近年來在新課標高考化學試卷中,化學方程式的書寫分值占有較大的比例(占10%或超過10%),模式以書寫化學方程式和離子方程式兩種方式呈現,其中氧化還原反應和電極反應方程式的書寫為最難點。我省考生在此考點的得分率是二卷中最低之一,僅為1%左右。
化學方程式的書寫不是僅靠簡單的記憶,而是要求根據題目中的相關信息,給出相應的化學方程式,難度較大。通過對歷年高考化學試卷的研究,從中找出一些規律和方法可提高這類問題的得分率,供同學們參考。
我把高考中化學方程式的書寫歸納為4種類型:即氧化還原反應方程式的書寫,電極反應方程式的書寫,熱化學方程式的書寫,有機反應方程式的書寫。以下主要對得分最低的氧化還原反應和電極反應方程式的書寫進行分析討論。
1.氧化還原反應方程式的書寫
(1)根據題目中給出的信息寫出反應物和生成物的化學式,確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物,標出元素化合價的升降變化,要注意的是某些物質既可以作氧化劑又可以作還原劑。
(2)運用電子守恒、電荷守恒和質量守恒三大規律配平
(3)缺項補齊的一般為介質(環境),如H+、OH-、H2O。注意:酸性介質中不可能有OH-,堿性介質中不可能有H+。
2.電極反應方程式的書寫
(1)書寫步驟(以燃料電池為例)
①寫出總反應方程式或離子方程式
②寫出熟悉的正極反應式:
a.堿性和中性條件:O2+4e- + 2H2O == 4OH-
b.酸性條件:O2+4e- + 4H+ ==2H2O
c.碳酸鹽條件:O2+4e- + 2CO2 == 2CO32-
d.O2-離子條件:O2+4e- == 2O2-
③兩極相減,即得負極反應
(2)電極反應中關鍵還是抓住化合價變化,原電池負極和電解池陽極失電子化合價升高,原電池正極和電解池陰極得電子化合價降低,同時結合介質考慮方程式書寫。
(3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質,該反應的離子方程式為( )。
(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3和KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4,其反應的離子方程式為( );與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應式為 ( ),該電池總反應的離子方程式為( )。
【解析】:此題第3問較基礎,只要找出給的氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物,配平電子守恒即可。第4問考查化學基本功,也是近幾年多次考到的高鐵酸鉀,有關高鐵酸鉀的制備與電化學。第一個方程式多次書寫過,能找出氧化劑、氧化產物,但是確定還原劑時要注意給定的介質是強堿性條件,因此要寫為Fe(OH)3 ,而不能寫為Fe3+ ,還原產物也要注意到強堿性條件要寫為Cl- 而不能為Cl2 。第二個方程式,首先應寫氧化劑得電子生成還原產物,高鐵酸根被還原為Fe3+,然后再寫出轉移的電子數,根據電荷守衡,因為溶液是堿性的,所以產物只能寫成8個OH-,一個Fe3+結合3個OH- 生成Fe(OH)3,因為負極反應式為Zn - 2e- = Zn2+,所以最后一個方程式只需要綜合得失電子守衡,將正、負極反應加合就可以得出正確答案。
云天化中學化學學科骨干教師 凌伯文