信息型氧化還原方程式的書寫

(1)書寫步驟

(2)書寫示例

寫出Fe(OH)3與KClO在強堿條件下制取K2FeO4的離子方程式：________________________________________________________________________。

第一步：根據(jù)題給信息和所學(xué)知識列出反應(yīng)式：

氧化劑＋還原劑―→還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物；

ClO－＋Fe(OH)3―→Cl－＋FeO42－。

第二步：根據(jù)電子守恒確定上述式子“氧化劑＋還原劑―→還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物”中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)；

3ClO－＋2Fe(OH)3―→3Cl－＋2FeO42－。

第三步：根據(jù)電荷守恒，結(jié)合介質(zhì)的酸堿性，在反應(yīng)方程式兩端添加H＋、OH－，使之滿足電荷守恒的要求；

3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－―→3Cl－＋2FeO42－。

第四步：根據(jù)原子守恒，通過在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒；

配平后的反應(yīng)：3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－===3Cl－＋2FeO42－＋5H2O。

利用電子守恒進(jìn)行計算的解題流程

題組一　氧化還原方程式的配平與書寫

1．(2018·信陽模擬)(1)MnO2可以與KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)，在酸性條件下，H2S和KMnO4反應(yīng)，反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)完成在酸性條件下NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：

ClO3－＋Fe2＋＋________===Cl－＋Fe3＋＋________。

解析：(1)反應(yīng)中MnO2作還原劑，氧化產(chǎn)物是K2MnO4，KClO3作氧化劑，還原產(chǎn)物是KCl，利用化合價升降法配平化學(xué)方程式為3MnO2＋KClO3＋6KOH高溫=====3K2MnO4＋KCl＋3H2O。

(2)H2S中S元素化合價升高2，KMnO4中Mn元素化合價降低5，則H2S前配5，KMnO4前配2，利用原子守恒配平其他物質(zhì)，得化學(xué)方程式為5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O。

(3)根據(jù)題意，NaClO3氧化酸性的FeCl2，反應(yīng)物中有H＋參加，則有H2O生成，Cl元素的化合價從＋5價降低到－1價，而Fe元素的化合價從＋2價升高到＋3價，則ClO3－的計量數(shù)是1，F(xiàn)e2＋的計量數(shù)是6，F(xiàn)e3＋的計量數(shù)也是6，Cl－的計量數(shù)是1，由電荷守恒，H＋的計量數(shù)是6，H2O的計量數(shù)是3。

答案：(1)3MnO2＋KClO3＋6KOH高溫=====3K2MnO4＋KCl＋3H2O

(2)5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5S↓＋8H2O

(3)166H＋163H2O

2．(2018·襄陽模擬)氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和“另一物質(zhì)”在40～50 ℃時反應(yīng)可生成它。CuH具有的性質(zhì)有：不穩(wěn)定，易分解，在氯氣中能燃燒；與稀鹽酸反應(yīng)能生成氣體，Cu＋在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)是2Cu＋===Cu2＋＋Cu。根據(jù)以上信息，結(jié)合自己所掌握的化學(xué)知識，回答下列問題：

(1)在CuSO4溶液和“另一物質(zhì)”制CuH的反應(yīng)中，用氧化還原觀點分析，這“另一物質(zhì)”在反應(yīng)中所起到的作用是________(填“氧化劑”或“還原劑”)。

(2)寫出CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式：

________________________________________________________________________。

(3)CuH溶解在稀鹽酸中生成的氣體是________(填化學(xué)式)。

(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO，請寫出該反應(yīng)的離子方程式：

________________________________________________________________________。

解析：(1)CuSO4反應(yīng)后生成CuH，銅元素化合價由＋2變?yōu)椋?，CuSO4作氧化劑，另一物質(zhì)作還原劑。(2)CuH在Cl2中燃燒，Cl2作氧化劑，CuH作還原劑，反應(yīng)生成CuCl2、HCl，化學(xué)方程式為2CuH＋3Cl2點燃=====2CuCl2＋2HCl。(3)CuH溶解在稀鹽酸中，CuH中的H－失電子，鹽酸中H＋得電子，所以得到的氣體是H2。(4)稀硝酸具有強氧化性，CuH具有還原性，二者反應(yīng)生成Cu2＋、NO、H2O。

答案：(1)還原劑

(2)2CuH＋3Cl2點燃=====2CuCl2＋2HCl

(3)H2

(4)CuH＋3H＋＋NO3－===Cu2＋＋2H2O＋NO↑

題組二　氧化還原方程式的計算

3．(2018·大同模擬)我國銻(Sb)的蘊藏量為世界第一，從硫化物中提取單質(zhì)銻一般是先在高溫下將硫化物轉(zhuǎn)化為氧化物，再用碳還原：①2Sb2S3＋3O2＋6Fe高溫=====Sb4O6＋6FeS；②Sb4O6＋6C高溫=====4Sb＋6CO↑。關(guān)于反應(yīng)①、②的說法正確的是(? ? ?)

A．每生成4 mol Sb時，反應(yīng)①與反應(yīng)②中還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶3

B．反應(yīng)①中每生成3 mol FeS時，共轉(zhuǎn)移6 mol電子

C．反應(yīng)①、②中的氧化劑分別是Sb2S3、Sb4O6

D．反應(yīng)②說明Sb的還原性比C強

解析：選B　反應(yīng)①、②中的還原劑分別是Fe、C，每生成4 mol Sb時，反應(yīng)①、②中還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1，故A錯誤；FeS～2e－，反應(yīng)①中每生成3 mol FeS時，共轉(zhuǎn)移6 mol電子，故B正確；反應(yīng)①、②中的氧化劑分別是O2、Sb4O6，故C錯誤；同一反應(yīng)中，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物，反應(yīng)②說明C的還原性比Sb強，故D錯誤。

4．重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)，是重要的化工產(chǎn)品和強氧化劑，工業(yè)上通過煅燒鉻鐵礦制取，其反應(yīng)如下：

反應(yīng)Ⅰ：4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O2―→2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2；

反應(yīng)Ⅱ：2CrO42－＋2H＋―→Cr2O72－＋H2O；

反應(yīng)Ⅲ：3CrO42－＋4H＋―→Cr3O102－＋2H2O(副反應(yīng))。

(1)上述反應(yīng)中不屬于氧化還原反應(yīng)的有________個。已知Fe(CrO2)2中鉻元素是＋3價，關(guān)于反應(yīng)Ⅰ的下列說法中正確的是________(填標(biāo)號)。

a．被氧化的元素只有＋3價的Cr，被還原的元素只有0價的O

b．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶7

c．每生成1 mol CO2，轉(zhuǎn)移3.5 mol電子

d．1 mol＋3價的Cr能還原0.75 mol氧氣

(2)＋6價鉻的毒性很強，制取紅礬鈉后的廢水中含有的Cr2O72－可以用綠礬除去。測得反應(yīng)后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等陽離子。寫出該反應(yīng)的離子方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_________________________________________________________。

(3)某廠廢水中含1.00×10－3 mol·L－1的Cr2O72－，其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Cr的化合價為＋3價，F(xiàn)e的化合價依次為＋3、＋2價)。欲使1 L該廢水中的Cr2O72－完全轉(zhuǎn)化為Cr0.5Fe1.5FeO4。理論上需要加入________ g FeSO4·7H2O。

解析：(1)反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ中元素的化合價沒有變化，不屬于氧化還原反應(yīng)。反應(yīng)Ⅰ中Fe元素化合價由 Fe(CrO2)2中的＋2價升高為Fe2O3中的＋3價，Cr元素化合價由Fe(CrO2)2的＋3價升高為Na2CrO4中的＋6價，O元素化合價由O2中的0價降低為－2價，反應(yīng)Ⅰ中被氧化的元素有＋3價的Cr和＋2價的Fe，a錯誤；

O2是氧化劑，F(xiàn)e(CrO2)2是還原劑，n(O2)∶n[Fe(CrO2)2]＝7∶4，b錯誤；

每生成1 mol CO2，需要氧氣為87×1 mol＝87 mol，轉(zhuǎn)移電子為87 mol×4＝3.5 mol，故c正確；

Cr元素化合價由Fe(CrO2)2中的＋3價升高為Na2CrO4中的＋6價，1 mol＋3價的Cr能還原氧氣的物質(zhì)的量為41×6－3 mol＝0.75 mol，d正確。

(2)Cr元素由Cr2O72－中的＋6價降低為Cr3＋中的＋3價，共降低 6價，F(xiàn)e元素化合價由Fe2＋中的＋2價升高為Fe3＋中的＋3價，共升高1價，化合價最小公倍數(shù)為6，故Cr2O72－計量數(shù)為1，F(xiàn)e2＋的計量數(shù)為6，由原子守恒可知，Cr3＋的計量數(shù)為2，F(xiàn)e3＋的計量數(shù)為6，

根據(jù)電荷守恒可知，H＋為反應(yīng)物，計量數(shù)為14，由H元素守恒可知，H2O為生成物，計量數(shù)為7。(3)1 L廢水中含 n(Cr2O72－)＝1.00×10－3 mol，根據(jù)Cr原子、Fe原子守恒，可得關(guān)系式：Cr2O72－～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O，n(FeSO4·7H2O)＝10n(Cr2O72－)＝10×1.00×10－3 mol＝0.01 mol, m(FeSO4·7H2O)＝0.01 mol×278 g·mol－1＝2.78 g。

答案：(1)2cd

(2)