方程式書寫試題分析及答題技巧

黑龍江 劉成寶

方程式書寫試題分析及答題技巧

黑龍江 劉成寶

化學(xué)方程式是重要的化學(xué)用語，是物質(zhì)性質(zhì)的直觀體現(xiàn)，也是物質(zhì)間反應(yīng)定量計(jì)算的重要依據(jù)?？焖贉?zhǔn)確地完成方程式的書寫能夠體現(xiàn)學(xué)生較好的學(xué)科素養(yǎng)，因此書寫方程式的問題也就成為高考的熱點(diǎn)也是必考的試題。尤其是在近幾年的高考中，有關(guān)方程式的書寫問題以科技生活、化工生產(chǎn)等素材為背景信息，試題具有情景新穎，信息容量大，涉及知識(shí)面廣的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生難以把握試題的本質(zhì)，不能形成完整清晰有序的解題思路，因而不能準(zhǔn)確的書寫方程式。

一、典例選析

【例1】（2013新課標(biāo)Ⅰ，27）鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí)，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C＋xLi＋＋xe－LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______ _________________。

（3）“酸浸”一般在80℃下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______ _________________。

（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1－xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時(shí)電池反應(yīng)方程式：_______________________。

解析：正極材料為L(zhǎng)iCoO2和鋁箔，加入NaOH溶液后，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)可知發(fā)生的離子反應(yīng)為2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑，由工藝流程可知過濾后的濾渣中含有LiCoO2；酸浸時(shí)是將Co由＋3價(jià)還原為＋2價(jià)的氧化還原反應(yīng)，加入的H2O2作還原劑，主要反應(yīng)物與生成物為L(zhǎng)iCoO2＋H2O2→CoSO4＋O2↑，由電子轉(zhuǎn)移守恒關(guān)系可知計(jì)量數(shù)為2LiCoO2＋H2O2→2CoSO4＋O2↑，再由原子守恒關(guān)系可知反應(yīng)方程式為2LiCoO2＋H2O2＋3H2SO42CoSO4＋O2↑＋Li2SO4＋4H2O；“沉鈷”過程是CoSO4溶液中加入NH4HCO3后生成CoCO3沉淀，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Co2＋與HCO電離生成CO結(jié)合生成CoCO3，從而促進(jìn)HCO的電離，導(dǎo)致H＋濃度增大，H＋與HCO反應(yīng)生成CO2，反應(yīng)方程式為CoSO4＋2NH4HCO3CoCO3↓＋（NH4）2SO4＋H2O＋CO2↑；由充電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)可知，放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)ixC6－xe－6C＋xLi＋，放電時(shí)的電池反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋6C。

【例2】（2014新課標(biāo)Ⅱ，27）回答下列問題：

（2）PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________。

（3）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_________________；PbO2也可以通過石墨為電極，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為______________，陰極上觀察到的現(xiàn)象是_________________；若電解液中不加入Cu（NO3）2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________，這樣做的主要缺點(diǎn)是_________________。

解析：由MnO2與濃鹽酸加熱時(shí)生成Cl2進(jìn)行類比推理可知，PbO2與濃鹽酸共熱生成PbCl2和Cl2；由Pb的價(jià)態(tài)變化、電子轉(zhuǎn)移守恒、原子守恒關(guān)系可知PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)生成PbO2和Cl－；根據(jù)電解時(shí)Pb的價(jià)態(tài)變化確定陽極電極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－PbO2＋4H＋，陰極電極反應(yīng)式為Cu2＋＋2e―Cu，若不加入Cu（NO3）2，則陰極的反應(yīng)式為Pb2＋＋2e―Pb，將導(dǎo)致Pb2＋利用率低。

【例3】（2015新課標(biāo)Ⅱ，28）二氧化氯（ClO2，黃綠色易溶于水的氣體）是高效、低毒的消毒劑，回答下列問題：

（2）實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2（亞氯酸鈉）為原料，通過以下過程制備ClO2：

①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

②溶液X中大量存在的陰離子有__________________。

【例4】（2015新課標(biāo)Ⅰ，27）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。

（6）單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程：_______________________________________________ ____________________________________________________。

解析：根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中最終生成的粗硼酸和含鎂鹽母液可知反應(yīng)方程式為Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3；由B與Al為同族元素推測(cè)H3BO3與Al（OH）3的性質(zhì)相似，H3BO3受熱后分解生成B2O3，而硼酸和鎂為原料可制備單質(zhì)硼是利用Mg的強(qiáng)還原性，參照鋁熱反應(yīng)推測(cè)制備時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)方程式為

二、試題特點(diǎn)分析

通過上述例題分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)有關(guān)方程式書寫問題的試題特點(diǎn)概括如下：

1．考查方式

有關(guān)方程式書寫問題的試題主要是從化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式的書寫進(jìn)行考查，化學(xué)方程式或離子方程式的書寫又分為氧化反應(yīng)類型方程式和非氧化還原類型方程式。

2．考查內(nèi)容

（1）基礎(chǔ)知識(shí)體系中較為熟悉的化學(xué)反應(yīng)。如例1中Al與NaOH的反應(yīng)、H2O2的分解反應(yīng)。又如2015新課標(biāo)Ⅱ第26題酸性鋅錳干電池的離子方程式和正極電反應(yīng)式的書寫是源于教材中的內(nèi)容。

（2）通過類比推理完成方程式的書寫。如例1中CoSO4與NH4HCO3的反應(yīng)、例2中PbO2與濃鹽酸共熱時(shí)的反應(yīng)、例4中硼酸和金屬鎂為原料制備單質(zhì)硼的反應(yīng)。

（3）依據(jù)試題所給信息完成的化學(xué)反應(yīng)。該類型方程式書寫的重點(diǎn)是根據(jù)試題給出的反應(yīng)物與生成物，完成方程式的配平。如2014新課標(biāo)Ⅰ第27題中白磷（P4）與Ba（OH）2溶液、例3中NH4Cl與HCl電解時(shí)的反應(yīng)。

（4）依據(jù)試題信息進(jìn)行推理完成的化學(xué)反應(yīng)。該類型方程式的書寫關(guān)鍵是要根據(jù)所給信息進(jìn)行推理后準(zhǔn)確確定生成物，然后進(jìn)行配平。如例1中LiCoO2與H2O2的反應(yīng)、例3中NaClO2與NCl3的反應(yīng)、例4中Mg2B2O5·H2O與H2SO4的反應(yīng)。

三、解答方法總結(jié)

針對(duì)有關(guān)方程式書寫問題的特點(diǎn)和考查形式與內(nèi)容，在解答此類問題時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)的構(gòu)建與完善，強(qiáng)化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的掌握與應(yīng)用，促進(jìn)知識(shí)與技能的有效類比和遷移；強(qiáng)化對(duì)氧化還原反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用；強(qiáng)化原子守恒、電荷守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒關(guān)系的靈活運(yùn)用。具體解答策略立足于以下四個(gè)方面：

1．依據(jù)試題所給信息準(zhǔn)確確定主要反應(yīng)物與生成物。

2．依據(jù)試題要求，對(duì)所需完成的化學(xué)方程式、離子方程式或電極反應(yīng)式，運(yùn)用原子守恒、電荷守恒或電子轉(zhuǎn)移守恒確定主要反應(yīng)物、生成物的計(jì)量數(shù)。

3．由原子守恒、電荷守恒關(guān)系并結(jié)合反應(yīng)前后溶液酸、堿性的變化情況確定其他反應(yīng)物與生成物并確定其計(jì)量數(shù)。

（作者單位：黑龍江省賓縣第一中學(xué)）