内容正文:
热考题型突破(二) ≡信息型氧化还原方程式的书写≡
[知识拓展]
1.明确考向
近三年,高考实验综合题或化工流程题中重点考查了信息型氧化还原方程式的书写,要求从流程图示、实验装置等各种信息中提取关键内容并与已学知识进行整合,预测物质的性质或可能发生的反应及生成物,结合氧化还原反应、离子反应等推测反应的机理,并用化学(或离子)方程式予以表征。
2.氧化还原型方程式的一般形式
氧化剂+还原剂+……→还原产物+氧化产物+……
3.书写依据
书写氧化还原型方程式,要依据题给信息确定反应物、生成物,结合“三守恒”(原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒)配平化学(或离子)方程式。
[典题范例]
[2022·全国甲卷,26(4)]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如图:
向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。
解析:向滤液①中分批加入适量KMnO4溶液的作用是氧化Fe2+,由信息可知MnO+Fe2+―→MnO2+Fe3+,由于溶液pH=5,温度为80~90 ℃,在此条件下Fe3+可完全水解生成Fe(OH)3沉淀,故反应的离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。
(2021·全国甲卷,26题节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-;
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2;若反应物用量比=1.5时,氧化产物为I2、FeCl3;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是I2被进一步氧化。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物,再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为2IO+5HSO===I2+5SO+3H++H2O。
解析:(1)①由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆分,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-。
②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2。
(2)①书写“两剂”“两产物”,即氧化剂和还原剂、还原产物和氧化产物,部分氧化(或还原)产物要结合氧化还原反应价态转化规律推测。IO+HSO→I2+SO(还原过程:IO→I2,推测必定存在氧化过程HSO→SO)。
②标出变价元素的化合价,依据得失电子守恒配平上述四种物质的化学计量数。2O+5H O→2+5 O(得电子数:5e-,失电子数:2e-,最小公倍数为10e-)。
③依据电荷守恒和质量守恒配平离子方程式。2IO+5HSO===I2+5SO+3H++H2O(酸性介质,结合电荷守恒、质量守恒,左侧添加H+,右侧添加H2O)。
氧化还原型方程式书写的思维流程
[题型演练]
(2022·安徽蚌埠模拟)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下:
(1)写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:Cl-+3H2O3H2↑+ClO。
(2)写出ClO2发生器中的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目:
。
(3)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-。写出该反应的离子方程式:2ClO2+2CN-===2CO2+2Cl-+N2。
解析:(1)根据电解原理,氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl-+3H2O3H2↑+ClO;
(2)二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2,HCl被氧化为氯气,NaClO3为氧化剂,HCl为还原剂,该反应过程可表示为===2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O;
(3)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-,该反应的离子方程式为2ClO2+2CN-===2CO2+2Cl-+N2。
(2022·广西柳州模拟)吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化;可得到硫酸盐。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收