高考中氧化还原型离子反应方程式的书写

高考中氧化还原型离子反应方程式的书写

赵显妮

惠州市惠阳高级中学实验学校 广东 惠州 516200

摘要：作为重要的化学用语，反应方程式还应得到正确识记和书写。而在高考复习中，需要重视氧化还原型离子反应方程式的书写，以便取得较好成绩。基于此，本文提出了结合反应物、反应类型、反应条件等进行书写的技巧，希望能够为学生复习化学提供科学指导。

关键词：高考；氧化还原反应；离子反应方程式

引言：氧化还原反应为高中化学关键内容，也是高考需要重点考查的内容。而氧化还原反应常以离子方程式形式表现，因此高考中经常需要书写氧化还原型离子反应方程式，考查学生能否理解反应实质和规律，掌握方程式配平方法。加强该类方程式的书写技巧分析，能够为学生复习提供指导，帮助学生取得理想成绩。

1. 结合反应物书写

高考中书写的氧化还原型离子反应方程，涉及的反应物大多为教材中具有较强氧化性或还原性的物质或离子^[1]。掌握这些反应物，能够正确进行方程式书写。根据新课程教材内容可知，主要涉及的元素包含Cu、Si、Na、Mg、Fe、N、Cl、Br、O、S、I。涉及的离子或物质较多，强氧化性包含Fe³⁺、KMno4(H⁺)、K₂Cr₂0₇(H⁺)、HNO₃、Fe(OH)₃、H₂SO₄、Cl₂、Na₂O₂、HCl0等等，强还原性的包含Fe²⁺、Fe₃O₄、S0₂、FeBr₂、FeS₂等等。掌握相关反应物和反应产物的转化关系，能够顺利完成离子反应方程式书写。如氧化剂Cl₂通常与Cl^-对应，ClO^-通常与Cl^-对应，MnO₄^-一般与Mn²⁺对应。还原剂Fe²⁺与对应Fe³⁺，H₂S(S^2-)与S_-对应，I^-与I₂对应。

以2018年高考全国新课标1卷化学题为例,焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）在食品、橡胶等领域得到了广泛应用，将其看成是食品抗氧化剂，采用滴定反应对葡萄酒中该物质残留量进行测定，要求书写离子方程式。对反应物进行确认，可以确定抗氧化剂实际为+4价的硫化物，经过氧化得到的还原剂应当为SO₄^2-。因此氧化剂为I₂，还原剂为S₂O₅^2-，得到的还原产物和氧化产物分别为I^-和SO₄^2-。结合化合价升降情况，能够得到：

2I₂+S₂O₅^2-→4I^-+2SO₄^2-+6H⁺

在滴定反应中，为保证质量守恒，需要在左边添加水，得到：

2I₂+S₂O₅^2-+3H₂O→4I^-+2SO₄^2-+6H⁺

通过查找氧化剂、还原剂和对应的产物，并根据物质状态确定是否进行离子状态拆分，能够正确进行离子反应方程式书写。

2. 结合反应类型书写

从反应类型上来看，大致可以划分为物质与水、物质与氧气、物质与二氧化碳、物质与卤族元素、物质与酸、物质与碱等多类。从反应产物角度来看，可以划分为能生成氧气和氢气等多种。根据物质用途，可以对反应进行识记。如利用氯气进行自来水消毒、液化天然气燃烧等^[2]。除了生活中的常见用途，还要了解物质工业用途，掌握一些工业反应原理，如氯化铁用于腐蚀印刷线路板、铝粉和氧化铁用于焊接钢轨等等。

以2015年全国高考卷为例，氯化亚铁用于电镀、化工等行业，需要利用海绵铜和硝酸铵制取，要求根据工艺过程写出主要反应离子方程式。

在求解时，首先需要确认海绵铜成分为Cu和CuO，通入硫酸铵、水和硫酸后，能够对海绵铜进行溶解，得到Cu²⁺。在制取CuCl的主要反应中，将Cu²⁺当成是氧化剂，还原剂则为亚硫酸根，得到的产物包含CuCl和硫酸根，因此能够得到：

2Cu²⁺+SO₃^2-→2CuCl+SO₄^2-

根据电荷守恒理论进行配平，在反应体系为酸性的条件下，需要利用H⁺保持两边平衡，而得到的CuCl为沉淀物，因此能够得到：

2Cu²⁺+SO₃^2-+2Cl^-→2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺

在高考复习中，按照该种方式学生分类学生较难牢固记忆，因此可以将反应具体划分为置换、电解、水解、原电池、分解等多种类型。通过强化记忆，能够帮助学生顺利完成方程式书写。掌握各类反应常见化学方程式，能够为书写离子反应方程式奠定扎实基础。如置换反应包含Na与水、铁与盐酸、镁与二氧化碳等常见类型，另外也能在同族元素间进行置换，还要加强识记。

3. 结合反应条件书写

在复杂的氧化还原反应中，通常需要增加反应条件，如加热、光照、催化剂、通电等，根据条件进行方程式记忆，能够辅助学生正确书写。常见光照反应包含HClO分解、AgBr分解、HNO₃分解等等，并且包含氯气与H₂、CH₄等物质的反应。加热反应包含焦炭与水/二氧化碳、木炭与氧化铜/氧化铁、一氧化碳与四氧化三铁、铝粉与氧化铁、一氧化碳与氧化铁等等。氧化还原反应中，常常将氯化亚铜当成是催化剂，如亚硫酸钠与氯化铜的反应等等。在部分反应中，还要通过通电发生电解，促进反应充分进行。结合常用化学式，能够把握反应原理与实质，进行离子反应方程式书写。

以2016年高考全国卷I中例题为例，常用杀菌消毒剂NaClO

₂能够用于对织物进行漂白。在生产过程中，可以使用NaClO₃、二氧化硫和硫酸，得到NaHSO₄和ClO₂。ClO₂通入食盐水中，电解后能够得到NaClO₂和Cl₂，少量尾气ClO₂通过氢氧化钠和双氧水吸收，要求写出尾气吸收离子反应方程式。

在前一个反应中，属于物质与酸的反应，可以得到：

2NaClO₃+SO₂+H₂SO₄=2ClO₂+2NaHSO₄

NaClO₂中Cl为+3价，经过还原后在ClO₂中为+4价。利用双氧水进行尾气吸收，实际就是与ClO₂反应，其为氧化剂，双氧水为还原剂，可以看成是物质与碱的反应。如参照反应体系性质进行书写，如果为酸性则使用H+，碱性使用OH-。遵循电荷守恒规律，需要根据元素反应前后的化合价变化进行调整。遵循质量守恒原理，对方程式两边进行观察，可以完成H₂O等物质的补充。能够得到：

2ClO₂+H₂O₂+2OH^-=2ClO₂^-+O₂+2H₂O。

4. 结合反应现象书写

根据反应现象，可以加强反应本质联想，正确进行离子反应方程式书写。反应现象包含烟、气、沉淀等多种，如蜡烛熄灭时产生白烟，就是气态蜡分子与氧气混合发生氧化还原反应，白色Fe(OH)₂在空气中将被氧化成红褐色的Fe(OH)₃。

以2020年全国卷1高考题为例，使用由二氧化锰、氧化亚铁、氧化铝构成的软锰矿，与BaS能够制取MnCO₃，要求根据工艺流程书写碳化过程离子反应方程式。

根据工艺流程可知，得到的产物经过过滤、干燥等步骤后能够得到高纯度MnCO₃，反应将生成沉淀，将Mn²⁺当成是还原剂，氧化剂为HCO₃^-，能够得到：

Mn²⁺+HCO₃^-+NH₃-H₂O=MnCO₃↓+NH4⁺+H₂O

结合反应现象深入分析，能够掌握反应实质，根据氧化反应反应规律完成方程式书写。

结论：在氧化还原反应中，物质以自由移动离子状态存在，所以反应方程式的书写显得较为抽象、复杂。掌握常见反应物及产物，并按照反应类型对应书写规则和反应条件进行书写，确保现象符合反应本质，满足电荷守恒和得失电子守恒规律，能够确保书写出的方程式正确。在高考复习和真正的高考战场上，合理运用这些规律进行书写，最终能够取得较好成绩。

参考文献：

[1]孟凡盛.对2019年部分高考化学试题的商榷和建议[J].化学教育(中英文),2020,41(11):65.

[2]喻俊,叶佩佩.不同教材“方程式”的编排比较与思考——以“元素化学”为例[J].中学化学教学参考,2020(01):11-14.