人数比较多,受通风设备的限制,在学生实验中通常以高锰酸钾代替硝酸作为氧化剂。而当用高锰酸钾作氧化剂时,对实验时反应温度的要求非常严格一温度要控制在30℃以下。     

对《硝酸与石蕊试液反应本质的质疑》的实证探索

通过一系列实验证明,浓硝酸对石蕊显色反应后的褪色现象,就其反应本质而言仍然是一种氧化还原反应。至于浓硝酸对石蕊发生硝化反应的说法,至今还缺少确凿的事实依据和有公信力的理论支撑。     

硝酸与石蕊试液反应本质的质疑

硝酸与石蕊试液的反应曾经是高中化学教材中硝酸的性质实验之一,此内容也多次在高中生近年来的化学试题中出现,而硝酸与石蕊试液的作用情况比较复杂,其一是石蕊试液与稀硝酸和浓硝酸的反应现象不相同;其二是在不同温度下石蕊试液与浓硝酸反应的现象也不完全相同。室温下将紫色石蕊试液滴人稀硝酸中,溶液立即变为红色,微热之,无明显变化发生;而室温下将紫色石蕊试液滴人浓硝酸中,溶液的颜色会由红色变为橙色,最后变为黄绿色,并伴随有大量红棕色气体产生。对此实验现象,有的教师解释为浓硝酸具有强氧化性,石蕊试液与浓硝酸作用时发生了氧化还原反应,逸出的红棕色气体是浓硝酸的还原产物二氧化氮。而稀硝酸的氧化性弱于浓硝酸,在此仅表现出酸性,因而只能使紫色石蕊试液变红。浓硝酸与石蕊试液作用是否主要发生的是氧化还原反应？黄绿色产物是什么物质？针对上述疑问,我们进行了反复研究,大量实验事实说明,浓硝酸与石蕊试液在发生酸色反应后,主要发生的是硝化反应,同时伴随有硝酸的分解反应,二者发生氧化还原反应的可能性很小。     

“硫的转化”第2课时教学设计

1教学目标设计[设计说明]“硫的转化”一节用3课时,第1课时学习含硫物质在自然界中的转化,第2课时学习含硫物质在实验室中的转化,第3节学习含硫物质在生产生活中的转化。本节课是学生在了解了含硫物质在自然界中的转化的基础上,引导学生探究在实验室如何实现不同价态硫元素之间的转化。运用氧化还原反应的理论来了解二氧化硫等含硫元素的物质的性质。本节课过程设计的思路是:首先是使学生进一步明确在实验室中开展探究活动的一般方法和步骤;其次是开展具体的探究活动。教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的办法,为学生提供必须的试剂、药品,提供完全开放的探究环境,由学生自主完成探究任务。在学生进行探究活动前,一定要要求他们遵循“观察预测实验(设计合理的实验方案、选择合理的试剂和药品、注意观察实验现象和出现的问题)分析、归纳、整理得出结论”的实验程序。通过活动探究,重点认识二氧化硫的性质即氧化性、还原性、酸性和漂白性。[知识与技能目标](1)学生掌握使0价、 4价、 6价元素之间的转化,了解二氧化硫的性质。(2)通过在实验室探究不同价态硫元素之间的转化,使学生掌握运用氧化还原反应寻找合适的氧化剂和还原剂来实现不同价态含硫物质...     

6,6‘—二（二苯基氧化膦甲基）—1,1’—氮氧化—2,2‘—联吡啶与…

合成了硝酸铒与四功能团含磷萃取剂６，６’－二（二苯基氧化膦甲基）－１，１’氮氧化－２，２’－联吡啶的配合物。用四圆衍射仪测定了配合物的晶体结构。金属离子周转的配位水分子已全部被取代。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高纯钛中痕量元素

应用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定高纯钛中14项杂质元素,并对其最佳测定条件进行了试验.采用两点法制备工作曲线.试样溶于盐酸和硫酸混合酸中,滴加过氧化氢使钛氧化至4价.将试液蒸干使钛以二氧化钛状态沉淀析出,加入稀硝酸后将其过滤除去.在滤液中进行各杂质组分的ICP-AES测定,所测14项元素的检出限(3S)在5×10-4～1.5×10-2 mg·L-1范围内,回收率在97.5%～113.4%之间.     

对2个涉及炭与浓硝酸反应问题的探讨

从实验与理论的角度, 对涉及炭与浓硝酸反应的2个问题进行探讨, 结果表明: (1)常温下氯离子对炭与浓硝酸的反应未见明显加速作用, 但自身会被浓硝酸氧化;(2)炭与浓硝酸反应的主要氧化产物是CO2, CO虽有生成但含量较低。     

氮掺杂石墨烯修饰电极的制备及对鸟嘌呤的电催化氧化

采用高温热退火方法制备了氮掺杂的石墨烯,并制备了氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极(NG/GCE),研究其对鸟嘌呤的电催化氧化作用.实验考察了溶液pH值、扫速、鸟嘌呤浓度的影响.结果表明,鸟嘌呤在NG/GCE上的氧化是不可逆过程,修饰电极可以增强鸟嘌呤在电极表面的吸附,对鸟嘌呤具有很好的电催化氧化性能,降低了鸟嘌呤氧化电位.在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中检测鸟嘌呤,其氧化峰电流在5.0×10-6～1.0×10-4 mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限(3σ)为1.0×10-6 mol/L.     

杂氮钒多环化合物催化烯烃环氧化反应

本文首次采用1,1′-亚氨基二-2-丙氧基羟基氧化钒(Ⅰ),2,2′,2″-次氮基三乙氧基羟基氧化钒(Ⅱ)和1,1′,1″-次氮基三-2-丙氧基氧化钒(Ⅲ),考察了它们催化丙烯,环己烯与叔丁基过氧化氢的环氧化反应活性。化合物(Ⅰ)催化反应的选择性略高于化合物(Ⅱ)、(Ⅲ)。钒(Ⅴ)叔丁基过氧化物是催化反应的活性中间体,紫外可见光谱跟踪扫描研究表明,其浓度在反应过程中有一极大值。对钒化合物催化环氧化反应机理进行了论论。叔丁醇对催化反应有阻碍作用。     

氮元素正价变化组合实验探究

将二氧化氮的制备、二氧化氮溶于氢氧化钠溶液形成喷泉、一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮等实验进行巧妙的整合,可实现含氮化合物中氮元素正化合价循环变化：HO3O2HO2O,由此形成固定的实验装置和较好的实验方案,可用于含氮化合物知识与预防其污染的探究教学。     

碱性条件下硝酸根真的没有氧化性吗

很多人认为硝酸根只有在酸性条件下才有氧化性,但笔者从高考题、实验证明、实践应用、理论分析、文献支撑等5个方面说明,在碱性溶液中,硝酸根也有氧化性,并预测其反应机理。     

过(氧)硫酸根中硫和氧及臭氧中氧的氧化数与相应的氧化还原电对

提出了氧族元素教学中有关S2O2-8(SO2-5)中硫和氧及O3中氧的氧化数、氧化性本质以及这两种物质与其还原产物所构成的电对的表示问题。对与S2O2-8和O3相关的元素电势图和氧化态-吉布斯自由能图的表示提出了建议,并建议将过二硫酸(以及过一硫酸)及其盐归属于氧系列,放在过氧化氢之后讨论。