内容正文:
2024版·化学②(老教材)
第三章 化学物质及其变化
专题拓展突破4 信息型氧化还原反
应化学(离子)方程式的书写
书写新情境中的化学(离子)方程式时,要有效地接受、吸收、整合题目信息,推断并写出反应物和生成物,然后再运用质量守恒定律、得失电子守恒规律(氧化还原反应)、电荷守恒规律,按照“先电子、再电荷、后原子”的顺序配平。
【典例引领】
1.KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是__________________________________________。
[解题示范]
eq \a\vs4\al(步骤1:依题意,确定反应物质)
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(碳元素的化合价为+3价)是还原剂,CO2是氧化产物。
eq \a\vs4\al(步骤2:写式子,由化合价升降配平关键元素)
按“氧化剂+还原剂―→还原产物+氧化产物”将离子方程式初步写成:
MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) ―→Mn2++CO2↑
由MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) →Mn2+,锰元素降低5价;由C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) →CO2,碳元素升高1价,1 mol C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) 共失去2 mol e-,故在C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) 前配5,在氧化产物CO2前配10;在MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) 前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +5C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) ―→2Mn2++10CO2↑。
eq \a\vs4\al(步骤3:巧观察,补齐并配平方程式)
反应在酸性条件下进行,先在左边补充H+,右边补充H2O,即2MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +5C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) + H+―→2Mn2++10CO2↑+H2O。
再依据电荷守恒及H、O原子守恒配平:
2MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +5C2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) +16H+ eq \o(=====,\s\up17(△)) 2Mn2++10CO2↑+8H2O
【对点练】 1.(2023·江苏徐州模拟)皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) 形式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。
(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,反应的离子方程式为_______________________。
(2)氧化:调节经沉淀处理后的废水至pH约为6,加入NaClO溶液进一步氧化处理。NaClO将废水中的氨氮转化为N2,该反应的离子方程式为_____________________________。
解析:(1)向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,铵根离子、铁离子、硫酸根离子和水反应,生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,该反应的离子方程式为NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) +3Fe3++2SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) +6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+。
(2)NaClO具有氧化性,将废水中的氨氮氧化为N2,还原产物为氯化钠,则该反应的离子方程式为3ClO-+2NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) ===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+。
答案:(1)NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) +3Fe3++2SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)) +6H2O===6H++NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓
(2)3ClO-+2NH eq \o\al(\s\up1(+),\s\do1(4)) ===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+
2.(2020·全国卷Ⅰ节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物