钒体系的自由能一氧化数图的绘制和教学讨论

第一篇：钒体系的自由能一氧化数图的绘制和教学讨论

钒体系的自由能一氧化数图的绘制和教学讨论

摘要 报告了学生以碘体系的自由能一氧化数图为例，对钒体系的自由能一氧化数图的绘制和讨论，并进而探讨金属和非金属变价元素体系自由能一电极电势关系的一般规律的教学案例。通过对这一教学环节的实证分析，证明这种范例教学法的实施，能够使学生快速有效地掌握基础知识，提高学习兴趣，达到事半功倍的教学效果。

关键词 无机化学 氧化还原 钒 自由能―氧化数图

氧化还原反应在无机化学基础课中占有重要的地位。许多教材在氧化还原反应这一章中都加入了自由能一氧化数图（Frost Diagram）的绘制这一内容。自1990年以来，在《大学化学》、《教学与教材研究》等期刊上已有若干文章对自由能一氧化数图进行了探讨。例如，黄如丹和赵宁讨论了锰的自由能氧化态图；陈佐勤和李铭岫提出对吉布斯自由能一氧化态图中应注意的问题；宋天佑及合作者对自由能一氧化态图中的纵坐标与零点问题进行了讨论。由此可见大学无机化学教师对这一教学内容的重视。由于这一节涵盖了氧化数、氧化还原电对、元素电势图、电极电势及求算、能斯特方程、元素氧化态稳定性的判断、歧化反应、自由能与电动势的关系式等诸多知识点，让学生不仅通过课堂学习，而且通过作业亲自绘制和讨论元素的自由能一氧化数图，理解和熟练掌握这些基础知识，将是非常有效的。有鉴于此，我们给学生布置了作业：钒体系的自由能一氧化数图的绘制和讨论。在完成作业的过程中，使学生将知识点和技能迁移到对金属和非金属变价元素体系的氧化还原性质进行探究式学习。本文对这一教学环节进行了介绍，并对实施这一教学环节的效果进行了考察。