基于O2-为中间产物的离子反应方程式书写及教学意义探讨

任圣颖

(广东省深圳外国语学校)

一、问题的提出

人教版化学必修第二册《不同价态含硫物质的转化》中,涉及了亚硫酸氧化硫化钠的实验。根据亚硫酸是否过量,通常可以写出以下两个离子反应方程式:

亚硫酸氧化硫化钠离子反应方程式的书写这个问题还没有文献报导解决,以至于到了高三复习备考阶段,仍有大量学生不能正确写出该离子反应方程式。

二、亚硫酸氧化硫化钠的离子反应方程式书写

(一)氢氧燃料电池电极方程式的书写启示

在书写氢氧燃料电池正极反应方程式时,第一步应先写出氧气得电子生成氧离子的反应方程式:

然后根据正极电解液的不同,考虑O2-的进一步反应。在酸性、碱性电解液中,分别有如下反应:

最后将②×2+①、③×2+①即可得氢氧燃料电池正极反应方程式:

从以上过程我们可以看出,氢氧燃料电池正极反应方程式的书写,是以O2-为中间产物,并考虑其进一步可能发生的反应得出来的。那么,在书写亚硫酸氧化硫化钠的离子反应方程式过程中,我们是否也能够借助O2-,来解决其书写过程中产物如何确定的问题呢?

(二)以O2-为中间产物的离子反应方程式书写方法介绍

本文根据教学实践,借鉴氢氧燃料电池电极方程式的书写方法,在这里介绍一种以O2-为中间产物的离子反应方程式书写方法,来解决亚硫酸氧化硫化钠的离子反应方程式书写问题。

表1 亚硫酸氧化硫化钠的离子反应方程式的书写

从以上书写过程我们可以看出,这种以O2-为中间产物的书写方法,有效避免了电荷守恒“失效”问题。这种书写方法的要点是,如果氧化剂或还原剂是化合物,首先将氧化剂、还原剂按照化合价拆写成最简单的离子,然后分两个部分去考虑整体的反应,一部分是氧化剂和还原剂中变价元素的反应,另外一部分是氧化剂和还原剂中非变价元素的反应,如图1所示。这种书写方法非常有助于学生深度理解氧化剂、还原剂的含义:氧化剂和还原剂的本质是化合价发生变化的元素得失电子,而没有发生化合价变化的元素随着变价元素而重新组合成其他物质。

图1 以O2-为中间产物的书写方法示意图

(三)以O2-为中间产物的离子反应方程式书写方法在确定硫酸亚铁氧化产物中的应用

表2 FeSO4被O2氧化的离子反应方程式书写示例

从这个例子可以看出,以O2-为中间产物的离子反应方程式书写方法在确定FeSO4氧化产物上有着显著的优势。

(四)以O2-为中间产物的离子反应方程式书写方法教学建议

表3 重铬酸钾酸性溶液氧化硫酸亚铁离子反应方程式书写示例

三、结语