例谈高考中离子方程式的书写与备考策略

李 乾

(安徽省蒙城县第六中学)

高考中离子方程式的书写是必考知识点,它注重基础知识与基本技能的运用,考查考生利用必备知识,依据信息提示进行类比、迁移的能力.高考中离子方程式的书写契合了高考命题改革中知识立意向能力立意的转变,所占分值也在逐渐增大.

1 提供反应物与生成物的离子方程式书写

例1(2021年海南卷,节选)实验所需的NO 可用NaNO2和FeSO4溶液在稀H2SO4中反应制得,离子反应方程式为________.

由题意可知,Fe2＋会被氧化为Fe3＋,根据题目所提供的反应物与生成物,结合反应所处的外界条件可得离子反应方程式为

例2(2021年辽宁卷,节选)Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在N2氛围中进行).

①称取9.95gFeCl2·4H2O (Mr＝199),配成50mL溶液,转移至恒压滴液漏斗中.

②向三颈烧瓶中加入100 mL14 mol·L－1KOH 溶液.

③持续磁力搅拌,将FeCl2溶液以2mL·min－1的速度全部滴入三颈烧瓶中,100 ℃下回流3h.

④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在40 ℃干燥.

⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24g.

部分装置如图1所示.

图1

三颈烧瓶中反应生成了Fe和Fe3O4,离子方程式为_________.

三颈烧瓶中FeCl2溶液与100mL14mol·L－1KOH溶液发生反应生成了Fe 和Fe3O4,结合反应所处的外界条件,根据氧化还原反应的规律可知,该反应的离子方程式为

变式1(2021年全国乙卷,节选)“酸溶”后,将TiOSO4溶液适当稀释并加热,TiO2＋水解析出TiO2·xH2O 沉淀,该反应的离子方程式是_________.

酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O 沉淀和硫酸,根据题目所提供的反应物与生成物,可得反应的离子方程式为

变式2(2021年北京卷,节选)为制备高品质铁黄(FeOOH)产品,需先制备少量铁黄晶种.过程及现象是:向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色,产生白色沉淀的离子方程式是_________.

根据“向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色”,可得产生的白色沉淀是Fe(OH)2,离子方程式是

备考策略高考中为了降低试题的难度,题干中往往会给出反应物和生成物,书写离子方程式时要先找出题干信息中直接提供的反应物与生成物(或者通过反应现象可以明确的反应物或生成物),然后依据离子方程式的配平方法,使方程式等号两边的原子、电荷与得失电子都要守恒,同时要注意反应所处的外界环境.

2 反应物、生成物隐藏于工艺流程图中的离子方程式书写

例3(2021年全国甲卷,节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面.I2的一种制备方法如图2所示.

图2

加入Fe 粉进行转化反应的离子方程式为_________.

由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆开,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe＝2Ag＋Fe2＋＋2I－.生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中.

例4(2021年广东卷,节选)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源.某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如图3所示.

图3

“沉钼”中,pH 为7.0,生成BaMoO4的离子方程式为_________.

由题中信息可知,废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后,铝和钼都发生了反应分别转化为NaAlO2和Na2MoO4,经水浸、过滤,分离出含镍的固体滤渣,滤液Ⅰ中加入过量的CO2,NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀,过滤得到的沉淀X 为Al(OH)3,滤液Ⅱ中加入适量的BaCl2溶液沉钼后,过滤得到BaMoO4,则加入BaCl2溶液后生成的是BaMoO4沉淀,该反应的离子 方程式为＋Ba2＋＝BaMoO4↓.

变式(2021年湖南卷,节选)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备.天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质.以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如图4所示.

图4

“沉铈”过程中,生成Ce2(CO3)3·nH2O 的离子方程式为_________.

焙烧浓硫酸和独居石的混合物,SiO2不反应,其他物质生成对应的硫酸盐.水浸后,CePO4转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,Al2O3转化为Al2(SO4)3,Fe2O3转化为Fe2(SO4)3,CaF2转化为CaSO4和HF,所以酸性废气含HF.水浸后,滤渣Ⅰ为SiO2和Ca3(PO4)2、FePO4,滤液主要含H3PO4、Ce2(SO4)3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,加FeCl3溶液除磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉过程将Fe3＋、Al3＋转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为Al(OH)3,还含有Fe(OH)3;加NH4HCO3沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O,结合原子守恒、电荷守恒可知生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为

备考策略工艺流程题是高考必考题型,而隐藏于工艺流程图中的离子方程式的书写是各类高考试卷必考的内容,出现频率极高.对于这类离子方程式的书写,首先要尽量读懂流程图中每一步的目的,特别是确定相关的反应时,要掌握从流程图中找出反应物、生成物及反应条件的方法,然后应用相关离子方程式的书写规则进行正确的配平.

综上所述,离子反应是高中化学的重要知识点,特别是离子方程式的书写,涉及的内容广,综合性也很强,对考生的能力要求高,学生应给予高度重视,只有清楚高考中离子方程式书写的常见考查方式,备考过程才能做到有的放矢.

(完)