浅谈守恒思想在新信息方程式书写中的应用

云南 孙应伦

随着新课改的推进，全国各地高考化学卷中，均出现了陌生程度较高的化学方程式的书写和判断，考生在面对这类问题时，由于题面信息较新，涉及内容不是教材中的反应方程式，往往感觉难于下手，甚至产生恐惧心理。对于这一类化学反应方程式，其实只要掌握一定的技巧和方法，充分利用化学中的守恒思想，书写就会变得很简单。笔者从氧化还原反应、非氧化还原反应两种类型来阐述如何书写新信息反应方程式。

一、氧化还原反应方程式

在溶液中的反应，对氧元素的处理是方程式书写的难点，要充分考虑介质的影响，对-2价氧来说，可以以三种形式存在，即：O2-(熔融活泼金属氧化物)、H2O(酸性环境中，因能提供较多的H+)、OH-(中性或者碱性环境中，因H+较少，只能由H2O电离得到，每个H2O分子只能提供一个H+)。

掌握了氧化剂、还原剂及其能力强弱、产物价态后，如何巧用守恒思想正确书写氧化还原反应方程式呢？

以2017年全国Ⅲ卷28题(2)为例予以说明。

工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：_______________________________________。

第一步：书写“主干物质”。

“主干物质”即反应物中的氧化剂、还原剂，产物中的氧化产物、还原产物。

As2S3+O2——H3AsO4+S

第二步：标出发生变价的元素的化合价，利用得失电子守恒配平“主干物质”。

As：由反应前的+3价升至反应后的+5价，2个As共失去2×2=4个电子；

S：由反应前的-2价升至反应后的0价，3个S共失去3×2=6个电子；

失电子总数为10个。

O：由反应前的0价降至反应后的-2价，2个O共得到4个电子。

根据电子守恒可知，10与4的最小公倍数为20，且10×2=4×5，所以As2S3的系数为2，O2的系数为5。可以得到：

2As2S3+5O2——4H3AsO4+6S

第三步：利用质量守恒补充完整反应方程式。

对于电化学以氧化还原反应为核心的电极反应方程式的书写，该方法同样有效。

以2016年浙江高考试题28题(5)为例予以说明。

研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在_______极，该电极反应式是_______________________________________。

依据：“二氧化碳变甲醇”，碳元素的化合价降低，得到电子，说明其在阴极反应。其电极反应式书写步骤如下：

第一步：书写“主干物质”。

第二步：利用得失电子守恒配平“主干物质”。CO2中碳元素化合价为+4，甲醇中碳元素化合价为-2，故应得到6个电子。

第三步：利用电荷守恒和质量守恒补充完整反应方程式。

从以上例子可以看出，对新信息型的氧化还原反应方程式，只要掌握新信息型氧化还原反应方程式的书写规则，抓住反应本质“得失电子守恒”，再巧用质量守恒以及离子反应中电荷守恒，就可以化繁为简，将“陌生”方程式转化为考生容易书写的“熟悉”方程式，解决考生对“陌生”氧化还原反应方程式的恐惧心理。

二、非氧化还原反应方程式

以2017年全国Ⅰ卷27题(2)为例予以说明。

Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图所示：

回答下列问题：

第一步：依据题意写出主要反应物及生成物。

第二步：依据质量守恒和电荷守恒完成方程式。

对于新信息型的非氧化还原反应方程式，在根据题意写出主要反应物及生成物之后，再依据质量守恒(离子反应还有电荷守恒)，即可轻松写出相关反应方程式。