高考化学氧化还原方程式书写及配平系统讲解-2023届高三化学专项复习(22张)

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高考化学氧化还原方程式书写及配平系统讲解-2023届高三化学专项复习(22张)

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2023届高三总复习——氧化还原离子方程式配平讲解
——氧化还原离子方程式配平
一、研究高考,精准备考
常见的氧化剂和还原剂对应的产物
这是氧化产物和还原产物一般规律,由于环境,或浓度改变而变化,要依据题的环境而变化,这一点大家要引起注意。
二、氧化还原离子方程式的配平遵循三守恒:
得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒
例1:高铁酸钾(K2FeO4)是重要的化工产品,在生产和生活中有广泛的应用。
用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池,能储存比普通碱性电池多50%的电能,已知该电池的总反应是: ,则负极的电极反应是 。
3Zn = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— +10OH— = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— +10OH— = 2ZnO22—+ZnO+5H2O
先搭架子:
MnO4— + OH— — MnO42—+O2↑
得失电子守恒:
4MnO4— + OH— — 4MnO42—+1O2↑
电荷守恒:
4MnO4— +4OH— — 4MnO42—+1O2↑
质量守恒:
4MnO4— +4OH— = 4MnO42—+1O2↑+2H2O
例2:(2022年北京高考19题)资料
例4(2018年北京高考题)资料:K2FeO4为紫色固体;具有强氧化性,在酸性溶液或中性中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
FeO42- = Fe3+ + O2↑
4FeO42- +20H+ = 4Fe3+ + 3O2↑
4FeO42- +20H+ = 4Fe3+ + 3O2↑+10H2O
FeO42- = 4Fe3+ + 3O2↑
FeO42- = Fe(OH)3↓ + O2↑
FeO42- = 4 Fe(OH)3↓ + 3O2↑
4FeO42- = 4 Fe(OH)3↓ + 3O2↑
4FeO42- = 4Fe3+ + 3O2↑
4FeO42- = 4 Fe(OH)3↓ + 3O2↑+8OH—
4FeO42- +10H2O = 4 Fe(OH)3↓ +3O2↑+8OH—
(1)酸性环境
(2)中性环境
例5:(2021高考)制备晶种(FeOOH)
为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。
过程及现象是:向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水,
产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH 为
6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
④ pH≈4 时制得铁黄晶种。若继续通入空气,t3后 pH 几乎不变,此时溶液中 c(Fe2+)
仍降低,但 c(Fe3+)增加,且 c(Fe2+)降低量大于 c(Fe3+)增加量。
结合总方程式说明原因: 。
Fe2++O2 = Fe3+ + FeOOH
4Fe2++1O2 = Fe3+ + FeOOH
4Fe2++1O2 = 8/3Fe3+ + 4/3 FeOOH
12Fe2++3O2 + 2H2O = 8Fe3+ + 4 FeOOH
C(H+)浓度不变,消耗Fe2+,生成Fe3+
4Fe2++1O2 + 2/3H2O = 8/3Fe3+ + 4/3 FeOOH
例6.用二甲醚(CH3OCH3)燃料电池电解法可将酸性含铬废水(主要含有Cr2O72—)转化为Cr3+。原理如下图:
①燃料电池中的负极是___(填“M”或“N”)电极,其电极反应为 。
负极
CH3OCH3 —12e— = 2CO2
CH3OCH3 —12e— = 2CO2 +12H+
CH3OCH3 —12e— +3H2O = 2CO2 +12H+
C2H6O = 2CO2
-2
燃料电池
例5:[2019·北京,27(2)改]可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。
①制O2时,电极3的电极反应________。
NiOOH = Ni(OH)2
NiOOH+e— = Ni(OH)2
NiOOH+e— = Ni(OH)2+OH—
NiOOH+e— +H2O= Ni(OH)2+OH—
例7:高铁酸钾(K2FeO4)是重要的化工产品,在生产和生活中有广泛的应用。
(1)工业上可以用电解法制备高铁酸钾。
原理如图所示。阳极的电极反应是 。
Fe = FeO42—
Fe—6e— = FeO42—
Fe—6e— +8OH— = FeO42—
Fe—6e— +8OH— = FeO42—+4H2O
(2)用高铁酸钾和锌制成的高铁碱性电池,能储存比普通碱性电池多50%的电能,已知该电池的总反应是: ,则负极的电极反应是 。
3Zn = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e— = 2ZnO22—+ZnO
3Zn—6e—+10OH—= 2ZnO22—+ZnO+5H2O
例8.(13分)(2012年北京高考题) 直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2,
(5) 用Na2SO3溶液作为吸收液,当吸收液的pH降至约为6时,该溶液失去了吸收功能,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①HSO3—在阳极放电的电极反应式是           。
②简述Na2SO3在阴极区再生的原理 。
HSO3— = SO42—
HSO3— -2e— = SO42—
HSO3— -2e— = SO42— + 3H+
H2O +HSO3— -2e— = SO42— +3H+
在阴极:2H++2e— =H2,溶液中的c(H+)降低,促使HSO3—电离生成SO32—;且Na+进入阴极室,吸收液得以再生。
NaHSO3
Na2SO3
例9(2021年河北高考题)
研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_________。
3CO2+18e- — C3H8O+9CO32-
3CO2+18e- — C3H8O
3CO2+9CO2+18e-=CH3CH2CH2OH+9CO32-
3CO2 — C3H8O
—2
12CO2+18e-+4H2O=C3H8O+9CO32-
例10(2014北京)26.(14分)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。
(4)Ⅳ中,电解NO制备NH4NO3,其工作原理如下图所示。为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是    ,说明理由:             
NO = NH4+ + NO3—
8NO = 3NH4+ +5NO3—
8NO+10H2O = 3NH4NO3 +2HNO3
电解
分析装置
制备NH4NO3
阴极阳极通入气体
阴极阳极产物
合成NH4NO3场所
例11.铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
(1)纯化
① 加入过量铁粉的目的是 。
② 充分反应后,分离混合物的方法是 。
教材内容
消耗硫酸,促进TiOSO4水解平衡正向移动,利于TiO2·xH2O的析出。
防止Fe2+被氧化(2Fe3++Fe=3Fe2+)
过滤
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。
过程及现象是:向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水,
产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。
滴加氨水至 pH 为6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
① 产生白色沉淀的离子方程式是 。
② 产生白色沉淀后的 pH 低于资料 iii 中的 6.3。
原因是:沉淀生成后 c(Fe2+) 0.1 mol·L-1。
Fe2++2NH3·H2O=Fe(OH)2 ↓+2NH4+

Ksp=C(Fe2+)C(OH—)2
(2)制备晶种
滴加氨水至 pH 为6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
③ 0-t1 时段,pH 几乎不变;
结合方程式解释原因: 。
0-t1: Fe(OH)2 + O2 = FeO(OH)
4Fe(OH)2 + 1O2 = 4FeO(OH)
4Fe(OH)2 + 1O2 = 4FeO(OH) +2H2O
C(H+)不变
Fe(OH)2 Fe2+
空气
(2)制备晶种
滴加氨水至 pH 为6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
③ t1-t2 时段,pH 明显降低。
结合方程式解释原因: 。
Fe(OH)2 Fe2+
空气
Fe2+ + O2 =FeO(OH)
4Fe2+ +1 O2 =4FeO(OH)
4Fe2+ +1 O2 =4FeO(OH) +8H+
4Fe2+ +1 O2 +6H2O =4FeO(OH) +8H+
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。
过程及现象是:向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水,
产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH 为
6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
④ pH≈4 时制得铁黄晶种。若继续通入空气,t3后 pH 几乎不变,此时溶液中 c(Fe2+)
仍降低,但 c(Fe3+)增加,且 c(Fe2+)降低量大于 c(Fe3+)增加量。
结合总方程式说明原因: 。
Fe2++O2 = Fe3+ + FeOOH
4Fe2++1O2 = Fe3+ + FeOOH
4Fe2++1O2 + 2/3H2O = 8/3Fe3+ + 4/3 FeOOH
12Fe2++3O2 + 2H2O = 8Fe3+ + 4 FeOOH
C(H+)浓度不变,消耗Fe2+多,生成Fe3+少
(2)制备晶种
为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。
过程及现象是:向一定浓度FeSO4 溶液中加入氨水,
产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH 为
6.0时开始通空气并记录pH 变化(如下图)。
④ pH≈4 时制得铁黄晶种。若继续通入空气,t3后 pH 几乎不变,此时溶液中 c(Fe2+)
仍降低,但 c(Fe3+)增加,且 c(Fe2+)降低量大于 c(Fe3+)增加量。
结合总方程式说明原因: 。
溶液中同时存在两个氧化反应:
反应1:4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3++2H2O
反应2:4Fe2+ + O2+6H2O =4FeOOH + 8H+,
因为溶液pH 几乎不变,而且要求用总反应解释,所有就是反应1×2+反应2就得到总反应:
12Fe2++3O2 + 2H2O = 8Fe3+ + 4 FeOOH
C(H+)浓度不变,消耗Fe2+多,生成Fe3+少
教师寄语:
让昨天的回忆充实自己,
让今天的相逢丰盈自己,
让明天的希望看见自己,
遇见美好!
不妥之处,请老师们批评指正

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