2024届高考化学一轮复习课件 第一章 物质及其变化 热点强化练1 新情境下氧化还原反应方程式的书写

热点强化练1　新情境下氧化还原反应方程式的书写

1.工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。

(1)用铝与软锰矿高温冶炼锰的原理是(用化学方程式来表示)

　                。 

(2)MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是  　   　　

　　　　　　。 

解析:(1)高温时,铝与MnO2发生置换反应生成锰,其化学方程式为3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3。

(2)根据氧化还原反应可知Mn元素由+4价降至+2价,O元素由-1价升至0价得到O2,反应的离子方程式为MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O。

答案:(1)4Al+3MnO22Al2O3+3Mn

(2)MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O

2.(1)向含Cr2的酸性废水中加入FeSO4溶液,使Cr2全部转化为Cr3+。写出该反应的离子方程式:　       。 

(2)该小组查阅资料知CuO与NH3反应生成了一种无污染的单质气体,请写出该反应的化学方程式:　           。 

解析:(1)酸性条件下Cr2将Fe2+氧化为Fe3+,本身被还原为Cr3+,根据化合价升降法可写出该离子方程式为Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。

(2)根据题意可知反应中生成的单质气体为N2,即反应中NH3被氧化为N2,则CuO被还原为单质Cu,其化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。

答案:(1)Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O　(2)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O

3.金属钛被称为铁和铝之后崛起的第三金属,它是空间技术、航海、化工、医疗上不可缺少的材料。为了提高资源的利用率,减少环境污染,可将炼钛厂与其他工业组成产业链,如图所示:

(1)写出钛铁矿(FeTiO3)经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:

　                 。 

(2)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟,白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3,写出该反应的化学方程式:　           。 

(3)写出TiCl4转化为Ti反应的化学方程式:       　。 

解析:(1)结合图示流程可知钛铁矿氯化时,反应物还有C,生成物为FeCl3、TiCl4和CO,其化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO。(2)根据题中信息可知,TiCl4暴露在潮湿空气中是和H2O反应生成H2TiO3和HCl,其化学方程式为TiCl4+3H2OH2TiO3+4HCl↑。(3)结合图示流程可知是TiCl4和Mg发生置换反应,其化学方程式为2Mg+TiCl42MgCl2+Ti。

答案:(1)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO

(2)TiCl4+3H2OH2TiO3+4HCl↑

(3)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti

4.(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为     　。 

(2)用氯酸钠(NaClO3)和硫酸酸化的H2O2反应生成ClO2。请写出该反应的化学方程式:          　。 

(3)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式:

　              。 

解析:(1)在碱性条件下,Fe3+被ClO-氧化生成Fe,并生成Cl-,其离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。

(2)该反应中NaClO3发生还原反应生成ClO2,则H2O2发生氧化反应生成O2,根据化合价升降法可写出该反应为2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+

O2↑+2H2O+Na2SO4。

(3)NaNO2和(NH4)2SO4发生归中反应生成N2,同时生成Na2SO4和H2O,其反应的化学方程式为2NaNO2+(NH4)2SO42N2↑+Na2SO4+4H2O。

答案:(1)2Fe3++3ClO-+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O

(2)2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+2H2O+Na2SO4

(3)2NaNO2+(NH4)2SO42N2↑+Na2SO4+4H2O

5.写出下列反应的离子方程式或化学方程式。

(1)向FeSO4溶液中加入NaNO2溶液和稀硫酸,生成的气体遇到空气变成红棕色,该反应的离子方程式是　               。 

(2)工业上用As2S3和浓硝酸反应制取H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式:      　。 

(3)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1 mol Na2S2O3转移8 mol电子。该反应的离子方程式是　              。 

(4)实际生产中,一般将Na2S和Na2CO3以物质的量之比为2∶1配成溶液后加热,将SO2缓缓通入溶液中,即可得到硫代硫酸钠。反应的离子方程式为　          。 

解析:(1)生成的气体遇到空气变成红棕色是NO,是在酸性条件下,N氧化了Fe2+,其离子方程式为Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O。(2)根据题意可知As2S3与浓硝酸发生反应时,As、S元素的化合价均升高,1 mol As2S3反应时转移10 mol电子,可利用整体法配平该氧化还原反应为As2S3+10HNO3(浓)2H3AsO4+3S↓+10NO2↑+2H2O。(3)Cl2有强氧化性,Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1 mol Na2S2O3转移8 mol电子,说明S2被氧化为S,根据氧化还原反应配平,该反应的离子方程式是S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+。(4)Na2S2O3中S元素为+2价,即Na2S、SO2在Na2CO3溶液中发生归中反应,其离子方程式为2S2-+4SO2+C3S2+CO2。

答案:(1)Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O

(2)As2S3+10HNO3(浓)2H3AsO4+3S↓+10NO2↑+2H2O

(3)S2+4Cl2+5H2O2S+8Cl-+10H+

(4)2S2-+4SO2+C3S2+CO2

6.(2021·海南卷)无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程,以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水 FeCl3(s)。

已知:氯化亚砜()熔点-101 ℃,沸点76 ℃,易水解。

图示反应D→E的化学方程式为                  　。 

解析:根据题中信息可知氯化亚砜吸收FeCl3·6H2O中的水,发生水解反应生成SO2和HCl,故D→E的化学方程式为FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑。

答案:FeCl3·6H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2↑+12HCl↑

7.(1)某兴趣小组以海藻灰为原料进行I2的制备实验。具体步骤如下:将海藻灰加热浸泡后,得到了NaI溶液,将适量Na2SO3固体溶于NaI溶液,再将CuSO4饱和溶液滴入上述溶液中,生成白色CuI沉淀,该反应的离子方程式为               　。 

(2)高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体,工艺流程如图:

“反应Ⅲ”的离子方程式为　                。 

解析:(1)在NaI和Na2SO3的混合溶液中加入饱和CuSO4溶液生成CuI,根据氧化还原反应原理可知S被氧化为S,其反应的离子方程式为2Cu2++S+2I-+H2O2CuI↓+S+2H+。(2)反应Ⅲ加MnO2是为了将Fe2+氧化成Fe3+,MnO2被还原为Mn2+,故其离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O。

答案:(1)2Cu2++S+2I-+H2O2CuI↓+S+2H+

(2)2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O

8.电脑显示屏生产过程中产生大量的废玻璃(含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CeO2),某化学工程师以此废玻璃为原料设计生产Ce(OH)4的流程如图所示:

(1)“还原”工艺中发生氧化还原反应的离子方程式为　         ; 

“氧化”工艺中的化学方程式为            　。 

(2)电解CeO2的熔融物可制取高纯Ce,则阴极的电极反应式为

　        。 

解析:(1)用稀硫酸酸化的H2O2溶液还原CeO2为Ce3+,反应的离子方程式为H2O2+6H++2CeO22Ce3++O2↑+4H2O;“氧化”工艺中Ce(OH)3悬浊液通入过量O2,即得到Ce(OH)4,发生反应的化学方程式为4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4。(2)电解CeO2的熔融物可制取高纯Ce,阴极上发生还原反应,即Ce4+得电子被还原为Ce,其电极反应式为Ce4++4e-Ce。

答案:(1)H2O2+6H++2CeO22Ce3++O2↑+4H2O　4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4

(2)Ce4++4e-Ce

9.“绿水青山就是金山银山”。近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。

(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。

①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式:              　。 

②尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收,写出如图所示“反应1”的化学方程式:　          。 

(2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式:　             。 

(3)某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO),设计了如图流程:

①“反应1”用于吸收Cl2,“反应1”的化学方程式为　          。 

②“反应2”的离子方程式为　                。 

解析:(1)①硫酸工业尾气中的SO2用过量氨水吸收反应生成(NH4)2SO3,化学方程式为SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3为可溶性强电解质,书写离子方程式时拆成离子形式,故反应的离子方程式为SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O。②由图示可得,用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4,化学方程式为SO2+MnO2MnSO4。(2)NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质,则发生氧化还原反应生成CO2和N2,故化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。(3)①由流程结合已知,“反应1”用石灰乳吸收Cl2,故化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②“反应2”为N和NaNO2溶液反应生成无污染气体,根据氧化还原反应原理,N和N发生归中反应生成N2,根据原子守恒判断反应中还会生成H2O,该反应的离子方程式为N+NN2↑+2H2O。

答案:(1)①SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O　②SO2+MnO2MnSO4

(2)2CO+2NO2CO2+N2

(3)①2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O　②N+NN2↑+2H2O

10.根据下列各图示信息,回答有关问题。

(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:

写出反应Ⅰ的化学方程式:　              。 

(2)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:

(Ⅰ)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的离子方程式是        　。 

(Ⅱ)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为

ⅰ:2Fe2++PbO2+4H++S2Fe3++PbSO4+2H2O

ⅱ:……

①写出ⅱ的离子方程式:     　。 

②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入少量PbO2,溶液变红。

b.　           。 

解析:(1)根据图示流程可知反应Ⅰ中SO2和I2发生氧化还原反应生成H2SO4和HI,其化学方程式为SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI。

(2)(Ⅰ)根据题中信息可写出在Fe2+催化下,Pb和PbO2在硫酸溶液中生成PbSO4的离子方程式为Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O。(Ⅱ)根据ⅰ中反应可知,Fe2+被氧化成Fe3+,而反应ⅱ中一定是Fe3+被还原为Fe2+,同时把Pb氧化成PbSO4,其离子方程式为2Fe3++Pb+SPbSO4+2Fe2+。根据a中现象可知b中,应是向红色的溶液中加入过量铅粉充分反应后,溶液的红色褪去,即可证明溶液中Fe3+被还原为Fe2+。

答案:(1)SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI

(2)(Ⅰ)Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O

(Ⅱ)①2Fe3++Pb+SPbSO4+2Fe2+　②取a中红色溶液少许,向其中加入过量铅粉充分反应后,红色褪去