掌握常規(guī)氧化劑還原劑 “玩轉(zhuǎn)”氧化還原的考查

氧化還原反應(yīng)考點(diǎn)在高考中屬于必考知識(shí)，選擇題、大題中均有體現(xiàn)，在化工流程大題考查中表現(xiàn)較為獨(dú)立，主要是書寫陌生氧化還原化學(xué)方程式或離子方程式．常見氧化劑還原劑是書寫陌生氧化還原反應(yīng)方程式的基礎(chǔ)，所以第一輪復(fù)習(xí)中，基礎(chǔ)夯實(shí)尤為重要．表1為常見氧化劑還原劑發(fā)生反應(yīng)后對(duì)應(yīng)的常規(guī)價(jià)態(tài)變化．

掌握常見氧化劑還原劑常規(guī)價(jià)態(tài)變化，是書寫陌生氧化還原化學(xué)方程式的基礎(chǔ)，通過分析比對(duì)發(fā)現(xiàn)，部分高考真題出現(xiàn)的陌生氧化還原方程式書寫的基礎(chǔ)知識(shí)源于常見的氧化劑與還原劑組合，學(xué)生要熟練掌握常見氧化劑和還原劑間發(fā)生的反應(yīng)，形成思維模型，提煉升華，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)．

例題1 （2023年全國新課標(biāo)卷化學(xué)題26節(jié)選）鉻和釩具有廣泛用途．鉻釩渣中鉻和釩以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如圖1所示：

已知：最高價(jià)鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2O2-7存在，在堿性介質(zhì)中以CrO2-4存在．

回答下列問題：

（6）“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）溶液，反應(yīng)的離子方程式為____．

解析 該題從高階思維角度考查學(xué)生整理分析、提取信息、邏輯思辨的能力，通過分析流程，要求學(xué)生創(chuàng)造性解決問題，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為Cr3，根據(jù)陌生氧化還原化學(xué)方程式書寫模型，第一步：寫出“氧化劑+還原劑——還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”，即Cr2O2-7+S2O2-5——Cr3+ SO3-4，第二步，利用氧化還原得失電子數(shù)目相等確定4種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，該反應(yīng)中，發(fā)生化合價(jià)變化的元素是Cr和S，反應(yīng)前后，Cr化合價(jià)從+6價(jià)降到+3價(jià)，1 mol Cr2O2-7得到6 mole-，S從+4價(jià)升高至+6價(jià)，1 mol S2O2-失去4 mole一，得失電子數(shù)目相等，6和4最小公倍數(shù)12，有6×2=4×3，所以CrO2-4的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，Cr元素守恒，Cr3的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，S2O2-5化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，S元素守恒，SO2-4的化學(xué)計(jì)量數(shù)為6，即2Cr2O2-7+ 3S2O2-5——4Cr3 +6SO2-4，第三步：觀察法配平反應(yīng)前后的原子或者電荷，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)式左邊多5 mol 0原子，右邊應(yīng)增加5 mol 0原子；根據(jù)電荷守恒，反應(yīng)式左邊負(fù)電荷總數(shù)10 mol，右邊電荷數(shù)為0，結(jié)合原子守恒左邊應(yīng)增加10 mol H+，右邊增加5 mol H2O即可配平．正確離子方程式為：

2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3+ +6SO2-4 +5H2O

該題知識(shí)取材來源于常見氧化劑與還原劑，只是將常見還原劑中+4價(jià)硫的呈現(xiàn)形式亞硫酸根和亞硫酸氫根遷移為焦亞硫酸根．由此可見，第一輪復(fù)習(xí)中夯實(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生思維模型尤為重要，

例題2 （2022年高考化學(xué)題26節(jié)選）硫酸鋅（ZnSO4）是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用．硫酸鋅可由菱鋅礦制備．菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物．其制備流程如圖2所示：

本題所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)見表2：

（5）向80 - 90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應(yīng)的離子方程式為____．

解析 本題對(duì)氧化還原的考查立足于化工流程，通過對(duì)考點(diǎn)的分析，大多數(shù)氧化還原在高考中的考查都是穿插在化工流程大題中，屬于難度較大的問題，但是，考查萬變不離其宗，大部分高考中的氧化還原考查屬于常見氧化劑還原劑知識(shí)的升華、能力遷移，故離子方程式為：

3Fe2+ + MnO4- +7H2O=3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+

剖析 真題是高三復(fù)習(xí)的一個(gè)航向，研究分析、對(duì)比考點(diǎn)是復(fù)習(xí)中不能缺少的環(huán)節(jié)，對(duì)于高頻考查的知識(shí)點(diǎn)可以作為復(fù)習(xí)必須掌握和突破的教學(xué)重點(diǎn)．氧化還原反應(yīng)的考查，不管是縱向?qū)Ρ鹊哪攴菘疾檫€是橫向?qū)Ρ鹊氖》菘疾椋瑢儆诖蟾怕士疾辄c(diǎn)．針對(duì)氧化還原反應(yīng)中陌生化學(xué)方程式書寫的復(fù)習(xí)備考，筆者建議應(yīng)做到以下幾個(gè)方面：

①建立解題模型，“三步法”解題模型要訓(xùn)練學(xué)生會(huì)應(yīng)用，量變達(dá)到質(zhì)變．

②學(xué)生根據(jù)解題模型，熟練運(yùn)用“三步法”書寫方程式，學(xué)生在能熟練運(yùn)用的基礎(chǔ)上，能力提升，知識(shí)遷移，解決問題．

③梳理分析高考真題，從橫向和縱向分析該考點(diǎn)考查的情景題材，題型形式，做到考點(diǎn)考查心中有數(shù)，做到這幾點(diǎn)，復(fù)習(xí)效果事半功倍．

基金項(xiàng)目：2023年貴州省畢節(jié)市教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題《核心素養(yǎng)背景下基于學(xué)科理解的高中化學(xué)“教、學(xué)、評(píng)”一體化的實(shí)踐研究》（課題編號(hào)：2023A019）階段性研究成果．

（收稿日期：2024 - 06 - 22）