内容正文:
微课题3 信息型氧化还原方程式的书写
1.信息型化学方程式书写的思路
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型:
元素化合
价无变化
此反应为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律
元素化合
价有变化
此反应为氧化还原反应,除遵循质量守恒定律外,还要遵循得失电子守恒定律。最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循电荷守恒定律)即可
2.氧化还原反应方程式的书写步骤
练一 依据陈述信息书写方程式
1.用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2HNO2+(NH2)2CO===2N2↑+CO2↑+3H2O
解析 由题给信息可知,反应物为HNO2、(NH2)2CO,生成物为CO2和N2,根据氧化还原反应方程式的配平方法可写出该反应的化学方程式为2HNO2+(NH2)2CO===2N2↑+CO2↑+3H2O。
2.根据新信息完成下列方程式。
(1)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)在45~50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气,得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O],该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+
(2)NaAlH4+4H2O===Na[Al(OH)4]+4H2↑
(3)4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O
(4)PbO+ClO-===PbO2+Cl-
(5)4Ag+4NaClO+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑
(6)4CuCl+O2+8H2O2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]
练二 依据流程信息书写方程式
3.根据提供的情境书写指定反应的方程式。
(1)通过如图转化可回收废旧锂电池电极材料LiCoO2(难溶于水)中钴元素和锂元素。
写出反应1的离子方程式:________________________________________________________________________。
(2)活性自由基HO·可有效除去废水中的苯酚等有机污染物,原理如图所示。写出HO·除去苯酚(C6H5OH )反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,含少量Pb、CuO 和As2O3)制取高纯锌的部分工艺流程如图所示。
①已知:“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、AsCl等。写出该过程中生成[Zn(NH3)4]2+的相关离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②“氧化除杂”的目的是将“AsCl”转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去。写出氧化反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
答案 (1)2LiCoO2+6H++SO===2Li++2Co2++SO+3H2O
(2)4HO·+C6H5OH+H2O―→3CH3COOH
(3)ZnO+2NH3·H2O+2NH===[Zn(NH3)4]2++3H2O 2AsCl+2H2O2+6NH3·H2O===As2O5(胶体)+10Cl-+6NH+5H2O
解析 分析工艺流程可知:现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,含少量Pb、CuO 和As2O3)制取高纯锌,氧化锌烟灰加入过量氨水、氯化铵得到[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、AsCl,过滤分离出滤液,加入过氧化氢氧化除杂,分离出含锌的滤液,最终生成锌,据此回答。(1)“沉钴”时得到Co(OH)2,可以推知反应1中LiCoO2与H2SO4和Na2SO3反应生成Co2+和SO,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2LiCoO2+6H++SO===2Li++2Co2++SO+3H2O。(2)依据流程图可知HO·除去苯酚(C6H5OH )反应乙酸,化学方程式为:4HO·+C6H5OH+H2O―→3CH3COOH。(3)①已知:“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+,则氧化锌和过量氨水、氯化铵生成[Zn(NH3)4]2+,反应为ZnO+2NH3·H2O+2NH===[Zn(NH3)4]2++3H2O;②过氧化氢具有氧化性,“氧化除杂”过程中AsCl和过氧化氢、过量氨水反应生成As2O5和水,反应为2AsCl+2H2O2+6NH3·H2O===As2O5(胶体)+10Cl-+6NH+5H2O。
4.氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特,在冶金、颜料等领域有着不可替代的地位。一种利用淀粉水热还原铬酸钠制备氧化铬绿的工艺流程如下:
已知:①向含少量Na2CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的铬酸钠碳化母液;
②“还原”反应剧烈放热,可制得Cr(OH)3浆料。
(1)该工艺中“还原”反应最初使用的是蔗糖或甲醛,后来改用价格低廉的淀粉。甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)重铬酸钠(Na2Cr2O7·H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法,生产过程中产生的气体对环境无害,其化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)4CrO+3HCHO+4H2O===4Cr(OH)3↓+2OH-+3CO
(2)Na2Cr2O7·H2O+(NH4)2SO4Cr2O3+Na2SO4+5H2O+N2↑
解析 (1)HCHO中碳元素化合价为0价,该反应在碱性环境下进行,最终生成碳酸钠、Cr(OH)3等,根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒可知,反应的离子方程式为4CrO+3HCHO+4H2O===4Cr(OH)3↓+2OH-+3CO。
(2)重铬酸钠具有强氧化性,硫酸铵具有还原性,生产过程中产生的气体对环境无害,故N元素转化为N2,二者发生氧化还原反应生成Cr2O3、N2、Na2SO4、H2O,根据氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒可知,该反应的化学方程式为Na2Cr2O7·H2O+(NH4)2SO4Cr2O3+Na2SO4+5H2O+N2↑。
练三 依据反应机理图信息书写方程式
5.NaClO氧化可除去氨氮,反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去):
NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2NH3+3NaClO===N2+3H2O+3NaCl
6.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应:2FeS2+7O2+2H2O===2Fe2++4SO+4H+
(1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
①反应Ⅰ: 。
②反应Ⅱ: 。
(2)NO在总反应中的作用是 。
答案 (1)①4Fe(NO)2++O2+4H+===4Fe3++4NO+2H2O ②14Fe3++FeS2+8H2O===15Fe2++2SO+16H+
(2)作催化剂
【题后归纳】 循环转化关系图中物质变化分析思路
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质先参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
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