2021年高考化学一轮复习讲义 第2章 专题突破8　整合有效信息书写氧化还原方程式

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。

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)＋24ClO＋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－===2FeO＋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FeO，则ClO－被还原成Cl－，可以写出Fe3＋＋ClO－―→FeO＋Cl－，然后根据氧化还原反应中得失电子守恒可以得到2Fe3＋＋3ClO－―→2FeO＋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：

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

ⅰ：2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2O

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＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O

(3)(Ⅰ)Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O

(Ⅱ)①2Fe3＋＋Pb＋SO===PbSO4＋2Fe2＋

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。