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【摘 要】高考中书写方程式尤其是学生相对陌生的方程式是一个重要考点,学生通常难以把握。
本人通过对教学的反思和总结,摸索、提炼出了一种书写复杂、陌生化学反应方程式的方法。
在此方法中把化学反应方程式的书写作为一个系统的问题。建立了一个化学反应方程式的书写系统,用于完成对较为复杂的、未知的化学反应方程式尤其是在高考时未知方程式进行简单、快速的书写。此方法主要由五个步骤构成,分别是:初写方程式、配平电子、配平电荷、配平原子和对方程式进行检查。可以看作是对氧化还原反应、离子反应、普通化学反应方程式书写方法的一种整合。
【关键词】化学反应方程式 离子反应方程式 书写系统
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)32-0036-02
根据题目所给条件书写化学反应方程式,是高考中一种常见题型且难度较大。通过对这类题目进行分析后不难发现,此类题目涉及的知识点虽然比较多,但是系统性和规律性很强,下面就在这方面摸索的经验分享给大家,希望大家能够提出更多宝贵的意见将此系统补充和完善。
1、书写化学方程式系统建立的理论依据
事实上学生在高考中处理复杂的、未知的方程式时,其累积的知识量已经足够解决这一问题。即方程式的书写并不会脱离高中化学课当中所学的基本理论体系。包括氧化还原反应原理,离子反应,盐类水解理论。且必定遵循电子守恒,电荷守恒,质量守恒(物料守恒)等基本原则。
但是这些累积学习的成果可能在学生的大脑中相对独立,尚不能成为一个体系。彼此之间的联系学生无法掌握。这时,教师可以引导学生将这些概念进行系统化,对概念之间形成联系,找出其相关性将学习成果构建、整合并稳固下来。根据这一思路我们可以设计书写化学方程式系统的流程如下图:
2、书写化学方程式的具体步骤
如前所述,我们介绍了一个书写陌生化学反应方程式的系统。下面介绍其具体应用。根据设计的流程图,结合相关化学题目的特点(这类题目通常会给出一定量信息,让学生分析和判断其发生的化学反应并写出完整化学反应方程式或者离子反应方程式),可以得到书写化学方程式系统的具体步骤如下:
(1)根据题目已知条件结合氧化还原反应原理、离子反应、盐类水解其他化学反应基本理论进行初步分析并书写出反应物和生成物。这一步不太可能也根本没有必要将所有的反应物和生成物全部写出,只需将初步分析得出的反应物呵生成物书写在方程式“=”两边即可(通常应该使用“→”在书写方程式完毕并检查无误后改写成“=”并注明反应条件,为简便起见,本文都用“=”)。
(2)判断已知的反应物和生成物有无化合价变化,如果有,根据电子守恒即“电子有得必有失,得失必相等”配出部分反应物和生成物的系数。这一步往往要根据氧化还原理论的相关知识判断和补充反应方程式中的部分反应物或生成物。
(3)如果是离子反应,要确保方程式两边电荷守恒,根据电荷守恒通常能进一步补充和完善参与反应的物质,这里要特别注意反应的介质(把反应体系作为一个系统来处理)如果是酸性条件下则有可能是 H+参与反应或者生成 H+;若是堿性条件下则可能是OH-参与反应或者有OH-生成。
(4)根据物料守恒(原子守恒)将反应方程式两边配平。
(5)对方程式进行检查,一般是检查方程式中从未配过的元素的原子。
3、书写化学方程式系统的具体应用实例
下面我们通过一个实例说明如何具体使用本系统进行解题。
例 1:在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4。请书写其离子方程式
第一步,初写化学离子方程式。根据已知写出如下式子:
ClO-+Fe(OH)3=FeO42-
第二步,配平电子:在此反应中,铁元素的化合价从+3价变为+6价,化合价上升,失电子,作还原剂;则必定有元素化合价下降。反应物分析很容易得出化合价下降的为氯元素,在碱性溶液当中其产物为 Cl-,化合价从+1价变为-1价。则上式变为:ClO-+Fe(OH)3=
FeO42-+Cl-将电子配平后得:3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-
第三步,配平电荷。观察方程式两边电荷:左边3个单位负电荷,右边7个单位负电荷。应该还有离子参与了反应。在溶液当中参与反应的离子可能为H+或者OH-,结合题目已知条件中的“强碱性溶液”可知OH-参与了反应且化学计量数为 4。故上式变为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-
第四步,配平原子。观察方程式发现元素不守恒,仍以H元素为例进行配平反应前 10molH,故反应后应该配5molH2O。得:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
第五步,检查、完善方程式。检查方程式两边O元素的原子个数,确认方程式书写正确。
上面我们举的例子是氧化还原型的离子反应,如果书写非氧还原型的离子反应,则可跳过配平电子的过程并执行其他配平步骤。
笔者提供的这一方法经实践验证学生熟练掌握后将能够快速而且正确的书写复杂的化学方程式、离子方程式或电化学方程式。限于笔者水平有限,文中应该存在很多不足之处,恳请大家在应用过程当中提出宝贵意见以进一步完善这一系统解题方法。
参考文献:
[1]曹志兵.谈化学方程式书写的有效策略[J].化学教学,2011(04):58-60
本人通过对教学的反思和总结,摸索、提炼出了一种书写复杂、陌生化学反应方程式的方法。
在此方法中把化学反应方程式的书写作为一个系统的问题。建立了一个化学反应方程式的书写系统,用于完成对较为复杂的、未知的化学反应方程式尤其是在高考时未知方程式进行简单、快速的书写。此方法主要由五个步骤构成,分别是:初写方程式、配平电子、配平电荷、配平原子和对方程式进行检查。可以看作是对氧化还原反应、离子反应、普通化学反应方程式书写方法的一种整合。
【关键词】化学反应方程式 离子反应方程式 书写系统
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)32-0036-02
根据题目所给条件书写化学反应方程式,是高考中一种常见题型且难度较大。通过对这类题目进行分析后不难发现,此类题目涉及的知识点虽然比较多,但是系统性和规律性很强,下面就在这方面摸索的经验分享给大家,希望大家能够提出更多宝贵的意见将此系统补充和完善。
1、书写化学方程式系统建立的理论依据
事实上学生在高考中处理复杂的、未知的方程式时,其累积的知识量已经足够解决这一问题。即方程式的书写并不会脱离高中化学课当中所学的基本理论体系。包括氧化还原反应原理,离子反应,盐类水解理论。且必定遵循电子守恒,电荷守恒,质量守恒(物料守恒)等基本原则。
但是这些累积学习的成果可能在学生的大脑中相对独立,尚不能成为一个体系。彼此之间的联系学生无法掌握。这时,教师可以引导学生将这些概念进行系统化,对概念之间形成联系,找出其相关性将学习成果构建、整合并稳固下来。根据这一思路我们可以设计书写化学方程式系统的流程如下图:
2、书写化学方程式的具体步骤
如前所述,我们介绍了一个书写陌生化学反应方程式的系统。下面介绍其具体应用。根据设计的流程图,结合相关化学题目的特点(这类题目通常会给出一定量信息,让学生分析和判断其发生的化学反应并写出完整化学反应方程式或者离子反应方程式),可以得到书写化学方程式系统的具体步骤如下:
(1)根据题目已知条件结合氧化还原反应原理、离子反应、盐类水解其他化学反应基本理论进行初步分析并书写出反应物和生成物。这一步不太可能也根本没有必要将所有的反应物和生成物全部写出,只需将初步分析得出的反应物呵生成物书写在方程式“=”两边即可(通常应该使用“→”在书写方程式完毕并检查无误后改写成“=”并注明反应条件,为简便起见,本文都用“=”)。
(2)判断已知的反应物和生成物有无化合价变化,如果有,根据电子守恒即“电子有得必有失,得失必相等”配出部分反应物和生成物的系数。这一步往往要根据氧化还原理论的相关知识判断和补充反应方程式中的部分反应物或生成物。
(3)如果是离子反应,要确保方程式两边电荷守恒,根据电荷守恒通常能进一步补充和完善参与反应的物质,这里要特别注意反应的介质(把反应体系作为一个系统来处理)如果是酸性条件下则有可能是 H+参与反应或者生成 H+;若是堿性条件下则可能是OH-参与反应或者有OH-生成。
(4)根据物料守恒(原子守恒)将反应方程式两边配平。
(5)对方程式进行检查,一般是检查方程式中从未配过的元素的原子。
3、书写化学方程式系统的具体应用实例
下面我们通过一个实例说明如何具体使用本系统进行解题。
例 1:在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4。请书写其离子方程式
第一步,初写化学离子方程式。根据已知写出如下式子:
ClO-+Fe(OH)3=FeO42-
第二步,配平电子:在此反应中,铁元素的化合价从+3价变为+6价,化合价上升,失电子,作还原剂;则必定有元素化合价下降。反应物分析很容易得出化合价下降的为氯元素,在碱性溶液当中其产物为 Cl-,化合价从+1价变为-1价。则上式变为:ClO-+Fe(OH)3=
FeO42-+Cl-将电子配平后得:3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-
第三步,配平电荷。观察方程式两边电荷:左边3个单位负电荷,右边7个单位负电荷。应该还有离子参与了反应。在溶液当中参与反应的离子可能为H+或者OH-,结合题目已知条件中的“强碱性溶液”可知OH-参与了反应且化学计量数为 4。故上式变为:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-
第四步,配平原子。观察方程式发现元素不守恒,仍以H元素为例进行配平反应前 10molH,故反应后应该配5molH2O。得:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
第五步,检查、完善方程式。检查方程式两边O元素的原子个数,确认方程式书写正确。
上面我们举的例子是氧化还原型的离子反应,如果书写非氧还原型的离子反应,则可跳过配平电子的过程并执行其他配平步骤。
笔者提供的这一方法经实践验证学生熟练掌握后将能够快速而且正确的书写复杂的化学方程式、离子方程式或电化学方程式。限于笔者水平有限,文中应该存在很多不足之处,恳请大家在应用过程当中提出宝贵意见以进一步完善这一系统解题方法。
参考文献:
[1]曹志兵.谈化学方程式书写的有效策略[J].化学教学,2011(04):58-60