第9讲 陌生化学(离子)方程式的书写(课件 讲义)(共2份打包)

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第9讲 陌生化学(离子)方程式的书写(课件 讲义)(共2份打包)

资源简介

(共34张PPT)
2025新高考化学二轮重点专题
第9讲
陌生化学(离子)方程式的书写
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
考点统计
卷别 题 型 考查情境载体 考查方式
氧化还原反应方程式书写 非氧化还原反应方程式书写 电极反应式书写
化学方程式 离子方程式 化学方程式 离子方程式
2024年浙江1月 18题(3)填空 流程题、 √ √
2024年浙江6月 18题(1)填空 流程题 √ √
2024年湖南 16题(2)填空 流程题 √
2024年全国甲 26题(6)填空 流程题 √
2024年河北 15题1)填空 流程题 √
2024年黑吉辽 16题(6)填空 流程题 √ √
2024年新课标 27题(3)填空 流程题 √
2024年北京 16题、18题、19题 填空 物质制备、 流程题 √ √ √
文字叙述型
工艺流程型
综合实验型
电化学型
考向分析
近几年 陌生化学(离子)方程式书写的考查,重点是在工艺流程情境为载
体,考氧化还原反应离子方程式的书写
化学方程式
离子方程式
电极反应式
情境
(非)氧化还原反应
设问
考查
知识重构
PART 02
02
一、化合价知识
一价 H Cl K Na Ag
知识重构,梳理脉络
+1 -1 +1 +1 +1
二价 O Ca Ba Mg Zn
-2 +2 +2 +2 +2
三Al 四Si 五 N P
+3 +4 +5 +5
二三 Fe 二四C
+2 +3 +2+4
Cu Hg 二价最常见
+2 +2
2、化合价规律
1、化学式各元素化合价代数和为零
2、原子团的化合价价数等于所带电荷数
3、有机物 O -2、H +1、算其它元素的化合价
4、元素一般最高价为最外层电子数、最低价
为最外层减去8为最低化合价
5、特殊化合价特殊记
6、含最高价元素只有氧化性,最低价只有还原
性。
1、熟记常见元素的化合价
二、氧化还原反应基本知识
1、氧化还原反应:反应前后有元素化合价发生变化的反应。
2、氧化还原反应的实质:电子的转移(得失或偏移)。
氧化剂 + 还原剂 还原产物 + 氧化产物
化合价降低,得到电子,发生还原反应
化合价升高,失去电子,发生氧化反应
较强氧化性 较强还原性 较弱还原性 较弱氧化性
知识重构,梳理脉络
3、基本概念(两剂、两产物、两反应、两性)的关系。
“降、得、还原反应、氧化剂(氧化性)”“升、失、氧化反应、还原剂(还原性)”
知识重构,梳理脉络
4.掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应后对应的产物
单质 氧化物 酸 碱 盐
氧化剂 X2 MnO2 Na2O2、 H2O2 浓稀 HNO3 HClO 浓H2SO4 Fe(OH)3 Fe3+ (H+) KMnO4 (H+) K2Cr2O7 NaClO
预测 产物 X- Mn2+ NaOH H2O NO NO2 Cl- SO2 Fe2+ Fe2+ Mn2+ Cr3+ Cl-
单质 氧化物 酸 碱 盐
还原剂 金属 SO2 H2O2 FeO HI H2SO3 H2S H2C2O4 Fe(OH)2 Fe2+ SO32- S2- I-
预测 产物 金属 阳离子 SO42- O2 Fe3+ I2 SO42- S SO2 CO2 Fe3+ Fe3+ SO42- S I2
(一般:化合价降(升)到相邻价态)
三、遵循规律
知识重构,梳理脉络
电荷守恒
原子守恒
化学反应遵循质量守恒定律,
方程式左右俩边各种原子的种类和数目是相等。
在离子方程式中,
方程式左右俩边所带的电性和电荷总数是相等。
价态守恒
在氧化还原反应中,
氧化剂中元素化合价降低总数=还原剂中元素化合价升高总数。
四、陌生氧化还原的配平
知识重构,梳理脉络
2
10
+ 16H+
5
+ 8H2O
1、写出硫酸酸化的高锰酸钾氧化草酸钠的离子方程式:
MnO4- + C2O42- - Mn2+ + CO2
(1) 列出物质
(2) 标价、连线、算电子
MnO4- + C2O42- - Mn2+ + CO2
+7 +3 +2 +4
降:5×2
升:1×2
×2
×5
算电子:(高价-低价)×右下角标×整数=最小公倍数
(高价-低价)×变价元素的原子个数
为所乘角标微粒的系数
为所乘角标微粒的系数
(3) 配系数(配两剂、两产物)
2
(4) 看环境、用守恒
2MnO4- + 5 C2O42- - 2 Mn2+ + 10 CO2
2MnO4- + 5 C2O42- + 16H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2↑ + 8H2O
2MnO4- + 5 C2O42- + 16H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2↑ + 8H2O
典例1、(2023新课标卷,27题节选)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在,在碱性介质中以CrO42-存在。
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
知识重构,梳理脉络
Cr2O72-
Cr2O72-
一、 工艺流程型
解题策略: 1、问什么、 2、分析题干、流程、 已知、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
(6) “还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
第一步:列物质,标变价
+6
2
+3
Cr2O72- + S2O52- → Cr3+ + SO42-
+4
+6
Cr2O72- + S2O52- → Cr3+ + SO42-
第二步:算得失,配系数
4
3
6
第三步:看环境,用守恒
2 Cr2O72- + 3 S2O52- → 4 Cr3+ + 6 SO42-
+ 10H+
2Cr2O72- + 3S2O52-+10H+ = 4Cr3+ + 6SO42-
第四步:补缺项,写答案
知识重构,梳理脉络
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在,
在碱性介质中以CrO42-存在。
+ 5H2O
升:2×2×3
降:3×2×2
一、 工艺流程型
氧化还原反应步骤:
解题策略: 1、问什么、 2、分析题干、流程、 已知、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
(H+)
K2Cr2O7
Cr3+
2Cr2O72- + 3S2O52-+10H+ = 4Cr3+ + 6SO42- + 5H2O
Cr2O72-------Cr3+
SO42-
典例2(2023年北京16题节选)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物
的合成。该反应的化学方程式是____________________。
知识重构,梳理脉络
二、 文字叙述型
第一步:细审题、列物质
+4
+4 -3
AgOCN + NH4Cl → CO(NH2)2
-3
+ AgCl
第二步:看环境、用守恒
第三步:补缺项、平系数
第四步:细查看、写答案
非氧化还原反应步骤:
AgOCN + NH4Cl → CO(NH2)2
AgOCN + NH4Cl = CO(NH2)2
+ AgCl
解题策略: 1、问什么、 2、分析题干、流程、 已知、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
典例2(2023年北京16题节选)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物
的合成。该反应的化学方程式是____________________。
知识重构,梳理脉络
二、 文字叙述型
第一步:细审题、列物质
+4
+4 -3
AgOCN + NH4Cl → CO(NH2)2
-3
+ AgCl
第二步:看环境、用守恒
第三步:补缺项、平系数
第四步:细查看、写答案
非氧化还原反应步骤:
AgOCN + NH4Cl → CO(NH2)2
AgOCN + NH4Cl = CO(NH2)2
+ AgCl
解题策略: 1、问什么、 2、分析题干、流程、 已知、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
典例3(2023年北京16题节选)尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(2)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4 ; ⅱ.NH2COONH4 分解生成尿素。
(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO3- 等)常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2,电解原理如图所示。
②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。
知识重构,梳理脉络
三、 电化学型
第一步:分清池、判电极
+5
-3
NO3- + CO2 → CO(NH2)2
+ 16 e-
第二步:看箭头、定反生
第三步:标价态、算电子
第五步:查守恒,写答案
非氧化还原反应步骤:
+ 16e-
第四步:看环境,补缺项
降 8×2
2 NO3- + CO2 → CO(NH2)2
2NO3- + CO2 → CO(NH2)2
+ 18H+
+ 7H2O
解题策略:1、问什么、2、分析题干、流程、已知、图形、箭头、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
阴极
知识重构,梳理脉络
四、综合实验题
典例4(2022山东新高考18题改编)(12 分)实验室利用FeCl2·4H2O 和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 的装
置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2 沸点为76 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验开始先通 N2。一段时间后,先加热装置 a。
装置 b 内发生反应的化学方程式为
FeCl2 4H2O+4SOCl2 = FeCl2+4SO2↑+8HCl↑
第一步:搞清设问装置
第二步:分析所给信息
第三步:确定反应物质
第四步:配平书写答案
FeCl2 4H2O + SOCl2 -- FeCl2
FeCl2 4H2O + SOCl2 -- FeCl2 + SO2 + HCl
FeCl2 4H2O + 4SOCl2 = FeCl2 + 4SO2 + 8HCl
解题策略:1、问什么 2、分析题干、装置、 已知信息、找反应中物质 3、配平方程、规范作答。
重温经典
PART 03
03
重温经典,感悟高考
【例1】(2024浙江1月卷,18节选)固态化合物Y的组成为MgCaFeMn(CO3)4,以Y为原料实现如下转化。
通过“题干信息”直接获取反应物和生成物
(3)酸性条件下,固体NaBiO3(微溶于水,其还原产物为无色Bi3+)可氧化Mn2+为MnO4-,写出Mn2+转化为MnO4-的离子方程式 。
5NaBiO3+2Mn2++14H+=2MnO4-+5Bi3++7H2O+5Na+
NaBiO3 + Mn2+ = MnO4- + Bi3+
+5
+2
+7
+3
2
2
5
5
+ 14H+
+ 5Na+
+ 7H2O
升:5
降:2
工艺流程类型
×5 ×2
重温经典,感悟高考
【例2】(2024湖南卷,16节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
(2)“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3,“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为 。
Cu2Se+4H2O2+4H+=2Cu2++H2SeO3+5H2O
通过“题干+流程”直接获取反应物和生成物
Cu2Se = Cu2+ + H2SeO3
+ H2O2
+1
-2
+2
+4
-1
+ H2O
-2
2
4
+ 4H+
5
升:1×2
降:1×2=2
1
1
工艺流程类型
升:6×1
总升:2+6=8
8×1
2×4
重温经典,感悟高考
【例3】(2024全国甲卷,26节选)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下:
(6)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为 。
通过“题干+流程”间接获取部分反应物或生成物
2Co2++5ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓ + Cl-+ 4HClO
Co2+ + ClO- = Co(OH)3↓
+2
+3
+1
-1
+ Cl-
2
2
+ 5H2O
+ 4H+
4H+ + 4 ClO- = 4HClO
升:1
降:2
1
1
工艺流程类型
×2 ×1
重温经典,感悟高考
【例4】(2024黑吉辽卷,16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。
(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN 化学方程式 。
4FeS2+15O2+2H2O 4Fe3++8SO42-+4H+
通过“提取题干信息+分析流程”间接获取反应物和生成物
FeS2 + O2
0
+2
+6
-2
-1
+ Fe3+
SO42-
+3
降:2×2
4
8
4
+ 4H+
+ 2H2O
15
工艺流程类型
升:7×2
升:1×1
总升:15×4
总降4×15
重温经典,感悟高考
【例5】(2024新课标卷,27节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、

MnO4- = Co(OH)3↓ + MnO2↓
3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+
通过“分析流程”间接获取反应物和生成物
MnO4-+3Co2++7H2O=3Co(OH)3↓ +MnO2↓+5H+
升:1
降:3
降:3
升:2
+ Co2+
+7
+2
+4
+3
+ 5H+
1
1
3
3
+ 7H2O
MnO4- + Mn2+ = MnO2↓
+7
+2
+4
2
3
5
+ 4H+
+ 2H2O
工艺流程类型
重温经典,感悟高考
【例6】(2023全国乙卷 9题) LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
MnO4- + I2
I-
+ Mn2+
+7
+2
-1
0
2
5
10
2
+ 16H+
+ 8 H2O
升:1×2
降:5×1
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。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应化学方程式为_______。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为_______。
(6)缎烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
Mn2++2H2O H2↑+MnO2↓+2H+
2Li2CO3+8MnO2 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
工艺流程类型
Mn + H2O --- MnO + H2 ↑
Mn2+ Ba2+
Fe(OH)3
Al(OH)3
NiS
重温经典,感悟高考
工艺流程类型
【例7】(2024模拟节选)某工厂从主要成分为的烟灰中CuO、Cu2O、ZnO、PbO分别回收铜、锌、铅元素的部分流程如图所示:
已知:常温下,Ksp(PbSO4)=2.4×10-8、 Ksp(PbCl2 ) = 3.2 × 10-5。
回答下列问题:
(1)“酸浸”阶段Cu2O发生反应的离子方程式为 _____ _ 。
(4)X可以有多种选择,若X是ZnO,则“调pH”时反应生成红褐色物质的离子方程式为 ______ ;
Cu2O Cu2+
2Cu2O + 8H+ + O2 = 4Cu2+ + 4H2O
3ZnO+3H2O+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Zn2+
+1 +2
+ O2 + H+ = + H2O
0 -2
升:1×2
降:2×2
×2 ×1
2 1 4 4
8
ZnO + Fe3+ - Fe(OH)3 + Zn2+
Fe2+ ----Fe3+
2 3
3 2
+ 3H2O
--
重温经典,感悟高考
工艺流程类型
【例8】(2024模拟节选)钴的用途非常广泛,Co2O3用于制作著名的青花瓷中的钴蓝色,而我国钴资源相对缺乏,对钴提取的研究尤为重要。一种以钴铜精矿CoCO3、Co2O3、CuCO3、CuO及CaO、MgO、Fe2O3、SiO2等为原料,常压下多段浸取的部分工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)写出“二段浸出”Co2O3发生反应的离子方程式 ______ 。
(2)加入CaO反应生成CaSO4·H2O,写出反应的化学方程式 _ 。
+3 +4 +2 +6
Co2O3 + S2O52- --- Co2+ + SO42-
2Co2O3 + 6H+ + S2O52- = 4Co2+ + 3H2O + 2SO42-
3CaO + Fe2(SO4)3 + 9H2O = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4·2H2O
降:1×2 升:2×2
×2 ×1
×
Co2O3-------------CO2+
2 1 4 2
+ 6H+ + 3H2O
=
Fe3+---------Fe2+-------Fe3+
CaO + Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 + CaSO4·2H2O
2 3
3 + 9H2O =
已知:①
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是_______(选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,写出该反应的化学方程式 。
重温经典,感悟高考
【例9】(2024浙江6月卷,18节选)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)
的利用有火法和电解法等。
Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑
还原性
Pb3O4 + HCl(浓) = H2[PbCl4]
+8/3
+2
-1
+ Cl2↑
+ H2O
0
3
14
1
4
升:1×2
降:2/3×3
1
工艺流程类型
电极B为阴极:
CO2 HCOOH
重温经典,感悟高考
【例10】(2024浙江1月19题节选)通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答:
(1)某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图。电极B上的电极反应式是_______

电化学类型
+4 +2
降: 2×1
+ 2e- + 2H+ =
重温经典,感悟高考
【例11】(2024河北卷,15节选)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:
(1)D中发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为 。
K2C2O4
2MnO4-+10I-+16H+ 2Mn2++5I2+8H2O
Br2+K2C2O4 2KBr + 2CO2↑
+ Br2
+3
0
= KBr
-1

-1
Br

+4
C
+ CO2↑
+4
MnO4- + I2
I-
+ Mn2+
+7
+2
-1
0
2
5
10
2
+ 16H+
+ 8 H2O
升:2
降:5
升:2
降:2
2
2
1
1
综合实验型
模型建构
PART 04
04
模型建构
题型情境
工艺流程型
综合实验型
电化学型
解题策略
1、搞清问题:---设问什么? 问哪步骤?
2、分析框架:--- 依据题干、流程、装置、已知、表格、图形、箭头、
物质特性等信息,确定反应物质和反应环境。
3、配平作答:---写出框架、标出价态、注意环境、守恒配平、规范作答。
文字叙述型
模型建构
1、 陌生氧化还原方程式书写步骤
首先根据题中所给信息,标出所给反应物或生成物中变价元素的化合价,通过分析找出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
找物质、标变价
算得失,配系数
看环境,用守恒
补缺项,写答案
方法模型
思维模型
按“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”框架写出反应的化学方程式,根据电子得失守恒(或化合价升降相等),确定框架中各物质的计量数。
结合所给反应环境,根据守恒关系补齐缺项。一般,酸性条件下,缺氢补H+,缺氧补H2O,碱性条件下,缺氢补H2O,缺氧补OH-。
观察第三步得出的反应式,根据质量(原子、离子或配体)守恒配平,注明反应条件,写上↑、↓符号,检查后书写答案。
模型建构
1、非 氧化还原反应方程式书写与配平步骤
首先根据题中所给信息,找出反应物和生成物,
细审题,列物质
看环境,用守恒
补缺项、平系数
细查看,写答案
方法模型
思维模型
写出确定了的“反应物,生成物”初步的化学方程式,根据原子守恒(或电荷守恒,确定框架中各物质的计量数。
结合所给反应环境,根据守恒关系补齐缺项。一般,酸性条件下,缺氢补H+,缺氧补H2O,碱性条件下,缺氢补H2O,缺氧补OH-。
观察第三步得出的反应式,查看质量(原子、离子或配体)守恒配平、注明反应条件,写上↑、↓符号,规范书写答案。
备考建议
陌生化学(离子)方程式的书写是高考化学必考内容,,在近几年的高考化学试卷中,以工艺流程型、综合实验型、电化学型等情境为载体、填空形式出现、重点考查陌生情境下化学方程式、离子方程式的书写。对理解与辨析、分析与推测能力要求较高,在备考中应注意以下几点:
[1]熟记常见元素的化合价,理解氧化还原反应基本概念,掌握转移电子数的计算方法;
[2] 熟记常见的氧化剂对应的还原产物,还原剂对应的氧化产物。并且能推测出陌生氧化产物、
还原产物;掌握氧化还原反应方程式配平的方法,
[3]对于工艺流程型、综合实验型、电化学型等信息型方程式的书写,要读题干信息和已知信息,
从文字、流程图、装置图中信息找出部分反应物、生成物,箭号指入的为反应物,指出的为
生成物,或联系前后工序进行推断,结合所给环境补全缺项。第9讲 陌生化学(离子)方程式的书写
一、考向分析
卷别 题 型 考查情境载体 考查方式
氧化还原反应 非氧化还原反应 电极反应式
化学 离子 化学 离子
2024年浙江1月 18题(3)填空 流程题、 √ √
2024年浙江6月 18题(1)填空 流程题 √ √
2024年湖南 16题(2)填空 流程题 √
2024年全国甲 26题(6)填空 流程题 √
2024年河北 15题1)填空 流程题 √
2024年黑吉辽 16题(6)填空 流程题 √ √
2024年新课标 27题(3)填空 流程题 √
2024年北京 16、18、19题 填空 流程题 √ √ √
陌生化学(离子)方程式的书写的考查,重点是在工艺流程情境为载体,考氧化还原反应离子方程式的书写。
二、知识重构
速记常见元素的化合价和化合价规律
氧化还原反应基本知识
氧化还原反应:反应前后有元素化合价发生变化的反应。
氧化还原反应的实质:电子的转移(得失或偏移)。
基本概念的关系
化合价降低,得到电子,发生还原反应
氧化剂 + 还原剂 -- 还原产物 + 氧化产物
较强氧化性 较强还原性 较弱还原性 较弱氧化性
化合价升高,失去电子,发生氧化反应
掌握常见氧化剂、还原剂发生氧化还原反应后对应的产物
氧化剂----还原产物:Cl2---Cl- MnO2--Mn2+ H2O2--H2O HNO3--NO/NO2 HClO/NaClO--Cl- H2SO4--SO2 Fe3+/Fe(OH)3--Fe2+ K2Cr2O4---Cr3+ KMnO4---Mn2+
还原剂-----氧化产物:金属---金属阳离子 SO2---SO42- H2O2---O2 FeO---Fe3+ HI---I2 H2S---S
H2C2O4----CO2 Fe2+/Fe(OH)2 SO32---SO42- S---SO2 I----I2
5、遵循规律
(1) 原子守恒:化学反应遵循质量守恒定律,方程式左右俩边各种原子的种类和数目是相等。
(2)电荷守恒:在离子方程式中,方程式左右俩边所带的电性和电荷总数是相等。
(3)价态守恒:在氧化还原反应中,氧化剂中元素化合价降低总数=还原剂中元素化合价升高总数。
典例讲解
(1)类型一:工艺流程型
典例1、(2023新课标卷,27节选)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:
已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在,在碱性介质中以CrO42-存在。
“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
【解析】由题给流程可知,铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧,将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐,煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将硅元素转化为硅酸沉淀,过滤得到硅酸滤渣和滤液;向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀,过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒,过滤得到五氧化二钒和滤液;向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子,调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀,过滤得到氢氧化铬。
【小问6详解】
由题意可知,还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子,反应的离子方程式为2Cr2O72-+3S2O52-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O, 故答案为:2Cr2O72-+3S2O52-+10H+=4Cr3++6SO42-+5H2O,
(2)电化学型
典例2.(2023年北京16题节选) 尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与 NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是____________________。
(3)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(NO3-等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成CO(NH2)2 ,电解原理如图所示。
①电极是电解池的__________极。②电解过程中生成尿素的电极反应式是_____________。
【解析】【小问1详解】
根据原子守恒分析,二者反应生成尿素和氯化银,化学方程式是。答案为;
【小问3详解】
①电极b上发生失电子生成的氧化反应,是电解池的阳极。②a极硝酸根离子得电子转化为尿素,再结合酸性环境可分析出电极反应式为。
答案: 阳极;;
(3)综合实验型
典例4(2022山东新高考18题改编)(12 分)实验室利用FeCl2·4H2O 和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2 的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2 沸点为76 ℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验开始先通 N2。一段时间后,先加热装置(填“a”或“b”)。装置 b 内发生反应的化学方程
式为 。
三、重温经典
1、(2024浙江1月卷,18节选) 固态化合物Y的组成为MgCaFeMn(CO3)4,以Y为原料实现如下转化。
已知:与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(3)酸性条件下,固体(微溶于水,其还原产物为无色Bi3+)可氧化Mn2+为MnO4-,写出Mn2+转化为MnO4-的离子方程式_______。
【解析】Y中加入盐酸将碳酸根转化为二氧化碳,溶液A中主要有镁离子、锰离子、钙离子、亚铁离子,氯离子,若酸过量,还有H+,加入氨气和氯化铵将亚铁离子转化为氢氧化亚铁,溶液B中主要含有镁离子、锰离子、钙离子、铵根离子,氯离子,Ⅲ中又通入CO2将钙离子与锰离子转化为沉淀,据此回答。
【小问3详解】
①酸性条件下,固体NaBiO3可氧化Mn2+为,②根据题目信息可知。
【答案】 ②.
【例2】(2024湖南卷,16节选)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
② ;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题:
【解析】铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)加入H2O2、H2SO4、NaCl氧化酸浸,由题中信息可知,滤液1中含有Cu2+和H2SeO3,滤渣1中含有Au、AgCl、PbSO4;滤渣1中加入NaClO、H2SO4、NaCl,将Au转化为Na[AuCl4]除去,滤液2中含有Na[AuCl4],滤渣2中含有AgCl、PbSO4;在滤渣2中加入Na2SO3,将AgCl转化为Ag2SO3,过滤除去PbSO4,滤液3含有Ag2SO3;滤液2中加入Na2S2O4,将Ag元素还原为Ag单质,Na2S2O4转化为Na2SO3,滤液4中溶质主要为Na2SO3,可继续进行银转化过程。
【小问2详解】
滤液1中含有Cu2+和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,生成、和,反应的离子方程式为:;
【答案】(2)
【例3】(2024全国甲卷,26节选)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。
回答下列问题:
(2)“酸浸”步骤中,CoO发生反应的化学方程式是_____。
(6)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化Co2+,其反应的离子方程式为_____。
【解析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质,经稀硫酸酸浸时,铜不溶解,Zn及其他价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液;然后通入硫化氢沉铜生成CuS沉淀;过滤后,滤液中加入Na2S2O8将锰离子氧化为二氧化锰除去,同时亚铁离子也被氧化为铁离子;再次过滤后,用氢氧化钠调节pH=4,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去;第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴,得到Co(OH)3。
(2)“酸浸”步骤中,Cu不溶解,Zn单质及其他价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液,即为转化为CoSO4,反应的化学方程式为。
(6)“沉钴”步骤中,控制溶液pH=5.0~5.5,加入适量的NaClO氧化,为了保证被完全氧化,NaClO要适当过量,其反应的离子方程式为。
答案:(2) (6)
【例4】(2024黑吉辽卷,16节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为_______。
(7)滤液②经酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN 的化学方程式为 。
【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4,在pH=2时进行细菌氧化,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,过滤,滤液中主要含有Fe3+、、As(Ⅵ),加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,过滤可得到净化液;滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶液反应,得到含的浸出液,加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。
【小问2详解】
“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,离子方程式为:;
【小问7详解】
滤液②含有,反应物为Na2[Zn(CN)4经过H2SO4的酸化,转化为ZnSO4和HCN,反应得化学方程式为:;
【答案】(2)
①.
【例5】(2024新课标卷,27节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH 15 6.9 — 7.4 6.2
沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
回答下列问题:
“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、
______ 。
【解析】由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有、、、、等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的;向滤液中加入将氧化为,然后加入ZnO调节pH=4使完全转化为,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为,滤液中的金属离子主要是、和;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂,将溶液中氧化为,在时形成沉淀,而则被还原为,还会与溶液中的发生归中反应生成,得到和的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答。
【小问3详解】由分析可知,该过程发生两个氧化还原反应,根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(),结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式:、;
【答案】 (3) ①.
②.
【例6】(2023全国乙卷 9题) LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备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。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应化学方程式为_______。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为_______。
(6)缎烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
【解析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO2,可将固体溶解为离子,将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式,同时,加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;随后将溶液pH调至制约等于7,此时,根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来;随后加入BaS,可以将溶液中的Ni2+沉淀,得到相应的滤渣;后溶液中含有大量的Mn2+,将此溶液置于电解槽中电解,得到MnO2,将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【小问1详解】
菱锰矿中主要含有MnCO3,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;
【小问5详解】
在电解槽中,Mn2+发生反应生成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+;电解时电解液中Mn2+大量减少,需要加入MnSO4以保持电解液成分的稳定;故答案为:Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+、加入MnSO4。
【小问6详解】煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑;故答案为:2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
【答案】(1) ①. MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
①. Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+
(6)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【例7】(2024浙江6月卷,18节选) 矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为)的利用有火法和电解法等。
已知:①;
②电解前后总量不变;③易溶于水。
请回答:
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,中硫元素体现的性质是_______(选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量,该物质可溶于浓盐酸,元素转化为,写出该反应的化学方程式_______;
【解析】铅锌矿(主要成分为)富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn元素的氧化物,SO2与等物质的量的ClF反应得到化合物C,结构简式为,化合物C()水解生成液态化合物D(,X=F或Cl)和气态化合物E(HCl或HF)。
【小问1详解】
根据富氧煅烧和通电电解的结果,中硫元素化合价升高,体现的性质是还原性。产物B中有少量,该物质可溶于浓盐酸,元素转化为,
该反应的化学方程式:Pb3O4+14HCl(浓)=+4H2O+Cl2↑
【例8】(浙江1月19题节选)通过电化学、热化学等方法,将转化为等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。请回答:
(1)某研究小组采用电化学方法将转化为,装置如图。电极B上的电极反应式是_______。
【解析】①电极B是阴极,则电极反应式是;
【例9】(2024河北卷,15节选)市售的溴(纯度)中含有少量的和,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:
(1)装置如图(夹持装置等略),将市售的溴滴入盛有浓溶液的B中,水浴加热至不再有红棕色液体馏出。D中发生的主要反应的化学方程式为_______ 。
(2)将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成的离子方程式为_____ __。
【解析】市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2,实验利用氧化还原反应原理制备高纯度的溴,市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液中,Cl2可与CaBr2发生氧化还原反应而除去,I2与Br2一起蒸馏入草酸钾溶液中,并被草酸钾还原为I-、Br-,并向溶液中滴加高锰酸钾溶液氧化I-,加热蒸干得KBr固体,将KBr固体和K2Cr2O7固体混合均匀加入冷的蒸馏水,同时滴加适量浓H2SO4,水浴加热蒸馏,得到的液体分液、干燥、蒸馏,可得高纯度的溴。
【小问1详解】市售的溴中含有少量的,可与发生氧化还原反应而除去;水浴加热时,、蒸发进入装置D中,分别与发生氧化还原反应,、,由于Br2为进入D的主要物质,故主要反应的化学方程式为;
【小问2详解】将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体(),即说明已将全部氧化,发生反应的离子方程式为;几乎未被氧化,继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为;
四、模型建构
1、解题策略
(1)搞清问题:---仔细审题、提取信息、细看设问、注意已知、表格图形。
(2)分析框架:--- 依据题干、流程箭头、实验装置、已知、表格图形、物质特性等信息,确定反应物质和反应环境。
(3)配平作答:---写出框架、标出价态、注意环境、守恒配平、规范作答。
2、答题步骤
(1)陌生氧化还原方程式书写步骤
①找物质、标变价:首先根据题中所给信息,标出所给反应物或生成物中变价元素的化合价,通过分析找
出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
②算得失,配系数:“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”框架写出反应的化学方程式,根据电子得失守恒(或化合价升降相等),确定框架中各物质的计量数
③看环境,用守恒:结合所给反应:环境,根据守恒关系补齐缺项。一般,酸性条件下,缺氢补H+,缺氧补H2O,碱性条件下,缺氢补H2O,缺氧补OH-。
④补缺项,写答案:观察第三步得出的反应式,根据质量(原子、离子或配体)守恒配平,注明反应条件,写上↑、↓符号,检查后书写答案。
(2)陌生非氧化还原方程式书写步骤
①找物质、标变价:首先根据题中所给信息,找出反应物和生成。
②看环境,用守恒:出确定了的“反应物,生成物”初步的化学方程式,根据原子守恒(或电荷守恒,确定框架中各物质的计量数。
③补缺项、平系数:结合所给反应环境,根据守恒关系补齐缺项。一般,酸性条件下,缺氢补H+,缺氧补H2O,碱性条件下,缺氢补H2O,缺氧补OH-。
④细查看,写答案:观察第三步得出的反应式,查看质量(原子、离子或配体)守恒配平、注明反应条件,写上↑、↓符号,规范书写答案。
五、备考建议
陌生化学(离子)方程式的书写是高考化学必考内容,,在近几年的高考化学试卷中,以工艺流程型、综合实验型、电化学型等情境为载体、填空形式出现、重点考查陌生情境下化学方程式、离子方程式的书写。对理解与辨析、分析与推测能力要求较高,在备考中应注意以下几点:
[1]熟记常见元素的化合价,理解氧化还原反应基本概念,掌握转移电子数的计算方法;
[2] 熟记常见的氧化剂对应的还原产物,还原剂对应的氧化产物。并且能推测出陌生氧化产物、还原产物;掌握氧化还原反应方程式配平的方法,
[3]对于工艺流程型、综合实验型、电化学型等信息型方程式的书写,要读题干信息和已知信息, 从文字、流程图、装置图中信息找出部分反应物、生成物,箭号指入的为反应物,指出的为生成物,或联系前后工序进行推断,结合所给环境补全缺项。

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