内容正文:
第二章 化学物质及其变化
微专题3 氧化还原反应的配平与计算
考点一 氧化还原方程式的配平
1.细胞学说及其建立过程
(1)细胞学说的建立过程(连线)
考点二 氧化还原反应的计算——电子守恒
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1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.信息条件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反应方程式的书写
[典题示例1] 钒电池是一种新型酸性硫酸盐二次电池,钒电池失效后,废电解液回收利用的一种工艺如下:
已知:a.+5价钒在溶液中存在如下平衡:VOeq \o\al(+,2)+H2OVOeq \o\al(-,3)+2H+。
b.部分含钒物质在水中的溶解性见下表:
物质
VOSO4
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
易溶
(1)氧化工序中,其他价态的钒全部氧化成VOeq \o\al(+,2),完成V2+氧化的离子方程式:
____________V2++________________ClOeq \o\al(-,3)+____________===__________VOeq \o\al(+,2)+____________Cl-+____________,NaClO和NaClO3均可作氧化剂,该工序中不选择NaClO作氧化剂的理由是_____________。
(2)浓缩工序中,加入NaOH的作用是______________________________。
(3)沉钒工序的化学方程式为______________________________________。
(4)煅烧偏钒酸铵时,固体(取2.340 g NH4VO3)质量的减少量随温度变化的曲线如图所示:
100~200 ℃时产生的一种气体的化学式为____________,300~350 ℃时发生反应的化学方程式为____________________________________________________
_________________________________________________________________。
[解析] (1)氧化工序中,其他价态的钒全部氧化成VOeq \o\al(+,2),氯酸根离子被还原为氯离子,钒元素的化合价由+2价变为+5价,转移3e-,氯酸根离子中氯元素的化合价由+5价变为-1价,转移6e-,结合电子守恒和原子守恒,2V2++ClOeq \o\al(-,3)+H2O===2VOeq \o\al(+,2)+Cl-+2H+;氧化工序中,NaClO与NaClO3均可用作氧化剂,不选择NaClO的理由是等质量的NaClO在反应过程中转移的电子数少。(2)+5价钒在溶液中存在如下平衡:VOeq \o\al(+,2)+H2OVOeq \o\al(-,3)+2H+,加入的NaOH和氢离子反应可促进平衡正向移动。(3)由已知可知,NH4VO3难溶于水,沉钒工序中向NaVO3溶液中加入硫酸铵生成NH4VO3沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为2NaVO3+(NH4)2SO4===2NH4VO3↓+Na2SO4。(4)空气中煅烧偏钒酸铵发生的反应为
NH4VO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))NH3↑+HVO3
117 17 100
2HVO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))H2O+V2O5
200 18 182
结合图像质量变化可知,加热到100~200 ℃时,产生的一种气体是NH3,300~350 ℃,HVO3失去H2O,生成五氧化二钒,反应的化学方程式为2HVO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))H2O+V2O5。
[答案] (1)2 1 H2O 2 1 2H+ 等质量的NaClO在反应过程中转移的电子数少
(2)使平衡VOeq \o\al(+,2)+H2OVOeq \o\al(-,3)+2H+右移
(3)2NaVO3+(NH4)2SO4===Na2SO4+2NH4VO3↓
(4)NH3 2HVO3eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do15( ))V2O5+H2O
[名师点拨]
配平氧化还原反应方程式的技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后将两边电荷数配平。
(4)当