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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]
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。
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+C2O―→Mn2++CO2↑
由MnO→Mn2+,锰元素降低5价;由C2O→CO2,碳元素升高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↑。
反应在酸性条件下进行,先在左边补充H+,右边补充H2O,即2MnO+5C2O+ H+―→2Mn2++10CO2↑+H2O。
再依据电荷守恒及H、O原子守恒配平:
2MnO+5C2O+16H+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+3Fe3++2SO+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===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+。
答案:(1)NH+3Fe3++2SO+6H2O===6H++NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓
(2)3ClO-+2NH===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价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答以下问题:
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO,同时还有_______被氧化,写出VO+转化为VO反应的离子方程式_________________________________________________
____________________________________________________________________________。
解析:(2)“酸浸氧化”中,钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水,MnO2具有氧化性,Fe2+具有还原性,则VO+和VO2+被氧化成VO的同时还有Fe2+被氧化,反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O;VO+转化为VO时,钒元素的化合价由+3价升至+5价,1 mol VO+失去2 mol电子,MnO2被还原为Mn2+,Mn元素的化合价由+4价降至+2价,1 mol MnO2得到2 mol电子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,VO+转化为VO反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+===VO+Mn2++H2O。
答案:(2)Fe2+ VO++MnO2+2H+===VO+Mn2++H2O
[专题拓展突破卷(三)]__信息型氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
题组一