专题突破8 整合有效信息书写氧化还原方程式
“四步法”突破新情境下氧化还原方程式的书写
[示例] KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2和CO2,该反应的离子方程
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式是___________________________________________________________________。 分析 第一步：依题意,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2是还原产物；碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnO4＋C2O2→Mn2＋CO2↑。 4―
2由MnO4→Mn2,锰元素降了5价；由C2O24→CO2,碳元素升了1价,1 mol C2O4共失去2 mol 2e,故在C2O24前配5,在氧化产物CO2前配10；在MnO4前配2,在还原产物Mn前配2,即
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2MnO4＋5C2O2→2Mn2＋10CO2↑。 4―
第三步：反应在硫酸中进行,故在左边补充H,右边补充H2O,2MnO4＋5C2O24＋ H―→2Mn2＋10CO2↑＋ H2O。
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
22MnO4＋5C2O24＋16H=====2Mn＋10CO2↑＋8H2O。
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1.根据题目信息,完成有关化学方程式：
(1)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成该反应的离子方程式：
________(D)＋24ClO3＋24H=== ClO2↑＋ CO2↑＋ ________。
(2)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为_____________________ ______________________________________________________________________________。 高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强
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碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为__________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为__________________________________________ ____________________________________________________________(用离子方程式表示)。 (4)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的离子方程式为_______________________ ____________________________________________________________________________。 答案 (1)1 C6H12O6 24 6 18 H2O
(2)2Fe3＋2I===2Fe2＋I2 2Fe3＋3ClO＋10OH===2FeO24＋3Cl＋5H2O (3)2S2＋O2＋2H2O===4OH＋2S↓
(4)PbO2＋4H＋2Cl=====Pb2＋Cl2↑＋2H2O
【解析】 (2)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质,根据现象可知生成碘单质,则I被氧化为I2,Fe3被还原成Fe2,可以写出Fe3＋I―→Fe2＋I2,然后根据得失电子守恒、电荷守恒配平。FeCl3与KClO反应时,根据题目信息可知Fe3被氧化为FeO24,则ClO被还原成Cl,可以写
3出Fe3＋ClO―→FeO24＋Cl,然后根据氧化还原反应中得失电子守恒可以得到2Fe＋
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3ClO―→2FeO24＋3Cl,再结合溶液呈强碱性和电荷守恒,在左边补上OH,右边补上H2O,然后配平即可。
(3)Na2S溶液长期放置有硫生成,则一定有氧气参加反应,可以根据氧化还原反应规律写出S2＋O2＋H2O―→OH＋S↓,再根据电荷守恒、得失电子守恒配平方程式。 2.根据下列各图示信息,完成有关方程式：
(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：
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反应Ⅰ的化学方程式：_________________________________________________________。 (2)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
上图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(3)[2016·北京理综,27(1)(2)改编]以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下：
(Ⅰ)过程Ⅰ中,在Fe2催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的离子方程式是_____________ ______________________________________________________________________________。 (Ⅱ)过程Ⅰ中,Fe2催化过程可表示为
3ⅰ：2Fe2＋PbO2＋4H＋SO24===2Fe＋PbSO4＋2H2O
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ⅱ：……
①写出ⅱ的离子方程式：_______________________________________________________。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。 b.________________________________________________________________________。 答案 (1)SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI (2)4Fe＋NO3＋10H===4Fe2＋NH4＋3H2O (3)(Ⅰ)Pb＋PbO2＋4H
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＋
－Fe
＋2SO24=====2PbSO4＋2H2O
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2＋
－＋＋＋
2
(Ⅱ)①2Fe3＋Pb＋SO24===PbSO4＋2Fe
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②取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
3.(2018·武汉联考)磷化铝(AlP)和磷化氢(PH3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。 (1)磷元素位于元素周期表第________周期________族。AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体,该反应的另一种产物的化学式为________。
(2)PH3具有强还原性,能与CuSO4溶液反应,配平该反应的化学方程式：
CuSO4＋ PH3＋ H2O=== Cu3P↓＋ H3PO4＋ H2SO4 (3)工业制备PH3的流程如图所示。
①白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为____________________________________________ _____________________________,次磷酸属于________(填“一”“二”或“三”)元酸。 ②若起始时有1 mol P4参加反应,则整个工业流程中共生成________mol PH3。(不考虑产物的损失)
答案 (1)三 ⅤA Al(OH)3 (2)24 11 12 8 3 24
(3)①P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2 一 ②2.5
【解析】 (1)AlP与H2O反应生成PH3气体,另一种产物的化学式是Al(OH)3。
(2)反应中Cu由＋2价变为＋1价,部分P由－3价变为＋5价,根据得失电子守恒法可将方程式配平。
(3)①由流程图可知白磷和烧碱溶液反应生成PH3和NaH2PO2,产物中H原子个数比O原子个数多,因此反应物中除P4、NaOH外还应有H2O参与,据此可写出反应的化学方程式。由于使用的烧碱过量,所以得到的NaH2PO2应是次磷酸的正盐,即次磷酸属于一元酸。
②1 mol P4与烧碱溶液发生反应P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2,生成1 mol PH3和3 mol NaH2PO2,3 mol NaH2PO2与硫酸发生反应2NaH2PO2＋H2SO4===Na2SO4＋2H3PO2,生成3 mol H3PO2,3 mol H3PO2再发生分解反应2H3PO2===PH3↑＋H3PO4,又生成1.5 mol PH3,所以整个工业流程中共生成PH3 2.5 mol。
高2021届高2018级高中化学第一轮复习配套学案第二章专题突破8
