金版學(xué)案高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)全國卷熱考微專題（4）新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的配平

全國卷熱考微專題(4)新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的配平氧化還原反應(yīng)方程式的配平是全國卷必考的知識點(diǎn)，考查題型主要是非選擇題。涉及知識主要有應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的規(guī)律判斷反應(yīng)產(chǎn)物；熟練利用電子守恒、電荷守恒和原子守恒書寫離子方程式。該類試題常以生產(chǎn)、生活、高科技為背景，與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系，情境新、陌生程度大，融合在Ⅱ卷中的實(shí)驗(yàn)題或化工流程圖題中，側(cè)重考生接受、提煉、整合新信息的能力，以及信息遷移應(yīng)用能力和規(guī)范書寫化學(xué)用語的能力。要順利解答該類試題要明確三大指導(dǎo)思想，掌握配平的方法和技巧。1．配平的三大指導(dǎo)思想2．配平的基本步驟(化合價(jià)升降法)1．(2017·全國卷Ⅲ)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________________________________________________________。解析：由題意可知：As2S3＋O2→H3AsO4＋S，每摩爾As2S3總共升高10價(jià)，每摩爾O2降低4價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等配平的2As2S3＋5O2→4H3AsO4＋6S，在考慮質(zhì)量守恒，反應(yīng)前少12H、6O，所以反應(yīng)原理為2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S。答案：2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S2．(2016·全國卷Ⅰ)＋6價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原成Cr3＋，該反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________。解析：Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原成Cr3＋，HSOeq\o\al(－,3)被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，化合價(jià)升降總數(shù)相等，可寫出離子方程式為5H＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O答案：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O[方法指導(dǎo)]新情境下氧化還原方程式的配平步驟1．找出反應(yīng)粒子：通過氧化還原反應(yīng)中元素價(jià)態(tài)的變化，找出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的微粒。2．正確預(yù)測產(chǎn)物：依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律確定氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。3．配平變價(jià)微粒：應(yīng)用最小公倍數(shù)法確定得失電子的數(shù)目，配平含變價(jià)元素的相關(guān)物質(zhì)。4．確定缺項(xiàng)物質(zhì)：根據(jù)溶液酸堿性及電荷守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)是H2O、OH－還是H＋。補(bǔ)項(xiàng)原則為：條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H＋，少O(氧)補(bǔ)H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)，少O(氧)補(bǔ)OH－5.整體元素配平：通過觀察法確定所有物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。6．“三查”驗(yàn)證：檢查物質(zhì)拆分是否正確；檢查電荷、質(zhì)量是否守恒。1．(2017·全國卷Ⅱ)將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實(shí)現(xiàn)氧的固定?！把醯墓潭ā敝邪l(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________。解析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Mn(OH)2被氧化為MnO(OH)2，Mn的化合價(jià)由＋2價(jià)→＋4價(jià)，化合價(jià)升高2，氧氣中O的化合價(jià)由0價(jià)→－2價(jià)，整體降低4價(jià)，最小公倍數(shù)為4，由此可得方程式2Mn(OH)2＋O2=2MnO(OH)2。答案：2Mn(OH)2＋O2=2MnO(OH)22．(2016·全國卷Ⅰ)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________。解析：酸化的FeCl2溶液與H2O2反應(yīng)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，H2O2被還原為H2O，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。答案：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O3．(2016·全國卷Ⅱ)實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________。解析：(1)次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨的反應(yīng)中，氮元素的化合價(jià)由氨分子中的－3價(jià)升高到聯(lián)氨分子中的－2價(jià)，氯元素的化合價(jià)由次氯酸鈉中的＋1價(jià)降低到－1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升高與降低總數(shù)相等和原子守恒，配平化學(xué)方程式為NaClO＋2NH3=N2H4＋NaCl＋H2O。答案：NaClO＋2NH3=N2H4＋NaCl＋H2O4．(2016·四川卷)在稀硫酸中，Cr的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化氧的一種氫化物，Cr被還原為＋3價(jià)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________________________________________________________________________________。解析：鉻的最高價(jià)的鉀鹽為K2Cr2O7，將H2O2氧化為O2，自身被還原為Cr2(SO4)3，注意溶液呈酸性，配平。答案：3H2O2＋K2Cr2O7＋4H2SO4=3O2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O5．(2015·上海卷)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________。解析：KClO3有氧化性，H2C2O4有還原性，在酸性條件下KClO3可以和草酸(H2C2O4)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4等物質(zhì)。則根據(jù)電子守恒及原子守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4=2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H答案：2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4=2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H26．將ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________。答案：2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－7．含氮廢水進(jìn)入水體中對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，用金屬鋁可將水中的NOeq\o\al(－,3)還原成N2，從而消除氮污染，請配平離子反應(yīng)方程式：eq\x()NOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Al＋eq\x()H2O=eq\x()N2↑＋eq\x()Al(OH)3＋eq\x()____________。解析：用化合價(jià)升降法配平。在該反應(yīng)中，氧化劑(2NOeq\o\al(－,3)→N2)，化合價(jià)降低的總數(shù)為10；還原劑(Al→Al3＋)，化合價(jià)升高的總數(shù)為3。由此先確定氧化劑與還原產(chǎn)物、還原劑與氧化產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。由電荷守恒確定OH－及其化學(xué)計(jì)量數(shù)，最后用觀察法配平其他物質(zhì)。答案：610183106OH－8．利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2。生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________。答案：3NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NOeq\o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O9．生產(chǎn)硫化鈉大多采用無水芒硝(Na2SO4)－碳粉還原法，若煅燒所得氣體為等物質(zhì)的量的CO和CO2，寫出煅燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________________________。答案：3Na2SO4＋8Ceq\o(=,\s\up14(高溫))3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑10．H3PO2的工業(yè)制法：將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________。答案：2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O=3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑11．(2017·北京卷)SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理：①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________________________。②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________。③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí)，尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成：_____________________________________________________________________________________________________________。(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理：NOx的儲存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行，如圖a所示。圖a圖b①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是________。②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進(jìn)行，圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__________。③還原過程中，有時(shí)會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí)，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：______________eq\o(=,\s\up14(催化劑))eq\x()15NNO＋eq\x()H2O解析：(1)①根據(jù)題意，反應(yīng)物為H2O和CO(NH2)2，生成物為NH3和CO2，反應(yīng)條件為加熱，結(jié)合元素守恒可寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。②根據(jù)題意，反應(yīng)物為NH3和NO2，生成物為N2和H2O，反應(yīng)需在催化劑作用下進(jìn)行。③根據(jù)題意，NH3、SO2、O2和H2O反應(yīng)生成(NH4)2SO4。(2)①由圖a可以看出NOx在BaO中儲存，在Ba(NO3)2中還原，因此儲存NOx的物質(zhì)為BaO。②由圖b可知，Ba(NO3)2在第一步反應(yīng)中被H2還原為NH3，根據(jù)得失電子守恒，1molBa(NO3)2轉(zhuǎn)化成NH3得到2mol×8＝16mol電子，1mol氫氣失去2mo