高考化學二輪復習專題3氧化還原反應離子反應學案-學案下載-教習網(wǎng)

?專題三　氧化還原反應　離子反應

體系構建·串真知

真題回放·悟高考
解讀考綱
1．了解離子反應、氧化還原反應的概念。
2．了解離子反應發(fā)生的條件和氧化還原反應的常見規(guī)律及應用。
3．能正確書寫離子方程式，并能進行有關計算。
4．掌握常見的氧化還原反應方程式的配平及簡單的陌生氧化還原反應方程式的書寫方法，并能進行有關的計算。
體驗真題
1．(2020·全國卷Ⅱ·8)某白色固體混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的兩種組成，進行如下實驗：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反應，通過鈷玻璃可觀察到紫色；③向溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實驗現(xiàn)象可判斷其組成為(　B　)
A．KCl、NaCl B．KCl、M gSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
【解析】　①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，則不含CaCO3，排除C選項；②做焰色反應，通過鈷玻璃可觀察到紫色，可確定含有鉀元素，即含有KCl；③向溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀，則應含有MgSO4，綜合以上分析，混合物由KCl和MgSO4兩種物質(zhì)組成，故選B。
2．(2020·全國卷Ⅲ·11)對于下列實驗，能正確描述其反應的離子方程式是(　A　)
A．用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：3SO＋Cl2＋H2O═══2HSO＋2Cl－＋SO
B．向CaCl2溶液中通入CO2：Ca2＋＋H2O＋CO2═══CaCO3↓＋2H＋
C．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3：2Fe3＋＋H2O2═══O2↑＋2H＋＋2Fe2＋
D．同濃度同體積NH4HSO4溶液與NaOH溶液混合：NH＋OH－═══NH3·H2O
【解析】　用Na2SO3溶液吸收少量的Cl2，Cl2具有強氧化性，可將部分SO氧化為SO，同時產(chǎn)生的氫離子與剩余部分SO結(jié)合生成HSO，Cl2被還原為Cl－，反應的離子反應方程式為：3SO＋Cl2＋H2O═══2HSO＋2Cl－＋SO，A選項正確；向CaCl2溶液中通入CO2，H2CO3是弱酸，HCl是強酸，弱酸不能制強酸，故不發(fā)生反應，B選項錯誤；向H2O2中滴加少量的FeCl3，F(xiàn)e3＋的氧化性弱于H2O2，不能氧化H2O2，但Fe3＋能催化H2O2的分解，正確的離子方程式應為2H2O22H2O＋O2↑，C選項錯誤；NH4HSO4電離出的H＋優(yōu)先和NaOH溶液反應，同濃度同體積的NH4HSO4溶液與NaOH溶液混合，氫離子和氫氧根恰好完全反應，正確的離子反應方程式應為：H＋＋OH－═══H2O，D選項錯誤。
3．(2019·全國卷Ⅲ·10)離子交換法凈化水過程如圖所示。下列說法中錯誤的是(　A　)

A．經(jīng)過陽離子交換樹脂后，水中陽離子的總數(shù)不變
B．水中的NO、SO、Cl－通過陰離子樹脂后被除去
C．通過凈化處理后，水的導電性降低
D．陰離子樹脂填充段存在反應H＋＋OH－═══H2O
【解析】　本題為信息題，注意從題目信息中提取有用信息。根據(jù)示意圖，水經(jīng)過陽離子交換樹脂后，Ca2＋、Na＋、Mg2＋均被H＋交換，因為Ca2＋、Mg2＋是＋2價陽離子，H＋是＋1價陽離子，根據(jù)電荷守恒與Ca2＋、Mg2＋交換的H＋數(shù)目應為Ca2＋、Mg2＋總數(shù)的2倍，因此水中陽離子總數(shù)增加，A錯誤；根據(jù)示意圖，NO、SO、Cl－經(jīng)過陰離子交換樹脂后被OH－替換，B正確；水經(jīng)過凈化后溶液中離子濃度減小，水的導電性降低，純水幾乎不導電，C正確；經(jīng)過陽離子交換樹脂后溶液中的陽離子全部是H＋，經(jīng)過陰離子交換樹脂后溶液中的陰離子被OH－替換，所以在陰離子樹脂填充段存在反應H＋＋OH－═══H2O，D正確。
4．(2018·全國Ⅱ·13)下列實驗過程可以達到實驗目的的是(　B　)
編號
實驗目的
實驗過程
A
配制0.400 0 mol·L－1的NaOH溶液
稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容
B
探究維生素C的還原性
向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液，觀察顏色變化
C
制取并純化氫氣
向稀鹽酸中加入鋅粒，將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液
D
探究濃度對反應速率的影響
向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5%H2O2溶液，觀察實驗現(xiàn)象
【解析】　4.0 g固體NaOH的物質(zhì)的量為0.1 mol，因此使用250 mL的容量瓶，但題目中對實驗的操作敘述不清楚，沒有冷卻、洗滌等步驟，故A項錯誤；FeCl3具有氧化性，因此能與具有還原性的維生素C發(fā)生反應，從而使溶液的顏色由黃色變?yōu)闇\綠色(Fe2＋)，故B項正確；C項中產(chǎn)生的氣體應最后通過濃硫酸，否則會引入水蒸氣，故C項錯誤；H2O2與NaHSO3的反應沒有明顯的實驗現(xiàn)象，因此不能用此反應探究濃度對反應速率的影響，故D項錯誤。
5．(2020·全國卷Ⅰ·26節(jié)選)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。

該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金屬離子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
開始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列問題：
(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是__加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)__。
(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO被氧化成VO，同時還有__Fe2＋__離子被氧化。寫出VO＋轉(zhuǎn)化為VO反應的離子方程式__VO＋＋MnO2＋2H＋═══VO＋Mn2＋＋H2O__。
【解析】　(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是：升高溫度，加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)；(2)“酸浸氧化”中，釩礦粉中的Fe3O4與硫酸反應生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，F(xiàn)e2＋具有還原性，則VO＋和VO2＋被氧化成VO的同時還有Fe2＋被氧化，反應的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋═══Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；VO＋轉(zhuǎn)化為VO時，釩元素的化合價由＋3價升至＋5價，1 mol VO＋失去2 mol電子，MnO2被還原為Mn2＋，Mn元素的化合價由＋4價降至＋2價，1 mol MnO2得到2 mol電子，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，VO＋轉(zhuǎn)化為VO反應的離子方程式為VO＋＋MnO2＋2H＋═══VO＋Mn2＋＋H2O。
6．(2020·全國卷Ⅱ·26節(jié)選)化學工業(yè)為疫情防控提供了強有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑?；卮鹣铝袉栴}：
(1)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應來制備，該反應為歧化反應(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應)。上述制備Cl2O的化學方程式為__2Cl2＋HgO═══HgCl2＋Cl2O__。
(2)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過程中，生成ClO2的反應屬于歧化反應，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量為__1.25__mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學方程式為__NaHCO3＋NaHSO4═══CO2↑＋Na2SO4＋H2O__。
【解析】　(1)Cl2歧化為Cl2O和Cl－，HgO和氯氣反應的方程式為：2Cl2＋HgO═══HgCl2＋Cl2O；(2)5ClO＋4H＋═══4ClO2＋Cl－＋2H2O，每生成1 mol ClO2，消耗NaClO2為×5＝1.25 mol；碳酸氫鈉和硫酸氫鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，方程式為：NaHCO3＋NaHSO4═══Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
7．(2019·全國卷Ⅱ·26節(jié)選)立德粉ZnS·BaSO4(也稱鋅鋇白)，是一種常用白色顏料。以重晶石(BaSO4)為原料，可按如下工藝生產(chǎn)立德粉：

(1)在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學方程式為__BaSO4＋4CBaS＋4CO↑__?；剞D(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體，生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應的化學方程式為__CO＋H2OCO2＋H2__。
(2)在潮濕空氣中長期放置的“還原料”，會逸出臭雞蛋氣味的氣體，且水溶性變差，其原因是“還原料”表面生成了難溶于水的__BaCO3__(填化學式)。
(3)沉淀器中反應的離子方程式為__S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO═══ZnS·BaSO4↓__。
【解析】　(1)在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，硫的化合價由＋6→－2，由“回轉(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體”知，碳元素的化合價由0→＋2，由電子守恒和原子守恒得，化學方程式為BaSO4＋4CBaS＋4CO↑。由“生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體”可知，CO與水蒸氣反應生成CO2和H2，該反應的化學方程式為CO＋H2OCO2＋H2；(2)在潮濕空氣中長期放置，可溶性硫化鋇與空氣中的CO2和H2O反應生成H2S氣體和BaCO3；(3)BaS和ZnSO4都是可溶性鹽，都能拆成離子，故反應的離子方程式為S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO═══ZnS·BaSO4↓。
8．(2019·全國卷Ⅲ·26節(jié)選)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

(1)“濾渣1”含有S和__SiO2(不溶性硅酸鹽)__；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式__MnO2＋MnS＋2H2SO4═══2MnSO4＋S＋2H2O__。
(2)“氧化”中添加適量的MnO2的作用是__將Fe2＋氧化為Fe3＋__。
(3)寫出“沉錳”的離子方程式__Mn2＋＋2HCO═══MnCO3↓＋CO2↑＋H2O__。
【解析】　天然二氧化錳粉與硫化錳礦溶浸時礦物中含有的Fe、Al、Mg、Zn、Ni等與硫酸反應生成可溶性鹽，進入溶液。二氧化錳具有氧化性，硫化錳中－2價的硫具有還原性，在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應：MnO2＋MnS＋2H2SO4═══2MnSO4＋S＋2H2O。因此“濾渣1”中含有不溶性的S、SiO2或不溶性硅酸鹽。(2)過濾出“濾渣1”后，濾液中主要含有Mn2＋、Fe2＋、Al3＋、Mg2＋、Zn2＋、Ni2＋，由于Fe2＋開始沉淀的pH較大，加入MnO2的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后通過調(diào)節(jié)pH除去。(3)溶液經(jīng)過除雜后陽離子主要為Mn2＋，“沉錳”時加入NH4HCO3形成MnCO3沉淀。反應的離子方程式為Mn2＋＋2HCO═══MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。
預判考情
離子反應和氧化還原反應是歷年高考的重點和熱點，預計2021年高考仍會延續(xù)以往的考查方式，重點考查氧化還原反應、離子反應的基本規(guī)律，新情境下信息型氧化還原反應方程式、離子方程式的書寫和判斷等，其中離子共存，離子方程式的正誤判以及氧化還原反應的規(guī)律主要以選擇題的形式出現(xiàn)，在填空部分常會結(jié)合元素化合物知識以化工流程題，實驗探究題形式考查離子方程式的書寫，陌生氧化還原方程式的書寫及配平和相關計算，多角度，動態(tài)地分析離子反應、氧化還原反應，利用特征離子反應和氧化還原反應對物質(zhì)進行定性研究或判斷。

知識深化·精整合
一、氧化還原反應
1．氧化還原反應中的概念及相互間的聯(lián)系

2．氧化還原反應的基本規(guī)律及應用
(1)氧化還原反應基本規(guī)律及應用內(nèi)化于心，外化于形
①強弱規(guī)律

②守恒規(guī)律

③歸中規(guī)律

(2)解答氧化還原反應規(guī)律應用題的“3步驟”
第一步：分析化合價的變化，準確判斷相關概念
氧化劑被還原，發(fā)生還原反應，生成還原產(chǎn)物；
還原劑被氧化，發(fā)生氧化反應，生成氧化產(chǎn)物。
第二步：依據(jù)規(guī)律判斷反應的合理性
氧化還原反應遵循強弱律、優(yōu)先律、轉(zhuǎn)化律等，同時應掌握化合價與氧化性的關系，“高價氧，低價還，中間價態(tài)兩面轉(zhuǎn)”。
第三步：利用電子守恒進行定量判斷
有關氧化還原反應的定量問題，利用得、失電子守恒法可以簡化計算過程。對于生疏的或多步氧化還原反應，可直接找出起始的氧化劑、還原劑和最終的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物，利用原子守恒和電子守恒，建立已知量與未知量的關系，列等式求解。
3．陌生氧化還原方程式、離子方程式的書寫知識儲備
(1)在日常的學習、練習中，注意記憶、積累常見元素的化合價；認識并掌握常見的氧化劑、還原劑。
①強氧化性物質(zhì)或離子：Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(濃)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(濃)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。
②強還原性物質(zhì)或離子：Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。
(2)掌握常見氧化劑、還原劑發(fā)生氧化還原反應的產(chǎn)物。有時候物質(zhì)的氧化還原產(chǎn)物還要根據(jù)題中的情境信息考慮，如H2S與濃硝酸反應甚至能被氧化為H2SO4，I－可以被過量的濃氯水氧化生成IO。了解常見物質(zhì)反應后的存在形式，比如O2得電子后轉(zhuǎn)變?yōu)镺2－，在酸性環(huán)境下結(jié)合H＋生成H2O，而在堿性條件下則與H2O轉(zhuǎn)變?yōu)镺H－。
二、離子反應
1．離子方程式的書寫
(1)書寫時判斷離子反應順序的方法
①氧化還原型離子反應——強者優(yōu)先。
同一氧化劑(或還原劑)可能與多種還原劑(或氧化劑)反應，其中還原性(或氧化性)最強的還原劑(或氧化劑)最先反應，反應完全后由強到弱依次進行。
②復分解型離子反應——最穩(wěn)定生成物優(yōu)先。
采用“假設驗證法”：假設某種離子先反應，若生成產(chǎn)物與其他成分能共存，則該離子優(yōu)先反應，否則該離子不能優(yōu)先反應。如含有Al3＋、NH、H＋溶液中逐滴加入NaOH溶液，OH－按H＋→Al3＋→NH→Al(OH)3順序依次反應。
(2)與“量”有關的離子方程式的書寫“少定多變”法
…就是把相對量較少的物質(zhì)定為“1 mol”，若少量物質(zhì)有兩種或兩種以上離子參加反應，則參加反應的離子的物質(zhì)的量之比與組成比相符。
…過量反應物離子的化學計量數(shù)根據(jù)反應實際需求量來確定，不受化學式中的比例制約，是可變的。
2．離子方程式正誤判斷方法
審清題意“三注意”
注意反應環(huán)境
注意操作順序
注意反應物之間量的關系
化學式拆寫“四原則”
易溶強電解質(zhì)拆，弱電解質(zhì)、難溶物不拆
微溶物清拆濁不拆
單質(zhì)、氧化物不拆
濃硫酸不拆，濃鹽酸、濃硝酸拆
反應產(chǎn)物“三分析”
分析量不同時的產(chǎn)物
分析是否漏掉同步反應
分析變價元素的產(chǎn)物
方程式遵循“三守恒”
原子是否守恒
電荷是否守恒
得失電子是否守恒
3.離子共存中的常見隱含條件
條件類型
常見表述
誤點點撥
常見的限制條件
“無色”
Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnO等有色離子不能大量存在
“pH＝1”或“pH＝13”
溶液顯酸性或堿性
“因發(fā)生氧化還原反應而不能共存”
只能是氧化性離子和還原性離子不大量共存，并不是其他離子反應，同時要注意溶液酸堿性的影響
“透明”
“透明”也可“有色”
常見的隱含條件
“與Al反應放出H2”
溶液既可能顯酸性也可能顯堿性
“由水電離出的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1”的溶液
溶液既可能顯酸性也可能顯堿性
“通入足量的NH3”
與NH3·H2O反應的離子不能大量存在
含有大量Fe3＋的溶液
酸性溶液并具有氧化性
含有大量AlO、S2－的溶液
堿性溶液
含有大量NO的溶液
隱含H＋與還原性離子不能大量存在
相互促進水解
NH與CH3COO－、CO，Mg2＋與HCO等組合
存在相互促進水解情況，但水解程度較小，在溶液中仍然能大量共存
相互促進水解
Al3＋與CO、HCO、AlO、HS－、S2－；Fe3＋與CO、HCO、AlO、ClO－
相互促進水解，生成沉淀或氣體，不能大量共存
題干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
審清關鍵字詞

典題精研·通題型
考點一　氧化還原反應
典例探究
角度一　氧化還原反應的概念及其關系
典例1 (2020·阜陽模擬)過氧化鈉具有強氧化性，遇亞鐵離子可將其氧化為一種常見的高效水處理劑，化學方程式為2FeSO4＋6Na2O2═══2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。下列說法中不正確的是(　C　)
A．氧化性：Na2O2>Na2FeO4>FeSO4
B．FeSO4只作還原劑，Na2O2既作氧化劑，又作還原劑
C．由反應可知每3 mol FeSO4完全反應時，反應中共轉(zhuǎn)移12 mol電子
D．Na2FeO4處理水時，不僅能殺菌消毒，還能起到凈水的作用
【解析】　由氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物可知，氧化性Na2O2>Na2FeO4>FeSO4，A正確；2FeSO4＋6Na2O2═══2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，F(xiàn)e元素的化合價由＋2價升高為＋6價，O元素的化合價部分由－1價降低為－2價，部分由－1價升高為0價，所以FeSO4只作還原劑，Na2O2既作氧化劑又作還原劑，B正確；2FeSO4～10e－，所以每3 mol FeSO4完全反應時，反應中共轉(zhuǎn)移15 mol電子，C錯誤；Na2FeO4處理水時，Na2FeO4可以氧化殺死微生物，生成的還原產(chǎn)物氫氧化鐵又具有吸附作用，可以起到凈水的作用，D正確。
技巧點撥
解決氧化還原反應概念的一般思路
理解概念抓實質(zhì)，解題應用靠特征，即從氧化還原反應的實質(zhì)——電子轉(zhuǎn)移，去分析理解有關概念。在實際解題過程中，應從其特征——元素化合價入手。具體思路是“找變價、判類型、分升降、定其他”。其中“找變價”是非常關鍵的一步，特別是不同反應物中含有同種元素的氧化還原反應，必須弄清元素化合價的變化情況。
角度二　氧化還原反應的規(guī)律及應用
典例2 (1)某鐵的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標準狀況下112 mL Cl2，恰好將Fe2＋完全氧化。x值為__0.8__。
(2)(2016·全國卷Ⅲ)欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為__0.5__mol。
(3)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1 mol N2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____mol。
(4)已知：還原性HSO>I－，氧化性IO>I2。在NaIO3溶液中滴加過量的NaHSO3溶液反應完全，推測反應后溶液中的還原產(chǎn)物為__NaI__(填化學式)。
【解析】　(1)根據(jù)電子得失守恒可知：×(3－)×x＝×2，解得x＝0.8。(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，釩元素化合價從＋4升高到＋5，而氧化劑KClO3中氯元素化合價從＋5降低到－1，則根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質(zhì)的量為3 mol÷6＝0.5 mol。(3)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目既可用氧化劑得電子數(shù)目也可以用還原劑失電子數(shù)目進行確定。由反應方程式8NH3＋6NO2═══7N2＋12H2O可知，當生成1 mol N2時有 mol電子轉(zhuǎn)移。(4)由還原性HSO>I－，可知當NaHSO3溶液過量時IO先被還原成I2，再被還原成I－。
題后反思
利用電子守恒關系解題的思維流程
一找各物質(zhì)
找出反應中的氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物，并標出變價元素的化合價
二定得失數(shù)
找準一個原子(或離子)得失電子數(shù)(注意化學式中粒子的個數(shù))
三列關系式
根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式關系式：n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值
角度三　陌生氧化還原方程式的書寫與相關計算
典例3 (2020·青島模擬)磷及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要用途。回答下列問題：
(1)下圖所示為提純白磷樣品(含惰性雜質(zhì))的工藝流程。過程I中，被還原的元素是__Cu、P__(填元素符號)，過程Ⅲ的化學方程式為__2Ca3(PO4)2＋6SiO2＋10C═══6CaSiO3＋10CO↑＋P4__。

(2)磷酸釩鋰/碳復合材料[ Li3V2(PO4)3/C]是常用的電極材料，其制備流程如下：

①復合材料中V的化合價為__＋3__，C的作用是__增強復合材料的導電性__。
②V2O5與H2C2O4反應生成V2(C2O4)3的化學方程式為__V2O5＋5H2C2O4═══V2(C2O4)3＋4CO2↑＋5H2O__；“洗滌”時用乙醇而不用水的目的是__減少產(chǎn)品損耗__。
③鋰離子電池是一種二次電池，又稱“搖椅”電池。若用和 LixC6和 Li3V2(PO4)3/C做電極，放電時的電池總反應為 LixC6＋ Li3－xV2(PO4)3═══Li3V2(PO4)3＋C6，則電池充電時陽極的電極反應式為__Li3V2(PO4)3－xe－═══ Li3－xV2(PO4)3＋x Li＋__。
【解析】　(1)根據(jù)圖像，過程Ⅰ中白磷與硫酸銅溶液反應生成磷酸和Cu3P，其中P元素和Cu元素的化合價降低，被還原；過程Ⅲ中反應物為Ca3(PO4)2、SiO2和C，生成物為CaSiO3、CO和P4，反應的化學方程式為2Ca3(PO4)2＋6SiO2＋10C═══6CaSiO3＋10CO↑＋P4；(2)①磷酸釩鋰/碳復合材料[ Li3V2(PO4)3/C]中磷酸根顯－3價，鋰顯＋1價，因此V的化合價為＋3價，該復合材料是常用的電極材料，C為導體，可以增強復合材料的導電性；②V2O5與H2C2O4反應生成V2(C2O4)3過程中V的化合價由＋5價降低為＋3價，則草酸被氧化生成二氧化碳，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應的化學方程式為V2O5＋5H2C2O4═══V2(C2O4)3＋4CO2↑＋5H2O; Li3V2(PO4)3能夠溶于水，“洗滌”時用乙醇而不用水，可以減少產(chǎn)品損耗；③該鋰離子放電時的電池總反應為 LixC6＋ Li3－xV2(PO4)3═══Li3V2(PO4)3＋C6，則充電時電池的總反應為 Li3V2(PO4)3＋C6═══LixC6＋Li3－xV2(PO4)3，充電時陽極發(fā)生氧化反應，電極反應為： Li3V2(PO4)3－xe－═══Li3－xV2(PO4)3＋xLi＋。
規(guī)律方法
陌生氧化還原方程式的書寫方法

類題精練
1．(2020·鶴崗模擬)高錳酸鉀溶液在酸性條件下可以與硫酸亞鐵反應，化學方程式如下：KMnO4＋FeSO4＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O。(未配平)下列說法正確的是(　A　)
A．Fe2＋的還原性強于Mn2＋
B．MnO是氧化劑，F(xiàn)e3＋是還原產(chǎn)物
C．氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為5∶1
D．生成1 mol水時，轉(zhuǎn)移2.5 mol電子
【解析】　Fe2＋化合價升高，是還原劑，Mn2＋是還原產(chǎn)物，還原性：還原劑>還原產(chǎn)物，故A項正確；MnO化合價降低，是氧化劑，F(xiàn)e3＋是氧化產(chǎn)物，故B項錯誤；錳元素由＋7價降至＋2價，鐵元素由＋2價升至＋3價，根據(jù)得失電子守恒，MnO、Mn2＋的系數(shù)為1，F(xiàn)e2＋、Fe3＋的系數(shù)為5，根據(jù)電荷守恒，H＋的系數(shù)為8，根據(jù)質(zhì)量守恒，H2O的系數(shù)為4，所以離子方程式為MnO＋5Fe2＋＋8H＋═══Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，由此可知氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1∶5，故C項錯誤；根據(jù)離子方程式MnO＋5Fe2＋＋8H＋═══Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，生成4 mol水時轉(zhuǎn)移5 mol電子，所以生成1 mol水時，轉(zhuǎn)移1.25 mol電子，故D項錯誤。
2．(2020·成都模擬)用“銀－Ferrozine”法測室內(nèi)甲醛含量的原理為：

已知：吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比。下列說法正確的是(　D　)
A．反應①中參與反應的HCHO為30 g時轉(zhuǎn)移電子2 mol
B．可用雙氧水檢驗反應②后的溶液中是否存在Fe3＋
C．生成44.8 L CO2時反應②中參加反應的Ag一定為8 mol
D．理論上測得溶液吸光度越高，HCHO含量也越高
【解析】　30 g HCHO的物質(zhì)的量為1 mol，被氧化時生成二氧化碳，碳元素化合價從0價升高到＋4價，所以轉(zhuǎn)移電子4 mol，故A錯誤；過氧化氫能將Fe2＋氧化為Fe3＋，與Fe3＋不反應，所以不能用雙氧水檢驗反應②后的溶液中是否存在Fe3＋，故B錯誤；沒有注明溫度和壓強，所以無法計算氣體的物質(zhì)的量，也無法計算參加反應的Ag的物質(zhì)的量，故C錯誤；吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比，吸光度越高，則說明反應②生成的Fe2＋越多，進一步說明反應①生成的Ag越多，所以HCHO含量也越高，故D正確。
3．(1)(2018·全國卷Ⅰ)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L－1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為__S2O＋2I2＋3H2O═══2SO＋4I－＋6H＋__，該樣品中Na2S2O5的殘留量為__0.128__g·L－1(以SO2計)。
(2)(2018·全國卷Ⅱ)一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：

①焙燒過程中主要反應的化學方程式為__2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2__。
②溶液中的Cd2＋可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為__Cd2＋＋Zn═══Cd＋Zn2＋__。
(3)(2017·全國卷Ⅰ)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：

回答下列問題：
寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式__2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑__。
【解析】　(1)由于Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑，所以在氧化還原反應中作還原劑，因此在與碘標準液反應時，會被氧化成硫酸根，碘單質(zhì)被還原為碘離子，該反應的離子方程式為S2O＋2I2＋3H2O═══2SO＋4I－＋6H＋；根據(jù)硫原子守恒及上述反應的離子方程式可得如下關系：2SO2～S2O～2I2，故該樣品中Na2S2O5的殘留量為0.01 L×0.010 00 mol·L－1×64 g·mol－1÷0.05 L＝0.128 g·L－1。(2)①由于閃鋅礦的主要成分是ZnS，焙燒時硫元素轉(zhuǎn)化為SO2，因此焙燒過程中主要反應的化學方程式為2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。②Zn是一種比較活潑的金屬，具有較強的還原性，可以還原一些氧化性較強的不活潑金屬陽離子。所以溶液中的Cd2＋可用鋅粉除去，反應的離子方程式為Zn＋Cd2＋═══Zn2＋＋Cd。(3)找出發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)：FePO4中Fe3＋有氧化性、H2C2O4有還原性(碳元素為＋3價，可以被氧化為＋4價)。依據(jù)掌握的氧化還原反應規(guī)律合理地預測產(chǎn)物：Fe3＋表現(xiàn)氧化性的還原產(chǎn)物應為Fe2＋，LiFePO4符合預測；H2C2O4高溫下被氧化為CO2。根據(jù)氧化還原反應的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應計量數(shù)：根據(jù)電子守恒FePO4與H2C2O4按2∶1反應。根據(jù)原子守恒配平未發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)的計量數(shù)。
考點二　離子反應
典例探究
角度一　離子方程式的書寫與正誤判斷
典例4 (2020·淮安模擬)下列指定反應的離子方程式正確的是(　D　)
A．電解飽和MgCl2溶液：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
B．向酸性KMnO4溶液中通入SO2：3SO2＋2MnO＋4OH－═══2MnO2↓＋3SO＋2H2O
C．向Fe(NO3)2稀溶液中滴加足量氫碘酸：3Fe2＋＋NO＋4H＋═══3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
D．向NaClO溶液中通入足量CO2：ClO－＋CO2＋H2O═══HClO＋HCO
【解析】　電解飽和MgCl2溶液的離子方程式應為：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，故A項錯誤；向酸性KMnO4溶液中通入SO2：5SO2＋2MnO＋2H2O═══2Mn2＋＋5SO＋4H＋，故B項錯誤；向Fe(NO3)2稀溶液中滴加足量氫碘酸，除了發(fā)生反應3Fe2＋＋NO＋4H＋═══3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，因氫碘酸足量，其中碘離子繼續(xù)與氧化性的鐵離子發(fā)生氧化還原反應，故C項錯誤；酸性強弱：H2CO3>HClO>HCO，則向NaClO溶液中通入足量CO2：ClO－＋CO2＋H2O═══HClO＋HCO，故D項正確。
技巧點撥
離子方程式正誤判斷及書寫時的關注點

角度二　離子共存
典例5 (2020·雙鴨山模擬)常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　A　)
A．0.1 mol· L－1 FeSO4溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO
B．滴入酚酞變紅色的溶液：K＋、Ca2＋、HCO、CO
C．加入鐵粉放出氫氣的溶液：NH、Fe3＋、ClO－、SO
D．水電離的c(H＋)＝1×10－13 mol· L－1的溶液：K＋、Mg2＋、I－、C6H5O－
【解析】　0.1 mol· L－1 FeSO4溶液中：Na＋、K＋、Cl－、NO、Fe2＋、SO各離子之間相互不反應，能大量共存，選項A正確；滴入酚酞變紅色的溶液呈堿性，HCO不能大量存在，且Ca2＋與CO反應生成碳酸鈣沉淀而不能大量共存，選項B錯誤；加入鐵粉放出氫氣的溶液呈酸性，ClO－不能大量存在，選項C錯誤；水電離的c(H＋)＝1×10－13 mol· L－1的溶液可能為酸性溶液也可能為堿性溶液，酸性條件下C6H5O－不能大量存在，堿性條件下Mg2＋不能大量存在，選項D錯誤。
規(guī)律方法
判斷離子共存的步驟
第一步：“細審題干關鍵點”
(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”還是“不能大量共存”等關鍵點。
(2)注意“透明溶液”意味著無難溶物和微溶物，但并不意味著溶液無色。
第二步：“分析限制條件”
(1)常見表示溶液呈酸性的表述
①常溫下，pH＝1的溶液；
②使pH試紙變紅的溶液；
③使甲基橙呈紅色的溶液；
④與鎂粉反應放出氫氣的溶液；
⑤c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。
(2)常見表示溶液呈堿性的表述
①常溫下，pH＝14的溶液；
②使pH試紙變藍的溶液；
③使酚酞試液變紅的溶液；
④c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。
(3)常見表示溶液既可能呈酸性也可能呈堿性的表述
①常溫下，水電離出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；
②與NH4HCO3反應能產(chǎn)生氣體的溶液。
(4)無色溶液：不含有Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO等。
第三步：“抓住反應發(fā)生條件”
(1)生成氣體、沉淀、弱電解質(zhì)的復分解反應。
(2)特別注意氧化還原反應。
(3)熟記相互促進的水解反應。
角度三　離子推斷
典例6 (2020·哈爾濱模擬)某溶液可能含有Cl－、SO、CO、NH、Fe3＋、Al3＋和K＋。取該溶液100 mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，洗滌，灼燒，得到1.6 g固體；向上述濾液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中(　B　)
A．至少存在5種離子
B．Cl－一定存在，且c(Cl－)≥0.4 mol/L
C．SO、NH、一定存在，Cl－可能不存在
D．CO、Al3＋一定不存在，K＋可能存在
【解析】　由于加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，說明溶液中一定有NH，且物質(zhì)的量為0.02 mol；同時產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明一定有Fe3＋，1.6 g固體為氧化鐵，物質(zhì)的量為0.01 mol，有0.02 mol Fe3＋，一定沒有CO；4.66 g不溶于鹽酸的沉淀為硫酸鋇，一定有SO，物質(zhì)的量為0.02 mol；根據(jù)電荷守恒，一定有Cl－，且至少為0.02 mol×3＋0.02－0.02 mol×2＝0.04 mol，物質(zhì)的量濃度至少為c(Cl－)＝0.04 mol÷0.1 L＝0.4 mol/L。至少存在Cl－、SO、NH、Fe3＋四種離子，A項錯誤；根據(jù)電荷守恒，至少存在0.04 mol Cl－，即c(Cl－)≥0.4 mol· L－1，B項正確；一定存在氯離子，C項錯誤；Al3＋無法判斷是否存在，D項錯誤。
題后反思
離子推斷“四原則”
(1)肯定性原則：根據(jù)實驗現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子；
(2)互斥性原則在肯定某些離子的同時，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子；
(3)電中性原則：溶液中一定既有陽離子，又有陰離子，且正負電荷總數(shù)相等；
(4)進出性原則：實驗過程中引入或反應生成的離子對后續(xù)實驗有干擾。
角度四　新情境下陌生離子方程式的書寫
典例7 (2020·黃岡模擬)工業(yè)上采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純碳酸錳的流程如圖所示：

已知：①菱錳礦的主要成分是MnCO3，其余為Fe、Ca、Mg、Al等元素。
②部分陽離子沉淀時溶液的pH。
離子
Al3＋
Fe3＋
Ca2＋
Mn2＋
Mg2＋
開始沉淀的pH
4.1
2.2
10.6
8.1
9.1
沉淀完全的pH
4.7
3.2
13.1
10.1
11.1
③焙燒過程中主要反應為MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。
(1)根據(jù)圖1、2、3，分析焙燒過程中最佳的焙燒溫度、焙燒時間、m(NH4Cl)/m(菱錳礦粉)分別為__500_℃__、__60_min__、__1.10__。

(2)對浸出液凈化除雜時，需先加入MnO2，作用是__將Fe2＋氧化為Fe3＋__，再調(diào)節(jié)溶液pH的最大范圍為__4.7≤pH10，用NaClO溶液先將CN－不完全氧化為CNO－；第二步控制pH為7.5～8.5，用NaClO完全氧化CNO－生成N2和兩種鹽。請寫出第二步反應的離子方程式：
__2CNO－＋3ClO－＋H2O═══N2↑＋3Cl－＋2HCO__。
(3)已知還原性：SO>I－。KIO3滴定法可測定成品中Na2SO3的含量：室溫下將m g成品溶于水并加入淀粉作指示劑，用c mol·L－1的酸性KIO3標準溶液進行滴定至溶液恰好由無色變?yōu)樗{色，消耗KIO3標準溶液的體積為V mL，滴定終點時發(fā)生的離子反應方程式為__IO＋5I－＋6H＋═══3I2＋3H2O__，成品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)為__%__。
【解析】　(1)由還原碲信息根據(jù)氧化還原反應原理，SO還原Te4＋為Te，本身被氧化為SO，離子反應方程式為2SO＋Te4＋＋2H2O═══Te↓＋2SO＋4H＋。(2)NaClO作氧化劑，即ClO－―→Cl－；生成“兩種鹽”中有一種為碳酸鹽，結(jié)合“pH為7.5～8.5”應該為HCO而不是CO。(3)由于還原性SO>I－，開始時還原劑Na2SO3過量，所以IO的還原產(chǎn)物可能為I－，當SO耗盡時，再加入的IO就與溶液中的I－反應生成I2，所以滴定終點前的反應為IO＋3SO═══3SO＋I－，滴定終點的反應為IO＋5I－＋6H＋═══3I2＋3H2O；根據(jù)滴定反應的離子方程式IO＋3SO═══3SO＋I－可知：n(Na2SO3)＝3cV×10－3 mol，所以m(Na2SO3)＝126×3cV×10－3 g；所以Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)為%。

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