浙江省2021高考化学一轮复习专题一专项突破2信息型氧化还原反应方程式的书写教案

专项突破2　信息型氧化还原反应方程式的书写

“四步法”突破信息型氧化还原反应方程式的书写

[示例]　KMnO4能与热的且经硫酸酸化的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:Mn+C2 Mn2++CO2↑。由Mn→Mn2+可知,锰元素化合价降低了5价;由C2→CO2可知,碳元素化合价升高了1价。1 mol C2共失去2 mol e-,故在C2前配5,在氧化产物CO2前配10;在Mn前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2Mn+5C2 2Mn2++10CO2↑。

第三步:反应在酸性条件下进行,故在左边补充H+,右边补充H2O,2Mn+5C2+　H+ 2Mn2++10CO2↑+　 H2O。

第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2Mn+5C2+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。

1.研究表明,Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景广泛,可用FeSO4和Na2O2反应制备,在反应中,FeSO4与Na2O2的物质的量之比为1∶3,其中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,已知产物中,除Na2FeO4外,还有Na2O、Na2SO4等,试写出该反应的化学方程式: 

　　　　　　　　　　　　。 

1.答案　2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑

解析　FeSO4被氧化成Na2FeO4,1 mol FeSO4失去4 mol e-,设3 mol Na2O2中被氧化的氧元素为x mol,依据得失电子守恒得:4+x=6-x,x=1,即生成 mol O2,方程式为FeSO4+3Na2O2 Na2FeO4+O2↑+Na2O+Na2SO4,即:2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。

2.某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4和一种未知物X。已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol e-生成X,则X的化学式:　　　　　,试写出该反应的化学方程式:　。 

2.答案　Br2　4H2SO4+5AsH3+8KBrO3 5H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O

解析　设X中Br元素的化合价为m,则0.2 mol×(5-m)=1 mol,m=0,所以KBrO3被还原成Br2。在该氧化还原反应中,KBrO3是氧化剂,其还原产物为Br2,AsH3为还原剂,其氧化产物为H3AsO4,H2SO4作为反应物提供酸性环境,根据化合价升降总数相等即可配平。

3.在FeSO4溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入足量稀硫酸,溶液立即变黄,试写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

3.答案　2Fe2++ClO-+2H+ 2Fe3++Cl-+H2O

4.尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)是一种新型绿色能源材料。其实验室制取方法如下:将MnO2和Li2CO3按物质的量之比为4∶1配料,球磨3~5小时,然后升温至600~750 ℃,保温24小时,自然冷却到室温得产品,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

4.答案　8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑

解析　因为MnO2为氧化剂,失电子的只能为-2价的氧元素,设生成O2 x mol,则4×(4-3.5)=4x,x=,根据元素守恒即可配平。

5.联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料,联氨可以用尿素[CO(NH2)2]为原料制取,方法是在催化剂KMnO4存在下,尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠、NaOH溶液反应生成联氨、Na2CO3、另一种钠盐和水,写出其反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

5.答案　CO(NH2)2+NaClO+2NaOH N2H4+Na2CO3+NaCl+H2O

解析　在CO(NH2)2中,N元素的化合价为-3价,反应中其化合价升高1价,NaClO中Cl元素的化合价为+1价,被还原成Cl-,所以另一种钠盐为NaCl,根据化合价升降总数相等即可配平。

6.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　　　　周期第　　　　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) 

6.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元素由+2价变为+1价,部分P元素由-3价变为+5价,根据得失电子守恒法可将方程式配平。

(3)①由题给流程图可知,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,据此可写出反应的化学方程式。由于使用的烧碱溶液过量,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。