新情境下氧化还原反应方程式的书写资料讲解.docx

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新情境下氧化还原反应方程式的书写资料讲解

新情境下氧化还原反应方程式的书写

“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写

[示例]　KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是______________________________________________________________。

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：

MnO

＋C2O

——Mn2＋＋CO2↑。

由MnO

→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O

→CO2，碳元素升了1价，1molC2O

共失去2mole－，故在C2O

前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO

前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO

＋5C2O

——2Mn2＋＋10CO2↑。

第三步：

反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O,2MnO

＋5C2O

＋

H＋——2Mn2＋＋10CO2↑＋

H2O。

第四步：

依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：

2MnO

＋5C2O

＋16H＋

2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

专题训练

1．按要求完成下列方程式。

（1）已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。

写出Cr2O

与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：

_________________________________________。

（2）用NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。

写出该反应的离子方程式：

______________________________________________________________。

（3）温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体（其体积比为4∶1），写出该反应的化学方程式：

___________________________________。

（4）生产硫化钠大多采用无水芒硝（Na2SO4）—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：

___________________________________。

（5）H3PO2的工业制法：

将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。

写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式：

_______________________。

答案　

（1）Cr2O

＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

（2）2Ag＋＋ClO－＋2OH－===Ag2O2↓＋Cl－＋H2O

（3）4Al（NO3）3

12NO2↑＋3O2↑＋2Al2O3

（4）3Na2SO4＋8C

3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑

（5）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O===3Ba（H2PO2）2＋2PH3↑

2．按要求回答下列问题

（1）（2017·无锡一模）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

反应釜中发生反应的离子方程式为___________________________________________。

在实际生产中，常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为________。

（2）（2017·镇江一模）NiCl2是化工合成中最重要的镍源，工业上以金属镍废料（含Fe、Ca、Mg等杂质）为原料生产NiCl2，继而生产Ni2O3的工艺流程如下：

①加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为________________________________。

②“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为_____________________________________________。

（3）（2017·通、泰、扬、徐、淮、宿二模）工业上利用氧化铝基废催化剂（主要成分为Al2O3，少量Pd）回收Al2（SO4）3及Pd的流程如下：

①“热还原”过程中发生反应的化学方程式为______________________________________。

②上述流程中焙烧温度不宜过高，否则会导致硫酸铵固体的分解。

某兴趣小组为探究高温下硫酸铵的分解产物，通过下列装置进行实验，观察到B中溶液颜色变浅，C中无明显现象。

a．装置B的作用是________。

b．进一步测定可知：

D中收集的气体相对分子质量为28。

写出（NH4）2SO4高温分解的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）2H＋＋Fe2＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋H2O

2mol

（2）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

②2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O

（3）①（NH4）2PdCl6＋2H2

Pd＋2NH3＋6HCl

②a.检验产物中的SO2　b．3（NH4）2SO4

4NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O

3．（2017·扬州阶段性诊断）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黄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1molP4参加反应，则整个工业流程中共生成________molPH3。

（不考虑产物的损失）

答案　

（1）3　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由流程图可知黄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。

②1molP4与烧碱溶液发生反应P4＋3NaOH＋3H2O===PH3↑＋3NaH2PO2，生成1molPH3和3molNaH2PO2,3molNaH2PO2与硫酸发生反应2NaH2PO2＋H2SO4===Na2SO4＋2H3PO2，生成3molH3PO2，3molH3PO2再发生分解反应2H3PO2===PH3↑＋H3PO4，又生成1.5molPH3，所以整个工业流程中共生成PH32.5mol。

4．

（1）（2017·扬州一模）火星上有含高浓度高氯酸根的有毒卤水，可对其进行生物降解。

在微生物的催化下，ClO

可被CH3COO－还原，过程如下图所示。

CH3COO－也可作为碳元素的来源，促进微生物生长。

该过程总反应的离子方程式为_______________________________________________。

（2）（2017·南通、泰州、扬州、淮安二模）（NH4）2SO4在工农业生产中有多种用途。

①将黄铜精矿（主要成分Cu2S）与硫酸铵混合后在空气中进行焙烧，可转化为硫酸铜同时产生氨气。

该反应的化学方程式为_______________________________________________。

②研究硫酸铵的分解机理有利于对磷石膏的开发。

在500℃下硫酸铵分解过程中得到4种产物，其含氮物质随时间变化关系如下图所示。

写出该条件下硫酸铵分解的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向及数目：

_____________________________________________。

（3）（2017·苏锡常镇二模）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl－浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下：

①该步骤中Cu与NH4NO3反应的离子方程式为（N元素被还原到最低价）_____________________________________________________________。

②还原步骤发生反应的离子方程式为____________________________________________。

答案　

（1）CH3COO－＋ClO

＋H＋===2CO2↑＋Cl－＋2H2O

（2）①2Cu2S＋2（NH4）2SO4＋5O2

4CuSO4＋4NH3＋2H2O

②

（3）①4Cu＋NO

＋10H＋===4Cu2＋＋NH

＋3H2O

②2Cu2＋＋SO

＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO

＋2H＋

5．（2017·淮安、宿迁等高三上学期期中学业质量检测）硫酸亚铁铵（NH4）aFeb（SO4）c·dH2O又称摩尔盐，是浅绿色晶体。

用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备摩尔盐的流程如下：

已知：

“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3＋通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，反应Ⅰ如下：

FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO

＋16H＋

（1）写出“还原”时Fe3＋与FeS2发生还原反应Ⅱ的离子方程式：

________________________________________________________。

实验室检验“还原”已完全的方法是______________________________________________。

（2）“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表（溶液体积变化忽略不计）：

离子

离子浓度（mol·L－1）

还原前

还原后

SO

3.20

3.40

Fe2＋

0.05

2.15

请计算反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3＋的物质的量之比________。

答案　

（1）FeS2＋2Fe3＋===3Fe2＋＋2S　取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，溶液未变血红

（2）7∶2

解析　本题主要考查对于“用硫铁矿（主要含FeS2、SiO2等）制备摩尔盐的流程”的评价。

涉及Fe3＋的氧化性等。

（1）“还原”时Fe3＋与FeS2发生还原反应Ⅱ生成S，反应的离子方程式：

FeS2＋2Fe3＋===3Fe2＋＋2S。

实验室检验“还原”已完全就是检验Fe3＋不存在，方法是取少量酸浸后的溶液，向其中滴加数滴KSCN溶液，溶液未变血红。

（2）“还原”前后溶液中c（Fe2＋）的变化为2.10mol·L－1，c（SO

）的变化为0.20mol·L－1，对应反应Ⅰ的c（Fe2＋）的变化为1.50mol·L－1，其中还原而成Fe2＋的Fe3＋浓度为1.40mol·L－1；反应Ⅱ的c（Fe2＋）的变化为（2.10－1.50）mol·L－1＝0.60mol·L－1，Fe3＋的浓度为0.40mol·L－1，所以反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe3＋的物质的量之比为1.40∶0.40＝7∶2。

6．（2017·淮安、宿迁等高三上学期期中学业质量检测）镁的单质及其化合物在储氢及大气治理等方面用途非常广泛。

工业上可以采用热还原法制备金属镁（沸点1107℃，熔点648.8℃）。

将碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg（OH）2·5H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式炉中先升温至700℃保持一段时间，然后升温至1450℃反应制得镁（同时生成可燃性气体）。

（1）用碳还原法制备金属镁需要在真空中而不在空气中进行，其原因是___________________

___________________________________________________。

（2）碱式碳酸镁分解如图所示，写出在1450℃反应制得镁的化学方程式：

_______________

________________________________________________________。

（3）工业上利用纳米MgH2和LiBH4组成的体系储放氢（如下图所示）。

写出放氢过程中发生反应的化学方程式：

____________________________________。

答案　

（1）在空气中镁氧气、氮气、CO2氧化

（2）MgO＋C===Mg＋CO↑

（3）MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑

解析　本题主要考查镁的单质及其化合物的性质。

（2）碱式碳酸镁分解最终得到MgO，在1450℃反应制得镁的化学方程式：

MgO＋C===Mg＋CO↑。

（3）放氢过程中发生反应的化学方程式：

MgH2＋2LiBH4===2LiH＋MgB2＋4H2↑。

1．[2017·江苏，18

（1）]碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂，有多种制备方法

①方法1：

45～50℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2（OH）2Cl2·3H2O，该反应的化学方程式为________________________________________________________。

②方法2：

先制得CuCl2，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。

Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2，Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。

M′的化学式为________。

答案　①4CuCl＋O2＋8H2O

2Cu2（OH）2Cl2·3H2O　②Fe2＋

解析　①反应物为CuCl、O2和H2O，生成物为Cu2（OH）2Cl2·3H2O，根据电子守恒和原子守恒配平。

②由图示Cu＋M―→Cu2＋＋M′，说明Cu被M氧化；M′＋O2＋H＋―→M＋H2O，说明M′被氧化为M，说明M价态高，由题给信息“Fe3＋对该反应起催化作用”，M为Fe3＋，M′为Fe2＋。

2．[2017·江苏，19

（2）]NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为__________________________________________________________。

HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是________。

答案　4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑

会释放出氮氧化物（或NO、NO2），造成环境污染

3．[2016·江苏，16

（1）①]以电石渣[主要成分为Ca（OH）2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：

氯化过程控制电石渣过量、在75℃左右进行。

氯化时存在Cl2与Ca（OH）2作用生成Ca（ClO）2的反应，Ca（ClO）2进一步转化为Ca（ClO3）2，少量Ca（ClO）2分解为CaCl2和O2。

生成Ca（ClO）2的化学方程式为_________________________________________________________。

答案　2Cl2＋2Ca（OH）2===Ca（ClO）2＋CaCl2＋2H2O

解析　Cl2与Ca（OH）2反应生成Ca（ClO）2和CaCl2。

4．[2015·江苏，18（4）]软锰矿（主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等）的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4。

准确称取0.1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2＋全部氧化成Mn3＋，用c（Fe2＋）＝0.0500mol·L－1的标准溶液滴定至终点（滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋），消耗Fe2＋溶液20.00mL。

计算MnSO4·H2O样品的纯度（请给出计算过程）。

答案　n（Fe2＋）＝0.0500mol·L－1×

＝1.00×10－3mol，

据反应Mn3＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Mn2＋

n（Mn2＋）＝n（Fe2＋）＝1.00×10－3mol

m（MnSO4·H2O）＝1.00×10－3mol×169g·mol－1＝0.169g

MnSO4·H2O样品的纯度为

×100%≈98.8%。

解析　根据氧化还原反应中得失电子守恒：

n（Mn3＋）×1＝n（Fe2＋）×1＝20.00×10－3×0.0500mol＝1.00×10－3mol，根据Mn元素守恒，m（MnSO4·H2O）＝1.00×10－3mol×169g·mol－1＝0.169g，纯度是

×100%≈98.8%。

5．[（2014·江苏，19

（1）]实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：

向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为______________________；该操作将I2还原为I－的目的是____________________。

答案　SO

＋I2＋H2O===2I－＋SO

＋2H＋　使CCl4中的碘进入水层

解析　I2单质被SO

还原为I－，SO

被氧化为SO

，离子方程式为SO

＋I2＋H2O===2I－＋SO

＋2H＋；使溶于CCl4的碘进入水层。

6．（2013·江苏，18）硫酸镍铵[（NH4）xNiy（SO4）m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。

某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：

①准确称取2.3350g样品，配制成100.00mL溶液A；②准确量取25.00mL溶液A，用0.04000mol·L－1的EDTA（Na2H2Y）标准溶液滴定其中的Ni2＋（离子方程式为Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋），消耗EDTA标准溶液31.25mL；③另取25.00mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH356.00mL（标准状况）。

（1）若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗，测得的Ni2＋含量将________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。

（2）氨气常用________检验，现象是________________。

（3）通过计算确定硫酸镍铵的化学式（写出计算过程）。

答案　

（1）偏高

（2）湿润的红色石蕊试纸　试纸颜色由红变蓝

（3）n（Ni2＋）＝0.04000mol·L－1×31.25mL×10－3L·mL－1＝1.250×10－3mol

n（NH

）＝

＝2.500×10－3mol

n（SO

）＝

＝

＝2.500×10－3mol

m（Ni2＋）＝59g·mol－1×1.250×10－3mol＝0.07375g

m（NH

）＝18g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.04500g

m（SO

）＝96g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.2400g

n（H2O）＝

＝1.250×10－2mol

x∶y∶m∶n＝n（NH

）∶n（Ni2＋）∶n（SO

）∶n（H2O）＝2∶1∶2∶10

硫酸镍铵的化学式为（NH4）2Ni（SO4）2·10H2O。

解析　

（1）若滴定管使用前没有用EDTA标准溶液润洗，会造成EDTA溶液浓度减小，使EDTA溶液体积偏大，则Ni2＋含量偏高。

（2）氨气是中学化学中唯一的碱性气体，常用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸由红色变蓝色。