新情境下氧化還原反應離子方程式的書寫

張明智

摘 要：全國新課標理綜卷無機推斷題中經常出現新情境下氧化還原反應離子方程式的書寫，由于涉及的過程較為復雜，并且知識背景對學生來說是比較陌生的，讓學生無從下手，得分率很低。為了更好地幫助學生書寫這些類型的氧化還原反應離子方程式，教師要從解題思路和高考題實例剖析這兩方面來探討如何書寫新情境下的氧化還原反應離子方程式。

關鍵詞：新情境;氧化還原反應;離子方程式;解題思路;實例剖析

全國新課標理綜高考題中經常出現新情境下氧化還原反應離子方程式的書寫，可見氧化還原反應在中學化學中是很重要的。氧化還原反應是化學學科的核心概念，涉及氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物、氧化還原反應的本質、判斷特征等內容。新情境下的氧化還原反應具有重要的認知價值，其不僅對化學學習具有指導作用，還可以促進學生掌握規律，實現知識的遷移，解決化學問題，發展和提高學生的科學素養。在新情境下，結合氧化還原反應的內容來命題，考查學生應用知識、分析問題、解決問題的能力，符合由考查知識轉化為考查能力的新課程高考精神。

在新情境景陌生度較大的環境下，學生基礎不扎實加之閱讀信息、提煉信息的能力欠缺，很多學生感覺無從下手，出錯率較高，本文針對學生出現的這些問題，從解題思路和高考題實例剖析兩方面來教會學生如何書寫新情境下的氧化還原反應離子方程式。

一、解題思路

①根據所學知識和題目所給信息（包括圖像、工藝流程圖等），找出氧化還原反應中的氧化劑+還原劑→氧化產物+還原產物;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，求化合價升高、降低數目的最小公倍數使化合價升降的總數目相等（得失電子總數相等），確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的化學計量數;③觀察方程式兩邊離子所帶電荷數是否相等，若不等，要使電荷守恒，根據反應是在何種環境（酸性、堿性）中進行的加H+或OH-。若在酸性環境中：一邊加a個H+（電荷守恒），另一邊加b個H2O（原子守恒）;若在堿性環境中：一邊加m個OH-（電荷守恒），另一邊加n個H2O（原子守恒）。

二、高考題實例剖析

1.從題目信息中直接書寫氧化還原反應離子方程式

例題1（2014年全國新課標理綜Ⅱ卷第27題節選） 鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設備及X射線防護材料等：

（1）PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的離子方程式為 ;（注：原題是寫化學方程式）（2）PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為。

解析：（1）① 由PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體可知：

PbO2（氧化劑）+Cl-（還原劑）→PbCl2（還原產物，在鹽酸中PbO2不可能還原為PbO或Pb）+ Cl2（氧化產物）;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：PbO2+4Cl-（2個Cl-氯元素化合價升為0，還有2個Cl-氯元素化合價沒有發生變化）→PbCl2+ Cl2;③方程式兩邊離子所帶電荷數不相等，鹽酸是強酸，在強酸性環境中使電荷守恒，反應物中加4H+，使原子守恒，產物加2H2O，得出該反應離子方程式為：PbO2+4 Cl-+4H+= PbCl2+Cl2+2H2O。（2）①由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得PbO2可知：ClO-（氧化劑）+ PbO（還原劑）→Cl-（還原產物）+ PbO2（氧化產物）; ②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：ClO-+PbO→Cl-+PbO2;③方程式中的原子、電荷、轉移電子都守恒了，所以該反應的離子方程式為：ClO-+ PbO=Cl-+ PbO2。

例題2（2012年全國新課標理綜Ⅱ卷第26題節選） 鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。（1）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與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為;（2）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，該電池總反應的離子方程式為。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

解析：（1）①由FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取

K2FeO4可知：ClO-（氧化劑）+Fe（OH）3（還原劑，Fe3+在強堿性溶液中轉化為Fe（OH）3）→Cl- （還原產物）+ FeO42-（氧化產物）;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：3ClO-+2Fe（OH）3→3Cl-+2FeO42-;③方程式兩邊離子所帶電荷數不相等，在強堿性環境中反應物中加4OH-（電荷守恒），產物加5H2O（原子守恒），得出該反應離子方程式為：3ClO-+2Fe（OH）3+

4OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O。（2）①根據K2FeO4-Zn組成堿性電池，K2FeO4做正極（發生還原反應），Zn做負極（發生氧化反應）可知：FeO42-（氧化劑）+Zn（還原劑）→Fe（OH）3（還原產物，因K2FeO4由Fe（OH）3氧化而成，所以在堿性環境下K2FeO4還原為Fe（OH）3）+ Zn（OH）2（氧化產物，Zn失電子先轉化為Zn2+，堿性環境下Zn2+又轉化為Zn（OH）2）;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：2FeO42-+3Zn→2Fe（OH）3+3Zn（OH）2;③方程式兩邊離子所帶電荷數不相等，在堿性環境中生成物中加4OH-（電荷守恒），反應物加8H2O（原子守恒），得出該反應離子方程式為：2FeO42-+3Zn+8H2O=2Fe（OH）3+3Zn（OH）2+4OH-。

2.從工業流程圖獲取信息書寫氧化還原反應離子方程式

例題（2013年全國新課標理綜Ⅱ卷第27題節選）氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業級氧化鋅（含有Fe（Ⅱ），Mn（Ⅱ），Ni（Ⅱ）等雜質）的流程如下：

提示：在本實驗條件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化，高錳酸鉀的還原產物是MnO2。

反應②中發生反應的離子方程式為。

解析：由流程圖及提示可知：浸出液中有Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+，高錳酸鉀能氧化Fe2+、Mn2+，不能氧化Ni2+。

高錳酸鉀氧化Fe2+：①由信息可知：MnO4-（氧化劑）+ Fe2+（還原劑）→MnO2（還原產物）+ Fe（OH）3（氧化產物，Fe2+先氧化為

Fe3+，調節pH=5，Fe3+轉化為Fe（OH）3）;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：MnO4-+3Fe2+→MnO2+3 Fe（OH）3;③方程式兩邊離子所帶電荷數不相等，在pH=5的酸性環境中生成物中加5H+（電荷守恒），反應物中加7H2O（原子守恒），得出該反應離子方程式為：MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe（OH）3↓+5H+。

高錳酸鉀氧化Mn2+：①由信息可知：MnO4-（氧化劑）+ Mn2+ （還原劑）→MnO2（即是還原產物又是氧化產物）;②標反應前后化合價有變化元素的化合價，根據化合價升降總數目相等得：2MnO4-+3Mn2+→5MnO2;③方程式兩邊離子所帶電荷數不相等，在pH=5的酸性環境下，生成物中加4H+（電荷守恒），反應物加2H2O（原子守恒），得出該反應離子方程式為：2MnO4-+ 3Mn2++2H2O=

5MnO2↓+4H+。

參考文獻：

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[3]張小琴.氧化還原反應離子方程式的一種直接寫法[J].中學化學

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（云南省玉溪市民族中學）