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培優(yōu)點(diǎn)九 陌生情境中氧化還原反應(yīng)方程式的書寫 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　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＋____ 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．我國(guó)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(shì)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(cè)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 mol＝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