新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的突破

江蘇

縱觀各地高考卷，筆者發(fā)現(xiàn)新情境下，對氧化還原反應(yīng)方程式的書寫都進(jìn)行了一定考查，但學(xué)生想要得分較難。本文剖析了新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫難點(diǎn)，并總結(jié)出相應(yīng)的解題策略，希望能對一線教師的教學(xué)有所幫助。

一、現(xiàn)狀及原因分析：新情境下氧化還原反應(yīng)之“難”

氧化還原反應(yīng)方程式的書寫歷來是各地高考的重點(diǎn)考查內(nèi)容，并且考查的內(nèi)容已經(jīng)不再局限于教材，而是越來越傾向于結(jié)合新情境書寫氧化還原反應(yīng)方程式。新情境下氧化還原反應(yīng)的考查大多出現(xiàn)在工藝流程題、化學(xué)計(jì)算綜合題和化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題中，試題的情境緊密聯(lián)系學(xué)生學(xué)習(xí)和生活實(shí)際，體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境發(fā)展的成果，形成與測試任務(wù)融為一體、具有不同陌生度、豐富而生動(dòng)的測試載體，這完全符合《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》的命題原則。此類題可以較好地考查學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)以及學(xué)生獲取、分析、應(yīng)用信息的能力。由于學(xué)生要在高考限時(shí)的緊張氛圍中，處理大量新情境下的信息并準(zhǔn)確書寫氧化還原反應(yīng)方程式，使得學(xué)生的得分率較低，經(jīng)常出現(xiàn)反應(yīng)物和產(chǎn)物判斷失誤、溶液的酸堿性判斷失誤、復(fù)雜方程式的配平錯(cuò)誤等問題。在陌生的試題情境中，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)畏難情緒，這也極大地影響了答題水平。筆者分析了近幾年全國各地的高考卷及模擬卷發(fā)現(xiàn)，從試題內(nèi)容本身看，這類題的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三方面：

1.反應(yīng)物、產(chǎn)物確定“難”

在新情境下，一般給出部分氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物，剩余的物質(zhì)要自己推斷，而推斷的依據(jù)就來自文字描述、流程圖、圖表中所給出的信息，但有些非關(guān)鍵產(chǎn)物要自行判斷。

【例1】(2019·江蘇卷·20·節(jié)選)(1)CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO， CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見題20圖-1。

題20圖-1

①寫出400～600℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。

2.關(guān)注介質(zhì)“難”

【例2】1.(南京市、鹽城市2019屆高三年級(jí)第一次模擬考試·16·節(jié)選)NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水，水溶液近中性，具有強(qiáng)還原性，可用于化學(xué)鍍銀、鎳、鉻等。一種利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如下(略)：

(1)尾氣中的PH3被NaClO溶液吸收生成NaH2PO2和NaCl的離子方程式為________________。

2.(鹽城市2018屆高三年級(jí)第三次模擬考試·19·節(jié)選)用廢雷尼鎳(主要成分為NiO、Al,少量Cr、Fe、C、S及有機(jī)物)制備Ni(NO3)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)流程如下：

(4)“除鐵、鉻”時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+的離子方程式為______________________________。

3.特殊反應(yīng)配平“難”

對于一般的氧化還原反應(yīng)方程式的配平，學(xué)生知道從得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒來配平，但有些反應(yīng)的同一個(gè)反應(yīng)物中，某元素的化合價(jià)既有升又有降；同一個(gè)產(chǎn)物中某元素的化合價(jià)不同，或是同一個(gè)產(chǎn)物中同種價(jià)態(tài)的元素有的是變化來的，有的是原反應(yīng)物直接轉(zhuǎn)移來的。

【例3】(2018·江蘇卷·16·節(jié)選)(4)Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=________。

【答案】(4)1∶16

二、策略：新情境下氧化還原反應(yīng)難點(diǎn)突破

1.“心中有數(shù)”——重視基礎(chǔ)知識(shí)的積累

(1)模仿書本方程式的書寫

對于書本中出現(xiàn)的化學(xué)方程式，要能夠熟練掌握并靈活應(yīng)用，能根據(jù)題目需要模仿書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式。

【例4】(2019·全國卷Ⅲ·26·節(jié)選)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：

(1)“濾渣1”含有S和SiO2(不溶性硫酸鹽)；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。

平時(shí)我們要重視教材中方程式的書寫，對同類型的反應(yīng)能舉一反三、靈活變通。

(2)熟記常規(guī)氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物

當(dāng)題目中無信息提供時(shí)，反應(yīng)物、產(chǎn)物的判斷要借助學(xué)生的基本功。因此，記住一些常見的氧化劑、還原劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物，可以快速、有效地作出判斷。

總結(jié)近幾年各地高考卷及平時(shí)教學(xué)重點(diǎn)，總結(jié)如下表：

表 常見的氧化劑、還原劑及其還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物

【例5】(2019·全國卷Ⅱ·26·節(jié)選)(2)①在回轉(zhuǎn)爐中重晶石BaSO4被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學(xué)方程式為______________________________。

2.“眼中有題”——獲取有用信息

陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫難點(diǎn)在于反應(yīng)物和產(chǎn)物的判斷，除了把基本功練好外，在試題中獲取有用信息，也是解決這一難題的關(guān)鍵。因此，在高三復(fù)習(xí)中要善于總結(jié)這類信息出現(xiàn)的情況。

(1)從文字描述中獲取

【例6】(2019·江蘇卷·16·節(jié)選)(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為______________________________。

(2)從流程圖、圖片等信息中獲取

【例7】(2018·浙江4月選考卷·31·節(jié)選)某興趣小組以廢鐵屑制得硫酸亞鐵銨后，按下列流程制備二水合草酸亞鐵(FeC2O4·2H2O)，進(jìn)一步制備高純度還原鐵粉。

(4)步驟④的化學(xué)方程式是________________。

(3)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)推斷

浙江卷中，陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書寫屬于推斷類型題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(定性)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(定量)，雙管齊下，推斷出反應(yīng)物和產(chǎn)物，進(jìn)而書寫方程式，難度很大。

【例8】(2017·浙江11月選考卷·27·節(jié)選)已知固體Na2SO3受熱易分解。實(shí)驗(yàn)流程和結(jié)果如下：

氣體Y是一種純凈物，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.518 g·L-1。請回答：

(2)該流程中Na2SO3受熱分解的化學(xué)方程式：______________________________。

(3)另取固體X試樣和Na2SO3混合，加水溶解后與稀鹽酸反應(yīng)，有淡黃色沉淀產(chǎn)生。

寫出產(chǎn)生淡黃色沉淀的離子方程式：________________________(不考慮空氣的影響)。