例談2021年高考化學(xué)試題中離子方程式的書寫

劉 東

(陜西省榆林市職業(yè)教育中心)

2021年高考化學(xué)中離子方程式的書寫能充分體現(xiàn)高考命題改革中知識(shí)立意向能力立意的轉(zhuǎn)變,所占分值與往年相比穩(wěn)中有升.本文例談2021年高考化學(xué)試題中離子方程式的書寫考查類型及解題指導(dǎo).

1 由反應(yīng)物推測(cè)生成物的離子方程式的書寫

例1(1)(2021年全國(guó)甲卷,節(jié)選)以NaIO3為原料制備I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反應(yīng)得到I2,上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為_________.

(2)(2021年全國(guó)乙卷,節(jié)選)轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫.加入大量蒸餾水,而后滴加H2O2至懸濁液(含KMnO4)由紫色變?yōu)橥咙S色.步驟Ⅲ中,H2O2的作用是_________(以離子方程式表示).

解析(1)先向NaIO3溶液中加入一定量的NaHSO3,生成碘化物即含I－的物質(zhì);再向混合溶液中(含I－)加入NaIO3溶液,反應(yīng)得到I2,上述制備I2的2 個(gè)反應(yīng)中I－為中間產(chǎn)物,總反應(yīng)為發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及元素守恒配平離子方程式即得(2)由滴加H2O2后發(fā)生的現(xiàn)象可知,加入H2O2的目的是除去過量的KMnO4,則反應(yīng)的離子方程式為

解題指導(dǎo)對(duì)于提供反應(yīng)物、生成物不全的陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,要運(yùn)用常見的氧化劑、還原劑推測(cè)出其還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物.

1)常見氧化劑及對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物(如表1).

表1

2)常見還原劑及對(duì)應(yīng)的氧化產(chǎn)物(如表2).

表2

2 反應(yīng)物、生成物隱藏于工藝流程圖中離子方程式的書寫

例2(2021年河北卷,節(jié)選)綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用.某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝,該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料,不產(chǎn)生廢棄物,實(shí)現(xiàn)了Cr-Fe-Al-Mg 的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán).工藝流程如圖1所示.

圖1

工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________.

解析由題給流程可知,在熔融NaOH 的作用下,Fe(CrO2)2被氧氣高溫氧化生成Na2CrO4和Fe2O3,Al2O3與熔融NaOH 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaAlO2,MgO 不反應(yīng).將氧化后的固體加水溶解,過濾得到含有MgO、Fe2O3的濾渣Ⅰ和含有過量NaOH、Na2CrO4、NaAlO2的濾液;將濾液在介穩(wěn)態(tài)條件下分離得到Na2CrO4溶液、NaOH 溶液和NaAlO2溶液.向Na2CrO4溶液中通入過量的CO2得到Na2Cr2O7和NaHCO3.向NaAlO2溶液中通入過量的CO2氣體得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3.向?yàn)V渣Ⅰ中通入CO2和水蒸氣,MgO 與CO2和水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2溶液;Mg(HCO3)2溶液受熱分解得到MgCO3固體、CO2和水蒸氣.CO2和水蒸氣可以在工序②中循環(huán)使用.MgCO3高溫煅燒得到MgO.

由以上分析可得工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

解題指導(dǎo)對(duì)于反應(yīng)物、生成物隱藏于工藝流程圖中的陌生離子方程式(或化學(xué)方程式)的書寫在近年高考中出現(xiàn)的頻率較高,考查考生離子方程式的書寫和配平等基本技能的同時(shí)也考查從流程中提取信息及應(yīng)用的能力.解題時(shí)要讀懂圖意,從流程圖中找出反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件,既要“瞻前”也要“顧后”,從工藝流程圖中提取有用的信息,完成離子方程式的正確書寫,特別要留意隱藏于流程圖中的反應(yīng)條件.

3 反應(yīng)物、生成物隱藏于循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中離子方程式的書寫

例3(2021年6月浙江卷,節(jié)選)一定條件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中,檢測(cè)得到pH-時(shí)間振蕩曲線如圖2所示,同時(shí)觀察到體系呈現(xiàn)澄清→渾濁→澄清的周期性變化.可用一組離子方程式表示每一個(gè)周期內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程,請(qǐng)補(bǔ)充其中的2個(gè)離子方程式.

圖2

解析由pH-時(shí)間振蕩曲線可知,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液體系中,溶液的pH 呈先增大后減小的周期性變化,同時(shí)觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化,說明硫化鈉與硫酸反應(yīng)生成HS－,離子方程式為S2－＋H＋＝HS－,然后發(fā)生反應(yīng)為,該過程溶液的pH 基本不變,溶液保持澄清.溶液變渾濁時(shí)HS－被H2O2氧化為S,即發(fā)生的反應(yīng)為HS－＋H2O2＋H＋＝S↓＋2H2O,該過程溶液的pH 增大.溶液變澄清時(shí)S又被H2O2氧化為,發(fā)生的反應(yīng)為S＋,該過程溶液的pH 減小.因此答案為;

解題指導(dǎo)對(duì)于反應(yīng)物、生成物隱藏于循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中離子方程式的書寫,要結(jié)合題干條件的信息與現(xiàn)象,明晰現(xiàn)象周期性變化背后的原因,理順物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,并與已學(xué)的知識(shí)相聯(lián)系,進(jìn)行合理的遷移與應(yīng)用,再按題目要求寫出每一步反應(yīng)的方程式.

4 借鑒已熟悉反應(yīng)的離子方程式的書寫

例4(2021年湖北卷,節(jié)選)超酸是一類比純硫酸更強(qiáng)的酸,在石油重整中用作高效催化劑.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)超酸HSbF6的制備及性質(zhì)進(jìn)行了探究.實(shí)驗(yàn)小組在探究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)蠟燭可以溶解于HSbF6中,同時(shí)放出氫氣.已知烷烴分子中碳?xì)滏I的活性大小順序?yàn)榧谆?—CH3)＜亞甲基(—CH2—)＜次甲基.寫出2-甲基丙烷與HSbF6反應(yīng)的離子方程式_________.

解析2-甲基丙烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(CH3)3CH,根據(jù)題目信息知,上的氫參與反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為

解題指導(dǎo)通過對(duì)題干信息的解讀,應(yīng)用類比,借鑒熟悉物質(zhì)的離子反應(yīng)方程式的書寫來完成這類陌生離子方程式的書寫,因此學(xué)習(xí)過程中要注重基礎(chǔ),掌握必備知識(shí),并學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用.

離子方程式的書寫是每年高考的必考考點(diǎn),它注重考查基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能的運(yùn)用,同時(shí)更注重考查類比、遷移能力,因此在備考時(shí)要注重這些技能的培養(yǎng).

(完)