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1、2022屆高考化學(xué) 專題九 陌生情境中氧化還原反應(yīng)方程式的書寫精準(zhǔn)培優(yōu)專練
一.陌生情境中氧化還原反應(yīng)方程式的書寫
1.給定化學(xué)方程式的書寫
典例1.在某強(qiáng)酸性混合稀溶液中加入H2O2,調(diào)節(jié)pH≈3,Ce3+通過下列反應(yīng)形成Ce(OH)4沉淀得以分離。完成下列反應(yīng)的離子方程式:
Ce3++H2O2+H2O===Ce(OH)4↓+________
【解析】H2O2作氧化劑,1 mol H2O2得2 mol e-,Ce3+作還原劑,1 mol Ce3+→(OH)4失1mol e-,故Ce3+和H2O2的系數(shù)分別為2、1,再由電荷守恒知,產(chǎn)物中必有H+,其前面的系數(shù)為6。
【答案】2
2、 1 6 2 6 H+
2.信息型化學(xué)方程式的書寫
典例2.Mg(ClO3)2加入到含有KSCN的FeSO4酸性溶液中立即出現(xiàn)紅色,寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式: __________________________________________。
【解析】顯紅色,說明ClO在酸性條件下把Fe2+氧化成了Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-反應(yīng)生成紅色的Fe(SCN)3。
【答案】ClO+6Fe2++6H+===6Fe3++Cl-+3H2O、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
二.對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn)
1.含氮廢水進(jìn)入水體中對(duì)環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重,用金屬鋁可將水中的NO還原成N2,從
3、而消除氮污染,請(qǐng)配平離子反應(yīng)方程式:
NO+Al+H2O===N2↑+Al(OH)3+________
【解析】用化合價(jià)升降法配平。在該反應(yīng)中,氧化劑2NO→N2,化合價(jià)降低的總數(shù)為10;還原劑(Al→Al3+),化合價(jià)升高的總數(shù)為3。由此先確定氧化劑與還原產(chǎn)物、還原劑與氧化產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。由電荷守恒確定OH-及其化學(xué)計(jì)量數(shù),最后用觀察法配平其他物質(zhì)。
【答案】6 10 18 3 10 6 OH-
2.亞硫酸鈉和碘酸鉀在酸性溶液中發(fā)生以下反應(yīng):
____ Na2SO3+____ KIO3+____ H2SO4===____ Na2SO4+____ K2SO4+____ I2+___
4、_ H2O
(1)配平上面的氧化還原方程式。
(2)若反應(yīng)中有5 mol電子轉(zhuǎn)移,則生成的碘單質(zhì)是________ mol。
【解析】(1)Na2SO3中S由+4價(jià)變?yōu)椋?價(jià),升2價(jià),KIO3中I由+5價(jià)變?yōu)?價(jià),降5價(jià),最小公倍數(shù)為10,即Na2SO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)為5,KIO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2,然后依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒,配平其他,即5Na2SO3+2KIO3+H2SO4===5Na2SO4+K2SO4+I(xiàn)2+H2O。(2)依據(jù)(1)生成1mol I2,共轉(zhuǎn)移10mol電子,因此轉(zhuǎn)移5mol電子,生成0.5mol I2。
【答案】(1)5 2 1 5 1 1 1
(2)0.5
3
5、.我國的銅主要取自黃銅礦(CuFeS2),隨著礦石質(zhì)量的降低和環(huán)保要求的提高,濕法煉銅的優(yōu)勢日益突出。氧化浸出法是主要方法之一,氧化浸出法即是在硫酸介質(zhì)中用雙氧水將黃銅礦氧化,測得有SO生成。
(1)該反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。
(2)該反應(yīng)在25~50℃下進(jìn)行,實(shí)際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值,試分析其原因?yàn)開____________________________________________________________。
【解析】(1)黃銅礦主要成分為CuFeS2, 被雙氧水氧化成SO,硫離子及亞鐵離子都會(huì)被
6、氧化,故反應(yīng)的離子方程式為2CuFeS2+17H2O2+2H+===2Cu2++2Fe3++4SO+18H2O。(2)H2O2不穩(wěn)定受熱易分解,且產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解,都使雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值。
【答案】(1)2CuFeS2+17H2O2+2H+===2Cu2++2Fe3++4SO+18H2O
(2)H2O2受熱分解;產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等
4.NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖所示:
(1)SCR技術(shù)中的氧化劑為__________________。
(2)當(dāng)NO2與NO的物質(zhì)的
7、量之比為1∶1時(shí),與足量氨氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。當(dāng)有3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),則參與反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量為________。
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)原理:NO、NO2中N的化合價(jià)降低,作氧化劑,NH3中N的化合價(jià)升高,作還原劑。(2)當(dāng)NO2與NO的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí),共得到電子6mol,1mol NH3參加反應(yīng)失去3 mol電子,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,應(yīng)有2 mol NH3參加反應(yīng),故反應(yīng)方程式:2NH3+NO2+NO===2N2+3H2O,1 mol NO參加反應(yīng)時(shí)共轉(zhuǎn)移6 mol電子,有3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),則參與反應(yīng)的NO的物質(zhì)的量為 mo
8、l=0.5 mol。
【答案】(1)NO、NO2
(2)2NH3+NO2+NO===2N2+3H2O 0.5 mol
5.硫酸亞鐵是生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)品,價(jià)格低,以硫酸亞鐵為原料制備高效凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)可大大降低成本。其生產(chǎn)工藝如下:
已知:NaNO2是在空氣中將Fe2+氧化為鐵黃(FeOOH)的催化劑;鐵黃微溶于酸。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)鐵黃(FeOOH)中鐵元素的化合價(jià)是________。寫出反應(yīng)①生成鐵黃(FeOOH)的離子方程式:___________________________________________,
在通入O2“氧化”FeSO4的過
9、程中,溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)
(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式___________________________。
(3)K2FeO4可作為新型多功能水處理劑的原因是_____________________________。
(4)該工藝每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 L Cl2理論上得到________g K2FeO4。
【解析】(1)由圖示知反應(yīng)物為O2、FeSO4,生成物為FeOOH,由已知條件知NaNO2作催化劑,故反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+;由方程式知反應(yīng)中生成H+,故溶液pH減小。(4)n(Cl2)==5 mol,由Cl2+2KOH===KCl+KClO+H2O,3KClO+2FeOOH+4KOH===2K2FeO4+3H2O+3KCl可知3Cl2~2K2FeO4。故得到K2FeO4的質(zhì)量為m(K2FeO4)=×198=660。
【答案】(1)+3;4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+;減小
(2)2FeOOH+3KClO+4KOH===2K2FeO4+3H2O+3KCl
(3)K2FeO4具有強(qiáng)氧化性,能殺菌消毒;消毒過程中自身被還原為Fe3+,F(xiàn)e3+水解生成的Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降(答案合理均可)
(4)660