学科核心素养提升信息型氧化还原反应方程式的书写

学科核心素养提升3信息型氧化还原反应方程式的书写

“四步法”突破信息型氧化还原反应方程式的书写

[示例]KMnO4能与热的且经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,

该反应的离子方程式是

。分析

第一步:依题意,锰元素的化合价降低,故KMnO4是氧化剂,Mn2+是还原

产物;碳元素的化合价升高,故Na2C2O4(碳元素化合价为+3价)是还原剂,CO2是

氧化产物。第二步:按“氧化剂+还原剂

还原产物+氧化产物”把离子方程式初步写成:Mn

+C2

Mn2++CO2↑。由Mn

→Mn2+可知,锰元素化合价降低了5价;由C2

→CO2可知,碳元素化合价升高了1价。1molC2

共失去2mole-,故在C2

前配5,在氧化产物CO2前配10;在Mn

前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2Mn

+5C2

2Mn2++10CO2↑。第三步:反应在酸性条件下进行,故在左边补充H+,右边补充H2O,2Mn

+5C2

+

H+

2Mn2++10CO2↑+

H2O。第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2Mn

+5C2

+16H+

2Mn2++10CO2↑+8H2O。

1.研究表明,Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景广泛,可用FeSO4和

Na2O2反应制备。在反应中,FeSO4与Na2O2的物质的量之比为1∶3,其中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂。已知产物中,除Na2FeO4外,还有Na2O、Na2SO4等,试

写出该反应的化学方程式:2FeSO4+6Na2O2

2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+

O2↑

。解析FeSO4被氧化成Na2FeO4,1molFeSO4失去4mole-,设3molNa2O2中被

氧化的氧元素为xmol,依据得失电子守恒得:4+x=6-x,x=1,即生成

molO2,方程式为FeSO4+3Na2O2

Na2FeO4+

O2↑+Na2O+Na2SO4,即:2FeSO4+6Na2O2

2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。2.某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H2O、H3AsO4

和一种未知物X。已知0.2molKBrO3在反应中得到1mole-生成X,则X的化学

式:

Br2

,试写出该反应的化学方程式:

4H2SO4+5AsH3+8KBrO3

5H3

AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O

。解析设X中Br元素的化合价为m,则0.2mol×(5-m)=1mol,m=0,所以KBrO3被

还原成Br2。在该氧化还原反应中,KBrO3是氧化剂,其还原产物为Br2,AsH3为

还原剂,其氧化产物为H3AsO4,H2SO4作为反应物提供酸性环境,根据化合价升

降总数相等和原子守恒即可配平。3.在FeSO4溶液中滴入少量NaClO溶液,并加入足量稀硫酸,溶液立即变黄,试

写出该反应的离子方程式:2Fe2++ClO-+2H+

2Fe3++Cl-+H2O

。4.尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)是一种新型绿色能源材料。其实验室制取方法

如下:将MnO2和Li2CO3按物质的量之比为4∶1配料,球磨3~5小时,然后升温至

600~750℃,保温24小时,自然冷却到室温得产品。写出该反应的化学方程式:

8MnO2+2Li2CO3

4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑

。解析因为MnO2为氧化剂,失电子的只能为-2价的氧元素,设生成O2

xmol,则

4×(4-3.5)=4x,x=

,根据元素守恒即可配平。5.(2021浙江定海一中月考)三氟化氮(NF3)是一种新型的电子材料,它在潮湿

的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其生成物有:HF、NO、HNO3。请

根据要求回答下列问题:(1)写出该反应的化学方程式:

3NF3+5H2O

9HF+2NO+HNO3

。反应

过程中,被氧化与被还原元素的物质的量之比为

1∶2

。(2)若反应中生成0.2molHNO3,转移电子的数目为

2.408×1023

。解析氮元素的化合价既升高又降低,利用逆向配平法配平该化学方程式:

所以被氧化与被还原的氮元素的物质的量之比为1∶2,生成1molHNO3,转移

2mole-,所以生成0.2molHNO3,转移电子的数目为2×0.2×6.02×1023=2.408×1023。6.(2021浙江天台中学月考)氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过

程。下面是一个还原过程:N

+4H++3e-

NO↑+2H2O,已知KMnO4、Na2CO3、FeO、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质能使上述还原过程发生。(1)写出并配平该氧化还原反应的化学方程式:

3FeO+10HNO3

3Fe(NO3)3+5H2O+NO↑

。(2)反应中硝酸体现了

酸性、氧化

性。(3)反应中若产生0.2mol气体,则转移电子的物质的量是0.6

mol。解析(1)反应中N

得到电子,被还原,则另一种反应物是还原剂,应该是氧化亚铁。铁元素化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,因此根据得失电子

守恒可知反应的化学方