解讀高考化學試題中信息方程式考查方式與備考方略

信息方程式又名陌生方程式，由于信息是教材中沒有出現(xiàn)過的新知識、新概念，因此得名，其最早出現(xiàn)在20世紀80～90年代的各類化學競賽中，經(jīng)歷30年的演變，現(xiàn)已成為中考、高考試題中必考題型。有人概括該題型的特點為：“信息新穎，新舊相承，知識引路，培養(yǎng)能力”，因為它能較好地考查學生接受、提取、處理新信息的能力，以及根據(jù)新信息結合已有知識來分析問題和解決問題的應變能力，因而備受命題人的青睞，并且經(jīng)久不衰。

一、殘缺型方程式

此類試題一般給出部分反應物和部分產(chǎn)物，通常是“缺胳膊、少腿”，需要我們補充完整，并配平。這是常見的一種考查形式，一般難度不大，可依題給信息找出已知的反應物和產(chǎn)物，再根據(jù)原子個數(shù)守恒或物質(zhì)的特征填寫出未知產(chǎn)物后配平。

【例1】[2013年全國課標卷I，36（1）問選編]CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫生成草酸鈉的化學方程式分別為

、 。

【思路分析】本題所涉及到的方程式并非中學所要求的，但結合題意，給出反應物和生成物，根據(jù)質(zhì)量守恒定律不難寫出方程式，注意反應條件的書寫和配平，這樣才完整，才能得該問的滿分：CO +NaOH HCOONa ； 2HCOONa Na2C2O4 + H2↑。

【評注】考生易忽視反應條件的書寫或?qū)γ摎洳焕斫?，若注意到產(chǎn)物中有草酸鈉，根據(jù)元素守恒，即可理解脫氫是變?yōu)镠2而不是變?yōu)樗?。亦可從氧化還原的角度理解：HCOONa中碳顯+2價，Na2C2O4中碳顯+3價，根據(jù)得失電子守恒易知脫掉氫必然變?yōu)镠2。

【備考方略】平時掌握一些方程式配平得基本技巧，如：觀察法、化合價升降（得失電子守恒）法、拆分法、待定系數(shù)法、缺項配平法等。在考試過程中遇到此類試題不要驚慌失措，冷靜運用所學知識進行分析，能夠把題目所給物質(zhì)理清楚了，即可把“胳膊和腿”診好。

變式訓練1. （1）在隔絕空氣的密閉容器中加熱Fe（OH）2固體，發(fā)現(xiàn)有H2和黑色固體生成，寫出該反應的化學方程式：

；

（2）橙紅色（NH4）2Cr2O7固體受熱分解得到固體甲和常見無色無味的氣體單質(zhì)乙，又知乙不能氧化Na2S也不能還原CuO，寫出該分解反應的方程式：

。

【思路分析】（1）氫元素的化合價降低，化合價升高的不能是氧元素，由于O2和H2加熱條件下不共存，只能是鐵元素化合價降低，從顏色和價態(tài)判斷，固體是Fe3O4，再根據(jù)氧化還原反應得失電子守恒則有：3Fe（OH）2——Fe3O4+H2，根據(jù)原子個數(shù)守恒不難發(fā)現(xiàn)還有H2O生成，配平反應為：3Fe（OH） 2Fe3O4+H2↑+2H2O；（2）根據(jù)題給信息和氧化還原反應規(guī)律可知乙為N2，而不是H2（能還原CuO）或O2（能氧化Na2S），進而推測（NH4）2Cr2O7分解得N2、H2O（8個H結合4個O變成4個H2O）、Cr2O3（剩余的2個Cr結合3個O 變?yōu)镃r2O3，即甲），故分解的方程式為：（NH4）2Cr2O7 N2↑+4H2O+Cr2O3。

二、流程型方程式

近幾年廣東、上海、江蘇、安微、福建、浙江、山東、天津等地高考試題中頻繁考查化學工藝流程題，2013年幾乎各省都涉及到了流程題的考查。此類試題必然有些設問與信息方程式的書寫有關，而往往該處是學生得分障礙較大的地方。

【例2】[2013年全國課標卷I·27（3）～（4）問選編]LiCoO2固體在H2SO4和H2O2混合液中“酸浸”，一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式

； 寫出“沉鈷”（CoSO4與NH4HCO3反應，生成CoCO3沉淀）過程中發(fā)生反應的化學方程式

。

【思路分析】結合題給流程來看，LiCoO2是不溶于NaOH的，因此在濾渣中LiCoO2會與H2SO4、H2O2反應，要注意確定氧化劑和還原劑，Co由+3→+2，則LiCoO2是作氧化劑，H2SO4僅提供酸性環(huán)境，還原劑是H2O2，配平可得：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O；此時不能顧此失彼，注意要寫所有的反應，另外反應是過量的H2O2受熱分解：2H2O2 2H2O+O2↑；“沉鈷”就是要使Co2+變?yōu)槌恋?，加入的是NH4HCO3，能產(chǎn)生CoCO3，另外必然產(chǎn)生CO2，否則無法配平（可理解為：1個HCO3-電離產(chǎn)生了H+和CO32-，H+結合另1個HCO3-產(chǎn)生CO2）：CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑。

【點評】本題陷阱較多：（1）由于思維定勢的影響，只知道H2O2做氧化劑，結果配平錯誤；（2）以偏概全，漏寫H2O2分解的方程式；（3）不理解用硫酸酸化而不能用鹽酸酸化的原因所在；（4）“沉鈷”時看到陌生的名詞如：“反萃取”、“有機相”、“水相”就束手無策，沒有信心去作答；（5）CoSO4與NH4HCO3的產(chǎn)物不能推測出有CO2和H2O生成，錯誤寫成生成H2SO4，在2009年北京高考、2009年江蘇高考、2012年廣州二模均考過類似的反應：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑。從上述不難看出，只有我們慢慢審題，細心作答，才能得到應有的分數(shù)的。

【備考方略】有關與化學工藝流程有關的信息方程式書寫模式可總結如下：先寫出“反應物（原料+加入的物質(zhì)+溶液酸堿環(huán)境） 生成物（目標產(chǎn)物+雜質(zhì)）”，再配平。靈活運用守恒（元素守恒、得失電子守恒），正確預測合理的產(chǎn)物，提高準確率。

變式訓練2. 某實驗小組設計如圖1所示的操作流程來制備KMnO4：

①寫出第一步高溫熔融時生成了K2MnO4的化學方程式 ____________________ ；

②反應a的化學方程式

；

③反應b是用惰性電極電解，請寫出該反應的離子方程式： 。

【思路分析】題給流程不復雜，反應物和生成物關系明了，關鍵是我們要看得懂流程。①題給流程中反應物已列出有三種，生成物有K2MnO4和KCl，根據(jù)氧化還原反應可知MnO2作還原劑，KClO3作氧化劑，KOH提供堿性介質(zhì)環(huán)境，另外根據(jù)質(zhì)量守恒還有H2O生成，不難配平：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O；②結合流程可知K2MnO4在酸性溶液（通入了CO2）發(fā)生歧化反應，產(chǎn)物MnO2、K2CO3、KMnO4配平即可得：3K2MnO4 +2CO2 ===2KMnO4+MnO2↓+2 K2CO3；③結合流程，根據(jù)電解規(guī)律，Mn的化合價升高，降低的必然是H2O中的氫，生成H2，另外還得到KMnO4和KOH，注意書寫離子方程式，配平得：2MnO42-+2H2O 2OH-+2MnO4-+H2↑。

三、預測型方程式

有些方程式，考生不能準確判斷產(chǎn)物，與上面介紹的兩類相比難度更大。如何正確預測產(chǎn)物？這對能力要求較高，需要考生在問題空間里進行搜索，結合已有知識和題給新信息進行加工、類比、聯(lián)想、討論等多種科學思維方式聯(lián)用，最終得出正確答案。

【例3】[2013年全國課標卷II·27（1）問選編]工業(yè)級氧化鋅（含有Fe（Ⅱ）， Mn（Ⅱ）， Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)）的提純方法如下：先加稀硫酸得浸出液，再調(diào)pH約為5后，后加適量高錳酸鉀溶液，加KMnO4此時除掉的雜質(zhì)離子是 ，發(fā)生反應的離子方程式為：

；加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是

；【提示：在本實驗條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化，高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2】

【思路分析】題給流程中的Fe（Ⅱ）， Mn（Ⅱ）， Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)可理解是其對應氧化物，這點要能夠理解，否則給后面作答帶來困難。加硫酸ZnO、FeO、MnO、NiO均溶解得到對應的硫酸鹽留在浸出液中，再加KMnO4時，F(xiàn)e2+和Mn2+會被氧化而除去。MnO4-與Mn2+發(fā)生歸中反應產(chǎn)生MnO2這點要想得到，根據(jù)得失電子守恒，把主要物質(zhì)配出來：2MnO4-+3Mn2+——5MnO2↓，左邊缺2個O，右邊缺4個正電荷，只要在左邊補2個H2O，右邊另外生成4個H+剛好配平此反應：2MnO4ˉ+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+； Fe2+的氧化產(chǎn)物是否為Fe3+呢？這就要注意題給的pH=5，周知Fe3+在pH=3～4時已完全轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，此時生成Fe（OH）3才比較合理，這樣才符合除雜而不引入新的雜質(zhì)，將發(fā)生氧化還原反應的主要物質(zhì)列出：MnO4-+3Fe2+——MnO2↓+3Fe（OH）3↓，左邊缺7個O，只能在左邊再補7個H2O，而非補7個OH-（酸性條件補充OH-不合理），這樣右邊會多余5個H，剛好寫成5個H+，滿足兩邊電荷守恒：MnO4ˉ+3Fe2++7H2O=3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+。結合題意可知若pH過低，酸性過強，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)。

【點評】本題難點：（1）Fe（Ⅱ）， Mn（Ⅱ）， Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)理解為其對應氧化物，導致判斷錯誤，影響后面問題的準確率；（2）離子方程式的配平錯誤，①產(chǎn)物判斷錯誤，不能理解是生成Fe（OH）3；②介質(zhì)寫錯，不能理解生成Fe（OH）3還生成H+，因而反應物補充了OH-，③漏寫沉淀符合等各種錯誤。回答第二空的方程式要結合第一空和第三空來看好理解些，因為第一空就是除雜，但不能引入新雜質(zhì)，只能轉(zhuǎn)化為對應沉淀才行，第三問就是問控制pH的原因，但不少同學無整體意識，而導致該題失分特別嚴重。

【備考方略】有關產(chǎn)物預測時一定要注意不只是滿足氧化還原反應規(guī)律，還要注意環(huán)境介質(zhì)，因為物質(zhì)的具體存在形式不只是滿足氧化還原規(guī)律就對，還得看環(huán)境的酸堿性。書寫反應式要注意巧用水的小技巧，具體可列表如下：

從上表可清晰表明：在酸性介質(zhì)中，生成物不可能是OH-，在堿性介質(zhì)中生成物不可能是H+，在中性介質(zhì)中，生成物可能是H+、OH-、H2O等。例如2012年全國卷也有類似問題。

變式訓練3 、（2013年廣東高考理綜第31題（3）問改編）請寫出O3通入到FeSO4溶液中發(fā)生反應的的離子方程式，已知：溶液pH反應前為5.2，反應后變?yōu)?.1，且O3參與的反應和：2I-+ O3+2H+= I2+O2+H2O類似。

【思路分析】本題要求所寫的反應方程式與本例相似，是今年我省得分率較低題目之一，要求考生要學會類比，但又不能機械類比。不注意pH的變化，則會認為發(fā)生反應為：O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O……①的典型錯誤。因為這樣會導致pH升高，另外pH=4.1時，F(xiàn)e3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+……②進行完全了，因而所寫的反應應該是①與②相加消掉Fe3+，即：2×①+②得：O3+2Fe2++5H2O=2Fe（OH）3↓+4H++O2。這樣既能解釋pH下降，又能解釋鐵的存在形式。

四、計算型方程式

這類與計算相結合的方程式書寫難度最大，部分考生會望而生畏，直接放棄，高考考慮得分因素，一般考得少，作為有區(qū)分度的考點使用。例如2011年全國課標卷的第26題的熱重分析、2012年全國課標卷的第26題FeClx的確定，計算量都較大。

【例4】（在不同溫度下Fe2O3被CO還原，產(chǎn)物可能為Fe3O4、FeO或Fe，固體質(zhì)量與反應溫度的關系如圖2所示：

（1）根據(jù)圖像推斷400℃-500℃時發(fā)生反應的化學方程式為______________；

（2）根據(jù)圖像推斷600℃-650℃時發(fā)生反應的化學方程式為______________；

（3） 根據(jù)圖像推斷700℃-800℃之間發(fā)生的反應化學方程式為______________。

【思路分析】首先我們要讀懂圖像中的曲線變化含義，200℃-400℃質(zhì)量不變，400℃-500℃質(zhì)量第一次減輕，600℃-650℃質(zhì)量第二次減輕，700℃-800℃質(zhì)量第三次減輕，之后不再變化了，并且結合題意知反應過程中固體減少的質(zhì)量只能是氧元素的質(zhì)量，以此思路進行計算即可得固體成分，再進行方程式書寫即可。（1）先算出n（Fe2O3）=48.0/160=0.3mol，，400℃-500℃之間：△m（O）=（48.0-46.4）g=1.6g，減少n（O）=0.1mol，450℃時產(chǎn)物中n（Fe）=2n（Fe2O3）=0.6mol、n（O）=3n（Fe2O3）-0.1mol=0.8mol，即對應固體化學式為Fe3O4， 故400℃-500℃之間的反應可表示為：3Fe2O3+CO 2Fe3O4+CO2；（2）500℃-600℃之間質(zhì)量不變，仍為Fe3O4， 600℃-650℃之間：△m（O）=（48.0-43.2）g=4.8g，減少n（O）=0.3mol，650℃時產(chǎn)物中n（O）=3n（Fe2O3）-0.3mol=0.6mol，故化學式為FeO，則600℃-650℃之間的反應為：Fe3O4+CO 3FeO+CO2；（3）800℃時固體質(zhì)量33.6g為0.6molFe的質(zhì)量，故700℃-800℃之間的反應為：FeO+CO Fe+CO2。

【點評】關于熱重分析法的相關計算，最早出現(xiàn)在1997年全國高中化學競賽初賽中，考查MnC2O4·2H2O的熱重分析，隨后2000年廣東省高考考了CaC2O4·2H2O、2011年全國課標卷考了CuSO4·5H2O的熱重分析，近幾年各地模擬題中也常出現(xiàn)考查此類計算，此類試題要讀懂圖表的含義，搞清楚變化特征，將數(shù)學問題轉(zhuǎn)化為化學問題是關鍵之一。

【備考方略】關于計算型方程式書寫其實關鍵還是在計算，當我們掌握有關物質(zhì)的量的計算這一基本能力，能夠?qū)D、表、數(shù)據(jù)這些抽象語言通過具體計算轉(zhuǎn)化為化學語言，題目才能順利答對，這也是體現(xiàn)個人學習能力和化學學科魅力所在之處。在平時的訓練中必須有意識的培養(yǎng)自己這方面的能力，學會自己計算，不要依賴于答案，做多了自然能夠順利突破這個瓶頸。

變式訓練4、某化合物中A中僅含K、Fe、C、N四種元素。取36.8gA加熱至400℃分解成KCN、Fe3C、C、 N2，生成的N2折合成標準狀況下的體積為2.24L，F(xiàn)e3C質(zhì)量是C質(zhì)量的3倍。Fe3C的物質(zhì)的量是N2物質(zhì)的量的1/3，則A的化學式為 ，寫出分解的化學方程式

。

【思路分析】利用題給數(shù)據(jù)計算可得：n（N2）=0.1mol；n（Fe3C）=0.1/3mol，m（Fe3C）= 0.1/3mol×180g/mol=6g，則m（C）=2g，根據(jù)質(zhì)量守恒可得：m（KCN）=36.8-2.8-6-2=26g， n（KCN）=26g÷65g/mol=0.4mol，根據(jù)元素守恒：n（N）∶n（Fe）∶n（C）∶n（K）=（0.2+0.4）∶0.1∶（0.1/3+1/6+0.4）∶0.4 = 6∶1∶6∶4，結合題意再整理順序可得化學式為：K4Fe（CN）6，結合物質(zhì)的量的關系，可寫出400℃時分解方程式為：6K4Fe（CN）6 C+2Fe3C+6N2↑+24KCN。

其實信息方程式的書寫類型遠遠不止這些，還有借助蓋斯定律的書寫類型、電化學中的電極反應類型、有機推斷中的反應類型等，總而言之書寫這些信息方程式，我們要遵循化學反應原理，進行推導、切不可違背反應原理，再加上自己的創(chuàng)新能力，才能順利解決。

（作者單位：普寧市華美實驗學校）

責任編校 李平安