價——態推測模型

廣東 陳彬城

氧化還原反應方程式的書寫是近幾年高考的熱點和難點。最常見的考查模式是根據題目給定的情景(如某些反應物、生成物、反應的酸堿性或圖表等信息)書寫陌生氧化還原反應方程式。廣義的氧化還原反應方程式還包括電化學的電極反應(原電池和電解池的電極反應)。這類題目要求考生能夠運用元素化合物的知識、氧化還原反應原理以及其他的基本反應原理(如強酸制弱酸、水解、產物共存等原理)對題目進行綜合分析，推測生成物，然后配平、補充物質，按步驟完成化學方程式。

推測生成物是完成題目的關鍵，也是很多考生最感到頭疼的步驟，以下介紹一種以元素化合價存在形態二維圖(以下簡稱“價——態二維圖”)為核心，用于氧化還原反應產物(包括電化學反應產物)推測的模型即價——態推測模型。

一、價——態推測模型

1.價——態推測模型簡介

價——態推測模型是指根據元素不同化合價在各種條件下(如酸性、堿性、中性等)的存在形態，結合題目信息及必要反應原理(如水解、產物共存等原理)，推測產物的思維模型。其主要流程如下：

從④到⑤是方程式的最后環節，主要比較④的方程式左右兩端H、O的數目，結合反應條件補充H+、OH-或H2O。

2.價——態二維圖

價——態二維圖是以外界條件(無水、酸性、中性、堿性等)為橫坐標，以元素的化合價為縱坐標，在二維平面內繪制元素的各種化合價在不同條件下存在形態的圖象。可用于推測化學方程式的反應物、生成物或判斷方程式的正誤。以下是H、C、O、S、Fe等元素的價——態二維圖：

圖1 氫元素的價——態二維圖

圖2 氯元素的價——態二維圖

圖3 碳元素的價——態二維圖

圖4 硫元素的價——態二維圖

圖5 錳元素的價——態二維圖

3.氧化還原反應的配平

這里主要配平氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物，要求熟悉電子守恒法配平。

4.物質的補充

這一塊的重要原則是“先配平后補充”，因為只有配平氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物后，才能知道需要補充哪些反應物和生成物。常見的補充原則如下：

(1)若左邊缺少氫原子，酸性條件下，直接補充H+再配平即可；堿性或中性條件下，應補充H2O生成OH-(每一個H2O失去一個H+生成一個OH-)，再配平即可。

(2)若左邊缺少氧原子，酸性或中性條件下，直接補充H2O生成H+再配平即可；堿性條件下，應補充OH-生成H2O(每兩個OH-失去一個O生成一個H2O)，再配平即可。

(3)若左邊多氫原子，酸性或中性條件下，生成H+；堿性條件下，應補充OH-生成H2O。

(4)若左邊多氧原子，酸性條件下，補充H+生成H2O；堿性或中性條件下，應補充H2O生成OH-。

5.產物共存原理

產物共存原理指的是同一體系的產物之間不再發生反應，能共存。若產物之間會繼續反應，則要寫出繼續反應后的產物，直至產物之間不再發生反應。

如堿性條件下：

二、典例分析

例1.SO2通入酸性高錳酸鉀溶液的離子方程式

觀察以上式子，可發現左邊缺少2O，在酸性溶液中，只能從水補充，應加上2H2O，而水失去氧后+1價的H以H+形式存在，右邊補充4H+。

例2.草酸(H2C2O4)使酸性高錳酸鉀褪色

觀察以上式子，可發現左邊多8O和10H，應結合為5H2O剩下3個-2價的O，根據圖2 氧元素的價——態二維圖，可知在酸性溶液中，-2價的O以H2O形態存在，故應補充6H+，再生成3H2O，總數為8H2O。

例3.書寫甲烷燃料電池的電極反應式(①電解質溶液為氫氧化鉀②電解質溶液為稀硫酸)

例4.書寫電解堿性食鹽水的電極反應式

三、真題分析

例5.(2018·全國卷Ⅰ·27節選)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L-1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為。