四步法完成陌生氧化還原反應(yīng)方程式

廣東 陳彬城

四步法完成陌生氧化還原反應(yīng)方程式

廣東 陳彬城

高考對氧化還原反應(yīng)的考查，不局限于基礎(chǔ)知識，還要求考生能夠?qū)?shí)際問題分解，通過運(yùn)用氧化還原反應(yīng)相關(guān)知識，采用分析、綜合的方法，解決簡單化學(xué)問題。

縱觀近幾年各省市的化學(xué)高考題，氧化還原反應(yīng)是高考熱點(diǎn)，而需要運(yùn)用相關(guān)知識，采用分析、綜合方法才能完成的“陌生”氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，是高考難點(diǎn)。面對紛繁蕪雜的氧化還原反應(yīng)方程式，很多考生束手無策。那么，有沒有什么方法，可以又快又準(zhǔn)的寫出氧化還原反應(yīng)方程式呢？以下介紹“四步法”，即分四個(gè)步驟完成氧化還原反應(yīng)方程式。

一、理論基礎(chǔ)

1．掌握氧化還原反應(yīng)的基本知識

熟悉氧化還原反應(yīng)的基本原理即元素化合價(jià)升降相等原理（本質(zhì)是電子得失相等）并能利用氧化還原反應(yīng)的原理分析簡單問題；熟悉“氧化劑”“還原劑”“氧化產(chǎn)物”“還原產(chǎn)物”等基本概念；掌握雙線橋法標(biāo)氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移；能利用電子守恒法配平氧化還原方程式。

2．熟悉常見氧化劑、還原劑及其還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物

表1 常見氧化劑及其還原產(chǎn)物

表2 常見還原劑及其氧化產(chǎn)物

二、“四步法”介紹

第一步：先寫出氧化劑、還原劑或題目提供的反應(yīng)物、生成物。

第二步：再根據(jù)題意和所學(xué)知識，采用分析、綜合的方法寫出氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

這是關(guān)鍵步驟，要做好這一環(huán)節(jié)，一方面要求我們有元素化學(xué)的知識基礎(chǔ)，并熟悉表1和表2；另一方面我們要提取題目中的有用信息，分析其化合價(jià)變化的可能情況，結(jié)合氧化性、還原性的強(qiáng)弱，回歸氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，判斷反應(yīng)產(chǎn)物。

要求我們有元素化學(xué)知識基礎(chǔ)并熟悉表1和表2，能利用氧化還原反應(yīng)的原理分析問題。

第三步：配平所寫出物質(zhì)。（主要是利用電子守恒原理配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物及還原產(chǎn)物）

第四步：根據(jù)質(zhì)量守恒和綜合判斷補(bǔ)充必要物質(zhì)（包括反應(yīng)物和生成物），再配平、檢查。

三、應(yīng)用

1．典例分析

【例1】書寫SO2使酸性高錳酸鉀褪色的離子方程式。

【典型錯(cuò)誤】該式子無法配平。在教學(xué)實(shí)踐中，這樣的錯(cuò)誤是最普遍的，很多學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為酸性高錳酸鉀溶液中，H＋一定參與反應(yīng)。如果我們用“四步法”完成，就可以順利避開這個(gè)問題。

【分析】（1）先寫出氧化劑、還原劑或題目提供的反應(yīng)物、生成物。

SO2具有強(qiáng)還原性，MnO4－具有強(qiáng)氧化性。

（2）再根據(jù)題意和所學(xué)知識，寫出氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

SO2被氧化的產(chǎn)物可能是SO3或SO2－4或H2SO4或硫酸鹽，SO3能與水劇烈反應(yīng)，氧化產(chǎn)物不可能是SO3，K2SO4、H2SO4、MnSO4皆可以拆，所以氧化產(chǎn)物為SO2－4。而MnO－4在酸性條件下，（題目沒有特殊說明時(shí)，）其還原產(chǎn)物為Mn2＋。

（4）補(bǔ)充：觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊缺少2O，在酸性溶液中，只能從水補(bǔ)充，應(yīng)加上2H2O，而水失去氧生成4H＋。

【例2】書寫SO2通入X2（X為Cl、Br、I）的水溶液的化學(xué)方程式。

【分析】（1）SO2具有強(qiáng)還原性，X2具有強(qiáng)氧化性。

（2）SO2被氧化的產(chǎn)物可能是SO3或SO2－4或H2SO4或硫酸鹽，SO3能與水劇烈反應(yīng)，氧化產(chǎn)物不可能是SO3，＋6價(jià)硫以SO2－4存在，溶液中沒有金屬離子，所以氧化產(chǎn)物為H2SO4。而X2被還原為－1價(jià)的鹵素原子，溶液中沒有金屬離子，所以還原產(chǎn)物為HX。

（4）補(bǔ)充：觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊缺少4H和2O，恰好補(bǔ)充2H2O。

【例3】寫出H2C2O4（草酸）使酸性高錳酸鉀褪色的離子方程式。

【分析】（1）H2C2O4＋MnO－4——

（2）H2C2O4中的C為＋3價(jià)，被氧化為＋4價(jià)，產(chǎn)物可能是CO2或CO2－3，酸性條件下，氧化產(chǎn)物應(yīng)為CO2，而MnO－4在酸性條件下，其還原產(chǎn)物為Mn2＋。

H2C2O4＋MnO－4——CO2＋Mn2＋

（3）配平：5H2C2O4＋2MnO－4——10CO2＋2Mn2＋

（4）觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊多8O和10H，在酸性溶液中，應(yīng)補(bǔ)充6H＋，生成8H2O。

2．真題演練

1．（2015新課標(biāo)Ⅰ，36節(jié)選）

（2）寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式：__________。

【分析】（1）從流程圖可知，步驟③的反應(yīng)生成CuCl，故反應(yīng)需Cl－參與；步驟②濾液含Cu2＋，Cu2＋為氧化劑；SO2－3（亞硫酸銨）為還原劑。

（4）觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊少O，應(yīng)補(bǔ)充H2O同時(shí)生成2H＋。

2．（2015山東，29節(jié)選）（2）利用鈷渣［含Co（OH）3、Fe（OH）3等］制備鈷氧化物的工藝流程如下：

（部分流程圖）

Co（OH）3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為________。

【分析】（1）從流程圖可知，Co（OH）3作氧化劑被還原為

Co2＋；（Na2SO3）為還原劑。Co（OH）3＋——Co2＋

（2）還原產(chǎn)物為Co2＋，的氧化產(chǎn)物為。

（3）配平：2Co（OH）3＋SO2－3——2Co2＋＋SO2－4

（4）觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊多5O和6H，溶液是酸性介質(zhì)，故應(yīng)補(bǔ)充4H＋同時(shí)生成5H2O。

3．（2015四川，8節(jié)選）CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒劑，反應(yīng)可生成P的最高價(jià)含氧酸和銅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

【分析】（1）CuSO4＋P4——

（2）P的最高價(jià)含氧酸是H3PO4，P4為還原劑，硫酸根的氧化性極弱，不參與氧化還原（濃硫酸中的＋6價(jià)S才具有強(qiáng)氧化性，稀硫酸或硫酸鹽中的SO2－4氧化性極弱，基本上不參與氧還原反應(yīng)），Cu2＋得電子生成Cu，溶液中已經(jīng)沒有金屬離子，故溶液中的陽離子只能是H＋，即產(chǎn)物為H2SO4。

（3）配平：10CuSO4＋P4——4H3PO4＋10Cu＋10H2SO4

（4）觀察以上式子，可發(fā)現(xiàn)左邊少16O和32H，應(yīng)補(bǔ)充16H2O。

（作者單位：廣東省惠來縣第一中學(xué)）