高三复习中如何突破新情境下氧化还原反应方程式的书写

2018-07-26嵇中波

新课程·教师 2018年3期

嵇中波

摘要：化学高考试题中经常出现新情境下氧化还原反应方程式的书写这类考题，由于涉及的过程较为复杂，让学生无从下手，得分率很低。高三复习中可利用小专题的形式，通过对解题思路指导和高考题实例剖析两方面的探讨，来帮助学生突破新情境下氧化还原反应方程式的书写。

关键词：新情境；氧化还原反应；方程式；实例

氧化还原反应是化学学科的核心概念，涉及氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、氧化还原反应的本质、特征判断等内容。在新情境境陌生度较大的环境下，学生基础不扎实加之閱读信息、提炼信息的能力欠缺，很多学生感觉无从下手，出错率较高。本文结合高三一轮复习的情况，在复习完氧化还原反应这一节内容之后，针对学生出现的以上问题，专门设置一个小专题，从解题思路和高考题实例剖析两方面来教会学生如何书写新情境下的氧化还原反应方程式。

一、高考题实例剖析（1）

例题1.（2015年全国新课标Ⅱ卷理综第28题节选）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问题：

（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量。

Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸。

Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水使液面没过玻璃液封管的管口。

Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收。

Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中。

Ⅴ.用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-2I-+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：

①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为什么。

解析：该测定实验的原理是通过混合气中ClO2与碘化钾反应生成I2，再用硫代硫酸钠标准溶液滴定I2，间接计算出混合气中ClO2的含量。要书写锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式，我们可以按照以下步骤进行：

第1步，根据题给信息写出部分反应物和生成物，结合氧化还原反应的规律明确“氧化剂”“还原剂”“氧化产物”“还原产物”是什么：

即：I-→I2（化合价升高），化合价降低的物质只能是ClO2，基础好的学生应该能判断出其对应的产物为Cl-，据此可以写出初步的方程式：

ClO2（氧化剂）+I-（还原剂）→I2（氧化产物）+Cl-（还原产物）；

第2步，根据得失电子守恒初步配平：

ClO2 + I- → I2 + Cl-

↑2e-×5 ↓5e-×2

即：2ClO2+10I-—5I2+2Cl-；

第3步，根据电荷守恒原则，并结合介质的性质判断缺项，在水溶液中进行的反应，其介质中主要考虑H2O、OH-、H+参加反应。即一般考虑利用OH-、H+来满足电荷守恒。

本题已说明加入3mL稀硫酸，即酸性介质，显然是在反应物这边加上8H+来配平电荷守恒，得2ClO2+10I-+8H+—5I2+2Cl-。

第4步，根据原子守恒原则配平方程式并仔细检查。

即：反应前后相应原子个数要相等，显然生成物的一边要加4H2O，整理得到答案：2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O。

二、解题策略指导

由上述例子，我们可以总结正确书写新情境下氧化还原反应方程式的一般思路可表示为“氧化剂+还原剂+介质→氧化产物+还原产物+其他产物”。即：

第1步，根据题给信息写出部分反应物和生成物，结合氧化还原反应的规律明确“氧化剂”“还原剂”“氧化产物”“还原产物”是什么。

第2步，根据得失电子守恒初步配平方程式。

第3步，根据电荷守恒原则和介质的性质（中性、酸性、碱性）判断缺项，一般考虑利用OH-、H+来满足电荷守恒。

第4步，根据原子守恒原则配平方程式并仔细检查，（一般H、O原子个数不相等时，用H2O来凑足）。

三、高考题实例剖析（2）

为让学生更好地掌握上述正确的解题方法，我们再结合一道高考题中涉及的这类问题进行阐述。

例题2.（2012年江苏卷第18题节选）硫酸钠-过氧化氢加合物（xNa2SO4·yH2O2·zH2O）的组成可通过下列实验测定：（1）准确称取1.7700g样品，配制成100.00mL溶液A。（2）准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825g。（3）准确量取25.00mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00mL。H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

（1）略。

（2）上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO4-被还原为MnO2，其离子方程式为什么。

解析：很多考生受思维定式的影响，直接写成：2MnO4-+3H2O2+2H+MnO2↓+4H2O+3O2↑显然，题干明确了不加稀硫酸酸化，说明这时的KMnO4溶液不是在酸性介质中。因此，不能采用H+来调配电荷守恒，还有的考生审题不仔细，没能体会新情境“MnO4-被还原为MnO2”这句话的含义，误认为H2O2是氧化剂，从而答错题。

正确的分析思路是：

第1步，根据题给信息写出部分反应物和生成物，结合氧化还原反应的规律明确“氧化剂”“还原剂”“氧化产物”“还原产物”是什么。

MnO4-→MnO2（化合价降低），H2O2→O2（化合价升高），据此可以写出初步的方程式MnO4-（氧化剂）+H2O2（还原剂）→MnO2（还原产物）+O2（氧化产物）；

第2步，根据得失电子守恒初步配平方程式：

MnO4- + H2O2 → MnO2 + O2

↓3e-×2 ↑2e-x3

即：2MnO4-+3H2O2—2MnO2+3O2。

第3步，根据电荷守恒原则和介质的性质（中性、酸性、碱性）判断缺项。

本题已说明不加稀硫酸酸化，显然不能用H+来配电荷，观察分析可用OH-来配电荷守恒，应该在生成物的一边加上2OH-，得：2MnO4-+3H2O2—2MnO2+3O2+2OH-。

第4步，根据原子守恒原则，即：反应前后相应原子个数要相等，显然生成物的一边还要加2H2O，得：2MnO4-+3H2O2—2MnO2+3O2+2OH-+2H2O。

最后检查各项符号的书写，得到正确答案为：2MnO4-+3H2O2

2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O。