把握解題策略 突破陌生方程式書寫

湖北 文麗娟 楊恩健

把握解題策略 突破陌生方程式書寫

湖北 文麗娟 楊恩健

陌生方程式的書寫是近年高考題中的一個重點和難點，這類題目對考查學(xué)生對中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識的融會貫通及接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。是令大多數(shù)學(xué)生頭疼的問題且失分較多的一類題型。若能對解決此類問題進行系統(tǒng)歸納總結(jié)，學(xué)生在高考復(fù)習(xí)時有意按照此方法訓(xùn)練，對提高此類型題目的得分有很大的幫助。

高考試題的命題源于教材卻高于教材，命題往往不會單獨考查陌生方程式的題目，而是將陌生方程式的題目融合在工業(yè)流程圖題或?qū)嶒烆}中，本文將從以下幾種常見陌生方程式的書寫方法上進行介紹：

一、復(fù)分解反應(yīng)類陌生方程式的書寫

【例1】（2015新課標(biāo)Ⅰ，27節(jié)選）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：______________________________________________________。

【答案】Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋ 2H3BO3

【解析】該陌生方程式可以仿照堿式碳酸鹽和酸的反應(yīng)，但是要先分析Mg2B2O5·H2O中硼元素的化合價為＋3價，聯(lián)系流程圖最終產(chǎn)物可推知，硼元素變成H3BO3（H3BO3為弱酸，易溶于水），這不是氧化還原反應(yīng)故鎂元素轉(zhuǎn)化為硫酸鎂。

【例2】（2015浙江，27節(jié)選）化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應(yīng)生成甲。甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2，甲與AlCl3反應(yīng)可得到NaAlH4。請推測并回答：

（2）甲與AlCl3反應(yīng)得到NaAlH4的化學(xué)方程式：_____

________________________________________。

【答案】4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl

【解析】先由題目推出甲為NaH，根據(jù)原子守恒，NaH與AlCl3反應(yīng)還生成NaCl，先寫出反應(yīng)物、生成物、最后配平即可。

【解題策略】主要利用原子守恒和元素化合物的基礎(chǔ)知識。

二、氧化還原反應(yīng)類陌生方程式的書寫

這類題型通常有從題目所給信息中直接書寫型，從工業(yè)流程圖獲取信息型。

【例3】（2015新課標(biāo)Ⅰ，36節(jié)選）氯化亞銅（CuCl）廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：

回答下列問題：

（2）寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式：__________。

【答案】

【解析】步驟③反應(yīng)后過濾，說明反應(yīng)中有CuCl沉淀產(chǎn)生，結(jié)合硫酸銨的回收。

第一步，先確定氧化劑為Cu2＋，還原劑為，在一般氧化還原反應(yīng)中被氧化為，Cu2＋被還原為Cu＋，又由于Cu＋與Cl－不共存，因此會結(jié)合生成CuCl。

第二步，再根據(jù)得失電子相等，配平氧化劑Cu2＋、還原劑、氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物

第三步，再根據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及所給介質(zhì)環(huán)境補充Cl－和H＋和補齊其對應(yīng)的系數(shù)。

【例4】（2015重慶，9節(jié)選）ClO2與Cl2的氧化性相近，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛。

（4）已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2，該反應(yīng)的離子方程式為________。

【答案】4H＋＋===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O

【解析】在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2，再根據(jù)化合價升降相等和電荷守恒以及原子守恒配平方程式，該反應(yīng)的離子方程式為4H＋＋=== Cl－＋4ClO2↑＋2H2O；在ClO2釋放實驗中，打開E的活塞，D中發(fā)生反應(yīng)，則裝置F的作用是驗證是否有ClO2生成。

【解題策略】①首先根據(jù)材料中信息提煉題目所給信息，寫出部分反應(yīng)物與生成物化學(xué)式。

②分析元素化合價的變化得出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物（不屬于“氧化劑”“還原劑”“氧化產(chǎn)物”“還原產(chǎn)物”的這一步暫時不寫）。

③利用得失電子相等配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的系數(shù)。

④再根據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及所給介質(zhì)環(huán)境配平方程式。

注意：所給環(huán)境通常指比如在書寫反應(yīng)物中沒有出現(xiàn)酸或堿時，不要在等號左邊寫H＋或OH－，但可以根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒的需要在等號右邊寫H＋或OH－。在酸性環(huán)境下的離子反應(yīng)最后可以用H2O和H＋來成配平方程式，在堿性環(huán)境下最后可以用H2O和OH－來配平方程式。

三、電極反應(yīng)方程式類陌生方程式的書寫

【例5】（2015新課標(biāo)Ⅱ，26節(jié)選）酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物，該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可得到多種化工原料，回答下列問題：

（1）該電池的正極反應(yīng)式為_________________，電池反應(yīng)的離子方程式為____________。

【答案】MnO2＋e－＋H＋===MnOOH Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋2MnOOH

【解析】酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，鋅是活潑金屬，鋅是負(fù)極，電解質(zhì)溶液為酸性，則負(fù)極電極反應(yīng)方程式為Zn—2e－===Zn2＋。中間是碳棒，碳棒是正極，其中二氧化錳得到電子轉(zhuǎn)化為MnOOH，則正極電極反應(yīng)方程式為MnO2＋e－＋H＋===MnOOH，所以電池總反應(yīng)式為Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋2MnOOH。

【例6】（2015廣東，32節(jié)選）七鋁十二鈣（12CaO· 7Al2O3）是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：

【答案】

【解析】根據(jù)題意，充電和放電時和兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，放電時負(fù)極Al失去電子變?yōu)锳l3＋，與溶液中的AlCl4－結(jié)合，發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生，電極反應(yīng)式為

【解題策略】①根據(jù)元素化合價的升降判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

②原電池負(fù)極或電解池陽極的電極反應(yīng)方程式，按照“還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物”來書寫；原電池正極或電解池陰極的電極反應(yīng)方程式，按照“氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物”來書寫。

③再根據(jù)原子守恒和電荷守恒補充該有的微粒，配平電極反應(yīng)方程式。

四、有機反應(yīng)類陌生方程式的書寫

【例7】（2015四川，10節(jié)選）化合物F（異戊巴比妥）是臨床常用的鎮(zhèn)靜催眠藥物，其合成路線如下（部分反應(yīng)條件和試劑略）：

請回答下列問題：

（3）第⑤步反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

【解題策略】①熟記各官能團的反應(yīng)特點及官能團之間的轉(zhuǎn)換，對照原型，直接替換。有機物種類繁多，考試中出現(xiàn)的看似新穎的外表，實際發(fā)生反應(yīng)的還是某些特定官能團。這時，只需要將對應(yīng)官能團參加反應(yīng)即可，其他框架保持原型。

②對于多種官能團的化合物，要仔細(xì)觀察細(xì)節(jié)，抓住問題本質(zhì)，例如酯基的水解就需要辨別是醇酯還是酚酯、反應(yīng)的條件、縮聚反應(yīng)生成小分子的個數(shù)等。

③信息處理能力的考查也是一熱點，某些有機反應(yīng)考試時以提供新信息的形式，給出某個新的反應(yīng)原理，然后要求學(xué)生現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用。這時學(xué)生應(yīng)冷靜思考對比題給信息與設(shè)問信息，找出關(guān)鍵點，如成鍵、斷鍵位置，參考反應(yīng)條件做突破口等信息進行模仿，合理遷移推寫出新的生成物結(jié)構(gòu)。

④有些有機反應(yīng)在中學(xué)階段并未涉及，題目信息也未明確指出時，只給出主要反應(yīng)物和生成物，解題時不必糾結(jié)探究其反應(yīng)原理，淡化原理，按照信息寫出反應(yīng)物和生成物，根據(jù)原子守恒推出其他產(chǎn)物。

無論是熟悉的方程式還是陌生方程式，有機反應(yīng)還是無機反應(yīng)方程式的書寫，都是建立在元素化合物和官能團的知識上，因此打好元素化合物知識和有機反應(yīng)知識的基礎(chǔ)是我們解決陌生方程式的一個必要條件。然后再按照上面提供的解題策略，采用類比、遷移、推理等方法將所學(xué)知識融會貫通，平時加以訓(xùn)練，方能在高考中快速解決此類問題。

（作者單位：湖北省襄陽市一中 湖北省襄陽市四中）