四步解決氧化還原反應(yīng)方程式書寫難題

摘要：在歷年高考中，氧化還原反應(yīng)方程式和電極方程式的書寫都是重點和難點，對學(xué)生的綜合能力要求較高。學(xué)生因為沒有清晰地方向和步驟，往往思維混亂或顧此失彼，造成這類題目得分率較差，甚至久而久之變成望而生畏干脆就放棄了。化學(xué)反應(yīng)本應(yīng)是化學(xué)教學(xué)中的重點，也是這門學(xué)科最迷人之處，放棄這方面的研究，那再學(xué)化學(xué)就如同嚼蠟索然無味了。失去興趣，自然再不可能學(xué)好。為了幫助學(xué)生更好地掌握這個知識，在要求學(xué)生掌握有關(guān)氧化還原反應(yīng)基本概念和原理的基礎(chǔ)上，我總結(jié)了一個“四步曲”，幫助學(xué)生梳理解決此類問題的思路。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；氧化反應(yīng)；還原反應(yīng)

下面我通過研究一道高考真題來講解這四個步驟：

例1為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。

完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：

ClO-3+Fe2++Cl-+Fe3++（2015天津卷）

【解析】第一步：找出參與氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)。

在本題中已經(jīng)明確給出了參與氧化還原反應(yīng)的四種物質(zhì)，這為解題指明了方向。

第二步：配平得失電子數(shù)目。

依據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失數(shù)目相等或化合價升降數(shù)目相等的原則，配平第一步中各物質(zhì)的系數(shù)。

ClO-3→Cl-，得到6e-；Fe2+→Fe3+，失去e-；依據(jù)得失電子數(shù)目相等，ClO-3的系數(shù)為1，F(xiàn)e2+的系數(shù)為6，再根據(jù)原子守恒確定Cl-的系數(shù)為1，F(xiàn)e3+的系數(shù)為6。

1ClO-3+6Fe2++1Cl-+6Fe3++

第三步：注意介質(zhì)酸堿性，依據(jù)電荷守恒原理配平方程式兩邊的電荷。

觀察方程式可以看到：左邊帶11個單位的正電荷，右邊帶17個單位的正電荷，配平電荷需要在左邊增加6個單位的正電荷或在右邊增加6個單位的負電荷。從題中可知，溶液呈酸性，所以應(yīng)該增加H+，即左側(cè)填6H+。

1ClO-3+6Fe2++6H+1Cl-+6Fe3++

第四步：依據(jù)原子守恒，配平其他物質(zhì)。

觀察方程式兩邊，可以看到左側(cè)多出6個H原子和3個O原子，所以在右側(cè)填3個H2O分子就可完成此方程式。

1ClO-3+6Fe2++6H+1Cl-+6Fe3++3H2O

例2+6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O2-7還原成Cr3+，該反應(yīng)的離子方程式為。（2016年新課標I卷）

【解析】第一步：寫出參與氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)。

由題意可知Cr2O2-7→Cr3+，所以HSO-3做還原劑，應(yīng)為HSO-3→SO2-4

Cr2O2-7+HSO-3—Cr3++SO2-4

第二步：配平得失電子數(shù)目。

Cr2O2-7→Cr3+，Cr從+6價變成+3價，Cr2O2-7得到6e-，HSO-3→SO2-4，S從+4價變成+6價，HSO-3失去2e-，故：

1Cr2O2-7+3HSO-3-2Cr3++3SO2-4

第三步：配平電荷。

觀察到方程式左邊帶5個負電荷，右邊不帶電，再特別注意到介質(zhì)是NaHSO3溶液，一般顯酸性，所以在方程式左邊增加5個H+。

1Cr2O2-7+3HSO-3+5H+-2Cr3++3SO2-4

第四步：配平其他物質(zhì)。

依據(jù)原子守恒觀察到方程式左邊比右邊多8個H和4個O，所以在右邊配上4個H2O即可配平。

1Cr2O2-7+3HSO-3+5H+2Cr3++3SO2-4+4H2O

例3當用CaSO3水懸浮液吸收經(jīng)O3預(yù)處理的煙氣時，清液（pH約為8）中SO2-3將NO2轉(zhuǎn)化為NO-2，其離子方程式為：。（2015年江蘇卷）

【答案】SO2-3+2NO2+2OH-SO2-4+2NO-2+H2O

【解析】pH約為8，說明溶液顯堿性，配平氧化劑（產(chǎn)物）、還原劑（產(chǎn)物），根據(jù)原子個數(shù)守恒和所帶電荷數(shù)守恒，配平其他，SO2-3+2NO2+2OH-SO2-4+2NO-2+H2O；

【2016江蘇卷】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。

（1）鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O2-7的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上

Cr2O2-7轉(zhuǎn)化為Cr3+，其電極反應(yīng)式為。

【答案】（1）Cr2O2-7+6e-+14H+2Cr3++7H2O

【2017江蘇卷】（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。

【答案】（3）石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化

（4）4CO2-3+2H2O-4e-4HCO-3+O2↑H2

【2016北京卷】用零價鐵（Fe）去除水體中的硝酸鹽（NO-3）已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。

（1）Fe還原水體中NO-3的反應(yīng)原理如圖所示。

①作負極的物質(zhì)是。

②正極的電極反應(yīng)式是。

【答案】（1）①Fe

②NO-3+8e-+10H+NH+4+3H2O

作者簡介：樊云峰，河北省邢臺市，河北省邢臺市第二中學(xué)。endprint