价——态推测模型

广东 陈彬城

氧化还原反应方程式的书写是近几年高考的热点和难点。最常见的考查模式是根据题目给定的情景(如某些反应物、生成物、反应的酸碱性或图表等信息)书写陌生氧化还原反应方程式。广义的氧化还原反应方程式还包括电化学的电极反应(原电池和电解池的电极反应)。这类题目要求考生能够运用元素化合物的知识、氧化还原反应原理以及其他的基本反应原理(如强酸制弱酸、水解、产物共存等原理)对题目进行综合分析，推测生成物，然后配平、补充物质，按步骤完成化学方程式。

推测生成物是完成题目的关键，也是很多考生最感到头疼的步骤，以下介绍一种以元素化合价存在形态二维图(以下简称“价——态二维图”)为核心，用于氧化还原反应产物(包括电化学反应产物)推测的模型即价——态推测模型。

一、价——态推测模型

1.价——态推测模型简介

价——态推测模型是指根据元素不同化合价在各种条件下(如酸性、碱性、中性等)的存在形态，结合题目信息及必要反应原理(如水解、产物共存等原理)，推测产物的思维模型。其主要流程如下：

从④到⑤是方程式的最后环节，主要比较④的方程式左右两端H、O的数目，结合反应条件补充H+、OH-或H2O。

2.价——态二维图

价——态二维图是以外界条件(无水、酸性、中性、碱性等)为横坐标，以元素的化合价为纵坐标，在二维平面内绘制元素的各种化合价在不同条件下存在形态的图象。可用于推测化学方程式的反应物、生成物或判断方程式的正误。以下是H、C、O、S、Fe等元素的价——态二维图：

图1 氢元素的价——态二维图

图2 氯元素的价——态二维图

图3 碳元素的价——态二维图

图4 硫元素的价——态二维图

图5 锰元素的价——态二维图

3.氧化还原反应的配平

这里主要配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，要求熟悉电子守恒法配平。

4.物质的补充

这一块的重要原则是“先配平后补充”，因为只有配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物后，才能知道需要补充哪些反应物和生成物。常见的补充原则如下：

(1)若左边缺少氢原子，酸性条件下，直接补充H+再配平即可；碱性或中性条件下，应补充H2O生成OH-(每一个H2O失去一个H+生成一个OH-)，再配平即可。

(2)若左边缺少氧原子，酸性或中性条件下，直接补充H2O生成H+再配平即可；碱性条件下，应补充OH-生成H2O(每两个OH-失去一个O生成一个H2O)，再配平即可。

(3)若左边多氢原子，酸性或中性条件下，生成H+；碱性条件下，应补充OH-生成H2O。

(4)若左边多氧原子，酸性条件下，补充H+生成H2O；碱性或中性条件下，应补充H2O生成OH-。

5.产物共存原理

产物共存原理指的是同一体系的产物之间不再发生反应，能共存。若产物之间会继续反应，则要写出继续反应后的产物，直至产物之间不再发生反应。

如碱性条件下：

二、典例分析

例1.SO2通入酸性高锰酸钾溶液的离子方程式

观察以上式子，可发现左边缺少2O，在酸性溶液中，只能从水补充，应加上2H2O，而水失去氧后+1价的H以H+形式存在，右边补充4H+。

例2.草酸(H2C2O4)使酸性高锰酸钾褪色

观察以上式子，可发现左边多8O和10H，应结合为5H2O剩下3个-2价的O，根据图2 氧元素的价——态二维图，可知在酸性溶液中，-2价的O以H2O形态存在，故应补充6H+，再生成3H2O，总数为8H2O。

例3.书写甲烷燃料电池的电极反应式(①电解质溶液为氢氧化钾②电解质溶液为稀硫酸)

例4.书写电解碱性食盐水的电极反应式

三、真题分析

例5.(2018·全国卷Ⅰ·27节选)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为。