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热点专攻4 信息型氧化还原方程式的书写
第2章 元素与物质世界
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1.信息型氧化还原方程式的书写是高考命题的热点之一,主要在化工流程题、化学综合实验题中出现,要求考生从文字描述(或流程图示)信息中准确判断反应物和生成物,进而利用得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒等,配平相应化学方程式,侧重考查考生的综合分析能力、逻辑推理能力和迁移应用能力。
2.“四步法”突破信息型氧化还原方程式的书写
【例】 工业上用某软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Al2O3、SiO2等杂质)制备KMnO4的流程如下:
(1)“熔融煅烧”时,MnO2转化为K2MnO4。该反应的化学方程式为_________。
(2)“歧化”时,不能用稀盐酸代替稀硫酸的主要原因是_________。
(3)固体高锰酸钾与浓硫酸反应生成高锰酸(HMnO4)和硫酸钾,高锰酸立即分解生成一种棕色油状物——七氧化二锰和水,七氧化二锰遇酒精时,发生剧烈的氧化还原反应使酒精燃烧。七氧化二锰还能爆炸,分解生成氧气和臭氧以及锰的氧化物。其中氧气和臭氧的分子个数比为3∶1。试写出七氧化二锰爆炸分解的化学方程式__________。
答案:(1)2MnO2+4KOH+O2 eq \o(=====,\s\up16(高温))2K2MnO4+2H2O
(2)酸性条件下高锰酸钾能将稀盐酸氧化为氯气,污染空气
(3)3Mn2O7===6MnO2+3O2↑+O3↑
解析:软锰矿熔融煅烧,Al2O3、SiO2转化为K[Al(OH)4]、K2SiO3,MnO2转化为K2MnO4,浸取后溶液中通入二氧化碳除杂,K[Al(OH)4]、K2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3沉淀,过滤后滤液中加入稀硫酸,K2MnO4发生歧化反应生成MnO2和KMnO4。
(1)“熔融煅烧”时,MnO2转化为K2MnO4,该反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2 eq \o(=====,\s\up16(高温))2K2MnO4+2H2O。
(2)“歧化”时,不能用稀盐酸代替稀硫酸的主要原因是酸性条件下高锰酸钾能将稀盐酸氧化为氯气,污染空气。
(3)根据得失电子守恒,七氧化二锰爆炸分解的化学方程式为3Mn2O7===6MnO2+3O2↑+O3↑。
1.目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘的酸性废水制取碘酸钾的工艺如下,其中“制KI(aq)”时,Fe2+会水解形成胶状物吸附KI,造成I-的损失。
(1)“制CuI(s)”过程中发生反应的离子方程式为____________。
(2)“制FeI2(aq)”过程中加入Fe粉、H2O,反应的化学方程式为____________。
(3)“制KIO3(aq)”过程加入KOH溶液,并通入Cl2,反应的离子方程式为
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
答案:(1)2SO2+I2+2Cu2++4H2O===2CuI↓+2SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))+8H+
(2)Fe+2CuI===FeI2+2Cu
(3)5Cl2+I2+12OH-===2IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+10Cl-+6H2O
解析:(1)含碘废水(I2)中加入CuSO4溶液,通入SO2(g)发生反应制取CuI,Cu2+、I2被还原,SO2被氧化生成SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4)),离子方程式为2SO2+I2+2Cu2++4H2O===2CuI↓+2SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(4))+8H+。
(2)CuI(s)中加入Fe粉、H2O,发生反应制取FeI2,Fe被氧化,则CuI被还原生成Cu,化学方程式为Fe+2CuI===FeI2+2Cu。
(3)利用I2制取KIO3,加入KOH溶液,并通入Cl2,I2→KIO3发生氧化反应,则Cl2被还原为Cl-,结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平:5Cl2+I2+12OH-===2IO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(3))+10Cl-+6H2O。
2.综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2( Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如下:
(1)“浸出”时ZnFe2O4发生反应的化学方程式为_______________。
(2)浸出液中加入H2O2的目的是____________(用离子方程式表示)。
(3)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相沉积)技术制得:以合成的三甲基镓为原料,使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为
__________________________________________________________
________________________________________________________。
答案:(1)ZnFe2O4 + 4H2SO4 ===ZnSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(3)Ga(CH3)3+ NH3===3CH4 + GaN
解析:(1)ZnFe2O4中Zn为+2价,Fe为+3价,加入硫酸后发生非氧化还原反应,则化学方程式为ZnFe2O4 + 4H2SO4 ===ZnSO4 +Fe2(SO4)3+ 4H2O。
(2)浸出液中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2则被还原生成H2O,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(3)以合成的三甲基镓为原料,与氨气发生一系列反应得到GaN,根据原子守恒可知,另外一种产物为甲烷,该反应的化学方程式为Ga(CH3)3+NH3===3CH4+GaN。
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