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素养微专题(二)信息型氧化还原反应方程式的书写
1.常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂 还原产物
KMnO4 Mn2+(酸性)、MnO2(中性)、Mn(碱性)
K2Cr2O7 Cr3+(酸性)
HNO3 NO2(浓硝酸)、NO(稀硝酸)
X2(卤素单质) X-
H2O2 OH-(碱性)、H2O(酸性)
Na2O2 NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO-) Cl-、Cl2
NaClO3 Cl2、ClO2
PbO2 Pb2+
2.常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂 氧化产物
Fe2+ Fe3+(酸性)、Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、S) SO3(S)
S2-(或H2S) S、SO2(S)
H2C2O4 CO2
H2O2 O2
I-(或HI) I2、I
CO CO2
金属单质(如Zn、Fe) 金属阳离子[如Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)]
3.陌生氧化还原反应化学(或离子)方程式的书写流程
一、根据“文字描述”信息书写
1.(2025·全国卷节选)绿矾(FeSO4·7H2O)在高温下分解,得到红棕色固体和气体产物,反应的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。
2.(2025·山东卷节选)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O↑。
3.(2025·上海卷改编)1 000~1 200 ℃条件下,用NaH2PO2·H2O真空还原GeO2,产物有GeO(g)、Na4P2O7、H3PO4等生成,写出该阶段的化学方程式:8GeO2+4NaH2PO2·H2O8GeO↑+Na4P2O7+2H3PO4+5H2O。
二、根据反应机理图书写
4.(2024·江苏卷节选)纳米Ag表面能产生Ag+杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
纳米Ag溶解产生Ag+的离子方程式为4Ag+O2+4H+===4Ag++2H2O。
5.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:2FeS2+7O2+2H2O===2Fe2++4S+4H+
分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
(1)反应Ⅰ:4Fe(NO)2++O2+4H+===4Fe3++4NO+2H2O。
(2)反应Ⅱ:14Fe3++FeS2+8H2O===15Fe2++2S+16H+。
解析:根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。反应Ⅰ中反应物为Fe(NO)2+、O2,生成物为Fe3+、NO,反应为酸性条件。反应Ⅱ中反应物为Fe3+、FeS2,生成物为Fe2+、S,反应为酸性条件。
三、根据“化工流程”信息书写
6.(2025·湖南卷节选)一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2,有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)的部分工艺流程如下:
(1)“酸浸还原”时,SO2还原Co2O3的化学方程式为SO2+Co2O3+H2SO4===2CoSO4+H2O。
(2)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3的离子方程式为4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3+8H+。
解析:(1)SO2将3价钴还原为2价钴,同时由于硫酸的作用得到CoSO4,化学方程式为SO2+Co2O3+H2SO4===2CoSO4+H2O。(2)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3,铁元素化合价上升,则O2作氧化剂,离子反应为4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3+8H+。
7.(2025·河北卷节选)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾,同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。流程如下:
已知:铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列问题:
(1)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式:4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O。
(2)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式:Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O===Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑。
解析:(1)煅烧工序中Fe(CrO2)2与过量KOH、空气中的氧气发生反应生成K2CrO4、Fe2O3和H2O,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O。(2)Fe(CO)5作还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3,自身转化为Fe(OH)3,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O===Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑。
8.(2024·全国甲卷节选)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。
(1)“酸浸”步骤中,CoO发生反应的化学方程式是CoO+H2SO4===CoSO4+H2O。
(2)“沉锰”步骤中,生成1.0 mol MnO2,产生H+的物质的量为4.0 mol。
(3)“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2Co2++ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4H+。
解析:(1)“酸浸”步骤中,CoO转化为CoSO4,反应的化学方程式为CoO+H2SO4===CoSO4+H2O。(2)“沉锰”步骤中,Na2S2O8将Mn2+氧化为MnO2除去,发生反应的离子方程式为S22+2 ===2,因此,生成1.0 mol MnO2,产生H+的物质的量为4.0 mol。(3)“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2Co2++ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4H+。(共21张PPT)
第一章　物质及其变化
素养微专题(二)信息型氧化
还原反应方程式的书写
目
录
强化训练
专题精讲
一
专题精讲
1.常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂 还原产物
KMnO4 Mn2+(酸性)、MnO2(中性)、Mn(碱性)
K2Cr2O7 Cr3+(酸性)
HNO3 NO2(浓硝酸)、NO(稀硝酸)
X2(卤素单质) X-
H2O2 OH-(碱性)、H2O(酸性)
Na2O2 NaOH(或Na2CO3)
NaClO(或ClO-) Cl-、Cl2
NaClO3 Cl2、ClO2
PbO2 Pb2+
2.常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂 氧化产物
Fe2+ Fe3+(酸性)、Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、S) SO3(S)
S2-(或H2S) S、SO2(S)
H2C2O4 CO2
H2O2 O2
I-(或HI) I2、I
CO CO2
金属单质(如Zn、Fe) 金属阳离子[如Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)]
3.陌生氧化还原反应化学(或离子)方程式的书写流程
二
强化训练
一、根据“文字描述”信息书写
1.(2025·全国卷节选)绿矾(FeSO4·7H2O)在高温下分解,得到红棕色固体和气体产物,反应的化学方程式为_____________________________________
__________。
2FeSO4·7H2O 　　　Fe2O3+SO2↑+SO3↑
+14H2O↑
2.(2025·山东卷节选)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为
_______________________________________________________。
3MnO2+3NH4HSO4 　　　　　 3MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O↑
3.(2025·上海卷改编)1000~1200 ℃条件下,用NaH2PO2·H2O真空还原GeO2,
产物有GeO(g)、Na4P2O7、H3PO4等生成,写出该阶段的化学方程式:
______________________________________________________________。
8GeO2+4NaH2PO2·H2O 　　　　　　8GeO↑+Na4P2O7+2H3PO4+5H2O
二、根据反应机理图书写
4.(2024·江苏卷节选)纳米Ag表面能产生Ag+杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
纳米Ag溶解产生Ag+的离子方程式为____________________________。
4Ag+O2+4H+===4Ag++2H2O
5.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:2FeS2+7O2+2H2O===2Fe2++4S+4H+
分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
(1)反应Ⅰ:________________________________________。
(2)反应Ⅱ:_________________________________________。
4Fe(NO)2++O2+4H+===4Fe3++4NO+2H2O
14Fe3++FeS2+8H2O===15Fe2++2S+16H+
解析:根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。反应Ⅰ中反应物为Fe(NO)2+、O2,生成物为Fe3+、NO,反应为酸性条件。反应Ⅱ中反应物为Fe3+、FeS2,生成物为Fe2+、S,反应为酸性条件。
三、根据“化工流程”信息书写
6.(2025·湖南卷节选)一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2,有少量的Co2O3、Al2O3、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(NiSO4、CoSO4、MnSO4)的部分工艺流程如下:
(1)“酸浸还原”时,SO2还原Co2O3的化学方程式为___________________
___________________。
解析:SO2将3价钴还原为2价钴,同时由于硫酸的作用得到CoSO4,化学方程式为SO2+Co2O3+H2SO4===2CoSO4+H2O。
(2)“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3的离子方程式为______________________
_____________。
解析:“沉铁”时,Fe2+转化为Fe2O3,铁元素化合价上升,则O2作氧化剂,离子反应为4Fe2++O2+4H2O 　　　 2Fe2O3+8H+。
SO2+Co2O3+H2SO4
===2CoSO4+H2O
4Fe2++O2+4H2O
2Fe2O3+8H+
7.(2025·河北卷节选)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾,同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。流程如下:
已知:铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列问题:
(1)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式:
__________________________________________________________。
解析:煅烧工序中Fe(CrO2)2与过量KOH、空气中的氧气发生反应生成K2CrO4、Fe2O3和H2O,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH 　　　　　　2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O。
4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH
2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O
(2)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式:Fe(CO)5+________+
______===Cr(OH)3↓+___________+_______+____CO↑。
解析:Fe(CO)5作还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3,自身转化为Fe(OH)3,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O===Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑。
K2CrO4
4H2O
Fe(OH)3↓
2KOH
5
8.(2024·全国甲卷节选)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。
(1)“酸浸”步骤中,CoO发生反应的化学方程式是____________________
______________。
解析:“酸浸”步骤中,CoO转化为CoSO4,反应的化学方程式为CoO+
H2SO4===CoSO4+H2O。
CoO+H2SO4===
CoSO4+H2O
(2)“沉锰”步骤中,生成1.0 mol MnO2,产生H+的物质的量为________。
解析:“沉锰”步骤中,Na2S2O8将Mn2+氧化为MnO2除去,发生反应的离子方程式为S22+2 ===2,因此,生成1.0 mol MnO2,产生H+的物质的量为4.0 mol。
4.0 mol
(3)“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:“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2Co2++ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4H+。
2Co2++ClO-+5H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+4H+
Thank you
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