第1章 素养提升 综合利用各种信息书写工业生产中涉及的氧化还原反应离子方程式-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 老高考）

综合利用各种信息书写工业生产中涉及的氧化还原反应离子方程式 授课提示：对应学生用书第37页 实际生产中涉及的氧化还原反应离子方程式的书写步骤 第一步，认真阅读信息，找出氧化剂、还原剂。 第二步，依据氧化还原反应规律分析得出氧化产物和还原产物；有些题目中也可以根据信息确定氧化产物和还原产物。 第三步，只配平变价元素。配平方法是化合价升降法，具体操作步骤：标出变价元素的化合价，列出反应前后化合价的变化，求升降变化的最小公倍数，最后乘以倍数即得化学计量数。 第四步，观察配平非变价元素。观察的依据为“电荷守恒”或“原子守恒”，注意配平过程中要充分考虑溶液酸碱性环境对所添加物质的影响，一般说来，若反应物中缺氧原子或氢原子，酸性条件下，补充氧原子需考虑反应物加H2O，生成H＋，补充氢原子需考虑反应物中加H＋，产物生成H2O；碱性条件下，补充氧原子需考虑反应物加OH－，产物生成H2O，补充氢原子需考虑反应物加H2O，产物生成OH－。若反应物中多氧原子，则酸性条件下，需考虑反应物加H＋，产物中生成H2O，碱性条件下，需考虑反应物加H2O，产物生成OH－；若反应物中多氢原子，酸性条件下，产物中直接生成H＋，若是碱性条件，需考虑反应物加OH－，产物生成H2O。 1．(2021·全国甲卷，节选)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)： Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。 Ⅱ.转至油浴中，35 ℃搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98 ℃并保持1小时。 Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。 Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。 Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。 Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。 回答下列问题： 步骤Ⅲ中，H2O2的作用是_______________________________________________ ________________________________________________________________________(以离子方程式表示)。 解析：第一步，提取题目信息关键词“通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯”可知，“加入KMnO4粉末”的作用是“氧化剥离石墨”，所以KMnO4粉末需过量，而后续需用稀盐酸洗涤沉淀，所以过量的KMnO4需除去，因此步骤Ⅲ中“滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色”的目的是除去过量的KMnO4，而KMnO4是常见的氧化剂，此处H2O2只能做还原剂，所以，MnO＋H2O2→。 第二步，由信息“将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合”可知，反应环境为酸性环境，根据氧化还原反应规律，则MnO→Mn2＋，H2O2→O2，所以，MnO＋H2O2→Mn2＋＋O2。 第三步，只配平变价元素：“Mn”、“O”。利用化合价升降总数相等，可得到如下式子： 第四步，观察配平非变价元素：、。若根据原子守恒，观察上式发现，左侧多8个、10个，因此右侧生成5个H2O的同时，左侧多3个，考虑酸性环境，则需左侧加6个，右侧再生成3个H2O。则2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。 答案：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O 2．(1)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下： Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。该法工艺原理示意图如下。 其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)2Co(OH)3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O (2)2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O 3．(2021·全国甲卷，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：