新情境下氧化还原反应方程式的书写.doc

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，1 mol C2O共失去2 mol e－，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)312NO2↑＋3O2↑＋2Al2O3
(4)3Na2SO4＋8C3Na2S＋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＋2H2Pd＋2NH3＋6HCl
②a.检验产物中的SO2　b．3(NH4)2SO44NH3↑＋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。
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。
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＋5O24CuSO4＋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2.10 mol·L－1，c(SO)的变化为0.20 mol·L－1，对应反应Ⅰ的c(Fe2＋)的变化为1.50 mol·L－1，其中还原而成Fe2＋的Fe3＋浓度为1.40 mol·L－1；反应Ⅱ的c(Fe2＋)的变化为(2.10－1.50)mol·L－1＝0.60 mol·L－1，Fe3＋的浓度为0.40 mol·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1 450 ℃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＋8H2O2Cu2(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＝20.00×10－3×0.050 0 mol＝1.00×10－3 mol，根据Mn元素守恒，m(MnSO4·H2O)＝1.00×10－3 mol×169 g·mol－1＝0.169 g，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。