【高三】例谈高考化学总复习（2）

总复习实质上是一种在新的水平上的再学习。这个“再学习”的基本含义如下：

第一，对过去所学知识站在新的高度上深度理解。

第二，所学知识的概括化（结构化）。

第三，所学知识的网络化。

当然，总复习作为一个“再认识”过程，除了静态的知识的视角外，还应该包含能力训练的视角，以及学科思维的视角、核心素养的视角。

分期论述如下：

（接续上期）

第二，总复习是所学知识的概括化（结构化）的过程。

学习就是这样，有的东西需要深入挖掘、广泛涉猎；而有些内容需要抽提、概括。所谓“薄书读厚、厚书读薄”是也。

中学化学的很多知识点，初学时显得比较散乱，到高三复习阶段则可以通过概括化地整理提炼，使之一体化。既减轻了记忆的负担，也在思考、概括过程中提升了学科思维能力。

比如，O₂作为廉价的氧化剂，常被用作燃料电池的正极反应物，O₂在不同电解质环境中的放电反应方程式看似散乱，其实是因为我们没有掌握其规律。

一般情况下，O₂在正极放电，应该首先发生如下变化：

O₂+ 4e^- = 2O^2-

至于实际的还原产物是什么，则要依据电解质环境而定。让我们逐一分析如下：

（1）强酸性环境下，O^2- + 2H⁺ = H₂O（此反应实乃初中所学碱性氧化物溶解于强酸反应的本质），则总反应为O₂ + 4e^- + 4H⁺ = 2H₂O；

【思考讨论】

如果以磷酸溶液为电解质，燃料电池中O₂为助燃气，写出正极反应的方程式。

（2）中性或碱性环境下，没有现成的H⁺可供O^2-结合，于是它就夺取H₂O的质子（H⁺）：O^2- + H₂O = 2OH^-（此反应实乃初中所学碱性氧化物Na₂O、CaO等跟H₂O化合得到强碱的本质）。因为H₂O里的O本来也是O^2-，不过它事先获得了2个质子而已。总反应为O₂ + 4e^- + 2H₂O = 4OH^-。

（3）如果在HCO₃^-- H₂CO₃缓冲体系（比如人体血液）里，则既不允许出现H⁺（它跟HCO₃^-不共存）也不允许出现OH^-（它跟H₂CO₃、HCO₃^-均不共存），那么，我们只能用HCO₃^-这唯一带电荷的离子平衡方程式里的电荷数。则有：O₂+ 4e^- + 4H₂CO₃ = 4HCO₃^-+ 2H₂O（可以理解为每个H₂CO₃提供出1个H⁺，剩余HCO₃^-）。

（4）在熔融碳酸盐燃料电池（CO为燃料气、熔化的Li₂CO₃或Na₂CO₃为电解质、O₂和CO₂为助燃气）里，O^2- + CO₂ = CO₃^2-（此反应实乃初中所学碱性氧化物跟酸性氧化物作用得含氧酸盐的本质），总反应为：O₂ + 4e^- + 2CO₂ = 2CO₃^2-。

（5）也有的电池采用可直接传导O^2- 的固体电解质材料，这样的电池里最省事，O₂放电反应就是简单的O₂ + 4e^- = 2O^2-，然后O^2- 径直通过电解质、进入负极区参与氧化反应即可。

再举一例：AlO₂^-[实为Al(OH)₄^-]参与的各种反应。

AlO₂^- 的反应看似混乱，其实非常简单，它只有一个化学性质，那就是结合H⁺！

AlO₂^-+ H⁺ + H₂O = Al(OH)₃↓

（1）跟强酸反应，分为如下两种情况：

酸不足：AlO₂^-+ H⁺ + H₂O = Al(OH)₃↓；

酸过量：AlO₂^-+ 4H⁺ = 2H₂O + Al³⁺[产物Al(OH)₃接着被H⁺溶解掉]

（2）跟弱酸反应，首先要看弱酸弱到何种程度。

像可以溶解Al(OH)₃的醋酸，则跟与强酸反应的情况类似，只是方程式写法不同而已。

少量醋酸：AlO₂^-+ CH₃COOH + H₂O = Al(OH)₃↓ + CH₃COO^-；

过量醋酸：AlO₂^-+ 4CH₃COOH = 2H₂O + Al³⁺+ 4CH₃COO^-[产物Al(OH)₃接着被过量醋酸溶解]

如果是不能溶解Al(OH)₃的碳酸，因碳酸为二元酸，要考虑过量CO₂跟CO₃^2-作用的情况，即也得考虑CO₂过量、不过量两种情况。

CO₂少量：2AlO₂^- + CO₂ + 3H₂O= 2Al(OH)₃↓ + CO₃^2-[前提是：HCO₃^-比Al(OH)₃酸性强]

CO₂足量：AlO₂^- + CO₂ + 2H₂O= Al(OH)₃↓ + HCO₃^-（因CO₂过量，每个H₂CO₃只提供一个H⁺跟AlO₂^-结合）

（3）无酸存在时，AlO₂^- 自身水解显碱性：

AlO₂^- + 2H₂O ≒ Al(OH)₃ + OH^-。

（4）AlO₂^-水解性很强，跟一切水解显酸性的离子不可大量共存：

Al³⁺ + 3AlO₂^- + 6H₂O= 4Al(OH)₃↓；

Fe³⁺ + 3AlO₂^- + 6H₂O= Fe(OH)₃↓ + 3Al(OH)₃↓；

NH₄⁺ + AlO₂^- + H₂O= Al(OH)₃↓ + NH₃↑。

（5）向NaAlO₂溶液里滴加NaHCO₃溶液，则会产生大量白色沉淀物。如何理解这一反应呢？

显然，根据该反应体系的元素组成看，此白色沉淀物应该是Al(OH)₃。那么AlO₂^- 要转化为Al(OH)₃需要什么条件呢？需要H⁺！我们知道，HCO₃^- 既有酸性又有碱性，此处它遇到了比它碱性更强的AlO₂^-了，犹如小偷遇到强盗一样，它乖乖地交出自己的H⁺，发生如下反应：

AlO₂^- + HCO₃^- + H₂O= CO₃^2- + Al(OH)₃↓

根据以上分析，你看AlO₂^- 是不是只有结合H⁺ 这单一的性质呢？

多动动脑筋吧！年轻人。复习并不枯燥，而是很好玩的。

（未完待续）