新反應(yīng)式推寫(xiě)三訣竅

陳進(jìn)前，全國(guó)優(yōu)秀教師，浙江省特級(jí)教師，浙江省有突出貢獻(xiàn)中青年專(zhuān)家，浙江省首批化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽特級(jí)教練，杭州市高中化學(xué)教研大組組長(zhǎng)，杭州市、麗水市、義烏市等地“名師工程”導(dǎo)師。

命題者給出多樣化的信息，要求考生收集和處理相關(guān)信息，經(jīng)過(guò)分析推理確定反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件、反應(yīng)的可逆性等，再寫(xiě)出新反應(yīng)式（包括課本沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的化學(xué)方程式、離子方程式、熱化學(xué)方程式、電極反應(yīng)等等），可將這類(lèi)問(wèn)題稱(chēng)為“根據(jù)信息推寫(xiě)新反應(yīng)式”。研究發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)問(wèn)題是近幾年高考的熱點(diǎn)，也是優(yōu)秀學(xué)生高考中爭(zhēng)奪的制高點(diǎn)。解答這類(lèi)問(wèn)題要掌握以下幾種訣竅。

訣竅1.收集完整要素

要寫(xiě)出一個(gè)新反應(yīng)式，先要明確四個(gè)要素：①反應(yīng)物的化學(xué)式、②產(chǎn)物的化學(xué)式、③反應(yīng)的條件、④反應(yīng)的可逆性。所以，在解答這類(lèi)問(wèn)題時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

第一，確定參加反應(yīng)的各種反應(yīng)物、各種產(chǎn)物的化學(xué)式。在確定反應(yīng)物和產(chǎn)物時(shí)特別注意溶液的酸堿性，相關(guān)物質(zhì)的氧化性、還原性。要注意區(qū)分最初反應(yīng)物和中間反應(yīng)物、區(qū)分最終產(chǎn)物和中間產(chǎn)物。重視“過(guò)量”“少量”“反應(yīng)物比例”等，因?yàn)檫@些條件是決定產(chǎn)物化學(xué)式的關(guān)鍵條件。

第二，確定反應(yīng)所需要的條件。反應(yīng)條件不清楚，就不能得到完整的反應(yīng)式。注意區(qū)分加熱、高溫、電解等條件。

第三，正確判別可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)，進(jìn)而確定是否要用“”符號(hào)。

例1 （據(jù)2012年重慶高考試題改編）氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al（OH）6Cl·xH2O]是一種新型離子交換材料，在高溫下完全分解生成三種氧化物和氯化氫。寫(xiě)出氯離子插層鎂鋁水滑石熱分解的化學(xué)方程式。

簡(jiǎn)析 可直接得出反應(yīng)物的化學(xué)式是Mg2Al（OH）6Cl· xH2O，反應(yīng)條件是“高溫”，從“完全分解”可得出該反應(yīng)屬于不可逆反應(yīng)。從“生成三種氧化物和氯化氫”，結(jié)合反應(yīng)物的元素組合可判斷出產(chǎn)物的化學(xué)式是“MgO、Al2O3、H2O和HCl”。

答案 2[Mg2Al（OH）6Cl·xH2O]4MgO+Al2O3+

2HCl↑+（5+2x）H2O↑

例2（據(jù)2011年北京高考試題、2009年福建高考試題改編）

（1）控制pH=11，用氯水可除去粗鹽溶液中的少量NH4+離子，寫(xiě)出相關(guān)的離子方程式。

（2）已知，NH2Cl跟水可以微弱地反應(yīng)產(chǎn)生具有漂白性的物質(zhì)，因而NH2Cl具有消毒時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，寫(xiě)出NH2Cl跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（3）氮元素有多種氧化物，其中甲的相對(duì)分子質(zhì)量最小。在一定條件下，2 L的甲氣體與0.5 L的氧氣混合，若該混合氣體被足量的NaOH溶液完全吸收后沒(méi)有氣體殘留，并生成氮元素的含氧酸鹽。寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式_____________________。

簡(jiǎn)析 （1）反應(yīng)物是NH4+、Cl2等，必定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以可推出產(chǎn)物是N2、Cl-，由于是堿性溶液中發(fā)生反應(yīng)，所以反應(yīng)式中還會(huì)有OH-、H2O。顯然，反應(yīng)是在常溫、常壓下進(jìn)行。由于是除雜，所以可判斷是不可逆反應(yīng)。

（2）反應(yīng)物是NH2Cl、H2O，反應(yīng)條件是常溫常壓。根據(jù)“微弱反應(yīng)、消毒時(shí)間長(zhǎng)”可判斷是可逆反應(yīng)。根據(jù)“漂白性”可判斷有HClO生成，進(jìn)而可判斷還有NH3生成。

（3）根據(jù)“氧化物、相對(duì)分子質(zhì)量最小”可確定甲是NO，反應(yīng)物還有O2、NaOH等。根據(jù)“2 L NO+0.5 L O2”“完全吸收沒(méi)有氣體殘留”“含氧酸鹽”等可確定產(chǎn)物中有NaNO2，該反應(yīng)屬于不可逆反應(yīng)。

答案 （1）2NH4++3Cl2+8OH-N2↑+6Cl-+8H2O

（2）NH2Cl+H2ONH3+HClO

（3）4NO+O2+4NaOH 4NaNO2+2H2O

解決這類(lèi)問(wèn)題的過(guò)程中，需要較大思考量才能確定反應(yīng)物、產(chǎn)物，確定反應(yīng)條件、反應(yīng)的可逆性相對(duì)容易。所以，解題過(guò)程中要防止犯“撿了西瓜丟芝麻”的錯(cuò)誤，忽視了反應(yīng)條件等。

訣竅2.推敲存在形式

解答這類(lèi)問(wèn)題的通病是不能正確判斷出反應(yīng)物和產(chǎn)物。所以，審題過(guò)程中一定要認(rèn)真仔細(xì)推敲各種反應(yīng)物、各種產(chǎn)物的存在形式。具體應(yīng)從以下三方面入手：

第一，推敲“狀態(tài)”。注意根據(jù)信息判斷各種反應(yīng)物和產(chǎn)物是氣體、液態(tài)、還是固態(tài)，若是在水溶液中的反應(yīng)，還要考慮是否沉淀、是否結(jié)晶、是否電離等等。

第二，推敲“價(jià)態(tài)”。注意運(yùn)用氧化還原反應(yīng)規(guī)律，分析判斷各種反應(yīng)物中元素價(jià)態(tài)特征（最高價(jià)、中間價(jià)、最低價(jià)），研究生成產(chǎn)物中元素的價(jià)態(tài)（常見(jiàn)穩(wěn)定價(jià)態(tài)）等。

第三，推敲“酸堿態(tài)”。要結(jié)合溶液的酸堿性，判斷元素的存在形態(tài)。如，三價(jià)鋁元素在強(qiáng)酸性溶液中以Al3+形式存在、強(qiáng)堿性溶液中以AlO2-形式存在，弱酸性、弱堿性和中性溶液中會(huì)以Al（OH）3形式存在；再如，六價(jià)鉻元素在強(qiáng)酸性條件下寫(xiě)成Cr2O72-，在強(qiáng)堿性條件下寫(xiě)成CrO42- 等。

例3 （據(jù)2013年全國(guó)高考試題改編）某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）等。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的金屬鈷資源（部分條件未給出）。

（1）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫(xiě)出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式 ；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點(diǎn)是

。

（2）寫(xiě)出“沉鈷”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

。

簡(jiǎn)析 觀察流程圖可確定“酸浸”反應(yīng)中，反應(yīng)物有H2O2、LiCoO2、H2SO4，產(chǎn)物有CoSO4，進(jìn)而可判斷LiCoO2是氧化劑，所以H2O2必定是還原劑，還有一種產(chǎn)物是O2。反應(yīng)條件加熱到80℃，屬于不可逆反應(yīng)。審題時(shí)還要注意“所有氧化還原反應(yīng)……”，不要漏掉H2O2在80℃條件會(huì)分解。用鹽酸代替“H2SO4和H2O2混合液”，HCl就是還原劑，氧化產(chǎn)物就是氯氣。

從離子角度考察“沉鈷”過(guò)程中有“HCO3-+Co2+ →CoCO3……”的變化，HCO3-轉(zhuǎn)化為CoCO3同時(shí)會(huì)有H+生成，但H+、CoCO3不能共存，所以產(chǎn)物不可能有大量H+，這樣推敲后就可得出還會(huì)有部分HCO3-將H+轉(zhuǎn)化為CO2。

答案 （1）2LiCoO2+3H2SO4+H2O2Li2SO4+ 2CoSO4 + O2↑+ 4H2O，2H2O22H2O + O2↑

有氯氣生成，污染較大

（2）CoSO4+2NH4HCO3CoCO3↓+（NH4）2SO4 + CO2↑+ H2O

例4 （據(jù)2012年浙江高考題改編）相關(guān)物質(zhì)的溶度積常數(shù)見(jiàn)下表：

物質(zhì) Cu（OH）2 Fe（OH）3 CuCl CuI

Ksp 2.2×10-20 2.6×10-39 1.7×10-7 1.3×10-12

（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，為得到純凈的CuCl2·2H2O晶體，加入________，調(diào)至pH=4，使溶液中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________。

（2）在空氣中直接加熱CuCl2·2H2O晶體得不到純的無(wú)水CuCl2，原因是__________（用化學(xué)方程式表示）。

（3）在CuCl2溶液中逐滴加入少量KI溶液有白色沉淀生成，寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

（4）在CuCl2溶液中逐滴加入過(guò)量KI溶液有白色沉淀生成，寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

簡(jiǎn)析 （1）根據(jù)題表給出的Ksp數(shù)據(jù)可直接判斷出，可以用氫氧化銅（或氧化銅等）除去氯化銅溶液中的氯化鐵雜質(zhì)。

（2）空氣中加熱CuCl2·2H2O晶體，不會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可能發(fā)生水解反應(yīng)。所以反應(yīng)物是CuCl2·2H2O，產(chǎn)物有HCl氣體，還有固體CuO、Cu（OH）2、Cu（OH）Cl等。反應(yīng)條件是加熱，根據(jù)“得到不純氯化銅”，應(yīng)看是不可逆反應(yīng)。這里要注意主要反應(yīng)是CuCl2·2H2O轉(zhuǎn)化為CuCl2，生成CuO的反應(yīng)是造成產(chǎn)品不純的次要反應(yīng)。

（3）從Ksp數(shù)據(jù)可判斷CuCl、CuI都是難溶，且溶解度CuCl>CuI。根據(jù)“白色沉淀”“少量KI”可判斷生成CuCl，再?gòu)难趸€原反應(yīng)規(guī)律判斷還有I2生成。

（4）根據(jù)“溶解度CuCl>CuI”“白色沉淀”“過(guò)量KI”等信息可判斷生成CuI，再?gòu)难趸€原反應(yīng)規(guī)律判斷還有I2生成。

答案 要注意第（1）（2）還有其他合理答案。

（1）氧化銅 3CuO+3H2O+2Fe3+=2Fe（OH）3↓+ 3Cu2+

（2）CuCl2·2H2OCu（OH）Cl+HCl↑+ H2O

（3）2Cu2++2I-+2Cl-2CuCl↓+I2

（4）2Cu2++4I-2CuI↓+I2

訣竅3.重視復(fù)核驗(yàn)證

得出答案后再?gòu)?fù)核驗(yàn)證，學(xué)習(xí)時(shí)若能養(yǎng)成這樣的好習(xí)慣會(huì)大大提高正確率。解答這類(lèi)問(wèn)題，更要重視從多角度對(duì)答案進(jìn)行復(fù)核和驗(yàn)證，一般可以從以下角度進(jìn)行。

第一，相關(guān)反應(yīng)是否只有已得出的一種情況？得出反應(yīng)結(jié)果是不是跟試題中所要求的相吻合？

第二，所寫(xiě)反應(yīng)物、產(chǎn)物是否正確？所得出的各種產(chǎn)物能否在給定條件下大量共存？

第三，反應(yīng)條件寫(xiě)上了嗎？有沒(méi)有判斷反應(yīng)的可逆性？在該條件下，所寫(xiě)產(chǎn)物反應(yīng)物能否繼續(xù)反應(yīng)？

例5（據(jù)2011年浙江高考試題改編）KI作為加碘劑的食鹽在保存過(guò)程中，由于空氣中氧氣的作用，容易引起碘的損失。寫(xiě)出潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式。

簡(jiǎn)析 根據(jù)“KI在氧氣作用引起碘損失”“潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應(yīng)”等，可確定反應(yīng)物是KI、O2、H2O，I2是產(chǎn)物之一，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律判斷其他產(chǎn)物。

答案 4KI + O2 + 2H2O2I2 + 4KOH

驗(yàn)證 很多學(xué)生寫(xiě)出上述答案，會(huì)想到I2、KOH之間要發(fā)生反應(yīng)，不敢確定。這時(shí)需要進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證：

（1）該條件下，KI、O2、H2O三種物質(zhì)之間生成I2的同時(shí)，不生成KOH可以嗎？顯然在中性條件下，生成I2的同時(shí)必定同時(shí)要生成KOH，沒(méi)有其他可能。

（2）少量I2跟少量KOH一定要反應(yīng)嗎？實(shí)際上，I2、KOH不能大量共存，KOH濃度很稀時(shí)不能跟I2發(fā)生反應(yīng)。

（3）該條件下，I2、KOH有可能大量同時(shí)存在嗎？加碘鹽中碘損失過(guò)程是“KI→I2→I2升華”，所以I2不會(huì)大量存在。另外，加碘鹽中KI的總量本來(lái)就不多，所以反應(yīng)過(guò)程中不可生成大量的KOH、I2。所以，該條件下，不用考慮I2、KOH之間的反應(yīng)。

再如，有些學(xué)生在解答上述例4中的（3）（4）兩個(gè)問(wèn)題時(shí)，沒(méi)有注意分析是生成CuI、還是生成CuCl，造成錯(cuò)誤答案，若能重視復(fù)核驗(yàn)證這一環(huán)節(jié)，就多了一道補(bǔ)救措施。所以說(shuō)解答這類(lèi)問(wèn)題，要重視通過(guò)復(fù)核驗(yàn)證來(lái)提高答案的正確率。

從上述分析可看出，要快速正確解答這類(lèi)問(wèn)題，既需要較強(qiáng)的化學(xué)學(xué)科思維能力，還需要熟悉化學(xué)基本技能。復(fù)習(xí)中要重視從這兩方面加強(qiáng)練習(xí)，才能提高奪取高考制高點(diǎn)的能力。