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微专题1 信息型情境中化学(离子)方程式的书写
【题型分析】　高考中所涉及的氧化还原反应均较为陌生,在新情境中解答问题,书写新信息、陌生的氧化还原反应的化学(离子)方程式。一般设计2个或3个陌生的化学反应,要求考生根据条件书写化学(离子)方程式(结合化工生产、化学实验、实际生活等等),年年考年年新。
【解题方法】　“四步法”突破新情境下氧化还原反应方程式的书写
步骤 要求,解析
第1步: 列物质 氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物 第1步只写出氧化还原反应方程式中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;除了教材中要求学生掌握的常见物质外,陌生氧化还原方程式总会在题中给出相应信息推出产物,如化合价变化,物质变化等
第2步: 平电子 根据得失电子守恒配平所列物质
第3步: 平电荷 根据电荷守恒配平所列物质,当电荷量不相等时,酸性环境补充氢离子,碱性环境补充氢氧根离子,总的原则是只能补充电解质中含有的离子
第4步: 平原子 根据原子守恒配平方程式
题型一　文字描述类(直接信息型)氧化还原反应方程式书写的考查
典例1　(1)(2024·江苏卷,节选)回收磁性合金钕铁硼(Nd2Fe14B)可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。净化后的NdCl3溶液通过沉钕、焙烧得到Nd2O3。向NdCl3溶液中加入(NH4)2CO3溶液,Nd3+可转化为Nd(OH)CO3沉淀。该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(2)(2023·全国新课标卷)酸性介质中“还原Cr2”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。
(3)(2023·湖北卷)铜与过量过氧化氢反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。
审题指导
[审题]根据题给信息,确定“两剂”——氧化剂、还原剂,“两产物”——氧化产物、还原产物,结合守恒规律写出离子(或化学)方程式。
[解题]以2023·全国新课标卷为例予以说明:
第一步,写出“两剂两产物”
氧化剂 还原剂 氧化产物 还原产物
Cr2 S2 S Cr3+
第二步标化合价,配电子:
+2+2
　↓　　　↑
+6e-　 -4e-
第三步看介质,配电荷,补原子:2Cr2+3S2+10H+4Cr3++6S+5H2O。【思维建模】
题型二　循环流程图中氧化还原反应方程式判断与书写的考查
典例2　可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。下图为该法的一种催化机理。
(1)图中转化涉及的反应中有　　　　个属于氧化还原反应。
(2)总反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
【思维建模】
环式历程图的解题方法
“环式”反应历程如图所示:
依据反应物和生成物,利用原子守恒可写出总反应。
题型三　工艺流程图示中氧化还原反应方程式的书写的考查
典例3　(2024·全国甲卷,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:
“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　、　　　　　　　　。
1.(1)(2024·湖南卷,节选)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4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:
“滤液1”中含有Cu2+和H2SeO3,“氧化酸浸”时Cu2Se反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024·山东卷,改编)以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:
“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为　　　　;离子方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。
2.(1)将CO通入足量银氨溶液中生成单质银的化学方程式:　　　　　　　　　　。
(2)①Co(OH)2可被氧气氧化成CoO(OH),该反应的化学方程式为　　　　　　　　　。②pH=4时,Mn2+被过一硫酸(H2SO5)氧化为MnO2,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱)。
(3)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为　　　　　　　　　。
(4)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等领域。以NaIO3为原料制备I2的方法:先向NaIO3溶液中加入足量的NaHSO3,生成碘化物,再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.(生产环保情境题)一种提纯白磷样品(杂质不参与下图反应)的工艺流程如图所示。
过程Ⅲ中,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2023·湖南卷,改编)N2H4是一种强还原性的高能物质,在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某Ru(Ⅱ)催化剂(用[L—Ru—NH3]+表示)能高效电催化氧化NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。
该过程的总反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2023·全国乙卷,改编)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:
(1)加入少量MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.(生产环保情境题)废旧锌锰电池通过拆分煅烧后,可得到棕色锰粉(主要成分为MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、ZnO和ZnMn2O4),从棕色锰粉中获得MnO2和超细ZnO粉体的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸溶”的目的是将锌、锰元素转化为Zn2+、Mn2+,写出“酸溶”过程中ZnMn2O4发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)Na2S2O8被还原为S,写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
专题教练
典例1　(1)2Nd3++3C+H2O2Nd(OH)CO3↓+CO2↑
(2)2Cr2+3S2+10H+4Cr3++6S+5H2O
(3)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O
典例2　(1)2
(2)4HCl+O22H2O+2Cl2
典例3　3Co2++Mn+7H2O3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+　3Mn2++2Mn+2H2O5MnO2↓+4H+
解析：“氧化沉钴”中加入强氧化剂KMnO4，将溶液中的Co2+氧化为Co3+，pH=5时，Co3+形成Co(OH)3沉淀，KMnO4则被还原为MnO2，KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4，据此解答。由分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析两个反应的反应物、产物与反应环境(pH=5)，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。
专题训练
1.(1)Cu2Se+4H2O2+4H+2Cu2++H2SeO3+5H2O
(2)1∶1　2Fe3++PbS+4Cl-2F+S↓+[PbCl4]2-
2Fe3++Ag2S+4Cl-2F+S↓+2[AgCl2]-
2.(1)CO+2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3
(2)①4Co(OH)2+O24CoO(OH)+2H2O　②Mn2++HS+H2OMnO2↓+S+3H+
(3)2Bi2S3+9O22Bi2O3+6SO2
(4)2I+5HSI2+5S+3H++H2O
3.2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C10CO↑+6CaSiO3+P4
解析：根据循环图可知，过程Ⅲ中Ca3(PO4)2与二氧化硅、焦炭反应生成一氧化碳、白磷和CaSiO3，反应的化学方程式为2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C10CO↑+6CaSiO3+P4。
4.4NH3-2e-N2H4+2N
解析：从整个过程来看，4个NH3失去了2个电子，生成了1个N2H4和2个N，Ru(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应为4NH3-2e-N2H4+2N。
5.(1)2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O
(2)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
解析：(1)第一步：列物质，确定反应主体。
依据工艺流程图可知，加入的MnO2具有氧化性，可将Fe2+氧化成Fe3+，得到Mn2+。
第二步：按“还原剂+氧化剂氧化产物+还原产物”写出方程式。
把离子方程式初步写成：Fe2++MnO2Fe3++Mn2+。在此过程中，铁元素的化合价由+2升至+3，1 mol Fe2+失去1 mol 电子，Mn元素的化合价由+4降至+2，1 mol MnO2得到2 mol电子，根据得失电子守恒可得四种微粒的化学计量数分别为2、1、2、1，即参加氧化还原反应的微粒的关系为2Fe2++MnO22Fe3++Mn2+。
第三步：调电荷，补原子。
反应在酸性条件下进行，故在左边补充H+，右边补充H2O，2Fe2++MnO2+　　H+2Fe3++Mn2++　　H2O。
依据电荷守恒及H、O原子守恒配平反应的离子方程式：2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O。
(2)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↑。
6.(1)ZnMn2O4+H2C2O4+3H2SO4ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O
(2)S2+Mn2++2H2OMnO2↓+2S+4H+

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