信息型氧化还原反应方程式的书写模型建构-《中学生数理化》高中理化2026年10月刊

解题锦囊 信息型氧化还原反应方程式的书写模型建构 ■河南省确山县第一高级中学 白春玲（正高级教师） 依托工业生产、环境治理或前沿实 因并非配平，而是找不准核心反应物和 验的化学（离子）方程式的书写，是同学 生成物。因此，建立一套程序化的书写 们必须掌握的基本知识和技能之一。 模型至关重要。 信息新、内容别致、陌生度高的信息型 一、“四步法”突破信息型氧化还原 化学方程式的书写，是近年高考中再现 反应方程式的书写 度较高的一类题型。它要求同学们通 根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原 过有效自学，敏捷地接受试题给出的新 第1步 剂、氧化产物、还原产物 信息，并将题给信息与课本知识有机地 按“氧化剂+还原剂一还原产物+氧化 第2步 产物”写出方程式，根据得失电子守恒配 结合起来，达到以旧带新、触类旁通的 平上述物质 作用，进而产生新思路，发现新规律，创 根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程 第3步 式左边或右边补充H*、OH-或H,O等 造性地解决问题。 第4步 根据原子守恒配平反应方程式 这类问题的特点是不直接给出反 应物与生成物，需要同学们依据氧化还 例1 KMnO4能与热的经硫酸酸 原反应基本原理推断。常见的错误原 化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2+和 最高能层为5s,说明原子核外共有5 A.第5周期第2族 个电子层，对应元素周期表中第5周 B.第6周期第IB族 期。镉的4d轨道已填满10个电子，5s C.第5周期第6族 轨道有两个电子，符合ds区ⅡB族的 D.第6周期第ⅡB族 价电子特征，因此对应第ⅡB族。 答案：B 答案：D 提示：钨的价电子排布中最高能层 跟踪练习：钨(W)是原子序数为 为6s,说明原子核外共有6个电子层， 74的金属元素，被誉为“工业牙齿”，是 因此对应元素周期表中第6周期。对 现代工业、国防和高新技术领域极为重 于过渡金属元素，族序数等于价电子总 要的战略金属。W的价电子排布为 数，价电子包含(n一1)d和ns轨道电 5d6s2,则其在元素周期表中的位置 子，价电子总数为4十2=6，因此对应第 是( )。 IB族。忍 15 解题锦囊 CO2,该反应的离子方程式是 回答下列问题： 解析：第1步，依题意，锰元素的化 (1)已知“酸溶2”中Rh转化为 合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2+ H3[RhCl],则生成该物质的化学方程 是还原产物；碳元素的化合价升高，故 式为 Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是 (2)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧” 还原剂，CO2是氧化产物。 后分解成铑单质，但夹杂少量Rh2O3 第2步，按“氧化剂+还原剂→ 和RhCl,则“高温还原”中发生反应的 还原产物十氧化产物”把离子方程式初 化学方程式为 步写成MnO+C2O?→Mn2++ 解析：第1步，确定氧化剂、氧化产 CO2个。由MnO4→Mn2+,锰元素 物、还原剂、还原产物。“酸溶2”中Rh 降低5价；由C2O→CO2,碳元素 转化为H3[RhCL],Rh元素化合价由 升高1价，1molC2O共失去2mol 0价升高至十3价，所以Rh是还原剂， e。故在C2O前配5，在CO2前配 H[RhCla]是氧化产物，HNO3中N 10;在MnO4前配2，在Mn2+前配2， 元素化合价由十5价降低至+2价，生 即2MnO4+5C2O子→2Mn2++ 成NO,HNO3是氧化剂，NO是还原 10C02↑。 产物。 第3步，反应在硫酸环境中进行， 第2步，依据氧化还原反应特征， 故在左边补充H,右边补充H2O, 方程式初步写成Rh十HNO3→ 2MnO4+5C2O+☐H+→2Mn2+ H3[RhCl6]+NO。 +10C02↑+☐H2O。 第3步，依据反应环境，反应物需 第4步，依据电荷守恒及H、O原 要补充HC1,反应物中有H和O元素， 子守恒配平如下：2MnO4+5C2O十 生成物需要补充水。 16H+∠2Mn2++10C02A+8H20。 第4步，依据原子守恒配平方程 式：Rh+6HCI+HNO3 例2一种从预处理得到的贵金 H3[RhCl]+NO个+2H2O。 属合金粉（主要成分为Fe、Rh(铑）、Pt, 同理“高温还原”过程中，Rh2O 含有少量SiO2)中尽可能回收铑的工 和RhCL3均被H2还原为Rh,Rh元 艺流程如下： 素化合价均由十3价降低至0价，根 浓盐酸王水 浓盐酸、DETA H 整格配剂包-伍清一+风超一→的烟一→温还风 据化合价升降及原子守恒可得反应 →铑粉 滤液！游洁 悲液2 NH.CI 4 浓盐酸 方程式Rh,O,十3H,高温2Rh十 [沉铂→话化还原三次还圆酸溶图 含铂沉淀 3H2O,2RhCL+3H2商逼2Rh十 6HCI. 16 解题锦囊 注意：①若同一反应中同种元素价 5C10+5H20==2C0(OH),￥+ 态既升又降，则为歧化反应或归中反 CI+4HCIO。 应。②大多数情境中，化合物中氧(O) 例4在弱碱性溶液中，FeS与 和氢(H)通常不参与变价，除非涉及过 CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3 氧化氢、过氧键、氢化物（如NaH)等特 和单质S,其离子方程式为 殊结构。 解析：根据信息写出FeS+CrO 延伸：介质的识别（决定产物形态）。 →Fe(OH)3+Cr(OH)3+S,左边缺 溶液环境决定了产物中“剩余原 氢原子，弱碱环境可加H2O,结合电荷 子”如何组合（如H、OH或H2O)。 守恒可确定右边加OH,配平可得离 酸性介质：反应物缺氢时用H 子方程式FeS+CrO+4H2O 补，生成物补H2O；反应物缺氧时用 Fe(OH)3+Cr(OH)s+S+2OH. H2O补，生成物补H。 例5以NaIO3为原料制备I2的 碱性介质：缺氢或氧时通常用 方法是先向NaIO,溶液中加入过量的 OH(或结合H2O)进行调整。 NaHSO3,生成碘化物；再向混合溶液 中性/近中性介质：反应常生成 中加入NalO3溶液，反应得到l2。上 H2O,有时左端出现H2O,右端出现 述制备12的总反应的离子方程式 OH或H(需根据具体物质判断)， 为 一般弱酸环境补充H2O生成H,弱 解析：先向NaIO3溶液中加入过 碱环境补充H2O生成OH。 量的NaHSO3,生成碘化物，即含I厂的 二、专项突破 1.依据陈述信息书写方程式。 物质；再向混合溶液（含厂）中加人 例3某工艺流程的“沉钴”步 NalO3溶液，反应得到I2,上述制备I2 骤中，控制溶液pH=5.0~5.5,加 的两个反应中I一为中间产物，总反应 入适量的NaClO氧化Co2+,生成 为IO3与HSO3发生氧化还原反应 Co(OH)3沉淀，其反应的离子方程式 生成SO和I2,根据得失电子守恒、 为 电荷守恒及原子守恒可得2IO+ 解析：控制溶液pH=5.0~5.5, 5HSO3==I2+5S02+3H++ 加入适量的NaCIO氧化Co+,为了保 H2O。 证Co2+被完全氧化，NaClO要适当过 2.依据流程信息书写方程式。 量，CO的还原产物为C厂，过量的 例6铬和钒具有广泛用途。铬 CIO在酸性条件下主要以HCIO形式 钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式 存在，根据原子守恒，在反应物中补 存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化 H20,反应的离子方程式为2C02++ 合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一 17 解题锦囊 种流程如下所示： 6H+=2Ce3++O2个+4H2O。 NazCO MgSO,溶液 3.依据反应机理图书写方程式。 NaOH H,O 稀硫酸(NH,)2SO,溶液 通空气 循环转化关系图中物质变化分析 铬钒渣一煅烧一浸取一沉淀 除硅磷 思路： 水浸渣 滤渣 滤渣 (1)根据示意图中的箭头方向分清 NazS2O溶液稀硫酸 调pH 反应物、生成物：箭头进入的是反应物， cr(OH,调pH还原分离钒 箭头出去的是生物。 V05 (2)若上一步反应生成某物质，下 已知：最高价铬酸根在酸性介质中 一步该物质又参加反应，则该物质为中 以Cr2O存在，在碱性介质中以 间产物。 CrO存在。“还原”步骤中加入焦亚 (3)若某物质参与中间反应，后面 硫酸钠(Na2S2Os)溶液，反应的离子方 又生成该物质，则该物质一般为催化剂。 程式为 例8用肼(N2H4)的水溶液处理 解析：分离钒后溶液呈酸性，Cr元 核冷却系统内壁上的铁氧化物时，通常 素以Cr2O存在，“还原”过程中 加入少量CuSO4,反应原理如下。该 Cr20号被S20还原为Cr3+,S2O 过程总反应的化学方程式为 转化为SO。离子方程式为2CrO号+ N,H N2,H" 3S2O号+10H+—4Cx3++6S02-+ Cu2+ 5H2O. [Cu(N,H,)2J2+ [Cu(N2H)2]* 例7实验室以二氧化铈(CO2) 废渣为原料制备C含量少的 Fe2+ FeO.H* Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下： 解析：由反应原理可知，N2由 稀盐酸、H202溶液氨水 萃取剂HA N2H4生成，N元素化合价升高，发生 CeO,废渣 酸浸 中和一萃取 氧化反应，N2H4为还原剂，Fe2+由 氨水、NH,HCO稀硝酸 FeO4生成，Fe元素化合价降低，Fe2+ Ce2(C03)3 沉淀 反萃取 为还原产物，该过程总反应的化学方程 “酸浸”时CeO2与H2O2反应生 式为N2H4+2FeO4+12H 成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程 N2个+6Fe2++8H2O。 式为 点评：掌握上述模型，不仅能有效 解析：根据信息可知反应物为 应对考试中的陌生化学方程式书写，更 CeO2与H2O2,产物为Ce3+和O2,根 能加深对氧化还原反应本质—电子 据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒 转移与守恒思想的理解，提升化学学科 可知其离子方程式为2CeO2+H2O2+ 核心素养。化 18