新人教版高考化学一轮复习第2章化学物质及其变化热点题型2信息型氧化还原反应方程式的书写学案

热点题型2　信息型氧化还原反应方程式的书写

“四步法”突破新情境下氧化还原反应方程式的书写与配平

[示例]　KMnO4与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2＋和CO2，写出并配平该反应的离子方程式。

[分析]　第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故 KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。

第二步：按“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成MnO＋C2O―→Mn2＋＋CO2↑。由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O―→2Mn2＋＋10CO2↑。

第三步：反应在热的稀硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，并注明反应条件，即2MnO＋5C2O＋H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O。

第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平，即2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

精练一　元素化合物、化学反应原理综合题中氧化还原反应方程式的书写

1．[2020·高考全国卷Ⅱ，26(3)(4)]化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：

(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为___________________________________________。

(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成 1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________mol；产生“气泡”的化学方程式为_____________________________________________________。

解析：(1)根据Cl2与HgO的反应为歧化反应，且一种生成物为Cl2O可知，该反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(2)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应可知，反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4===NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出大量气泡是因为NaHCO3与NaHSO4反应产生CO2气体。

答案：(1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O

(2)1.25　NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O

2．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：

(1)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，则氧化产物为______(填化学式)。

(2)H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：______________________________________________________________。

解析：(1)氧化剂为Ag＋，还原剂为H3PO2，还原产物为Ag，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1，即4 mol氧化剂得到4 mol电子时，1 mol还原剂失去4 mol电子，则P的化合价从＋1价升高到＋5价，故氧化产物为H3PO4。

(2)白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，磷元素的化合价由0价变为－3价和＋1价，根据得失电子守恒和原子守恒进行配平。

答案：(1)H3PO4　(2)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑

精练二　化学工艺流程综合题中氧化还原反应方程式的书写

3．(2021·皖江联盟高三联考)碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常以铜阳极泥(主要成分是Cu2Te，含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属，其工艺流程如图：

已知：TeO2微溶于水，易与较浓的强酸、强碱反应。

回答下列问题：

(1)已知Te为ⅥA族元素，TeO2被浓NaOH溶液溶解，所生成盐的化学式为________。

(2)“酸浸1”过程中，控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2，反应的化学方程式为____________________________________________________；“还原”过程中，发生反应的离子方程式为______________________________________。

解析：(1)Te与S同主族， SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3，所以TeO2与浓NaOH溶液反应生成盐的化学式为 Na2TeO3。(2)“酸浸1”过程中，控制溶液的酸度使 Cu2Te 与氧气、硫酸反应生成硫酸铜和TeO2，反应的化学方程式是 Cu2Te ＋2O2＋2H2SO4===2CuSO4＋TeO2＋2H2O；“还原”过程中，四氯化碲与二氧化硫反应生成单质碲和硫酸，反应的离子方程式是Te4＋＋2SO2＋4H2O===2SO＋Te↓＋8H＋。

答案：(1)Na2TeO3

(2)Cu2Te＋2O2＋2H2SO4===2CuSO4＋TeO2＋2H2O　Te4＋＋2SO2＋4H2O===2SO＋Te↓＋8H＋

4．(2021·石家庄五校联考)钒及其化合物在特种钢材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5，含少量Fe2O3和FeO等杂质)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示：

(1)五氧化二钒中钒的化合价为__________。

(2)焙烧炉中发生的主要反应的化学方程式为_____________________；也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，写出反应的化学方程式：______________________________________________。

解析：(1)五氧化二钒中，氧显－2价，依据化合价的代数和为0，可求出钒的化合价为＋5。(2)焙烧炉中，V2O5与Na2CO3反应生成NaVO3和CO2，发生反应的化学方程式为V2O5＋Na2CO32NaVO3＋CO2↑；用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应，则应生成NaVO3和Cl2，反应的化学方程式为2V2O5＋4NaCl＋O24NaVO3＋2Cl2。

答案：(1)＋5　(2)V2O5＋Na2CO32NaVO3＋CO2↑

2V2O5＋4NaCl＋O24NaVO3＋2Cl2

5．连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染工业的一种常用原料，连二亚硫酸钠又称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如图：

请回答下列问题：

(1)保存连二亚硫酸钠的注意事项为____________(任写一项)。

(2)鼓入的M气体为空气的一种主要成分，则M的电子式为________。

(3)流程②的化学方程式为________________________________________。

(4)流程③的分离步骤为过滤、洗涤、干燥。其中洗涤所用试剂是________；实验中加入NaCl固体的目的是______________________________________。

(5)连二亚硫酸钠可用于除去酸性废水中的重铬酸根离子(Cr2O转化为Cr3＋，S2O转化为SO)，写出该反应的离子方程式：______________________。

解析：(1)由Na2S2O4固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧可知，保存Na2S2O4时应该密封保存，避免受热，同时也应该与其他易燃物分开存放。(2)鼓入的M气体为空气的一种主要成分，且通入后与锌不反应，则M只能是氮气，其电子式为:N⋮⋮N:。(3)流程②的目的是将单质锌转化为ZnS2O4，所以向锌粉中通入SO2，反应的化学方程式为Zn＋2SO2===ZnS2O4。(4)洗涤产品时，考虑到题目中对于保险粉的描述：可溶于水，但不溶于甲醇，所以用甲醇洗涤可以防止产品的损失；实验中加入氯化钠固体的目的是降低Na2S2O4的溶解度或增大Na＋浓度，便于Na2S2O4结晶析出。(5)用连二亚硫酸钠除去酸性废水中的重铬酸根离子的过程中，Cr2O转化为Cr3＋，S2O转化为SO，则反应物有Cr2O、S2O，生成物有Cr3＋、SO，再根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平即可得到离子方程式：Cr2O＋S2O＋6H＋===2Cr3＋＋2SO＋3H2O。

答案：(1)密封、置于阴凉处保存(或其他合理答案)

(2)N⋮⋮N

(3)Zn＋2SO2===ZnS2O4

(4)甲醇　降低Na2S2O4的溶解度(或增大Na＋浓度，便于Na2S2O4结晶析出)

(5)Cr2O＋S2O＋6H＋===2Cr3＋＋2SO＋3H2O