微專題2　高考中氧化還原反應(yīng)方程式書寫的解題策略　　近幾年高考化學(xué)(無論是新課標(biāo)高考還是新課改高考)中,無論是化學(xué)方 程式的書寫,還是離子方程式的書寫,都關(guān)于氧化還原反應(yīng)。在選擇題的離子 方程式書寫、正誤判斷及填空題的工藝流程題、化學(xué)實(shí)驗(yàn)題、化學(xué)反應(yīng)原 理題中都有呈現(xiàn)。新情境下有關(guān)方程式書寫的試題能很好地落實(shí)考綱要求 對學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息能力的掌握和解決化學(xué)問題的能力及化 學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。此類問題主要考查考生對氧化還原反應(yīng)、離子反 應(yīng)、電化學(xué)等基本概念和原理的應(yīng)用能力,此類題型要求學(xué)生能夠從信息中 提煉出新的知識,并結(jié)合已學(xué)知識,合理應(yīng)用新信息進(jìn)行推理,通過類比、遷移解決此類方程式書寫的問題。
表1　常見氧化劑和還原劑及其對應(yīng)的產(chǎn)物
表2　放電(氧化性、還原性強(qiáng)弱)順序表
第1步:根據(jù)題中文字或流程圖等信息和價(jià)態(tài)變化規(guī)律寫出兩劑兩產(chǎn)物:氧化 劑+還原劑? 氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物。即“寫主反應(yīng)物和生成物”。第2步:根據(jù)得失電子守恒寫出兩劑兩產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù),即“變價(jià)交叉配”。第3步:根據(jù)電荷守恒、原子守恒及反應(yīng)環(huán)境在方程式兩邊添加H+、OH-、H2O或其他小分子、離子,使方程式兩邊滿足電荷守恒、原子守恒,即“看環(huán)境 和守恒補(bǔ)缺項(xiàng)”。在書寫過程中還要有四個(gè)本能反應(yīng):判斷化合價(jià)的本能反應(yīng);注意反應(yīng)環(huán)境的 本能反應(yīng);考慮共存與否的本能反應(yīng);分析定量關(guān)系的本能反應(yīng)。
例1　Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí), 取50.00 mL葡萄酒樣品,用0.010 00 ml·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為????S2?+2I2+3H2O? 2S?+4I-+6H+????。
題后反思　　本題屬于文字信息題型。文字信息題中生成物的確定方法為:尋找題中 直接或間接提示的生成物信息;依據(jù)價(jià)態(tài)變化規(guī)律(需熟記兩表)推測可能的 生成物;當(dāng)推測生成物有多種可能時(shí),務(wù)必聯(lián)系所學(xué)知識及題中信息進(jìn)行仔細(xì) 斟酌,排除后確定。
例2　氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇 和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅 (主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工 藝流程如圖所示:?
寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式:????2Cu2++S?+2Cl-+H2O? 2CuCl↓ +S?+2H+????。
題后反思　　工藝流程題中反應(yīng)物和生成物的確定方法為仔細(xì)閱讀題干和流程圖信 息,通過關(guān)鍵詞定位,有針對性地尋找;順應(yīng)箭頭指向追根溯源,一般箭頭從反 應(yīng)物指向生成物;分析各元素的變化,特別是核心元素的價(jià)態(tài)變化并進(jìn)行綜合 判斷。
例3　最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實(shí)現(xiàn)對天然氣中 CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示。?
其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:①EDTA-Fe2+-e-? EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S? 2H++S+2EDTA-Fe2+寫出該裝置工作時(shí),陰極的電極反應(yīng)????CO2+2H++2e-? CO+H2O????,協(xié)同轉(zhuǎn) 化總反應(yīng)為????CO2+H2S? CO+H2O+S????。
解析　CO2在ZnO@石墨烯電極上得電子轉(zhuǎn)化為CO,則該電極為陰極,石墨烯 電極為陽極。結(jié)合題中所給酸性環(huán)境(質(zhì)子交換膜),陰極的電極反應(yīng)式為CO2 +2H++2e-? CO+H2O,將石墨烯電極區(qū)反應(yīng)①、②與陰極反應(yīng)相加得協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S? CO+H2O+S。
題后反思電化學(xué)題中反應(yīng)物和生成物的確定方法為:(1)三看。一看池,看清裝置是原電池還是電解池;二看極,看清電極材料及其 附近所通入的物質(zhì);三看液,看清電解質(zhì)溶液,看清箭頭指向(一般指入為反應(yīng) 物,指出為生成物),看清陰、陽離子移動的方向。(2)兩想。一想工作原理,原電池負(fù)極失電子化合價(jià)升高,正極得電子化合價(jià) 降低,陰、陽離子移動的方向?yàn)殛栒?、陰?fù);電解池陽極失電子化合價(jià)升高, 陰極得電子化合價(jià)降低,陰、陽離子移動的方向?yàn)殛栮帯㈥庩?二想放電順 序,原電池中負(fù)極為強(qiáng)還原性物質(zhì)失電子,正極為強(qiáng)氧化性物質(zhì)得電子,電解池中陽極為還原性強(qiáng)的物質(zhì)先失電子,陰極為氧化性強(qiáng)的物質(zhì)先得電子。
1.(2020天津,13節(jié)選)Fe、C、Ni是三種重要的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}:(3)Fe、C、Ni能與Cl2反應(yīng),其中C和Ni均生成二氯化物,由此推斷FeCl3、 CCl3和Cl2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)????CCl3>Cl2>FeCl3????,C(OH)3與鹽酸 反應(yīng)有黃綠色氣體生成,寫出反應(yīng)的離子方程式:????2C(OH)3+6H++2Cl-? 2C2++Cl2↑+6H2O????。(4)由于Ni與H2SO4反應(yīng)很慢,而與稀硝酸反應(yīng)很快,工業(yè)上選用H2SO4和HNO3 的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSO4。為了提高產(chǎn)物的純度,在硫酸中添加HNO3的方 式為　少量多次????(填“一次過量”或“少量多次”),此法制備NiSO4的化學(xué) 方程式為????3Ni+3H2SO4+2HNO3? 3NiSO4+2NO↑+4H2O????。
解析　(3)C與Cl2反應(yīng)生成二氯化物,可知氧化性:CCl3>Cl2>CCl2,Fe與Cl2反 應(yīng)生成三氯化鐵,可知氧化性:Cl2>FeCl3,故氧化性:CCl3>Cl2>FeCl3;C(OH)3 與鹽酸反應(yīng)生成的黃綠色氣體為Cl2,即氯離子被C(OH)3氧化為Cl2,C(OH)3 被還原為C2+,據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可得離子方程式:2C(OH)3+6H++2Cl-?2C2++Cl2↑+6H2O。(4)為了防止Ni2+被HNO3氧化為Ni3+,應(yīng)多次加入少量HNO3,涉及的化學(xué)方程式 為3Ni+3H2SO4+2HNO3?3NiSO4+2NO↑+4H2O
2.(2020課標(biāo)Ⅰ,26節(jié)選)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價(jià)的 化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程 可由黏土釩礦制備NH4VO3。?回答下列問題:“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V?,同時(shí)還有Fe2+離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為V?反應(yīng)的離子方程式VO++MnO2+2H+? V?+Mn2++H2O。
解析　Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成Fe2+和Fe3+,Fe2+能夠被氧化為Fe3+;VO+中釩元素化 合價(jià)為+3,V?中釩元素化合價(jià)為+5,VO+被MnO2氧化為V?,MnO2被還原為Mn2+,結(jié)合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平:VO++MnO2+2H+? V+Mn2++H2O。
3.電解碳酸鈉溶液,原理如圖所示:?陽極的電極反應(yīng)式為????2H2O-4e-+4C?? O2↑+4HC?????。

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