内容正文:
高三复习专题训练:新情境下方程式的书写
【学习目标】
1. 熟练新情境下方程式的书写规律。
2. 能根据问题情境(文字、流程、图像)判断反应物和生成物以及反应条件。
3. 能正确书写简单的离子方程式,熟练判断离子方程式的正误。
【知识点总结】
一、归纳文字信息型情境氧化还原反应方程式书写的一般规律。
(1) 先根据信息确定变价元素的反应物和产物;
(2) 根据得失电子守恒配平相关物质;
(3) 根据反应条件(溶液酸碱性)在方程式两边补充H+、OH-、H2O;
(4) 根据元素守恒和电荷守恒配平。
【例题展示1】
1、 工业上用过量浓氨水吸收二氧化硫气体,反应的离子方程式为______________________________________________________________________________。
2、 NaClO3溶液可由Cl2缓慢通入热的NaOH溶液中而制得。制备 NaClO3的离子方程式为________________________________________________________。
3、 碳酸钠溶液可以吸收NO2气体,反应后溶液中含NO和NO,该反应的离子方程式为__________________________________________________________。
4、 在空气中加热10.98 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O),受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表所示。
温度范围/ ℃
150~210
290~320
890~920
固体质量/g
8.82
4.82
4.50
经测定,加热到210~290 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为______________________________________________。
5、 工业废水中常含有一定量的硫化物(以H2S、HS-、S2-的形式存在),通过加入KMnO4溶液氧化沉淀将废水中的硫化物氧化为S沉淀除去。已知KMnO4在酸性条件下的还原产物为Mn2+,在碱性条件下的还原产物为MnO2。当溶液pH>7时,该反应的离子方程式为_______________________________________________。
二、 工艺流程型情境下方程式的书写
【例题展示2】
1. 某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下图所示,写出有关反应的离子方程式。
(1) 写出反应①中生成CO2的离子方程式:_____________________________。
(2) 写出反应②的离子方程式:______________________________________。
2. 工业上生产漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)时同时产生了高氯酸(HClO4),其流程如下:
(1) 写出反应器Ⅰ中反应的化学方程式:______________________________。
(2) 写出反应器Ⅱ中反应的离子方程式:______________________________。
3. 以铜矿砂(主要成分CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下:
(1) 写出氧化时反应的离子方程式:__________________________________。
(2) 写出还原时反应的离子方程式:__________________________________。
三 、 书写循环图像的总反应方程式和某一步的反应方程式时,确定反应物和生成物方法:某一步的反应方程式只看这一步的箭头指进和指出,总反应方程式看总循环的箭头指进和指出,只进不出为反应物,只出不进为生成物。
【例题展示3】
1、As(Ⅲ)和As(Ⅴ)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图甲、乙所示。向化学沉淀后的废水(pH≈8)中加入NaClO溶液,写出As(Ⅲ)发生主要反应的离子方程式:__________________________________________。
2、 次磷酸根离子(H2PO)具有较强的还原性。利用Fe2+、H2O2联合除去废水中次磷酸根离子,转化过程如图丙所示。
①转化(Ⅰ)除生成Fe3+和羟基自由基(·OH)外,还生成一种离子,其化学式为__________。
②写出转化(Ⅱ)的离子方程式:_______________________________________。
3、金属Co与CO、H2在高压条件下可制得羰基氢钴 HCo(CO)4。HCo(CO)4与R—CH===CH2可通过高碳烯烃氢甲酰化反应生成高碳醛,反应历程如图丁所示,R—CH===CH2转化为高碳醛的总反应方程式为__________________________。该反应历程的中间产物为_______________________________________________。
(4) EF-H2O2-FeOx法降解水体中有机污染物的反应机理如图戊所示。
阳极的电极反应式为_______________,X微粒的化学式为________________,阴极附近Fe2+参与反应的离子方程式为 ________________________________。
【基础练习】
题型一: 根据文字信息书写相应的方程式。
(1) 将氨水和NH4HCO3溶液混合,反应的离子方程式为________________
________________________________________________________________。
(2) PH3有剧毒,用硫酸铜溶液吸收,生成物含Cu3P沉淀、磷酸,反应的离子方程式为____________________ 。
(3) 二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂。工业上用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 ℃时反应制得,反应过程中还有CO2等生成,且n(CO2)∶n(ClO2)=1∶2。该反应的化学方程式是____________________________________________________________。
(4) 合成氨的原料气需脱硫处理。一种脱硫方法如下:第一步先用Na2CO3溶液吸收H2S生成NaHS;第二步再将NaHS与NaVO3反应,生成浅黄色沉淀和Na2V4O9等物质。写出第二步反应的化学方程式:______________________________________________。
(5) (2023常州调研)向含AsO的溶液中加入(NH4)2S2O8溶液将AsO氧化为AsO,写出该反应的离子方程式:____________________________________________________。
(6) (2023南通如皋调研)80 ℃时,将PbS与盐酸、MnO2和饱和食盐水一起浸取,PbS反应后生成PbCl和S。写出该反应的离子方程式:__________ ____ __。
题型二: 工艺流程型情境下方程式的书写
2 、CuCl难溶于水,常用作有机合成催化剂,实验室以铜矿粉(主要含Cu2S及少量Fe2O3、FeCO3等)为原料制备CuCl的流程如下:
(1)“酸浸”时,Fe2O3所发生反应的离子方程式为_____________________
________________________________________________________________。
(2) “酸浸”时,Cu2S所发生反应的离子方程式为_____________________
_________________________________________________________________。
(3) “沉铁”反应的离子方程式为____________________________________。
(4) “沉锰”时,有CO2气体放出,该反应的化学方程式为________________
______________________________________________________________。
(5) “合成”反应的化学方程式为____________________________________。
3 实验室以软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3、MgO杂质)为原料制备高锰酸钾并获取MgCO3·3H2O的工业流程如下:
(1) “熔融”过程中有K2MnO4生成,该反应的化学方程式为____________
_________________________________________________________________。
(2) “酸化”时,含Mn物质的物质的量随反应时间的变化关系如图所示,该反应的离子方程式为________________。
(2) “沉淀”过程的离子方程式为____________________________________________。
(4) 将MgCO3·3H2O加热到85 ℃,发生热解反应,过滤得碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O],该反应的化学方程式为________________________________________________________。
4 (2023南通如皋适应考)黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是重要的含铜矿物,常用于冶炼金属铜。
(1) 黄铜矿在潮湿的空气中一段时间会发生如图所示的变化。
写出黄铜矿在潮湿的空气中发生反应的化学方程式:__________________
_______________________________________________________________。
(2) 工业上可以在酸性介质中用H2O2氧化浸出黄铜矿。40 ℃、pH<1、H2O2过量的条件下,用H2O2、H2SO4混合液浸出黄铜矿。
若浸出过程中,溶液中含有少量Na2SO4,则会析出黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀。写出Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀的离子方程式:________________________________________________________________。
题型三:循环图像信息的方程式书写
5 通过研究反应的机理,可将化学反应更好地应用于工农业生产。
(1) 三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化,其催化剂表面物质转化的关系如图甲所示,化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图乙所示)确定。
甲 乙
①写出图甲中X与CO发生反应的化学方程式:______________________。
②利用上图原理,甲烷可将NO2催化还原,写出发生反应的化学方程式:_________________________________________________________。
(2) 一种酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图丙所示。
丙
①写出图丙中Fe3+与FeS2反应的离子方程式:__________________________。
②为研究FeS2作电极时的放电规律,以FeS2作阳极进行电解,由FeS2放电产生粒子的含量与时间、电压(U)的关系如图丁所示。
丁
写出t1至t2间FeS2所发生的电极反应式:_____________________________
__________________________________________________________。
6 (扬州模拟)活性自由基HO·可有效除去废水中的苯酚等有机污染物。
(1) H2O2在Fe3O4催化剂表面产生HO·除去废水中的苯酚的原理如图甲所示。
①酸性条件下,该催化过程中产生HO·的反应的离子方程式为____________________________________________________。
甲
②在不同初始pH条件下,研究苯酚的去除率随时间的变化,结果表明:在反应开始时,初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明显低于初始pH=3的溶液,但一段时间后两者接近,原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 掺杂了Cr3+的Fe3O4催化剂催化氧化原理如图乙所示。在Fe3O4催化剂中掺杂少量Cr3+,可提高催化效率,但浓度太高,反而会降低催化效率,其原因是 ________________________________________________________________。
乙
(3) 光催化氧化技术也可生成HO·降解有机污染物,其原理如图丙所示。光照时,价带失去电子产生有强氧化性的空穴。价带上生成HO·的电极反应式为____________________。图中,HO·还有另外的产生途径,描述其产生过程:______________________________________________________________。
丙
答案和解析
【例题展示1】:
1. (1) SO2+2NH3·H2O===2NH+SO+H2O
(2) 3Cl2+6OH-===ClO+5Cl-+3H2O (3) 2NO2+CO ===NO+NO+CO2 (4) 3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2 (5) 2MnO+3S2-+4H2O===2MnO2↓+3S↓+8OH-或2MnO+3HS-+H2O===2MnO2↓+3S↓+5OH-
【例题展示2】:
1. (1) MnCO3+2H+===Mn2++CO2↑+H2O (2) 5Mn2++2ClO+4H2O ===Cl2↑+5MnO2+8H+
2. (1) 3NaClO3+3H2SO4===3NaHSO4+2ClO2↑+HClO4+H2O (2) 2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2+2H2O
3. (1) 3CuS+8MnO+4H2O ===8MnO2+3SO+3Cu(OH)2+2OH- (2) 2Cu2++2Cl-+SO+H2O ===2CuCl↓+SO+2H+
【例题展示3】:
1. (1) H3AsO3+ClO-+2OH-===HAsO+Cl-+2H2O
(2) ①OH- ②H2PO+4·OH===H2PO+2H2O
(3) R—CH===CH2+CO+H2―→R—CH2CH2CHO
RCH2CH2Co(CO)4、
(4) Fe-2e-===Fe2+ O H2O2+H++Fe2+===Fe3++H2O+·OH
【基础练习】
1. (1) HCO+NH3·H2O===NH+CO+H2O
(2) 12H2O+11PH3+24Cu2+===8Cu3P↓+3H3PO4+48H+
(3) 2KClO3+H2C2O4K2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O
(4) 2NaHS+4NaVO3+H2O===Na2V4O9+2S↓+4NaOH
(5) AsO+S2O+H2O===AsO+2SO+2H+
(6) PbS+MnO2+4H++4Cl-===PbCl+S+Mn2++2H2O
2、(1) Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)Cu2S+2MnO2+8H+===2Cu2++2Mn2++S+4H2O
(3) Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
(4)MnSO4+2NH4HCO3===MnCO3↓+CO2↑+H2O+(NH4)2SO4
(5) 2CuO+2HCl+SO2===2CuCl+H2SO4
3. (1) 3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2) 3MnO+4CH3COOH===2MnO+MnO2↓+4CH3COO-+2H2O
(3) Mg2++CO2+2OH-+2H2O===MgCO3·3H2O↓
(4) 5[MgCO3·3H2O]CO2↑+10H2O+4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O
4. (1) 4CuFeS2+3O2+6H2O===4CuS2+4Fe(OH)3
(2) Na++3Fe3++2SO+6H2O===NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+
解析:(1) 由图示可知CuFeS2与O2、H2O反应生成CuS2、Fe(OH)3。 (2) 根据黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]的组成可知,Fe3+、Na+、SO、H2O反应生成NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀,再依据守恒规则可知产物中含有H+,从而可写出离子方程式。
5. (1) ①Ba(NO3)2+5CO===N2+BaO+5CO2 ②CH4+2NO2N2+CO2+2H2O (2) ①14Fe3++FeS2+8H2O===15Fe2++2SO+16H+ ②FeS2-2e-===Fe2++2S
6. (1) ①H++H2O2+Fe2+ ===H2O+Fe3++HO· ②酸性有利于HO·的形成,所以初始pH=3的溶液在开始时去除率较高。随着反应的进行,苯酚转化为乙酸,使溶液酸性增强,pH=6的溶液中苯酚去除率显著提高,最终两者的去除率接近 (2) 掺杂少量Cr3+可以促进Fe2+生成,有利于HO·的形成。但Cr3+浓度过高,会使过多H2O2分解生成O2,不利于HO·的产生 (3) H2O-e-===H++HO· 光照时,电子从价带跃迁至导带,O2在导带获得电子生成H2O2或O·,最终转化为HO·.
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