田麗華
【摘 要】高考中書寫方程式尤其是學生相對陌生的方程式是一個重要考點,學生通常難以把握。
本人通過對教學的反思和總結,摸索、提煉出了一種書寫復雜、陌生化學反應方程式的方法。
在此方法中把化學反應方程式的書寫作為一個系統的問題。建立了一個化學反應方程式的書寫系統,用于完成對較為復雜的、未知的化學反應方程式尤其是在高考時未知方程式進行簡單、快速的書寫。此方法主要由五個步驟構成,分別是:初寫方程式、配平電子、配平電荷、配平原子和對方程式進行檢查。可以看作是對氧化還原反應、離子反應、普通化學反應方程式書寫方法的一種整合。
【關鍵詞】化學反應方程式 離子反應方程式 書寫系統
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)32-0036-02
根據題目所給條件書寫化學反應方程式,是高考中一種常見題型且難度較大。通過對這類題目進行分析后不難發現,此類題目涉及的知識點雖然比較多,但是系統性和規律性很強,下面就在這方面摸索的經驗分享給大家,希望大家能夠提出更多寶貴的意見將此系統補充和完善。
1、書寫化學方程式系統建立的理論依據
事實上學生在高考中處理復雜的、未知的方程式時,其累積的知識量已經足夠解決這一問題。即方程式的書寫并不會脫離高中化學課當中所學的基本理論體系。包括氧化還原反應原理,離子反應,鹽類水解理論。且必定遵循電子守恒,電荷守恒,質量守恒(物料守恒)等基本原則。
但是這些累積學習的成果可能在學生的大腦中相對獨立,尚不能成為一個體系。彼此之間的聯系學生無法掌握。這時,教師可以引導學生將這些概念進行系統化,對概念之間形成聯系,找出其相關性將學習成果構建、整合并穩固下來。根據這一思路我們可以設計書寫化學方程式系統的流程如下圖:
2、書寫化學方程式的具體步驟
如前所述,我們介紹了一個書寫陌生化學反應方程式的系統。下面介紹其具體應用。根據設計的流程圖,結合相關化學題目的特點(這類題目通常會給出一定量信息,讓學生分析和判斷其發生的化學反應并寫出完整化學反應方程式或者離子反應方程式),可以得到書寫化學方程式系統的具體步驟如下:
(1)根據題目已知條件結合氧化還原反應原理、離子反應、鹽類水解其他化學反應基本理論進行初步分析并書寫出反應物和生成物。這一步不太可能也根本沒有必要將所有的反應物和生成物全部寫出,只需將初步分析得出的反應物呵生成物書寫在方程式“=”兩邊即可(通常應該使用“→”在書寫方程式完畢并檢查無誤后改寫成“=”并注明反應條件,為簡便起見,本文都用“=”)。
(2)判斷已知的反應物和生成物有無化合價變化,如果有,根據電子守恒即“電子有得必有失,得失必相等”配出部分反應物和生成物的系數。這一步往往要根據氧化還原理論的相關知識判斷和補充反應方程式中的部分反應物或生成物。
(3)如果是離子反應,要確保方程式兩邊電荷守恒,根據電荷守恒通常能進一步補充和完善參與反應的物質,這里要特別注意反應的介質(把反應體系作為一個系統來處理)如果是酸性條件下則有可能是 H+參與反應或者生成 H+;若是堿性條件下則可能是OH-參與反應或者有OH-生成。
(4)根據物料守恒(原子守恒)將反應方程式兩邊配平。
(5)對方程式進行檢查,一般是檢查方程式中從未配過的元素的原子。
3、書寫化學方程式系統的具體應用實例
下面我們通過一個實例說明如何具體使用本系統進行解題。
例 1:在強堿溶液中次氯酸鈉與Fe(OH)3反應生成Na2FeO4。請書寫其離子方程式
第一步,初寫化學離子方程式。根據已知寫出如下式子:
ClO-+Fe(OH)3=FeO42-
第二步,配平電子:在此反應中,鐵元素的化合價從+3價變為+6價,化合價上升,失電子,作還原劑;則必定有元素化合價下降。反應物分析很容易得出化合價下降的為氯元素,在堿性溶液當中其產物為 Cl-,化合價從+1價變為-1價。則上式變為:ClO-+Fe(OH)3=
FeO42-+Cl-將電子配平后得:3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-
第三步,配平電荷。觀察方程式兩邊電荷:左邊3個單位負電荷,右邊7個單位負電荷。應該還有離子參與了反應。在溶液當中參與反應的離子可能為H+或者OH-,結合題目已知條件中的“強堿性溶液”可知OH-參與了反應且化學計量數為 4。故上式變為:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-
第四步,配平原子。觀察方程式發現元素不守恒,仍以H元素為例進行配平反應前 10molH,故反應后應該配5molH2O。得:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
第五步,檢查、完善方程式。檢查方程式兩邊O元素的原子個數,確認方程式書寫正確。
上面我們舉的例子是氧化還原型的離子反應,如果書寫非氧還原型的離子反應,則可跳過配平電子的過程并執行其他配平步驟。
筆者提供的這一方法經實踐驗證學生熟練掌握后將能夠快速而且正確的書寫復雜的化學方程式、離子方程式或電化學方程式。限于筆者水平有限,文中應該存在很多不足之處,懇請大家在應用過程當中提出寶貴意見以進一步完善這一系統解題方法。
參考文獻:
[1]曹志兵.談化學方程式書寫的有效策略[J].化學教學,2011(04):58-60