構建翻陳出新思維模型 破解陌生方程式書寫難題

河南省鄢陵縣第一高級中學 高小艷

縱觀近幾年高考化學試題，不難發現命題者更加注重對化學用語的考查，特別是陌生方程式（或信息型方程式）書寫的考查，出題形式是根據化學原理，將教材中沒有學過或教材習題中沒有涉及的新知識、新概念結合給定的條件書寫化學方程式。該類題型的特點可以概括為信息新穎、新舊相承、知識引路、設問奇特、培養能力，它能較好地考查學生接受、提取、處理新信息的能力。它要求應試者將題目信息與教材知識有機地結合起來，達到以舊帶新、觸類旁通的作用，進而產生新思路，發現新規律，創造性地解決問題。陌生方程式類型的題考查形式靈活，常以實驗、工藝流程等為載體，考查內容涉及反應現象、物質性質、氧化還原反應、離子反應等知識。常見的考查題型如下。

題型一：組裝型

信息中完全給出反應物和生成物，將反應物和生成物組裝成一個方程式，然后根據原子、電子、電荷守恒進行配平。這類試題難度不大，只要認真閱讀，即可準確書寫解答。

例1 焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛，回答下列問題：

（1）生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：___。定反應的離子方程式為_____。

圖1

解析：（1）亞硫酸氫鈉過飽和溶液脫水生成焦亞硫酸鈉，根據原子守恒可知反應的方程式為2NaHSO ===3Na2S2O5+H2O

（2）陽極失電子發生氧化反應，陽極區溶質是稀硫酸，故OH-放電，電極反應式為2H2O-4e-===4H++O2↑。陽極區H+增大，通過陽離子交換膜進入a室與亞硫酸鈉結合生成亞硫酸氫鈉。陰極是H+放電，OH-濃度增大，與亞硫酸氫鈉反應生成亞硫酸鈉，所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。

（2 ） 制 備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖1所示，其中SO2堿吸收液中含 有 Na2SO3和NaHSO3。陽 極 的反應式為____。電解后____室的NaHSO3溶液濃度增加。

（3）Na2S2O5可用作食品抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50mL 葡萄酒樣品，用0.01000 mol·L-1的碘標準液滴定到終點，消耗10.00mL。滴

（3）焦亞硫酸鈉與單質碘發生氧化還原反應，焦亞硫酸鈉被J2氧化成硫酸鈉，離子方程式為+2J2+3H2===O 2SO2-4+4J-+6H+。

答案：（1）2NaHSO ===3Na2S2O5+H2O

（2）2H2O-4e ===-4H++O2↑ a

（3）S2O2-5+2J2+3H2===O 2SO2-4+4J-+6H+

易錯點撥：解答本題時，一些同學對（1）中反應環境不理解，題中要求結晶脫水，誤寫成離子方程式而不得分。解答（2）時不能將電解相關知識與新情景進行有效結合，導致無法寫出相應的電極反應方程式。解答（3）時不能熟練掌握S和J等變價元素發生氧化還原反應對應的氧化產物和還原產物，無法完成該反應方程式的補充。

例2 NOx（主要指NO 和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境保護的重要課題。

（1）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式：___。

（2）用 酸 性（NH2）2CO 水 溶 液 吸 收NOx，吸收過程中存在HNO2與（NH2）2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式：___。

解析：（1）根據電解原理，陽極發生失電子的氧化反應，陽極反應為HNO2失去電子生成HNO3，1molHNO2反應失去2mol電子，結合原子守恒和溶液呈酸性，電解時陽極電極反應式為HNO2-2e-+H2===O NO-3+3H+。

（2）HNO2與（NH2）2CO 反 應 生 成N2和CO2，N 元素的化合價由HNO2中+3價降至0 價，N 元素的化合價由（NH2）2CO 中-3價升至0 價，根據得失電子守恒和原子守恒，反應的化學方程式為2HNO2+（NH2）2C O ===2N2↑+CO2↑+3H2O。

答案：（1）HNO2-2e-+H2===O 3H++NO-3（2）2HNO2+（NH2）2===CO 2N2↑+CO2↑+3H2O

易錯點撥：部分考生解答（1）時不能將電解相關知識與新情景進行有效結合，不清楚電解原理，導致無法寫出相應的電極反應方程式。

解題策略：通過有效自學，敏捷地接受試題給出的新信息，并將題目所給信息與教材知識有機地結合起來，靈活運用守恒關系（元素守恒、得失電子守恒、電荷守恒），創造性地解決問題。

模板：信息提取→寫出反應物與生成物

題型二：殘缺型

此類試題一般給出部分反應物和部分生成物，通常是“缺胳膊斷腿”，需要補充完整并配平，是考查頻率較高的一類試題。這對考生的能力要求更高，需要考生在問題及題目提供的信息之間進行搜索，結合已有知識和題目所給的信息進行加工、類比、聯想、討論等，多種科學思維方式聯用，最終得出正確答案。

例3 立德粉ZnS·BaSO4（也稱鋅鋇白），是一種常用白色顏料。以重晶石（BaSO4）為原料，可按如下工藝生產立德粉：

回答下列問題：

在回轉爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學方程式為_____?；剞D爐尾氣中含有有毒氣體，生產上可通過水蒸氣變換反應將其轉化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應的化學方程式為_____。

解析：重晶石與焦炭在回轉爐中發生反應BaSO4+4C ===BaS+4CO↑，生成還原產物BaS，硫化鋇溶液與硫酸鋅發生復分解反應S2-+Ba2++Zn2++===BaSO4·ZnS↓，得到立德粉。焦炭過量，生成CO，反應物為硫酸鋇與焦炭，產物為BaS 與CO，CO 與水蒸氣反應生成CO2與H2，方程式為CO+H2O ===CO2+H2。

答 案：BaSO4+4C ===BaS+4CO↑ CO+H2O ===CO2+H2

易錯點撥：（1）產物的判斷；（2）題給信息的準確提取，如焦炭過量生成CO，反應物為硫酸鋇與焦炭，產物為BaS與CO；再如回轉爐尾氣中含有有毒氣體，生產上可通過水蒸氣變換反應將其轉化為CO2和一種清潔能源氣體。

解題策略：可依據題目給出的信息找出已知的反應物和產物，再根據原子守恒或物質的特征或元素價態變化特點及微粒存在形式，填寫出未知產物后配平。

模板：信息提取（確定反應類型）→聯想推理（判斷反應物、生成物）→配平

注意點：反應條件、符號等細節。

題型三：挖掘型

此類試題一般不會直接給出反應物和生成物，需要從題目信息中閱讀提取有用信息，從而確定反應物和生成物。這對考生的能力要求很高，常出現在流程類題目中。2011年以來在全國卷及各地高考試卷中頻頻出現化學工藝流程題，此類題目思維容量大，涉及知識點多，部分試題與方程式的書寫有關，且反應物與生成物均需從題目中的轉化關系中進行挖掘，考生往往失分較多。2017年的考試大綱刪去了此前考試大綱規定的“化學與技術”模塊，該模塊的試題通常以工業流程圖的形式的試題在全國各地試卷中出現。

例4 KJO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}：

（1）KJO3的化學名稱是_____。

（2）利用“KClO3氧化法”制備KJO3工藝流程如下所示。

“酸化反應”所得產物有KH（JO3）2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是____?！盀V液”中的溶質主要是____?！罢{pH”中發生反應的化學方程式為____。

（3）KJO3也 可 采用“電解法”制備，裝置如圖2所示。

寫出電解時陰極的電極反應式：___。

圖2

解 析：（1）根 據KClO3名稱為氯酸鉀知KJO3名稱為碘酸鉀。

（2）因氣體的溶解度隨溶液溫度升高而減少，將溶液加熱是“逐Cl2”時可采用的方法；根據圖示，碘酸鉀在最后得到，所以過濾時KH（JO3）2在 濾 渣 中，KCl 在 濾 液 中?！罢{pH”的主要目的是將KH（JO3）2轉化為KJO3，易知方程式為KH（JO3）2===+KOH 2KJO3+H2O。

（3）由圖示知：KOH+J2→KJO3過程中，碘元素化合價升高，發生氧化反應，為陽極反應，所以陰極反應為：2H2O+2e ===-2OH-+ H2↑。

答案：（1）碘酸鉀 （2）加熱 KCl

解題策略：正確判斷合理的產物，靈活運用守恒關系（元素守恒、得失電子守恒），提高準確率?？炊谔囟ㄒ螅ǚ磻釅A性環境、條件等）時，溶液中粒子的存在形式。

模板：反應物（原料+加入的物質+溶液酸堿環境）→生成物（目標產物+雜質）→配平

借題發揮：產物預測時一定要注意首先滿足氧化還原反應規律，還要注意環境介質，因為物質的具體存在形式滿足氧化還原，還得看環境的酸堿性。書寫反應式要注意巧用水的小技巧，具體如表1。

表1

上表中可說明：在酸性介質中，生成物不可能是OH-；堿性介質中，生成物不可能是H+；中性介質中，生成物可能是H+、OH-、H2O。

題型四：計算型

這類題型，考生通常不能直接判斷出生成物的化學式，往往需要通過計算來確定生成物的化學式。這類與計算相結合的方程式的書寫難度最大，部分考生會望而生畏，甚至直接放棄，高考命題人考慮得分情況，一般會出題較少，作為有區分度的考點使用，建議考生對這類試題做一定量的訓練。

生成物（1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中x 值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。

通過測定堿式硫酸鋁溶液中相關離子的濃度確定x 的值，測定方法如下：

①取堿式硫酸鋁溶液25.00mL，加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應，靜置后過濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.3300g。

②取堿式硫酸鋁溶液2.50 mL，稀釋至25mL，加入0.1000 mol·L-1EDTA 標準溶液25.00 mL，調節溶液pH 約為4.2，煮沸，冷卻后用0.08000 mol·L-1CuSO4標準溶液滴定過量的EDTA 至終點，消耗CuSO4標準溶液20.00 mL（已知Al3+、Cu2+與EDTA 反應的化學計量比均為1:1）。

計算（1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中的x 值（寫出計算過程）。

2.5mL溶液中：n（Al3+）=n（EDTA）-n（Cu2+）=0.1000 mol·L-1×25.00 mL×10-3L· mL-1-0.080 00 mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=9.000×10-4mol。

25 mL 溶 液 中：n（Al3+）=9.000×10-3mol。

1mol（1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中n（Al3+）=（2-x）mol，n（）=3（1-x）mol。解得x=0.41。

答案：x=0.41。

例6 0.80gCuSO4·5H2O 樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線）如圖3所示。

請回答下列問題：

（1）試 確 定200 ℃時固體物質 的 化 學 式：____（要求寫出推斷過程）。

圖3

（2）取270 ℃所得樣品，于570 ℃灼燒得到的主要產物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應的化學方程式為_____。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為____，其存在的最高溫度是____。

（3）上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發生反應的化學方程式為_____。

解析：本題主要考查結晶水合物的化學式、分解方程式等知識，意在考查考生讀圖能力、分析能力、運用已有知識解決未知問題的能力。

（1）0.8 g CuSO4· 5H2O 是0.0032mol，加熱到200 ℃時，固體還剩0.57g，設固體里面含有x 個結晶水，則列式：0.0032×（160+18x）=0.57，得x=1，可得200 ℃固體物質的化學式為CuSO4·H2O。

答案：（1）CuSO4·H2O

解題策略：

陌生反應方程式的書寫步驟：

①尋找題干中已知的反應物和生成物。

②合理判斷反應類型（是否為氧化還原反應），進一步完善反應物和生成物。

③根據三大守恒和反應介質判斷反應物和生成物中是否應該添加水、氫離子或氫氧根離子。

④書寫完整的化學方程式，配平，注意反應條件、物質狀態和氣體、沉淀符號等細節。

⑤認真審題，合理作答，看清要求是寫化學方程式還是離子方程式。

陌生方程式類型的題對探究新情境下化學方程式的書寫策略，加深對元素化合物性質的理解，培養敏銳獲取信息、遷移信息的能力，激活思維，培養學生科學探究和創新意識，全面提升化學學科核心素養有重要意義。因此，陌生方程式書寫這種考查形式也將持續，書寫時要注意審題，提煉出題目信息與所書寫化學方程式的關聯性，另外，“思路會，寫不對”是制約得高分的一個重要因素，考生要多加強這方面題型的訓練。