新情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫

張明智

摘 要：全國新課標(biāo)理綜卷無機推斷題中經(jīng)常出現(xiàn)新情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫，由于涉及的過程較為復(fù)雜，并且知識背景對學(xué)生來說是比較陌生的，讓學(xué)生無從下手，得分率很低。為了更好地幫助學(xué)生書寫這些類型的氧化還原反應(yīng)離子方程式，教師要從解題思路和高考題實例剖析這兩方面來探討如何書寫新情境下的氧化還原反應(yīng)離子方程式。

關(guān)鍵詞：新情境;氧化還原反應(yīng);離子方程式;解題思路;實例剖析

全國新課標(biāo)理綜高考題中經(jīng)常出現(xiàn)新情境下氧化還原反應(yīng)離子方程式的書寫，可見氧化還原反應(yīng)在中學(xué)化學(xué)中是很重要的。氧化還原反應(yīng)是化學(xué)學(xué)科的核心概念，涉及氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、判斷特征等內(nèi)容。新情境下的氧化還原反應(yīng)具有重要的認(rèn)知價值，其不僅對化學(xué)學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)作用，還可以促進(jìn)學(xué)生掌握規(guī)律，實現(xiàn)知識的遷移，解決化學(xué)問題，發(fā)展和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在新情境下，結(jié)合氧化還原反應(yīng)的內(nèi)容來命題，考查學(xué)生應(yīng)用知識、分析問題、解決問題的能力，符合由考查知識轉(zhuǎn)化為考查能力的新課程高考精神。

在新情境景陌生度較大的環(huán)境下，學(xué)生基礎(chǔ)不扎實加之閱讀信息、提煉信息的能力欠缺，很多學(xué)生感覺無從下手，出錯率較高，本文針對學(xué)生出現(xiàn)的這些問題，從解題思路和高考題實例剖析兩方面來教會學(xué)生如何書寫新情境下的氧化還原反應(yīng)離子方程式。

一、解題思路

①根據(jù)所學(xué)知識和題目所給信息（包括圖像、工藝流程圖等），找出氧化還原反應(yīng)中的氧化劑+還原劑→氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，求化合價升高、降低數(shù)目的最小公倍數(shù)使化合價升降的總數(shù)目相等（得失電子總數(shù)相等），確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù);③觀察方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)是否相等，若不等，要使電荷守恒，根據(jù)反應(yīng)是在何種環(huán)境（酸性、堿性）中進(jìn)行的加H+或OH-。若在酸性環(huán)境中：一邊加a個H+（電荷守恒），另一邊加b個H2O（原子守恒）;若在堿性環(huán)境中：一邊加m個OH-（電荷守恒），另一邊加n個H2O（原子守恒）。

二、高考題實例剖析

1.從題目信息中直接書寫氧化還原反應(yīng)離子方程式

例題1（2014年全國新課標(biāo)理綜Ⅱ卷第27題節(jié)選） 鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等：

（1）PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的離子方程式為 ;（注：原題是寫化學(xué)方程式）（2）PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為。

解析：（1）① 由PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體可知：

PbO2（氧化劑）+Cl-（還原劑）→PbCl2（還原產(chǎn)物，在鹽酸中PbO2不可能還原為PbO或Pb）+ Cl2（氧化產(chǎn)物）;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：PbO2+4Cl-（2個Cl-氯元素化合價升為0，還有2個Cl-氯元素化合價沒有發(fā)生變化）→PbCl2+ Cl2;③方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)不相等，鹽酸是強酸，在強酸性環(huán)境中使電荷守恒，反應(yīng)物中加4H+，使原子守恒，產(chǎn)物加2H2O，得出該反應(yīng)離子方程式為：PbO2+4 Cl-+4H+= PbCl2+Cl2+2H2O。（2）①由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得PbO2可知：ClO-（氧化劑）+ PbO（還原劑）→Cl-（還原產(chǎn)物）+ PbO2（氧化產(chǎn)物）; ②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：ClO-+PbO→Cl-+PbO2;③方程式中的原子、電荷、轉(zhuǎn)移電子都守恒了，所以該反應(yīng)的離子方程式為：ClO-+ PbO=Cl-+ PbO2。

例題2（2012年全國新課標(biāo)理綜Ⅱ卷第26題節(jié)選） 鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。（1）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為;（2）與MnO2-Zn電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，該電池總反應(yīng)的離子方程式為。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

解析：（1）①由FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取

K2FeO4可知：ClO-（氧化劑）+Fe（OH）3（還原劑，F(xiàn)e3+在強堿性溶液中轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3）→Cl- （還原產(chǎn)物）+ FeO42-（氧化產(chǎn)物）;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：3ClO-+2Fe（OH）3→3Cl-+2FeO42-;③方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)不相等，在強堿性環(huán)境中反應(yīng)物中加4OH-（電荷守恒），產(chǎn)物加5H2O（原子守恒），得出該反應(yīng)離子方程式為：3ClO-+2Fe（OH）3+

4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O。（2）①根據(jù)K2FeO4-Zn組成堿性電池，K2FeO4做正極（發(fā)生還原反應(yīng)），Zn做負(fù)極（發(fā)生氧化反應(yīng)）可知：FeO42-（氧化劑）+Zn（還原劑）→Fe（OH）3（還原產(chǎn)物，因K2FeO4由Fe（OH）3氧化而成，所以在堿性環(huán)境下K2FeO4還原為Fe（OH）3）+ Zn（OH）2（氧化產(chǎn)物，Zn失電子先轉(zhuǎn)化為Zn2+，堿性環(huán)境下Zn2+又轉(zhuǎn)化為Zn（OH）2）;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：2FeO42-+3Zn→2Fe（OH）3+3Zn（OH）2;③方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)不相等，在堿性環(huán)境中生成物中加4OH-（電荷守恒），反應(yīng)物加8H2O（原子守恒），得出該反應(yīng)離子方程式為：2FeO42-+3Zn+8H2O=2Fe（OH）3+3Zn（OH）2+4OH-。

2.從工業(yè)流程圖獲取信息書寫氧化還原反應(yīng)離子方程式

例題（2013年全國新課標(biāo)理綜Ⅱ卷第27題節(jié)選）氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅（含有Fe（Ⅱ），Mn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）等雜質(zhì)）的流程如下：

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。

反應(yīng)②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

解析：由流程圖及提示可知：浸出液中有Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+，高錳酸鉀能氧化Fe2+、Mn2+，不能氧化Ni2+。

高錳酸鉀氧化Fe2+：①由信息可知：MnO4-（氧化劑）+ Fe2+（還原劑）→MnO2（還原產(chǎn)物）+ Fe（OH）3（氧化產(chǎn)物，F(xiàn)e2+先氧化為

Fe3+，調(diào)節(jié)pH=5，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3）;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：MnO4-+3Fe2+→MnO2+3 Fe（OH）3;③方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)不相等，在pH=5的酸性環(huán)境中生成物中加5H+（電荷守恒），反應(yīng)物中加7H2O（原子守恒），得出該反應(yīng)離子方程式為：MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe（OH）3↓+5H+。

高錳酸鉀氧化Mn2+：①由信息可知：MnO4-（氧化劑）+ Mn2+ （還原劑）→MnO2（即是還原產(chǎn)物又是氧化產(chǎn)物）;②標(biāo)反應(yīng)前后化合價有變化元素的化合價，根據(jù)化合價升降總數(shù)目相等得：2MnO4-+3Mn2+→5MnO2;③方程式兩邊離子所帶電荷數(shù)不相等，在pH=5的酸性環(huán)境下，生成物中加4H+（電荷守恒），反應(yīng)物加2H2O（原子守恒），得出該反應(yīng)離子方程式為：2MnO4-+ 3Mn2++2H2O=

5MnO2↓+4H+。

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