2024年大二輪化學（新高考）教案：專題一主觀題突破新情景下方程式的書寫

新情景下方程式的書寫1．書寫關(guān)鍵——識記常見氧化劑、還原劑及產(chǎn)物預(yù)測(1)常見的氧化劑及還原產(chǎn)物預(yù)測氧化劑還原產(chǎn)物預(yù)測KMnO4Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnOeq\o\al(2－,4)(堿性)K2Cr2O7(酸性)Cr3＋濃硝酸NO2稀硝酸NOX2(鹵素單質(zhì))X－H2O2OH－(堿性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO－)Cl－、Cl2NaClO3Cl－、Cl2、ClO2PbO2Pb2＋(2)常見的還原劑及氧化產(chǎn)物預(yù)測還原劑氧化產(chǎn)物預(yù)測Fe2＋Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(堿性)SO2(或H2SO3、SOeq\o\al(2－,3))SOeq\o\al(2－,4)S2－(或H2S)S、SO2(或SOeq\o\al(2－,3))、SOeq\o\al(2－,4)H2C2O4CO2H2O2O2I－(或HI)I2、IOeq\o\al(－,3)COCO2金屬單質(zhì)(Zn、Fe、Cu等)Zn2＋、Fe2＋(與強氧化劑反應(yīng)生成Fe3＋)、Cu2＋2.書寫方法(1)氧化還原反應(yīng)方程式的書寫(2)非氧化還原反應(yīng)的書寫結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)和實驗反應(yīng)判斷產(chǎn)物。1．(1)[2022·全國甲卷，27(1)]工業(yè)上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉，同時生成CO，該反應(yīng)的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)[2022·廣東，19(1)①]催化劑Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加熱分解制備，反應(yīng)同時生成無污染氣體，完成化學方程式：(NH4)2Cr2O7eq\o(=,\s\up7(△))Cr2O3＋______＋______。答案(1)Na2SO4·10H2O＋4Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Na2S＋4CO↑＋10H2O(2)N2↑4H2O解析(1)工業(yè)上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉，同時生成CO，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)的化學方程式為Na2SO4·10H2O＋4Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Na2S＋4CO↑＋10H2O。(2)(NH4)2Cr2O7分解過程中，生成Cr2O3和無污染氣體，根據(jù)元素守恒可知，其余生成物為N2、H2O，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的化學方程式為(NH4)2Cr2O7eq\o(=,\s\up7(△))Cr2O3＋N2↑＋4H2O。2．[2022·河北，15(1)(3)(5)]以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：回答下列問題：(1)紅渣的主要成分為__________(填化學式，下同)，濾渣①的主要成分為__________。(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學方程式為______________________________。(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為__________，氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Fe2O3和SiO2SiO2(3)7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(△))15FeSO4＋8H2SO4(5)＋26Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋eq\o(=,\s\up7(△))6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NHeq\o\al(＋,4)解析已知黃鐵礦高溫煅燒生成Fe2O3，反應(yīng)為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(煅燒))2Fe2O3＋8SO2，故產(chǎn)生的紅渣主要成分為Fe2O3和SiO2；將紅渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加熱，反應(yīng)為Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O，過濾出濾渣①，主要成分為SiO2，向濾液中加入黃鐵礦進行還原，將Fe3＋還原為Fe2＋，由(3)小問可知不生成S沉淀，則硫元素被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，反應(yīng)為14Fe3＋＋FeS2＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(△))15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋，然后進行工序①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到FeSO4晶體和母液，母液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶體，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH為3，進行沉鐵，反應(yīng)原理為Fe2＋＋2NHeq\o\al(＋,4)＋[Fe(CN)6]4－=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后過濾出沉淀，洗滌后加入H2SO4和NaClO3進行氧化，反應(yīng)為6Fe(NH4)2Fe(CN)6＋ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋eq\o(=,\s\up7(△))6Fe(NH4)Fe(CN)6＋Cl－＋3H2O＋6NHeq\o\al(＋,4)，過濾、洗滌、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，據(jù)此分析解題。3．[2023·全國乙卷，27(1)(2)(4)(5)(6)]LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制備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?；卮鹣铝袉栴}：(1)硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________。為提高溶礦速率，可采取的措施________________(舉1例)。(2)加入少量MnO2的作用是____________________________________________________。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是______________________________________________。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2＋，生成的沉淀有___________________________________。(5)在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。隨著電解反應(yīng)進行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷__________________。電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應(yīng)的化學方程式是____________________________________。答案(1)MnCO3＋H2SO4=MnSO4＋H2O＋CO2↑粉碎菱錳礦(或攪拌、適當升高溫度等)(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋Mn2＋和生成的Fe3＋可以催化H2O2分解(4)BaSO4、NiS(5)Mn2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋MnO2↓＋2H＋加水(6)2Li2CO3＋8MnO2eq\o(=,\s\up7(煅燒))4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑解析(4)加入少量BaS溶液除去Ni2＋，此時溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba2＋＋S2－＋Ni2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋NiS↓。(5)在電解槽中，Mn2＋發(fā)生反應(yīng)生成MnO2，反應(yīng)的離子方程式為Mn2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋MnO2↓＋2H＋；該反應(yīng)中消耗水生成H2SO4，需要加入水以保持電解液成分的穩(wěn)定。1．回答下列問題：(1)將NH4HCO3、NH3·H2O溶液加入FeSO4溶液生成FeCO3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(2)Na2S2O4固體與過量H2O2溶液反應(yīng)生成硫酸鹽的離子方程式為________________________________________________________________________。(3)在酸性條件下，NaClO2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并釋放出ClO2，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(4)pH＝11時，K2FeO4與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2等物質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。(5)寫出葡萄糖、MnO2、H2SO4反應(yīng)生成MnSO4和CO2的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)用N2H4·H2O還原H2SeO3，反應(yīng)生成一種氣體單質(zhì)和Se，該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)工業(yè)上常將含砷廢渣(主要成分為As2S3)制成漿狀，通入O2氧化，生成H3AsO4和單質(zhì)硫。發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________。(8)以FeS2作還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原NaClO3制備ClO2，同時得到Fe2(SO4)3、Na2SO4，該反應(yīng)的化學方程式為____________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Fe2＋＋NH3·H2O＋HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O(2)S2Oeq\o\al(2－,4)＋3H2O2=2SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋2H2O(3)4H＋＋5ClOeq\o\al(－,2)=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O(4)4FeOeq\o\al(2－,4)＋10H2O=4Fe(OH)3↓＋3O2↑＋8OH－(5)C6H12O6＋12MnO2＋12H2SO4=12MnSO4＋18H2O＋6CO2↑(6)N2H4·H2O＋H2SeO3=N2↑＋Se↓＋4H2O(7)2As2S3＋5O2＋6H2O=4H3AsO4＋6S(8)2FeS2＋30NaClO3＋14H2SO4=30ClO2↑＋Fe2(SO4)3＋15Na2SO4＋14H2O2．以某混合氧化物(由MnO2、ZnO、CuO、Fe2O3組成)為原料制備KMnO4和FeSO4·7H2O的工藝流程如下：已知：ZnO與Al2O3的化學性質(zhì)相似。回答下列問題：(1)寫出“酸浸”時，CuO反應(yīng)的化學方程式：_______________________________________________________________________________________________________。(2)“去銅”時，除了生成CuCl外，還有SOeq\o\al(2－,4)、H＋生成，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O(2)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋解析(2)“去銅”時，除了生成CuCl外，還有SOeq\o\al(2－,4)、H＋生成，可知1mol銅離子得1mol電子生成CuCl,1mol二氧化硫失2mol電子生成SOeq\o\al(2－,4)，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒得反應(yīng)離子方程式：2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。3．液晶顯示器生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(除了含有SiO2外，還有CeO2、Fe2O3等物質(zhì))，某同學以此粉末為原料回收鈰的流程如圖所示。已知：鈰有＋3、＋4兩種價態(tài)，CeO2具有強氧化性，與常見的無機酸不反應(yīng)。(1)步驟Ⅱ的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅳ的化學方程式是________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋4H2O＋O2↑(2)2Ce(OH)3＋NaClO＋H2O=2Ce(OH)4＋NaCl解析(1)固體A為SiO2、CeO2，稀硫酸、H2O2和CeO2反應(yīng)生成Ce2(SO4)3、O2和H2O，離子方程式為6H＋＋H2O2＋2CeO2=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O。(2)步驟Ⅳ加入NaClO將Ce從＋3價氧化為＋4價，得到Ce(OH)4，反應(yīng)的化學方程式是2Ce(OH)3＋NaClO＋H2O=2Ce(OH)4＋NaCl。4.在空氣中加熱Co(OH)2，使其轉(zhuǎn)化為鈷的氧化物。加熱過程中，固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖所示。290～500℃，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______________________________________。答案6Co2O3eq\o(=,\s\up7(290～500℃))4Co3O4＋O2↑解析從圖中信息可知，加熱前的反應(yīng)物為Co(OH)2(0.930g)，其物質(zhì)的量為0.01mol，依據(jù)某種鈷的氧化物，該氧化物中n(O)＝eq\f(0.830g－0.590g,16g·mol－1)＝0.015mol，由此可以確定該氧化物為Co2O3；同理可以確定500℃時，n(O)＝eq\f(0.803g－0.590g,16g·mol－1)≈0.0133mol，則生成的氧化物為Co3O4；所以290～500℃過程中，Co2O3轉(zhuǎn)化為Co3O4，反應(yīng)過程中Co元素化合價降低，氧元素化合價升高并轉(zhuǎn)化為O2，故反應(yīng)的化學方程式為6Co2O3eq\o(=,\s\up7(290～500℃))4Co3O4＋O2↑。5．草酸鈣晶體(CaC2O4·H2O)在氮氣氛圍中的熱重曲線示意圖如下：分別寫出在①100～226℃、②346～420℃、③660～840℃的化學方程式。答案①CaC2O4·H2Oeq\o(=,\s\up7(100～226℃))CaC2O4＋H2O↑、②CaC2O4eq\o(=,\s\up7(346～420℃))CaCO3＋CO↑、③CaCO3