基于真實情境下陌生方程式的書寫

自新高考實施以來，化學學科試題通過創設真實情境來解決實際問題，有效地促進了學生化學學科核心素養的提升.通過分析新高考實施后近幾年的高考試題，發現試題中涉及的方程式大部分并未直接出現在教材中，需要學生根據題目所給情境提取信息并寫出正確的方程式，這種考查方式對學生閱讀能力、信息提取能力和遷移應用能力都有較高的要求.陌生方程式的書寫試題呈現形式多樣、方式多變，在實驗綜合題、工藝流程題和反應原理的電化學部分都有可能出現.這類試題綜合性強，對學生能力要求高，很多學生沒有掌握正確書寫陌生反應方程式的方法和規律，導致無法正確解答.本文以近兩年高考真題為例，總結歸納真實情境下陌生方程式書寫的解題策略，以期幫助學生走出化學方程式書寫的困境.

1必備知識

1. 1 思維模型

真實情境下陌生方程式的書寫包括氧化還原反應和非氧化還原反應，對這兩種類型的方程式的思考過程總結如下.

第一步：找物質.根據題干信息、流程圖轉化或者溶液體系成分，找到全部或部分反應物和生成物，初步寫出反應：反應物 I+ 反應物 I 生成物 I+ 生成物Ⅱ.要注意隱含條件，比如上一步反應的產物、空氣中的氧氣、上一步過量的物質等，還要根據化學環境判斷物質的存在形式.

第二步：標價態.通過標物質的化合價，判斷反應是氧化還原反應還是非氧化還原反應，

1）如為氧化還原反應，后續書寫過程如下.

第三步：根據價態變化，找出氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物.按“氧化劑 + 還原劑 $$ 還原產物 + 氧化產物\"寫出方程式，并按化合價升降的原則配平參與氧化還原反應的各物質的化學計量數.

① 若是書寫離子方程式，則后續步驟如下.

第四步：根據電荷守恒和溶液的酸堿性，在離子方程式兩邊補 H⁺ 、 OH^- ，使兩邊電荷數相等，如為緩沖溶液，則應注意用緩沖對的離子平衡電荷.

第五步：根據原子守恒配平反應，最后配H和O，并進行檢查.

② 若是書寫化學方程式，則后續步驟如下.

第四步：根據氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物中的金屬元素或者含氧酸根等，寫出等號另一邊的物質的化學式，一般為金屬鹽，如沒找到相應陽離子或陰離子，則可能是酸、堿或它們的分解產物，如 CO₂ 等.

第五步：根據原子守恒，配平化學方程式，并進行檢查.

2）若是非氧化還原反應離子方程式，則后續書寫過程如下.

第三步：配電荷.根據電荷守恒和溶液的化學環境，在離子方程式兩邊補充 H⁺ ！ OH^- 使兩邊電荷數相等

第四步：配原子.根據原子守恒，利用觀察法，配平計量數，并檢查.

3）若是非氧化還原反應化學方程式，則后續書寫過程如下.

第三步：根據已經寫出的反應物或者生成物的元素，尋找該元素在方程式等號另一邊的存在形式，根據原子守恒配平方程式，并檢查.

1.2常見氧化劑、還原劑及對應產物

常見氧化劑、還原劑及對應產物如表1所示.

表1

2 高頻考點梳理

2. 1 工藝流程情境

一例1（2025年河北卷，節選）鉻鹽產品廣泛應用于化工、醫藥、印染等領域.通過閉環生產工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀，同時回收利用鉀資源，可實現綠色化學的目標.過程如圖1所示.

圖1

已知：鉻鐵礦主要成分是Fe（ CrO₂）₂ 、Mg（CrO₂）₂、Al₂O₃、SiO₂ .回答下列問題：

（1）煅燒工序中 Fe（CrO₂）₂ 反應生成 K₂CrO₄ 的化學方程式：

（2）補全還原、分離工序中發生反應的化學方程式： Fe（CO）₅++-+---Cr（OH）₃↓+

（1）第一步：找物質.根據題目信息和氧化還原規律，反應物為 Fe（CrO₂）₂ 和 O₂ ，產物為K₂CrO₄ 和 Fe₂O₃ ，即

Fe（CrO₂）₂+O₂?K₂CrO₄+Fe₂O₃.

第二步：標價態.通過化合價判斷，該反應為氧化還原反應.

第三步：根據化合價升降守恒的原則配平.

Fe（CrO₂）₂ 價態升高7（Fe從 +2 到 +3，Cr 從 +3 到+6），0₂ 價態降低4，最小公倍數為28，則得到4Fe（CrO₂）₂+7O₂?8K₂CrO₄+2Fe₂O₃. （202

第四步：根據方程式右邊有 8K₂CrO₄ ，確定左邊應加16KOH.

第五步：根據原子守恒配平反應，方程式右邊加8H₂O 故化學方程式為 4Fe（CrO₂）₂+7O₂+16KOH

（2）第一步：找物質.根據題目信息，濾液I中含有 K₂CrO₄ ，寫出 Fe（CO）₅+K₂CrO₄?Cr（OH）₃

第二步：標價態.通過化合價判斷，該反應為氧化還原反應， Fe（CO）₅ 中Fe為0價，轉化為 +3 價的Fe（OH）₃ ， K₂CrO₄ 中 Cr 為 +6 價，轉化為 +3 價的Cr（OH）₃ ·

第三步：根據化合價升降守恒的原則配平.Fe（CO）₅ 升高3價， Cr 降低3價，最小公倍數為3，得到 Fe（CO）₅+K₂CrO₄?Cr（OH）₃+Fe（OH）₃

第四步：根據方程式左邊有 K₂CrO₄ ，但是又沒有陰離子可以和 K⁺ 形成鹽，確定右邊加2KOH.

第五步：根據原子守恒配平反應，方程式左邊加4 H₂O. 故化學方程式為

Fe（CO）₅+K₂CrO₄+4H₂O= Cr（OH）₃↓+Fe（OH）₃↓+2KOH+5CO↑.

例2 （2025年湖北卷，節選）氟化鈉是一種用途廣泛的氟化試劑，通過圖2所示兩種工藝制備.

水石研 NaF過濾 濾液I固體水螢石（CaF2）II. NTiOH固體→研磨 混合 水浸 過濾 濾液Ⅱ N

已知：室溫下， TiO₂ 是難溶酸性氧化物， CaTiO₃ 的溶解度極低.20 °C 時，NaF的溶解度為4.06g/100g 水，溫度對其溶解度影響不大.

工藝Ⅱ水浸后NaF的產率可達 81% ，寫出工藝Ⅱ的總化學反應方程式：

第一步：找物質.根據工藝Ⅱ的流程，反應物有 CaF₂?TiO₂ 與 ΔNaOH ，生成物有NaF，根

據已知信息， TiO₂ 是難溶酸性氧化物，具有酸性氧化

物的通性，可以和堿反應生成鹽和水，生成的陰離子

和 Ca²⁺ 結合轉化為難溶的 CaTiO₃ ，得到 CaF₂+

TiO₂+NaOH?NaF+CaTiO₃.

第二步：標價態.通過化合價判斷，該反應為非氧化還原反應.

第三步：根據F原子和H原子個數守恒，得到反應方程式為

CaF₂+TiO₂+2NaOH=2NaF+CaTiO₃+H₂O.

2.2 文字描述類

例3（2025年北京卷，節選）鉛酸電池是用途廣泛并不斷發展的化學電源

（1）19世紀，鉛酸電池工作原理初步形成并延續至今.鉛酸電池工作原理： PbO₂+Pb+2H₂SO₄= 2PbSO₄+2H₂O

鉛酸電池儲存過程中，存在化學能的緩慢消耗：PbO₂ 電極在 H₂SO₄ 作用下產生的 O₂ 可將Pb電極氧化 O₂ 氧化 Pb 發生反應的化學方程式為

第一步：找物質.根據題目信息，反應物有Pb和 O₂ ，根據所處化學環境，鉛酸電池中有濃H₂SO₄ ，Pb被氧化的產物為 PbSO₄ ，得到Pb + O₂?PbSO₄

第二步：標價態.根據Pb價態從0價變成 PbSO₄ 中的 +2 價，判斷該反應為氧化還原反應.

第三步：根據化合價升降守恒的原則配平.Pb升高2價， O₂ 降低4價，最小公倍數為4，得到 2Pb+ O₂?2PbSO₄ ：

第四步：根據方程式右邊有 2PbSO₄ ，確定左邊應加 2H₂SO₄

第五步：根據原子守恒配平反應，方程式右邊加2H₂O .得到反應方程式為 2Pb+O₂+2H₂SO₄= 2PbSO₄+2H₂O ！

一例4（2024年湖北卷，節選）學習小組為探究Co²⁺，Co³⁺ 能否催化 H₂O₂ 的分解及相關性質，室溫下進行了表2所示實驗 I～I ：

表2

已知： [Co（H₂O）₆]²⁺ 為粉紅色、 [Co（H₂O）₆]³⁺ 為藍色、 .[Co（CO₃）₂]^2- 為紅色、 [Co（CO₃）₃]^3- 為墨綠色.

實驗Ⅲ初步表明 能催化 H₂O₂ 的分解，寫出 H₂O₂ 在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式：

第一步：找物質.根據實驗I和實驗Ⅲ的現象，實驗I中沒有發生化學反應，實驗Ⅲ的反應物為 CoSO₄ ，根據溶液變墨綠色可判斷產物有[Co（CO₃）₃]^3-

第二步：標價態.根據Co價態從 CoSO₄ 中的 +2 價變成 [Co（CO₃）₃]^3- 中的 +3 價，判斷該反應為氧化還原反應，氧化劑為 H₂O₂ ，還原產物為 H₂O

第三步：按“氧化劑 + 還原劑 $$ 還原產物 + 氧化產物\"寫出離子方程式， Co²⁺ 化合價升高 1，H₂O₂ 化合價降低2，最小公倍數為2，得到 2Co²⁺+H₂O₂- →2[Co（CO₃）₃]^3-+H₂O（H₂O₂ 的計量數確定為1，H₂O 先不配平，可能有其他來源）.

第四步：根據電荷守恒和溶液的酸堿性平衡電荷， CsHCO₃ 本身為緩沖溶液，不用 H⁺ 和 OH^- 這兩種離子配平，而應該用 HCO₃^- 平衡電荷，得到 2Co²⁺+ H₂O₂+10HCO₃^-?2[Co（CO₃）₃]^3-+H₂O.

第五步：根據原子守恒配平反應，等號右邊加4CO₂?H₂O 的計量數為6，得到在實驗Ⅲ中所發生反應的離子方程式為 2Co²⁺+H₂O₂+10HCO₃^-= 2[Co（CO₃）₃]^3-+6H₂O+4CO₂↑ .（另一個反應為 （2號

2.3 反應機理類

例5（2025年江蘇卷） CO₂ 與 NO₃^- 通過電催化反應生成 CO（NH₂）₂ ，可能的反應機理如圖3所示（圖3中吸附在催化劑表面的物種用“ ? \"標注）.下列說法正確的是（ ）.

圖3

A.過程Ⅱ和過程Ⅱ都有極性共價鍵形成B.過程 I 中 NO₃^- 發生了氧化反應C.電催化 CO₂ 與 NO₃^- 生成 CO（NH₂）₂ 的離子方程式為 D.常溫常壓、無催化劑條件下， CO₂ 與NH₃?H₂O 反應可生成 CO（NH₂ ）2

分析選項C.第一步：找物質.由圖3可知，反應物有 CO₂ 、 .NO₃^- 、 H⁺ 和 e^- ，產物有 CO（NH₂）₂ ，得到 CO₂+NO₃^-+H⁺+e^-?CO（NH₂）₂

第二步：標價態.N元素化合價從 +5 價變為—3價，該反應為氧化還原反應.

第三步：根據化合價變化配平.反應中無價態升高物質，方程式用 e^- 配平，得到 CO₂+2NO₃^-+H⁺+ 16e^-?CO（NH₂）₂

第四步：根據電荷守恒確定 H⁺ 的計量數為18.

第五步：根據原子守恒配平反應，方程式右邊加7H₂O ，得到離子方程式為 CO₂+2NO₃^-+18H⁺+

2. 4 電化學類

例6（2024年重慶卷，節選）高辛烷值的汽油可提升發動機的抗爆震性能，異構烷烴具有較高的辛烷值 .Pb（CH₂CH₃）₄ （四乙基鉛）能提高汽油的辛烷值，可電解合成.電解池的陽極為 Pb ，陰極為碳鋼，電解液為溶有格氏試劑（ CH₃CH₂MgClCH₃CH₂^-+ MgCl⁺ ）的有機體系.陽極上生成 Pb（CH₂CH₃）₄ 的電極反應式為

由題意可知，反應物是Pb，產物是Pb（CH₂CH₃）₄ ，直接進入氧化還原離子反應方程式的第三步.

第三步：基團 CH₃CH₂^- 帶1個負電荷，故Pb（CH₂CH₃）₄ 中 Pb 的化合價為 +4 價，配平得到Pb-4e^-?Pb（CH₂CH₃）₄.

第四步：根據電荷守恒和化學環境配平（對于非水溶液體系，不能用 H⁺ 和 OH^- 平衡電荷），得到反應方程式為 Pb-4e^-+4CH₃CH₂^-=Pb（CH₂CH₃）₄

基于陌生情境的方程式書寫是高考考查的重點，試題情境和物質會發生變化，但是不論題目怎么變化，用好思維模型和書寫方法，結合題目靈活處理，一定可以攻克書寫難點. （完）