论文部分内容阅读
摘 要:涉及氧化还原反应的试题知识综合度大、能力要求高,是历年高考备考复习的难点之一。本文例举2015年高考试卷中与氧化还原反应有关的试题,结合高考复习的教学实践,对氧化还原反应方程式的书写做了初浅的归纳和分析。
关键词:氧化还原反应;配平;电子转移
氧化还原反应试题的背景新颖、信息提示或暗示多样化,而且试题给予的信息往往是学生没有接触过或接触较少的新材料或新概念等,也可能涉及到不常见的物质。而解释或解答问题的原理却都要回归到教材中的氧化还原反应。可谓“题在书外、理在书中”。解答此类试题要求:从试题提供的新信息中,准确地提取实质内容,联想已有知识和技能进行解答。
下面用2015年高考试题中与氧化还原反应方程式书写有关内容,依题型分类作初浅的归纳和分析。
一、元素化合物综合题
[信息呈现方式及处理]此类试题的新信息大多以文字方式呈现,提炼有效信息时主要关注反应物、生成物、化合价变化、现象及反应条件等内容的文字描述。
例1:(2015海南)15.(3)AgNO3溶液光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解的化学反应方程式为 。
[解析]依“AgNO3溶液光照易分解”确定反应物及条件,依“生成Ag和红棕色气体等物质”,再结合化合价变化,确定两种还原产物Ag和NO2,根据氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则,再结合AgNO3的元素组成,可确定氧化产物为O2。
答案:2AgNO32Ag+2NO2 ↑+O2 ↑
例2:(2015课标1)27.(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸(H3BO3)和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
[解析]依“以硼酸(H3BO3)和金属镁为原料”确定反应物为H3BO3和Mg,依“可制备单质硼”再结合化合价变化可确定B为还原产物,根据氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则可确定氧化产物为MgO,再根据原子守恒确定生成物中还有H2O。
答案:2H3BO3 + 3Mg = 3H2O + 2B + 3MgO
或2H3BO3=B2O3+3H2O B2O3+3Mg=2B+3MgO(硼酸加热易变无水物故分两步书写)
二、工艺流程方面试题
[信息呈现方式及处理]此类试题中新的信息不仅会以文字的形式出现,更多的是以工艺流程框图、表格或坐标图的方式呈现。提炼有效信息时,不仅要理解题干内容,更要关注流程框图中的箭头方向、表格数据暗示的信息、坐标图中的信息等。
例1:(2015北京)26.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
图1
(1)反应Ⅰ的化学方程式是 。
[解析]依框图中箭头方向可知,反应Ⅰ中“加入”的反应物有SO2、H2O、I2 ,生成物有H2SO4、HI,再标出S元素和I元素的化合价,发现恰好符合氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则。
答案:
例2:(2015山东)29、(2)利用钴渣[含、等]制备钴氧化物的工艺流程如下图示:
钴渣 “溶解还原”的离子方程式为_____________________,
[解析]依框图中的箭头方向及提示信息可知,“溶解还原”步骤的反应物有H2SO4、Na2SO3、Co(OH)3 Fe(OH)3等(含Fe的杂质在下一步出去),又依“纯化处理”步骤后的“CoSO4溶液”可知Co元素的化合价降低被还原了,又知,Na2SO3常用作还原剂,可确定产物中有CoSO4和Na2SO4,最后依元素守恒确定还有H2O.去干扰,抓本质很关键。
答案:
三、电化学方面试题
[信息呈现方式及处理]电化学是氧化还原反应原理的应用,其中相关电极反应式不是一个完整的氧化还原反应方程式,而是将氧化还原反应方程式分成二半,一半是氧化反应,一半是还原反应,但是此类反应式的书写与氧化还原反应方程式的书写相似。
(1)根据反应前后元素化合价的升降或试题相关提示、暗示,确定负极失电子物质及对应的氧化产物,正极得电子物质及对应还原产物。
(2)根据电解质溶液的性质或两极之间膜的性质,判断出向两极或向某一电极定向迁移的离子是什么,如果这些离子参与生成沉淀、气体、水,则要作为反应物写入电极反应式,而且大多是一极生成这些离子,另一极消耗这些离子。
(3)有时候考虑到原子守恒,水经常作为电极反应物或产物出现在电极反应式中。这一步往往是学生做题时容易忽略的;
例1:(2015课标2)26.酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉、二氧化锰、氯化锌、氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料。
(1)该电池的正极反应式为 ,
[解析]根据电池成份中有二氧化锰,在放电过程产生MnOOH,标出锰元素化合价降低,得电子参与正极反应,所以正极反应物中有二氧化锰,产物中有MnOOH;再根据电池成份中有氯化锌和氯化铵可知向正极迁移的离子有Zn2+和NH4+、H+,而从MnO2到MnOOH应该有NH4+或H+参与反应生成MnOOH沉淀,而相应的产物中应有H2O或NH3
答案:或 MnO2 + NH4+ +e-= MnOOH + NH3
例2:(2015广东)32.(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时 和 两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为 。
[解析]依题意负极为Al,关键在于“充放电时和两种离子在Al电极上相互转化”,那么是谁作为反应物转化为谁的判断问题(放电时两种离子都向负极迁移)考虑到负极由Al生成或者生成都需要氯元素,而n(Cl):n(Al)的比值是大于,所以前者更有利于提供氯元素,所以应作为反应物而作为生成物。
答案:
全国高考试卷或各省市高考试卷,氧化还原反应方程式的书写都是最常见考点,虽然试题呈现复杂多样,但解题的基本思路及步骤不变。教学时,刚开始多数学生都会感到无从下手,就算听懂了例题,再换一个新题也未必能做出来。所以,先给学生一些步骤和规律,先按步骤逐步练习,等到学生真正体会到做此类试题的规则时,那么之前的步骤也就不能束缚他们的思维了。这时才能达到综合运用的要求,真正提升学生分析问题和解决问题的能力。
关键词:氧化还原反应;配平;电子转移
氧化还原反应试题的背景新颖、信息提示或暗示多样化,而且试题给予的信息往往是学生没有接触过或接触较少的新材料或新概念等,也可能涉及到不常见的物质。而解释或解答问题的原理却都要回归到教材中的氧化还原反应。可谓“题在书外、理在书中”。解答此类试题要求:从试题提供的新信息中,准确地提取实质内容,联想已有知识和技能进行解答。
下面用2015年高考试题中与氧化还原反应方程式书写有关内容,依题型分类作初浅的归纳和分析。
一、元素化合物综合题
[信息呈现方式及处理]此类试题的新信息大多以文字方式呈现,提炼有效信息时主要关注反应物、生成物、化合价变化、现象及反应条件等内容的文字描述。
例1:(2015海南)15.(3)AgNO3溶液光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解的化学反应方程式为 。
[解析]依“AgNO3溶液光照易分解”确定反应物及条件,依“生成Ag和红棕色气体等物质”,再结合化合价变化,确定两种还原产物Ag和NO2,根据氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则,再结合AgNO3的元素组成,可确定氧化产物为O2。
答案:2AgNO32Ag+2NO2 ↑+O2 ↑
例2:(2015课标1)27.(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸(H3BO3)和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程___________。
[解析]依“以硼酸(H3BO3)和金属镁为原料”确定反应物为H3BO3和Mg,依“可制备单质硼”再结合化合价变化可确定B为还原产物,根据氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则可确定氧化产物为MgO,再根据原子守恒确定生成物中还有H2O。
答案:2H3BO3 + 3Mg = 3H2O + 2B + 3MgO
或2H3BO3=B2O3+3H2O B2O3+3Mg=2B+3MgO(硼酸加热易变无水物故分两步书写)
二、工艺流程方面试题
[信息呈现方式及处理]此类试题中新的信息不仅会以文字的形式出现,更多的是以工艺流程框图、表格或坐标图的方式呈现。提炼有效信息时,不仅要理解题干内容,更要关注流程框图中的箭头方向、表格数据暗示的信息、坐标图中的信息等。
例1:(2015北京)26.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
图1
(1)反应Ⅰ的化学方程式是 。
[解析]依框图中箭头方向可知,反应Ⅰ中“加入”的反应物有SO2、H2O、I2 ,生成物有H2SO4、HI,再标出S元素和I元素的化合价,发现恰好符合氧化还原反应中元素化合价“有升必有降,升降必相等”的原则。
答案:
例2:(2015山东)29、(2)利用钴渣[含、等]制备钴氧化物的工艺流程如下图示:
钴渣 “溶解还原”的离子方程式为_____________________,
[解析]依框图中的箭头方向及提示信息可知,“溶解还原”步骤的反应物有H2SO4、Na2SO3、Co(OH)3 Fe(OH)3等(含Fe的杂质在下一步出去),又依“纯化处理”步骤后的“CoSO4溶液”可知Co元素的化合价降低被还原了,又知,Na2SO3常用作还原剂,可确定产物中有CoSO4和Na2SO4,最后依元素守恒确定还有H2O.去干扰,抓本质很关键。
答案:
三、电化学方面试题
[信息呈现方式及处理]电化学是氧化还原反应原理的应用,其中相关电极反应式不是一个完整的氧化还原反应方程式,而是将氧化还原反应方程式分成二半,一半是氧化反应,一半是还原反应,但是此类反应式的书写与氧化还原反应方程式的书写相似。
(1)根据反应前后元素化合价的升降或试题相关提示、暗示,确定负极失电子物质及对应的氧化产物,正极得电子物质及对应还原产物。
(2)根据电解质溶液的性质或两极之间膜的性质,判断出向两极或向某一电极定向迁移的离子是什么,如果这些离子参与生成沉淀、气体、水,则要作为反应物写入电极反应式,而且大多是一极生成这些离子,另一极消耗这些离子。
(3)有时候考虑到原子守恒,水经常作为电极反应物或产物出现在电极反应式中。这一步往往是学生做题时容易忽略的;
例1:(2015课标2)26.酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉、二氧化锰、氯化锌、氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料。
(1)该电池的正极反应式为 ,
[解析]根据电池成份中有二氧化锰,在放电过程产生MnOOH,标出锰元素化合价降低,得电子参与正极反应,所以正极反应物中有二氧化锰,产物中有MnOOH;再根据电池成份中有氯化锌和氯化铵可知向正极迁移的离子有Zn2+和NH4+、H+,而从MnO2到MnOOH应该有NH4+或H+参与反应生成MnOOH沉淀,而相应的产物中应有H2O或NH3
答案:或 MnO2 + NH4+ +e-= MnOOH + NH3
例2:(2015广东)32.(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时 和 两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为 。
[解析]依题意负极为Al,关键在于“充放电时和两种离子在Al电极上相互转化”,那么是谁作为反应物转化为谁的判断问题(放电时两种离子都向负极迁移)考虑到负极由Al生成或者生成都需要氯元素,而n(Cl):n(Al)的比值是大于,所以前者更有利于提供氯元素,所以应作为反应物而作为生成物。
答案:
全国高考试卷或各省市高考试卷,氧化还原反应方程式的书写都是最常见考点,虽然试题呈现复杂多样,但解题的基本思路及步骤不变。教学时,刚开始多数学生都会感到无从下手,就算听懂了例题,再换一个新题也未必能做出来。所以,先给学生一些步骤和规律,先按步骤逐步练习,等到学生真正体会到做此类试题的规则时,那么之前的步骤也就不能束缚他们的思维了。这时才能达到综合运用的要求,真正提升学生分析问题和解决问题的能力。