張思雨
【摘 要】氧化還原反應是高考必考的內容,一般都會涉及隱含型氧化還原反應離子方程式的書寫。這類題型隱含較高的新信息和新情境,靈活度較高,是針對我們學生能力的一種考查方式。為了提高這方面的能力,在平時學習中總結書寫隱含型氧化還原離子方程式的經驗和方法,從而具備“得一法解若干題”的能力,取得高考成績。
【關鍵詞】隱含型;氧化還原反應;離子方程式;配平
我們經過一段時間的復習備考后,感到氧化還原反應與離子方程式的書寫是比較難以掌握的重要知識點。針對某一個知識點而言,我們掌握較好,當兩者相結合考查氧化還原類離子方程式的書寫時,我們普遍感到較難,特別是在新情景隱含度較大的環境下。加之閱讀信息、提煉信息的能力欠缺,我們常常感到無從下手。在高三的復習備考實踐中,我仔細分析了經常出現的錯誤,并與老師、同學進行了交流。現就隱含型氧化還原離子方程式書寫談談自己一點小小的感悟。
一、必要的相關知識儲備
1.必須掌握的元素及其形成的具有強氧化性和強還原性的物質或離子
(1)高中新課程教材中所涉及的元素有:
Na、A、Fe、Cu、Si、N、O、S、Cl、Br、I
(2)元素形成具有強氧化性和強還原性的物質或離子的歸納:
強氧化性物質或離子:Na2O2、Fe3+、Fe(OH)3、Fe2O3、Fe3O4、NO、NO2、HNO3(濃)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(濃)、Cl2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Br2、I2、KMnO4(H+)、K2Cr2O7(H+)
強還原性物質或離子:Fe2+、FeO、Fe3O4、Fe(OH)2、FeS、FeS2、FeBr2、FeI2、CuS、Cu2S、Cu2O、CuH、SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、H2S、Na2S、NaHS、Na2S2O3、NaI
二、掌握氧化還原離子反應書寫步驟
氧化還原離子方程式的書寫要掌握一般步驟。一般需要五步可完成。
例題:寫出Ca(ClO)2和SO2反應的離子方程式;
第一步:找出發生氧化還原反應的粒子:ClO-和SO2
第二步:合理地預測產物:ClO-+SO2—Cl-+SO42-
第三步:配電子,由于ClO-→Cl-是得到2e-;SO2→SO42-是失去2e-,因此,得失電子已經相等了
第四步:配電荷,實際SO2是被氧化為H2SO4,寫離子方程式時,H2SO4是要拆的,因此寫成SO42-形式,因此該反應所產生的溶液是呈酸性的,用H+來配電荷,顯然是加在生成物的一邊,并且得加2個H+,即ClO-+SO2=Cl-+SO42-+2H+
第五步:配原子,反應是遵循質量守恒定律的,因此反應前后,相應原子個數要相等的,顯然反應物的一邊要加1個H2O,即ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+。
特別需要注意的是氧化還原反應最大特點是有電子的轉移,在書寫方程式時一定注意電子得失守恒有的方程式從電荷守恒、元素原子守恒來看都正確但是得失并不守恒。
例題:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2+8H2O(正確)
2MnO4-+3H2O2+6H+=2Mn2++4O2+6H2O(錯誤)
2MnO4-+7H2O2+6H+=2Mn2++6O2+10H2O(錯誤)
三、隱含型氧化還原離子方程式的書寫
所謂隱含,即某一反應物或生成物的化學式未寫出,缺項常為酸、堿、水。其方法是:先根據化合價升、降總數相等配平含變價元素物質前的系數,再根據電荷守恒和元素的原子或離子個數守恒,通過觀察比較反應物,生成物增減原子或離子以確定未知物并配平書寫。
1.隱含了離子與生成物能否共存
例析:如配平離子方程式:MnO4-+Fe3O4—Fe3++Mn2+
依據電子得失守恒進行配平可得:1MnO4-+5Fe3O4+____—15Fe3++1Mn2++____
顯然,此反應的反應物和生成物中還缺少介質分子和離子。觀察上述反應式,反應物中有氧原子,生成物中沒有,添加生成物時必定要加上含氧原子的微粒。OH-或水中都含有氧原子,若加上OH-,OH-與產物中的Fe3+、Mn2+不能共存,而溶液中不可能存在O2-離子,只有加上水。這樣,上式變為:1MnO4-+5Fe3O4+____—15Fe3++1Mn2++H2O再觀察上式,左邊沒有氫原子,H+或OH-離子中都含有氫,若反應物中加上OH-離子,則生成物不可能是Fe3+或Mn2+,只能加H+離子。或者依據電荷守恒,要左右兩邊的電荷相等,也只有添加帶正電荷的H+離子。即1MnO4-+5Fe3O4+H+—15Fe3++1Mn2++H2O
最后,依據電荷守恒、質量守恒,用觀察法配平其它物質的化學計量數。
依據氧原子質量守恒,可在H2O分子前配24,則H+前應配48;或據電荷守恒,在H+前應配48,再依據氧原子質量守恒,在H2O分子前配24即可。將單線改為等號,1省去不寫得:MnO4-+5Fe3O4+48H+=15Fe3++Mn2++24H2O
2.隱含了所給的酸性環境
例如酸性高錳酸鉀與亞硫酸鈉的反應
題中隱含著酸性環境。在酸性條件下,KMnO4氧化性很強,被還原成Mn2+,方程式中應配上H+。離子方程式:2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O
3.隱含了所給的堿性或中性性環境
例如高錳酸鉀與亞硫酸鈉的反應
題中沒有酸性環境,在堿性或中性條件下,KMnO4氧化性不太強,被還原成MnO2,
離子方程式:2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+3SO42- +2OH-
4.隱含了反應產物或反應物產生的酸堿性環境
例如二氧化硫通入到高錳酸鉀溶液中的反應
題目隱含了二氧化硫被氧化為硫酸形成了酸性環境,因而在方程式中應缺H+依據質量守恒還應缺H2O。離子方程式為:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
我歸納一下在添加隱含氧化還原離子方程式書寫時應注意:
(1)H+和OH-不可能添加在同一邊,因H+和OH-不可能大量共存。
(2)若反應物中添加H+或OH-離子,則生成物中往往需添加水;若反應物中添加水,則生成物中往往需添加H+或OH-離子。
(3)添加H+或OH-離子時,不必考慮與反應物能否共存,但一定要考慮與生成物能否共存,不能共存,就不能添加。
總之,隱含型氧化還原離子方程式書寫雖然難度很大,但我們在學習中不斷的總結和歸納,積累解題的技巧和方法,逐步提高解題能力,以便在高考中能夠得心應手。
【參考文獻】
[1]李書霞.關注陌生氧化還原離子方程式的書寫.《高中數理化》,2011年第17期
[2]xgdczhi離子方程式配平中缺項的填寫《百度文庫》,2012.08.17