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·辽宁卷,节选)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu。
(1)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为________________。
(2)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出Bi3+和Mn2+;②________________。
(3)滤渣的主要成分为______________(填化学式)。
(4)生成气体A的离子方程式为________________________。
答案:(1)2Bi2S3+9O22Bi2O3+6SO2
(2)抑制金属离子水解 (3)SiO2
(4)Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑+3H2O
解析:(1)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,-2价S则被氧化生成SO2,结合得失电子守恒和原子守恒来配平化学方程式。
(2)加入浓盐酸后,溶液中含有的离子主要为Bi3+、Fe3+、Mn2+、H+、Cl-,而酸浸后取滤液进行转化,故要防止金属离子水解生成沉淀,进入滤渣,造成制得的BiOCl产率偏低。
(4)Mn2O3有氧化性,“酸浸”时与浓盐酸发生氧化还原反应生成Cl2:Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑+3H2O,气体A为Cl2。
本题中物质转化分析如下:
(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:
(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________________________;
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______________________________;若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是________________________。
(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_____________________________________________________。
答案:(1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-
②FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被进一步氧化
(2)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FeI2+Cl2===I2+FeCl2;若=1.5时,则正好将Fe2+氧化为Fe3+,反应的化学方程式为2FeI2+3Cl2===2FeCl3+2I2,若>1.5时,单质碘的收率会降低,说明Cl2可以进一步将I2氧化为高价态的化合物。
(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,添加H+、H2O等)。
氧化