高考化学复习：无机方程式应考走捷径

天津五中市级优秀教师 汪新华

化学反应方程式是中学化学基础知识的重要组成部分，也是高考中的必考点之一。在备考过程中，许多学生常常感到困惑和压力，尤其是在面对复杂的无机化学反应方程式时。然而，只要我们认真分析高中所涉及的化学反应方程式，并掌握其中的规律，就可以找到一些行之有效的解题方法。

本文将从复分解反应和氧化还原反应两个方面入手，详细介绍如何正确书写无机化学反应方程式，并结合具体实例进行说明。

一、把握高中最重要的两种反应类型

# 1. 复分解反应（以广义酸、碱之间的中和反应最常见）

复分解反应是指两种化合物相互交换成分，生成另外两种新化合物的反应。这类反应的发生条件是有气体（挥发性物质）、沉淀（难溶性物质）和水（弱电解质）生成。例如：

\[ \text{NaCl + AgNO}_3 \rightarrow \text{AgCl} \downarrow + \text{NaNO}_3 \]

在这个例子中，氯化钠（NaCl）和硝酸银（AgNO）发生复分解反应，生成了氯化银（AgCl）沉淀和硝酸钠（NaNO）。氯化银是一种难溶于水的白色沉淀，因此可以通过观察是否有沉淀生成来判断复分解反应是否发生。

在学习了弱盐的水解后，我们可以将一些水解显酸性或显碱性的盐看作是广义的酸和碱。例如，碳酸氢钠（NaHCO）可以看作是弱酸（HCO）和强碱（NaOH）的盐，在水中部分水解产生碳酸根离子（CO），表现出一定的碱性。因此，涉及到盐的反应就可以看成是酸、碱之间的中和反应了。

主要分为以下四种类型：

① 酸 + 碱：如硫酸（HSO）与氢氧化钠（NaOH）反应生成硫酸钠（NaSO）和水（HO）。

② 酸 + 盐：如盐酸（HCl）与碳酸钙（CaCO）反应生成氯化钙（CaCl）、二氧化碳（CO）和水（HO）。

③ 碱 + 盐：如氢氧化钡（Ba(OH)）与硫酸铜（CuSO）反应生成氢氧化铜（Cu(OH)）沉淀和硫酸钡（BaSO）沉淀。

④ 盐 + 盐：如氯化钡（BaCl）与硫酸钠（NaSO）反应生成硫酸钡（BaSO）沉淀和氯化钠（NaCl）。

# 2. 氧化还原反应（高中常见的和典型的氧化剂和还原剂之间的反应最重要）

氧化还原反应是指电子的转移过程，其中一种物质失去电子（被氧化），另一种物质获得电子（被还原）。这类反应在高中化学中非常重要，尤其是那些常见的氧化剂和还原剂之间的反应。例如：

\[ \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{O} \]

在这个例子中，硫酸亚铁（FeSO）中的二价铁离子（Fe）被过氧化氢（HO）氧化为三价铁离子（Fe），而过氧化氢则被还原为水（HO）。

常见的氧化剂包括过氧化钠（NaO）、次氯酸钠（NaClO）、硝酸（HNO）和氯化铁（FeCl）。这些物质具有较强的氧化能力，能够将其他物质氧化。常见的还原剂包括硫酸亚铁（FeSO）、硫化氢（HS）、二氧化硫（SO）和碘化氢（HI）。这些物质容易失去电子，被氧化为更高级的氧化态。

二、对各族元素的代表物按照酸、碱性和氧化、还原性进行分类

为了更好地理解和记忆各种化学物质的性质，我们可以从酸、碱性和氧化性、还原性两个层面来对高中各族元素的典型代表物进行分类。这样不仅有助于理解不同物质之间的反应规律，还能帮助我们在考试中快速准确地写出正确的化学方程式。

# 1. 碱性物质

① 碱性：这一类物质在水中电离出氢氧根离子（OH），表现出明显的碱性。例如，氢氧化钠（NaOH）、氨水（NH·HO）、碳酸氢钠（NaHCO）、碳酸钠（NaCO）、偏铝酸钠（NaAlO）和硅酸钠（NaSiO）等。

② 碱性 + 氧化性：这一类物质不仅表现出碱性，还具有较强的氧化能力。例如，过氧化钠（NaO）、次氯酸钠（NaClO）、亚硝酸钠（NaNO）和氢氧化铁（Fe(OH)）等。它们可以在反应中既提供氢氧根离子，又能氧化其他物质。

③ 碱性 + 还原性：这一类物质不仅表现出碱性，还具有较强的还原能力。例如，亚硫酸钠（NaSO）、硫化钠（NaS）和氢氧化亚铁（Fe(OH)）等。它们可以在反应中既提供氢氧根离子，又能被氧化为更高级的氧化态。

# 2. 酸性物质

① 酸性：这一类物质在水中电离出氢离子（H），表现出明显的酸性。例如，稀盐酸（HCl）、稀硫酸（HSO）、碳酸（HCO）、硫酸氢钠（NaHSO）、氯化铝（AlCl）和氯化铵（NHCl）等。

② 酸性 + 氧化性：这一类物质不仅表现出酸性，还具有较强的氧化能力。例如，硝酸（HNO）、浓硫酸（HSO）、次氯酸（HClO）、氯化铁（FeCl）和硫酸铜（CuSO）等。它们可以在反应中既提供氢离子，又能氧化其他物质。

③ 酸性 + 还原性：这一类物质不仅表现出酸性，还具有较强的还原能力。例如，硫化氢（HS）、亚硫酸（HSO）、碘化氢（HI）和硫酸亚铁（FeSO）等。它们可以在反应中既提供氢离子，又能被氧化为更高级的氧化态。

# 3. 中性物质

① 中性：这一类物质在水中既不电离出氢离子也不电离出氢氧根离子，表现出中性。例如，硫酸钠（NaSO）、氯化钙（CaCl）和硝酸钡（Ba(NO)）等。

② 中性 + 还原性：这一类物质虽然表现出中性，但具有较强的还原能力。例如，碘化钠（NaI）和溴化钾（KBr）等。它们可以在反应中被氧化为更高级的氧化态。

如果反应物都是碱性物质，它们若不发生复分解反应，仅是发生氧化还原反应，我们只需要依据氧化还原反应的规律就可以完成方程式的书写。例如：

\[ \text{Na}_2\text{O}_2 + \text{Na}_2\text{S} + 2\text{H}_2\text{O} = 4\text{NaOH} + \text{S} \downarrow \]

同理，如果反应物都是酸性物质，若不发生复分解反应，仅发生氧化还原反应。只需要依据氧化还原反应的规律就可以完成方程式的书写。例如：

\[ 2\text{FeCl}_3 + 2\text{HI} = 2\text{FeCl}_2 + 2\text{HCl} + \text{I}_2 \]

当然，如果是酸、碱性物质与中性物质反应时，可能有以下两种情况：

(1) 发生生成沉淀的复分解反应；例如：

\[ \text{CaCl}_2 + \text{Na}_2\text{CO}_3 = 2\text{NaCl} + \text{BaCO}_3 \downarrow \]

\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Ba(NO}_3)_2 = \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HNO}_3 \]

(2) 发生氧化还原反应。例如：

\[ 2\text{NaI} + \text{Na}_2\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = 4\text{NaOH} + \text{I}_2 \]

\[ 2\text{NaI} + 2\text{FeCl}_3 = 2\text{FeCl}_2 + 2\text{NaCl} + \text{I}_2 \]

三、复杂反应的处理方法

在高中涉及的反应中，难度较大的是以下两类反应：

1. 既有酸性又有氧化性的物质与既有碱性又有还原性的物质之间的反应；

2. 既有酸性又有还原性的物质与既有碱性又有氧化性的物质之间的反应。

这两类反应我们既要考虑复分解反应又要考虑氧化还原反应。书写时应该考虑氧化还原反应优先原则，再考虑复分解反应。例如：

⑴ \( 2\text{FeCl}_3 + \text{Na}_2\text{S} = 2\text{FeCl}_2 + 2\text{NaCl} + \text{S} \downarrow \)

在这个反应中，氯化铁（FeCl）既是酸性物质又是氧化剂，硫化钠（NaS）既是碱性物质又是还原剂。首先发生的是氧化还原反应，氯化铁中的三价铁离子（Fe）被还原为二价铁离子（Fe），硫化钠中的硫离子（S）被氧化为单质硫（S）。

然后，生成的氯化亚铁（FeCl）和氯化钠（NaCl）之间不再发生复分解反应。

⑵ \( \text{H}_2\text{S} + \text{NaClO} = \text{NaCl} + \text{S} \downarrow + \text{H}_2\text{O} \)

在这个反应中，硫化氢（HS）既是酸性物质又是还原剂，次氯酸钠（NaClO）既是碱性物质又是氧化剂。首先发生的是氧化还原反应，硫化氢中的硫离子（S）被氧化为单质硫（S），次氯酸钠中的次氯酸根离子（ClO）被还原为氯离子（Cl）。

然后，生成的氯化钠（NaCl）和水（HO）之间不再发生复分解反应。

⑶ \( 10\text{HNO}_3 + 3\text{Fe(OH)}_2 = 3\text{Fe(NO}_3)_3 + \text{NO} \uparrow + 8\text{H}_2\text{O} \)

在这个反应中，硝酸（HNO）既是酸性物质又是氧化剂，氢氧化亚铁（Fe(OH)）既是碱性物质又是还原剂。首先发生的是氧化还原反应，硝酸中的氮元素（N）被还原为一氧化氮（NO），氢氧化亚铁中的二价铁离子（Fe）被氧化为三价铁离子（Fe）。

然后，生成的硝酸铁（Fe(NO)）和水（HO）之间不再发生复分解反应。

⑷ \( 6\text{HI} + 2\text{Fe(OH)}_3 = 2\text{FeI}_2 + \text{I}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \)

在这个反应中，碘化氢（HI）既是酸性物质又是还原剂，氢氧化铁（Fe(OH)）既是碱性物质又是氧化剂。首先发生的是氧化还原反应，碘化氢中的碘离子（I）被氧化为单质碘（I），氢氧化铁中的三价铁离子（Fe）被还原为二价铁离子（Fe）。

然后，生成的碘化亚铁（FeI）和水（HO）之间不再发生复分解反应。

通过以上分析可以看出，对于复杂反应，我们需要综合考虑多种因素，既要理解反应的本质，又要灵活运用所学的知识。希望同学们在复习过程中能够多加练习，掌握这些规律，从而在高考中取得优异的成绩。