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谈陌生类氧化还原反应离子方程式的书写

2018-05-14陈水金

考试与评价 2018年3期
关键词:还原剂氧化剂程序化

陈水金

陌生氧化还原反应的离子方程式的书写在近几年的高考试题中频繁出现,而且主要以框图题或填空题的形式出现在综合实验试题、工业流程试题和电化学试题中。利用陌生情境书写氧化还原反应的离子方程式时,要求考生能够在较短时间内获取题中提供的新信息,利用已掌握的相关知识与技能,并根据一定的书写程序或方法,方能以不变应万变。如何突破新情境下氧化还原反应方程式的书写?下面笔者结合近年高考题中涉及的这类问题进行剖析、归纳、总结。

一、常见氧化剂、还原剂及对应产物的确定

氧化还原反应方程式的正确书写必须综合应用氧化还原反应规律。当已知氧化产物或还原产物时,可直接写出氧化还原反应离子方程式(直写法);当不知道氧化产物或还原产物时,可以根据氧化剂合理推测还原产物,根据还原剂合理推测氧化产物,然后再写出氧化还原反应离子方程式(推理法)。

1.常见氧化剂及对应产物

Fe3+ → Fe2+、MnO4-(H+)→Mn2+、Br2 →Br-、Cl2(HClO)→Cl-、I2 →I-、HNO3(濃)→NO2、HNO3(稀)→NO、 H2SO4(浓)→SO2、 H2O2 →H2O(OH-)

2.常见还原剂及对应产物

SO2(H2SO3、SO32-、HSO3-)→ SO42-、I-→I2、Br- →Br2、 Cl- →Cl2、H2S(S2-、HS-)→ S、 Fe2+ → Fe3+、 H2O2 →O2

3.根据题目提供信息确定(计算)氧化(还原)程度

对于有多种价态的元素,其化合价升高(降低)的程度要根据题目的信息进行确定或计算。

例1.(2012福建理综24节选)(3)③在步骤(iii)发生的反应中,1molMnO2 转移2mol电子,该反应的离子方程式为 。

分析:1molMnO2 转移2mol电子,说明锰降低2价,即还原产物为Mn2+

4.根据框图箭号判断

例2.(2016全国课标Ⅰ 26节选)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:

(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是_________。

分析:要写出反应(2)的产物可由图中箭号判断SO2对应NaHSO4,NaClO3对应ClO2。问题(4)ClO2对应的产物为产品NaClO2 。

5.根据题目中的实验现象进行分析推断

例3.(2008江苏卷16改编)根据下列框图回答问题:

(2)某同学取X的溶液,酸化后加入KI淀粉溶液,变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式: 、 。

分析:⑵X溶液酸化后加入KI淀粉溶液,变为蓝色,知必有I2生成,说明X溶液酸化后Fe2+已被空气中O2氧化成Fe3+,有关反应离子方程式为:4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O ; 2Fe3++2I-==I2+2Fe2+。

二、书写陌生类氧化还原反应离子方程式的程序分为三步骤

计算机应用要程序化、各种管理要程序化、各种交易要程序化、各种学习要程序化、化工生产也要流程化,我们解决化学问题更需要且可以程序化。从心理学的角度上来讲程序化思想解决问题就是定势思维的积极作用,就是用经验的程序类似导航一样按照常规不费力地解决问题,这种有序思维会教你一步一步地正确地往下走,最终完成任务。这不仅有利于节约心理资源,而且可以降低解决问题时的心理负担,达到快速准确解决问题的目的。

1.根据信息写出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物

根据题目信息写出参与氧化与还原反应的微粒(即氧化剂与还原剂),根据上述氧化产物、还原产物的推断方法合理地推测氧化产物与还原产物(以例4分析书写步骤)。

CoO2-+H2O2→Co2++O2↑

2.对氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物配平2CoO2-+H2O2→2Co2++O2↑

3.根据电荷及原子守恒确定添加介质

方程式左边带负电荷、右边带正电荷结合介质为强酸性条件,应在左边添加H+:2CoO2-+H2O2+6 H+→2Co2++O2↑,再根据原子守恒右边添加水:2CoO2-+H2O2+6H+= 2Co2++O2↑+ H2O

原则:(1)酸性介质不能出现OH-,碱性介质不能出现H+(2)反应物没有加入酸或碱作介质,反应物不能出现H+及 OH- (3)介质一般为H2O、 H+、 OH-

上述书写程序适用于所有的氧化还原反应的离子方程式书写,也适用于各种电极方程式的书写(因为它是氧化还原反应的半反应),还适用于其它方程式的书写。如果要求写氧化还原反应的化学方程式,只要省略程序中“根据电荷守恒添加介质”即可。陌生与熟悉总是相对的,没有陌生也就不会存在熟悉。陌生与熟悉是可以相互转换的,熟悉的东西会变为陌生,陌生的东西也会变为熟悉。陌生的方程式并不可怕,不能让学生有心理负担,只要掌握了正确的思维方法,陌生就会变为熟悉。教学中利用熟悉的反应规律,尽可能应用正确的思维方法帮助学生突破难点达到事半功倍的教学效果。

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