田麗華
【摘 要】高考中書寫方程式尤其是學(xué)生相對陌生的方程式是一個(gè)重要考點(diǎn),學(xué)生通常難以把握。
本人通過對教學(xué)的反思和總結(jié),摸索、提煉出了一種書寫復(fù)雜、陌生化學(xué)反應(yīng)方程式的方法。
在此方法中把化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫作為一個(gè)系統(tǒng)的問題。建立了一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫系統(tǒng),用于完成對較為復(fù)雜的、未知的化學(xué)反應(yīng)方程式尤其是在高考時(shí)未知方程式進(jìn)行簡單、快速的書寫。此方法主要由五個(gè)步驟構(gòu)成,分別是:初寫方程式、配平電子、配平電荷、配平原子和對方程式進(jìn)行檢查。可以看作是對氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、普通化學(xué)反應(yīng)方程式書寫方法的一種整合。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)反應(yīng)方程式 離子反應(yīng)方程式 書寫系統(tǒng)
【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)32-0036-02
根據(jù)題目所給條件書寫化學(xué)反應(yīng)方程式,是高考中一種常見題型且難度較大。通過對這類題目進(jìn)行分析后不難發(fā)現(xiàn),此類題目涉及的知識(shí)點(diǎn)雖然比較多,但是系統(tǒng)性和規(guī)律性很強(qiáng),下面就在這方面摸索的經(jīng)驗(yàn)分享給大家,希望大家能夠提出更多寶貴的意見將此系統(tǒng)補(bǔ)充和完善。
1、書寫化學(xué)方程式系統(tǒng)建立的理論依據(jù)
事實(shí)上學(xué)生在高考中處理復(fù)雜的、未知的方程式時(shí),其累積的知識(shí)量已經(jīng)足夠解決這一問題。即方程式的書寫并不會(huì)脫離高中化學(xué)課當(dāng)中所學(xué)的基本理論體系。包括氧化還原反應(yīng)原理,離子反應(yīng),鹽類水解理論。且必定遵循電子守恒,電荷守恒,質(zhì)量守恒(物料守恒)等基本原則。
但是這些累積學(xué)習(xí)的成果可能在學(xué)生的大腦中相對獨(dú)立,尚不能成為一個(gè)體系。彼此之間的聯(lián)系學(xué)生無法掌握。這時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這些概念進(jìn)行系統(tǒng)化,對概念之間形成聯(lián)系,找出其相關(guān)性將學(xué)習(xí)成果構(gòu)建、整合并穩(wěn)固下來。根據(jù)這一思路我們可以設(shè)計(jì)書寫化學(xué)方程式系統(tǒng)的流程如下圖:
2、書寫化學(xué)方程式的具體步驟
如前所述,我們介紹了一個(gè)書寫陌生化學(xué)反應(yīng)方程式的系統(tǒng)。下面介紹其具體應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)的流程圖,結(jié)合相關(guān)化學(xué)題目的特點(diǎn)(這類題目通常會(huì)給出一定量信息,讓學(xué)生分析和判斷其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)并寫出完整化學(xué)反應(yīng)方程式或者離子反應(yīng)方程式),可以得到書寫化學(xué)方程式系統(tǒng)的具體步驟如下:
(1)根據(jù)題目已知條件結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理、離子反應(yīng)、鹽類水解其他化學(xué)反應(yīng)基本理論進(jìn)行初步分析并書寫出反應(yīng)物和生成物。這一步不太可能也根本沒有必要將所有的反應(yīng)物和生成物全部寫出,只需將初步分析得出的反應(yīng)物呵生成物書寫在方程式“=”兩邊即可(通常應(yīng)該使用“→”在書寫方程式完畢并檢查無誤后改寫成“=”并注明反應(yīng)條件,為簡便起見,本文都用“=”)。
(2)判斷已知的反應(yīng)物和生成物有無化合價(jià)變化,如果有,根據(jù)電子守恒即“電子有得必有失,得失必相等”配出部分反應(yīng)物和生成物的系數(shù)。這一步往往要根據(jù)氧化還原理論的相關(guān)知識(shí)判斷和補(bǔ)充反應(yīng)方程式中的部分反應(yīng)物或生成物。
(3)如果是離子反應(yīng),要確保方程式兩邊電荷守恒,根據(jù)電荷守恒通常能進(jìn)一步補(bǔ)充和完善參與反應(yīng)的物質(zhì),這里要特別注意反應(yīng)的介質(zhì)(把反應(yīng)體系作為一個(gè)系統(tǒng)來處理)如果是酸性條件下則有可能是 H+參與反應(yīng)或者生成 H+;若是堿性條件下則可能是OH-參與反應(yīng)或者有OH-生成。
(4)根據(jù)物料守恒(原子守恒)將反應(yīng)方程式兩邊配平。
(5)對方程式進(jìn)行檢查,一般是檢查方程式中從未配過的元素的原子。
3、書寫化學(xué)方程式系統(tǒng)的具體應(yīng)用實(shí)例
下面我們通過一個(gè)實(shí)例說明如何具體使用本系統(tǒng)進(jìn)行解題。
例 1:在強(qiáng)堿溶液中次氯酸鈉與Fe(OH)3反應(yīng)生成Na2FeO4。請書寫其離子方程式
第一步,初寫化學(xué)離子方程式。根據(jù)已知寫出如下式子:
ClO-+Fe(OH)3=FeO42-
第二步,配平電子:在此反應(yīng)中,鐵元素的化合價(jià)從+3價(jià)變?yōu)?6價(jià),化合價(jià)上升,失電子,作還原劑;則必定有元素化合價(jià)下降。反應(yīng)物分析很容易得出化合價(jià)下降的為氯元素,在堿性溶液當(dāng)中其產(chǎn)物為 Cl-,化合價(jià)從+1價(jià)變?yōu)?1價(jià)。則上式變?yōu)椋篊lO-+Fe(OH)3=
FeO42-+Cl-將電子配平后得:3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-
第三步,配平電荷。觀察方程式兩邊電荷:左邊3個(gè)單位負(fù)電荷,右邊7個(gè)單位負(fù)電荷。應(yīng)該還有離子參與了反應(yīng)。在溶液當(dāng)中參與反應(yīng)的離子可能為H+或者OH-,結(jié)合題目已知條件中的“強(qiáng)堿性溶液”可知OH-參與了反應(yīng)且化學(xué)計(jì)量數(shù)為 4。故上式變?yōu)椋?ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-
第四步,配平原子。觀察方程式發(fā)現(xiàn)元素不守恒,仍以H元素為例進(jìn)行配平反應(yīng)前 10molH,故反應(yīng)后應(yīng)該配5molH2O。得:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
第五步,檢查、完善方程式。檢查方程式兩邊O元素的原子個(gè)數(shù),確認(rèn)方程式書寫正確。
上面我們舉的例子是氧化還原型的離子反應(yīng),如果書寫非氧還原型的離子反應(yīng),則可跳過配平電子的過程并執(zhí)行其他配平步驟。
筆者提供的這一方法經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證學(xué)生熟練掌握后將能夠快速而且正確的書寫復(fù)雜的化學(xué)方程式、離子方程式或電化學(xué)方程式。限于筆者水平有限,文中應(yīng)該存在很多不足之處,懇請大家在應(yīng)用過程當(dāng)中提出寶貴意見以進(jìn)一步完善這一系統(tǒng)解題方法。
參考文獻(xiàn):
[1]曹志兵.談化學(xué)方程式書寫的有效策略[J].化學(xué)教學(xué),2011(04):58-60