例談高考中離子方程式的書寫與備考策略

李 乾

(安徽省蒙城縣第六中學)

高考中離子方程式的書寫是必考知識點,它注重基礎知識與基本技能的運用,考查考生利用必備知識,依據信息提示進行類比、遷移的能力.高考中離子方程式的書寫契合了高考命題改革中知識立意向能力立意的轉變,所占分值也在逐漸增大.

1 提供反應物與生成物的離子方程式書寫

例1(2021年海南卷,節選)實驗所需的NO 可用NaNO2和FeSO4溶液在稀H2SO4中反應制得,離子反應方程式為________.

由題意可知,Fe2＋會被氧化為Fe3＋,根據題目所提供的反應物與生成物,結合反應所處的外界條件可得離子反應方程式為

例2(2021年遼寧卷,節選)Fe/Fe3O4磁性材料在很多領域具有應用前景,其制備過程如下(各步均在N2氛圍中進行).

①稱取9.95gFeCl2·4H2O (Mr＝199),配成50mL溶液,轉移至恒壓滴液漏斗中.

②向三頸燒瓶中加入100 mL14 mol·L－1KOH 溶液.

③持續磁力攪拌,將FeCl2溶液以2mL·min－1的速度全部滴入三頸燒瓶中,100 ℃下回流3h.

④冷卻后過濾,依次用熱水和乙醇洗滌所得黑色沉淀,在40 ℃干燥.

⑤管式爐內焙燒2h,得產品3.24g.

部分裝置如圖1所示.

圖1

三頸燒瓶中反應生成了Fe和Fe3O4,離子方程式為_________.

三頸燒瓶中FeCl2溶液與100mL14mol·L－1KOH溶液發生反應生成了Fe 和Fe3O4,結合反應所處的外界條件,根據氧化還原反應的規律可知,該反應的離子方程式為

變式1(2021年全國乙卷,節選)“酸溶”后,將TiOSO4溶液適當稀釋并加熱,TiO2＋水解析出TiO2·xH2O 沉淀,該反應的離子方程式是_________.

酸溶后將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當加熱,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O 沉淀和硫酸,根據題目所提供的反應物與生成物,可得反應的離子方程式為

變式2(2021年北京卷,節選)為制備高品質鐵黃(FeOOH)產品,需先制備少量鐵黃晶種.過程及現象是:向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水,產生白色沉淀,并很快變成灰綠色,產生白色沉淀的離子方程式是_________.

根據“向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水,產生白色沉淀,并很快變成灰綠色”,可得產生的白色沉淀是Fe(OH)2,離子方程式是

備考策略高考中為了降低試題的難度,題干中往往會給出反應物和生成物,書寫離子方程式時要先找出題干信息中直接提供的反應物與生成物(或者通過反應現象可以明確的反應物或生成物),然后依據離子方程式的配平方法,使方程式等號兩邊的原子、電荷與得失電子都要守恒,同時要注意反應所處的外界環境.

2 反應物、生成物隱藏于工藝流程圖中的離子方程式書寫

例3(2021年全國甲卷,節選)碘(紫黑色固體,微溶于水)及其化合物廣泛用于醫藥、染料等方面.I2的一種制備方法如圖2所示.

圖2

加入Fe 粉進行轉化反應的離子方程式為_________.

由流程圖可知懸濁液中含AgI,AgI可與Fe反應生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在離子方程式中能拆開,故加入Fe粉進行轉化反應的離子方程式為2AgI＋Fe＝2Ag＋Fe2＋＋2I－.生成的銀能與硝酸反應生成硝酸銀參與循環中.

例4(2021年廣東卷,節選)對廢催化劑進行回收可有效利用金屬資源.某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物,一種回收利用工藝的部分流程如圖3所示.

圖3

“沉鉬”中,pH 為7.0,生成BaMoO4的離子方程式為_________.

由題中信息可知,廢催化劑與氫氧化鈉一起焙燒后,鋁和鉬都發生了反應分別轉化為NaAlO2和Na2MoO4,經水浸、過濾,分離出含鎳的固體濾渣,濾液Ⅰ中加入過量的CO2,NaAlO2轉化為Al(OH)3沉淀,過濾得到的沉淀X 為Al(OH)3,濾液Ⅱ中加入適量的BaCl2溶液沉鉬后,過濾得到BaMoO4,則加入BaCl2溶液后生成的是BaMoO4沉淀,該反應的離子 方程式為＋Ba2＋＝BaMoO4↓.

變式(2021年湖南卷,節選)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備.天然獨居石中,鈰(Ce)主要以CePO4形式存在,還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質.以獨居石為原料制備Ce2(CO3)3·nH2O的工藝流程如圖4所示.

圖4

“沉鈰”過程中,生成Ce2(CO3)3·nH2O 的離子方程式為_________.

焙燒濃硫酸和獨居石的混合物,SiO2不反應,其他物質生成對應的硫酸鹽.水浸后,CePO4轉化為Ce2(SO4)3和H3PO4,Al2O3轉化為Al2(SO4)3,Fe2O3轉化為Fe2(SO4)3,CaF2轉化為CaSO4和HF,所以酸性廢氣含HF.水浸后,濾渣Ⅰ為SiO2和Ca3(PO4)2、FePO4,濾液主要含H3PO4、Ce2(SO4)3、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,加FeCl3溶液除磷,濾渣Ⅱ為FePO4;聚沉過程將Fe3＋、Al3＋轉化為沉淀,過濾除去,濾渣Ⅲ主要為Al(OH)3,還含有Fe(OH)3;加NH4HCO3沉鈰得Ce2(CO3)3·nH2O,結合原子守恒、電荷守恒可知生成Ce2(CO3)3·nH2O的離子方程式為

備考策略工藝流程題是高考必考題型,而隱藏于工藝流程圖中的離子方程式的書寫是各類高考試卷必考的內容,出現頻率極高.對于這類離子方程式的書寫,首先要盡量讀懂流程圖中每一步的目的,特別是確定相關的反應時,要掌握從流程圖中找出反應物、生成物及反應條件的方法,然后應用相關離子方程式的書寫規則進行正確的配平.

綜上所述,離子反應是高中化學的重要知識點,特別是離子方程式的書寫,涉及的內容廣,綜合性也很強,對考生的能力要求高,學生應給予高度重視,只有清楚高考中離子方程式書寫的常見考查方式,備考過程才能做到有的放矢.

(完)