内容正文:
发展素养(一) 模型认知——情境型方程式的书写
【解题策略】
情境型方程式书写的要点
反应类型
过程分析
非氧化还
原反应
细读题目信息,要通过现象、性质、化合价等提示确定反应是不是氧化还原反应,这是书写化学方程式的第一步,也是关键点。若化合价反应前后无变化,推测可能的反应物、生成物,一般都为复分解反应,初步按AB+CDAD+CB书写,然后验证,最后按原子守恒定律配平
氧化还
原反应
依据文字信息书写方程式
例1 (1)[2023·天津卷节选] 已知铜可以与过氧化氢、稀盐酸反应制备CuCl2,写出该反应的化学方程式: 。
(2)[2023·辽宁卷节选] “沉钴镍”中得到的Co(OH)2在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为 。
【信息解读】
信息
指引
(1)反应物:Cu+H2O2+HCl,生成物:CuCl2,结合原子守恒推知还生成H2O。
(2)反应物:Co(OH)2+O2,生成物:
CoO(OH),结合原子守恒推知还生成H2O
解题
关键
根据题给信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒和质量守恒,写出化学方程式
变式题 (1)[2023·山东卷节选] 三氯甲硅烷(SiHCl3)易水解,已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为 。
(2)[2023·浙江卷节选] 富氧煅烧燃煤产生低浓度的SO2,可以在炉内添加CaCO3通过转化为CaSO4脱除,写出反应方程式: 。
依据实验信息书写方程式
例2 某兴趣小组为探究H2S和Cl2O的性质,将两种气体同时通入水中,实验装置如图所示。
请回答:
(1)三颈烧瓶中出现淡黄色沉淀,溶液呈强酸性,用一个化学方程式表示:
。
(2)要证明通入水中的Cl2O已过量,可用玻璃棒蘸取清液,点到淀粉KI试纸上,试纸变蓝色,用化学方程式表示该反应原理: 。
【信息解读】
信息
指引
(1)“三颈烧瓶中出现淡黄色沉淀”→生成单质S;溶液呈强酸性→反应生成强酸HCl。
(2)“淀粉KI试纸变蓝”→生成I2;Cl2O被还原为Cl-
解题
关键
根据题给信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒和质量守恒,写出化学方程式
变式题 某实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4),装置如图所示,夹持、加热等装置略。
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)写出C中总反应的离子方程式: 。
(3)装置D的作用是吸收尾气并能防倒吸,反应的化学方程式为
。
依据流程信息书写方程式
例3 [2025·河南卷节选] 一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt,含有少量SiO2]中尽可能回收铑的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸溶1”的目的是 。
(2)已知“酸溶2”中Rh转化为H3[RhCl6],则生成该物质的化学方程式为
;“滤渣”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质,但夹杂少量Rh2O3和RhCl3,则“高温还原”中发生反应的化学方程式为 。
【信息解读】
信息
指引
(1)根据题中信息,“酸溶1”时,Fe溶解,其他金属都不溶于浓盐酸;
(2)根据题中信息,“酸溶2”中Rh转化为H3[RhCl6],浓硝酸被稀释成稀硝酸,物质转化:Rh→H3[RhCl6],HNO3→NO;
(3)根据题意信息,“高温还原”过程中,Rh2O3和RhCl3均被H2还原为Rh,物质转化:Rh2O3→Rh,RhCl3→Rh
解题
关键
根据题给信息确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,结合得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式
变式题 [2023·全国乙卷节选] LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。
(2)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。
(3)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
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发展素养(一) 模型认知——情境型方程式的书写
探究点1
例1 (1)Cu+H2O2+2HClCuCl2+2H2O (2)4Co(OH)2+O24CoO(OH)+2H2O
变式题 (1)SiHCl3+5NaOHNa2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(2)2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
[解析] (1)已知电负性Cl>H>Si,则SiHCl3中氯元素为-1价,H元素为-1价,硅元素为+4价,所以氢氧化钠溶液和SiHCl3反应时,要发生氧化还原反应,得到氯化钠、硅酸钠、氢气和水,化学方程式为SiHCl3+5NaOH
Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O。(2)氧气具有氧化性,能把硫元素从+4价氧化为+6价,二氧化硫、空气中的氧气和碳酸钙在高温下反应生成硫酸钙和二氧化碳,反应方程式为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2。
探究点2
例2 (1)2H2S+Cl2O2S↓+2HCl+H2O
(2)Cl2O+4KI+2HCl4KCl+2I2+H2O
变式题 (1)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)3Cl2+2Fe3++16OH-2Fe+6Cl-+8H2O
(3)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
探究点3
例3 (1)除去铁
(2)Rh+6HCl+HNO3H3[RhCl6]+NO↑+2H2O SiO2
(3)Rh2O3+3H22Rh+3H2O、2RhCl3+3H22Rh+6HCl
[解析] (1)原料贵金属合金粉的主要成分为Fe、Rh、Pt和少量SiO2,Fe易溶于酸(如盐酸或硫酸),而Rh和Pt在常温下不易被非氧化性酸溶解,SiO2不溶于除HF外的酸,因此“酸溶1”使用浓盐酸溶解Fe生成可溶性盐,过滤后Fe(Ⅱ)进入滤液1,剩余滤渣的主要成分为Rh、Pt和SiO2,实现初步分离。(2)“酸溶2”中Rh被氧化转化为H3[RhCl6],Rh元素化合价由0价升高至+3价,HNO3被还原转化为NO,N元素化合价由+5价降低至+2价,结合得失电子守恒以及原子守恒可知反应的化学方程式为Rh+6HCl+HNO3H3[RhCl6]+NO↑+2H2O;“酸溶1”将Fe溶解,“酸溶2”将Rh和Pt溶解,故滤渣的主要成分为SiO2。(3)“高温还原”过程中,Rh2O3和RhCl3均被H2还原为Rh,Rh元素化合价均由+3价降低为0价,根据得失电子守恒以及原子守恒可知反应的化学方程式为Rh2O3+3H22Rh+3H2O、2RhCl3+3H22Rh+6HCl。
变式题 (1)MnCO3+H2SO4MnSO4+CO2↑+H2O
(2)Mn2++2H2OMnO2↓+H2↑+2H+
(3)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+O2↑+2CO2↑
[解析] (1)菱锰矿主要成分为MnCO3,故菱锰矿中加入硫酸进行溶矿的主要反应为MnCO3+H2SO4MnSO4+CO2↑+H2O。(2)电解槽中为MnSO4溶液,电解MnSO4溶液生成MnO2的反应为Mn2++2H2OMnO2↓+H2↑+2H+。(3)依据制备流程,在煅烧窑中生成LiMn2O4的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+O2↑+2CO2↑。
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