2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)(多選)魯科版第二章第6課時　新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫學(xué)案

第6課時新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫1.掌握氧化還原反應(yīng)的配平方法。2.整合有效信息書寫氧化還原反應(yīng)方程式。氧化還原反應(yīng)方程式的配平1.配平原則2.配平步驟3.配平實例配平下列反應(yīng)的離子方程式:MnO(OH)2+I-+H+Mn2++I2+H2O[理解辨析]做一做結(jié)合上述配平離子方程式的步驟,完成下列化學(xué)方程式的配平。H2S+HNO3S↓+NO↑+H2O

解析:配平步驟如下第一步:標變價。H2S-2+HN+5O3S0↓+第二步:列得失。H2S-2失去2e-↓ ↓得到(5-2)e- S0 N第三步:求總數(shù),從而確定氧化劑(或還原產(chǎn)物)和還原劑(或氧化產(chǎn)物)的化學(xué)計量數(shù)。H2S-2+HN 失去2e-×3↓ ↓得到3e-×2 S0 N故H2S的化學(xué)計量數(shù)為3,HNO3的化學(xué)計量數(shù)為2。第四步:配化學(xué)計量數(shù),先配平變價元素,再利用原子守恒配平其他元素。3H2S+2HNO33S↓+2NO↑+4H2O第五步:查守恒,其他原子在配平時相等,最后利用O原子守恒來進行驗證。答案:323241.NaNO2是一種食品添加劑,它能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+NO2-+□Mn2++NOA.該反應(yīng)中NO2B.反應(yīng)過程中溶液的pH減小C.生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4D.□中的粒子是OH-解析:NO2-中N元素的化合價由+3價升至+5價,NO2-被氧化,MnO4-中Mn元素的化合價由+7價降至+2價,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5NO2-+6H+2.由硫可制得多硫化鈉Na2Sx,x值一般為2～6,已知Na2Sx與NaClO反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+NaCl+H2O

(1)試配平上述化學(xué)方程式:

。

(2)若某多硫化鈉在反應(yīng)中消耗的NaClO和NaOH的物質(zhì)的量之比為2∶1,試以求得的x值寫出該多硫化鈉的化學(xué)式:。

解析:(1)NaClO→NaCl,Cl化合價降低2,Na2Sx→xNa2SO4,x個S化合價升高6x+2,則(3x+1)NaClO→(3x+1)NaCl,Na2Sx→xNa2SO4,根據(jù)原子守恒依次配平NaOH、H2O,配平后化學(xué)方程式為Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOHxNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O。(2)若某多硫化鈉在反應(yīng)中消耗的NaClO和NaOH的物質(zhì)的量之比為2∶1,則(3x+1)∶(2x-2)=2∶1,解得x=5,即該多硫化鈉的化學(xué)式為Na2S5。答案:(1)Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOHxNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O(2)Na2S5配平的常用技巧(1)全變從左邊配:氧化劑、還原劑中某元素化合價是全變的,一般從左邊反應(yīng)物著手配平。(2)自變從右邊配:自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(3)缺項配平法:先將得失電子數(shù)配平,再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物一邊缺正電荷,一般加H+,生成物一邊加水;若反應(yīng)物一邊缺負電荷,一般加OH-,生成物一邊加水,然后根據(jù)兩邊電荷數(shù)配平。(4)當化學(xué)方程式中有多個缺項時,應(yīng)根據(jù)化合價的變化找準氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。(5)在有機物參與的氧化還原反應(yīng)方程式的配平中,一般有機物中H顯+1價,O顯-2價,根據(jù)物質(zhì)中元素化合價代數(shù)和為零的原則,確定碳元素的平均價態(tài),然后進行配平。新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫1.根據(jù)信息“四步”書寫氧化還原反應(yīng)方程式2.書寫實例一定條件下,向硫酸亞鐵溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素化合價為+3價)與Fe2+反應(yīng)生成納米Fe、H2和[B(OH)4][理解辨析]做一做1.KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4溶液反應(yīng),生成Mn2+和CO2,該反應(yīng)的離子方程式是。

解析:①依題意,錳元素的化合價降低,故KMnO4是氧化劑,Mn2+是還原產(chǎn)物;碳元素的化合價升高,故Na2C2O4(碳元素化合價為+3價)是還原劑,CO2是氧化產(chǎn)物。②按“氧化劑+還原劑還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”把離子方程式初步寫成:MnO4-+C2O42-Mn2++CO2↑。由MnO4-Mn2+,錳元素降低5價,由C2O42-CO2,碳元素升高1價,1molC2O42-共失去2mole-,故在C2O42-前配5,在氧化產(chǎn)物CO2前配10,在MnO4③反應(yīng)在硫酸中進行,故在左邊補充H+,右邊補充H2O,即2MnO4-+5C2O42-+□H+2Mn2++10CO④依據(jù)電荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO答案:2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2.以低品位銅礦砂(主要成分為CuS)為原料制備氯化亞銅的路線如下:寫出酸溶1發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

解析:①“瞻前”確定反應(yīng)物根據(jù)進料確定反應(yīng)物:CuS+MnO2+H2SO4。②“顧后”確定生成物根據(jù)出料中含有S,后續(xù)除錳生成MnCO3,說明酸溶1生成的是S和MnSO4。③根據(jù)得失電子守恒配平發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì):CuS+MnO2+H2SO4MnSO4+S。④根據(jù)質(zhì)量守恒補充并配平未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì):CuS+MnO2+2H2SO4MnSO4+S+2H2O+CuSO4。⑤檢查質(zhì)量、得失電子是否守恒。答案:CuS+MnO2+2H2SO4MnSO4+S+2H2O+CuSO4根據(jù)題干信息書寫方程式1.按要求完成下列方程式。(1)已知在酸性介質(zhì)中FeSO4能將+6價鉻還原成+3價鉻。寫出Cr2O72-與FeSO4(2)KMnO4氧化廢水中Mn2+生成MnO2的離子方程式為。

(3)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:。

(4)生產(chǎn)硫化鈉大多采用無水芒硝(Na2SO4)—炭粉還原法,若煅燒所得氣體為等物質(zhì)的量的CO和CO2,寫出煅燒時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(5)向含碘廢液中加入稍過量的Na2SO3溶液,將廢液中的I2還原為I-,其離子方程式:

。

(6)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:(1)Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H(2)3Mn2++2MnO4-+2H2O5MnO2↓+4H(3)3NO2-+2H+NO3-(4)3Na2SO4+8C3Na2S+4CO↑+4CO2↑(5)SO32-+I2+H2O2I-+SO(6)2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3↑2.二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜的殺菌消毒劑。已知ClO2為橙黃色氣體,極易溶于水,在混合氣體中濃度過高時易發(fā)生爆炸。請回答下列問題。(1)“二氧化氯泡騰片”的有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3,能快速溶于水,生成的ClO2溶于水得到ClO2溶液,同時生成另一種氣體而放出大量氣泡。產(chǎn)生另一種氣體的離子方程式為

。

(2)在處理廢水時,ClO2可與水中的有毒離子(如CN-)反應(yīng)生成兩種無毒氣體,反應(yīng)的離子方程式為。

(3)利用NaClO3還原法可制備ClO2,實驗裝置如圖:裝置A中生成ClO2的化學(xué)方程式為

。

解析:(1)由二氧化氯泡騰片的有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3,能快速溶于水,生成的ClO2溶于水得到ClO2溶液,同時生成另一種氣體而放出大量氣泡可知,溶于水時發(fā)生的反應(yīng)為NaClO2與NaHSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaCl、Na2SO4、ClO2和H2O,NaHSO4與NaHCO3反應(yīng)生成Na2SO4、CO2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為5NaClO2+4NaHSO4NaCl+4Na2SO4+4ClO2↑+2H2O、NaHSO4+NaHCO3Na2SO4+CO2↑+H2O,生成二氧化碳的離子方程式為HCO3-+H+H2O+CO2↑。(2)反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-。(3)裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為NaClO3、H2O2和H2SO4反應(yīng)生成ClO2、Na2SO4、O2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+H2O2+H2SO4Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O。答案:(1)HCO3-+H+H2O+CO2(2)2ClO2+2CN-2CO2+N2+2Cl-(3)2NaClO3+H2O2+H2SO4Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O根據(jù)圖示信息書寫方程式3.從分金渣(主要成分為AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中獲取高純銀的流程如圖所示:已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2S)=6.3×10-50。(1)“預(yù)處理”時主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)“分銀”時AgCl與Na2SO3反應(yīng)生成Ag(SO3)23-的離子方程式為(3)“還原”時HCHO轉(zhuǎn)化為HCOOH,其化學(xué)方程式為

。

解析:由題給流程可知,向分金渣中加入氯化鐵溶液進行預(yù)處理時,氯化鐵溶液與硫化銀反應(yīng)生成氯化亞鐵、單質(zhì)硫、氯化銀,過濾得到含有氯化銀、硫、硫酸鉛、硫酸鋇的濾渣和含有氯化亞鐵的濾液a;向濾渣中加入亞硫酸鈉溶液,氯化銀與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成Ag(SO3)23-,硫、硫酸鉛、硫酸鋇與亞硫酸鈉溶液不反應(yīng),過濾得到含有硫、硫酸鉛、硫酸鋇的分銀渣和Ag(SO3)23(1)加入氯化鐵溶液預(yù)處理時發(fā)生的反應(yīng)為氯化鐵溶液與硫化銀反應(yīng)生成氯化亞鐵、單質(zhì)硫、氯化銀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeCl3+Ag2S2FeCl2+S+2AgCl。(2)分銀時發(fā)生的反應(yīng)為氯化銀與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成Na3[Ag(SO3)2]和氯化鈉,反應(yīng)的離子方程式為AgCl+2SO32-Ag(SO3)2(3)還原時發(fā)生的反應(yīng)為氯化銀與甲醛溶液反應(yīng)生成甲酸、鹽酸和單質(zhì)銀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AgCl+HCHO+H2O2Ag+HCOOH+2HCl。答案:(1)2FeCl3+Ag2S2FeCl2+S+2AgCl(2)AgCl+2SO32-Ag(SO3)(3)2AgCl+HCHO+H2O2Ag+HCOOH+2HCl4.(2021·河北滄州二模節(jié)選)用含鉻不銹鋼廢渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(鉻綠)的工藝流程如圖所示:回答下列問題:(1)Cr2O3、KOH、O2反應(yīng)生成K2CrO4的化學(xué)方程式為

。

(2)“還原”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

解析:含鉻不銹鋼廢渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)經(jīng)過堿熔,生成了K2CrO4、K2SiO3、KAlO2、KFeO2,加水溶解,KFeO2與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀和KOH,可以把不溶的固體通過過濾除去,調(diào)pH,KAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,K2SiO3轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀,K2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7,K2Cr2O7與Na2SO3、H2SO4反應(yīng)生成Cr3+,加入NaOH使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3,通過加熱煅燒得到Cr2O3。(1)Cr2O3→2K2CrO4失去6e-,O2→K2CrO4、H2O得到4e-,依據(jù)得失電子數(shù)相等,配平得2Cr2O3+8KOH+3O24K2CrO4+4H2O。(2)Cr2O72-→2Cr3+得到6e-,SO32-→SO42-失去2e-,依據(jù)得失電子數(shù)相等,配平得Cr2O72-答案:(1)2Cr2O3+8KOH+3O24K2CrO4+4H2O(2)Cr2O72-+3SO32-+8H+2Cr3++3S1.工藝流程中的氧化還原反應(yīng)方程式的書寫方法(1)細讀題干尋找提純對象,結(jié)合工藝流程示意圖分析被提純元素的存在形式及雜質(zhì)的去除情況。(2)確定未知反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物,根據(jù)題意分析溶液環(huán)境,配平氧化還原反應(yīng)方程式。2.氧化還原反應(yīng)型離子方程式的書寫流程(1)找出反應(yīng)粒子:通過氧化還原反應(yīng)中元素價態(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,配平含變價元素的相關(guān)物質(zhì)。(4)確定缺項物質(zhì):根據(jù)溶液酸堿性及電荷守恒確定缺項物質(zhì)是H2O、OH-還是H+。(5)整體元素配平:通過觀察法確定所有物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。(6)三查檢驗驗證:檢查物質(zhì)拆分是否正確,電荷、質(zhì)量是否守恒。1.(2021·河北卷,15節(jié)選)綠色化學(xué)在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設(shè)計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝,該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料,不產(chǎn)生廢棄物,實現(xiàn)了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖:回答下列問題:(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是(填元素符號)。

(2)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,

可代替NaOH的化學(xué)試劑還有(填化學(xué)式)。

解析:由題給流程可知,鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣在高溫下連續(xù)氧化反應(yīng),在熔融氫氧化鈉作用下,Fe(CrO2)2被氧氣高溫氧化生成鉻酸鈉和氧化鐵,氧化鋁與熔融氫氧化鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉,氧化鎂不反應(yīng);將氧化后的固體加水溶解,過濾得到含有氧化鎂、氧化鐵的濾渣Ⅰ和含有過量氫氧化鈉、鉻酸鈉、偏鋁酸鈉的濾液;濾液經(jīng)介穩(wěn)態(tài)相分離得到鉻酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液和偏鋁酸鈉溶液;向鉻酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳得到重鉻酸鈉溶液和碳酸氫鈉沉淀;向偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳氣體得到氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液;向濾渣Ⅰ中通入二氧化碳和水蒸氣,氧化鎂與二氧化碳和水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液;碳酸氫鎂溶液受熱分解得到碳酸鎂固體和二氧化碳、水蒸氣,二氧化碳、水蒸氣可以在工序②循環(huán)使用;碳酸鎂高溫煅燒得到氧化鎂。(1)由分析可知,高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是鐵元素和鉻元素。(2)工序③中發(fā)生的反應(yīng)為鉻酸鈉溶液與過量的二氧化碳反應(yīng)生成重鉻酸鈉溶液和碳酸氫鈉沉淀,反應(yīng)的離子方程式為2Na++2CrO42CO2+H2OCr2O72-+2NaHCO(3)碳酸氫鈉代替高溫連續(xù)氧化工序中的氫氧化鈉發(fā)生的主要反應(yīng)為高溫下,Fe(CrO2)2與氧氣和碳酸氫鈉反應(yīng)生成鉻酸鈉、氧化鐵、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O;若將碳酸氫鈉換為碳酸鈉也能發(fā)生類似的反應(yīng)。答案:(1)Fe、Cr(2)2Na++2CrO42-+2CO2+H2OCr2O7(3)4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2ONa2CO32.(2020·全國Ⅱ卷,26節(jié)選)(1)Cl2O為淡棕黃色氣體,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備,該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為。

(2)ClO2常溫下為黃色氣體,易溶于水,其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯