建构“2H⁺+O^2-====H₂O”模型及其在化学计算中的应用

周昌勇 张琦

摘要： 以浙江省近几年选考的有关氧化还原计算问题为素材，分类探讨固体氧化物分解、金屬和金属氧化物混合体系与酸反应、金属与硫酸和硝酸混合溶液的反应以及非金属单质的歧化反应等四类计算问题，建构以“2H++O2-H2O”为主的解题模型。在此基础上对该类计算问题从命题角度进行建模讨论，以加深对该类计算问题的认知，同时为了更直观地呈现解题过程用流程图形式进行了表征。

关键词： 2H++O2-H2O; 氧化物等价模型; 计算模型; 氧化还原

文章编号： 1005-6629（2021）12-0086-07

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

建构模型是基于对研究样本进行实践分析和证据推理后利用简化、类比和抽象的方法将研究样本的本质特征和内在关联形成概括性描述或认识思路[1]。近几年浙江选考化学计算能力的考查都与氧化还原反应有关，但对该类问题很少有系统性的研究。基于软硬酸碱理论[2]可知，属于硬碱的O2-和属于硬酸的H+结合力很强，由于水溶液中H+通过氢键形成的特殊通道进行迁移[3]，反应速率比氧化还原反应要快得多，因此H+优先于其他离子与O2-结合。基于此理论，本文另辟蹊径建构“2H++O2-H2O”的解题模型，并与其他解题模型进行比较。在此基础上对该类问题从命题角度进行探究，建构该类问题的命题模型，以强化对该类计算问题解题模型的理解。

1 固体氧化物先分解后加酸模型

1.1 解题模型建构

例1 取7.90g KMnO4，加热分解后剩余固体7.42g。该剩余固体与足量的浓盐酸在加热条件下充分反应，生成单质气体Cl2，产物中锰元素以Mn2+存在，请计算Cl2的物质的量。……