“四步法”書寫情境下的化學方程式

周擁軍

摘 要：新課程改革的背景下，各地高考試卷中對離子方程式、電極反應(yīng)式的考查總占比較大，而如何快速、正確地書寫離子方程式、電極反應(yīng)式，是有方法可循的。本文對此進行探討。

關(guān)鍵詞：情境；方程式；書寫

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）13-085-1

新課程改革的背景下，高考化學試題在穩(wěn)定中不斷創(chuàng)新，對情境下化學方程式書寫的考察也與時俱進。有關(guān)情境下化學方程式書寫的試題在高考中出現(xiàn)的頻率高，化學方程式作為一種專用的學科語言，題型靈活多變，考查方式穩(wěn)中求新，已不再是課本上內(nèi)容的簡單重復再現(xiàn)，多數(shù)學生遇此類題型屢戰(zhàn)屢敗，束手無策?？v觀這幾年的高考，各地試卷對離子方程式、電極反應(yīng)式的考查總占比都在10%以上。那么如何快速、正確地書寫離子方程式、電極反應(yīng)式呢？筆者根據(jù)實踐總結(jié)出“四步法”書寫情境下化學方程式，供大家參考。

“四步法”，具體表述為：第一步，根據(jù)情境寫主體。即寫出主干反應(yīng)物、生成物。第二步，根據(jù)電子得失守恒配平，因為離子方程式的考查多是氧化還原反應(yīng)。第三步，根據(jù)電荷守恒配平。第四步，根據(jù)原子守恒配平。下面我們用實例來具體說明。

（1）電極方程式書寫

【例】 混合動力車的電動機目前一般使用的是鎳氫電池，鎳氫電池采用鎳的化合物為正極，儲氫金屬（以M表示）為負極，堿液（主要為KOH）為電解液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應(yīng)式是：

H2+2NiOOH放電充電2Ni（OH）2

根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極的電極反應(yīng)式為 。

解：按照“四步法”第一步寫主體：NiOOH+e-—Ni（OH）2

第二步電子守恒配平，標出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目，因為這里Ni元素由+3價降為+2價，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為1，可省略不寫，式子與第一步相同：NiOOH+e-—Ni（OH）2。

第三步電荷守恒配平，式子左邊的電子為負，結(jié)合題中情境：堿液（主要為KOH）為電解液，可得在式子右邊添上1個OH-，則為：NiOOH+e-—Ni（OH）2+OH-。

第四步原子守恒配平，在左邊添加1個H2O，則為：NiOOH+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-。

（2）離子方程式書寫

【例】 實驗室模擬回收某廢舊含鎳催化劑（主要成分為NiO，另含F(xiàn)e2O3、CaO、CuO、BaO等）生產(chǎn)Ni2O3。其工藝流程為：

電解產(chǎn)生2NiOOH·H2O的原理分兩步：①堿性條件下Cl-在陽極被氧化為ClO-；②Ni2+被ClO-氧化產(chǎn)生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反應(yīng)的離子方程式為 。

解：此題以工藝流程為情境，對類似的情境下離子方程式的書寫而言，此類情境實為披著狼皮的羊而已。

第一步寫主體：ClO-通常被還原為Cl-，則有Ni2++ClO-—2NiOOH·H2O+Cl-。

第二步電子守恒配平：Ni元素化合價由+2價升為+3價，Cl元素由+1價降為為-1價，則由電子守恒有2Ni2++ClO-—2NiOOH·H2O+Cl-。

第三步電荷守恒配平：此時方程式左邊電荷為3+，右邊為1-，由題中情境可知該反應(yīng)為堿性環(huán)境，所以在方程式左邊添加4OH-，即為2Ni2++ClO-+4OH-—2NiOOH·H2O+Cl-。

第四步原子守恒：通過觀察式子發(fā)現(xiàn)原子已經(jīng)守恒，則2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-。

綜上觀之，情境方程式的書寫，首先要提煉情境下的信息，用化學用語表示出正確的反應(yīng)物和生成物。若題意中出現(xiàn)了某元素的化合價的變化，則需要運用電子守恒的思想找出正確的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，再結(jié)合電子守恒法配好這些微粒的計量系數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：情境方程式的書寫中運用電子守恒的幾率達到95%以上。此外，注意反應(yīng)條件、反應(yīng)介質(zhì)和提示的反應(yīng)物投料比，情境中常出現(xiàn)酸性、堿性、非水溶液等介質(zhì)。酸性溶液中常在反應(yīng)體系中添加H+配平，堿性溶液中常在反應(yīng)體系中添加OH-配平，非水溶液的介質(zhì)中常在反應(yīng)體系中添加可以移動的陽離子或陰離子配平，即根據(jù)介質(zhì)情況添加合適的離子運用電荷守恒配平。最后運用原子守恒配平，添加反應(yīng)的條件。電子守恒、電荷守恒、原子守恒是情境方程式書寫的三個“靈魂”，因此書寫時抓住“信息”、扣住“靈魂”，穩(wěn)住“心態(tài)”，對這一類題則可穩(wěn)操勝券。