新情景中氧化还原反应方程式的配平与书写-高考化学考点复习（解析版）

A

微专题08新情景中氧化还原反应方程式的

配平与书写

氧化还原反应方程式的书写一般在填空题中出现较多，常结合化工生产流程及实验探

究中考查，越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式（离子方程式）。要求考生要有

效地接受、吸收、整合题目的信息，推断物质，利用守恒规律加以书写，充分体现出学科

核心素养：电子得失——变化观念与守恒思想；方程式配平——模型认知；而氧化性（还

原性）体现宏观辨识与微观探析。具体解题可用以下方法：

“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写

第一步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。

第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方

程式进行配平。

第三步：根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。

第四步：根据质量守恒配平反应方程式。

【典例精析】

KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2c204溶液反应，生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程

式为_____________

分析第一步：依题意，镒元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2+是还原产物；碳

元素的化合价升高，故Na2c204（碳元素化合价为+3价）是还原剂，C02是氧化产物。

第二步：按“氧化剂+还原剂一氧化产物+还原产物”把离子方程式初步写成:

2+

，，**,由Mn04>Mn,镒元素降了5价，由C2O42一

MnO,+C2O；—+CO"

一>82,碳元素升了1价，Imogen一共失去2moie,故在C2O42一前配5,在氧化

产物CCh前配10,在MnO4-前配2,在还原产物Md+前配2,即

2MnCX+5C2O：―>2Mn"+10COJ°

2+

第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H+,右边补充H20,2MnO4+5C2O4+H

2+

___>2Mn+10CO2T+H2O

第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：

2+

2MnO「+5C2O42—+16H+-2Mn+10CO2t+8H2O

一、工艺流程中的氧化还原方程式的书写

1.某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇制备联合生产，大大提高原料利用率，并减少环境污

甲醇

回答下列问题：

(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学方程式,

高温

【答案】(2)2FeTiO3+7CI2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO

【解析】

(2)钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛，根据元素守恒及流程图可知，同时有氯

高温

化铁、CO生成，化学方程式为2FeTiO3+7CL+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO；

2.2020年5月课题组公布了提取帆铭的工艺流程：

钮锅渣硫酸硫酸钺双制水和硫酸氨水

已知:

①钿铭渣中含有V2O3、Cr2O3,及Si。2、Fe2O3^FeO等；

②25℃时，Cr(OH)3的溶度积常数为6.4x10-31；34=0.6。

回答下列问题：

(4)写出“煨烧”时反应的化学方程式_____(已知“沉钢”时析出正五价机的含氧酸铉盐)。

(5)“还原”溶液中的&207'时发生反应的离子方程式为,

【答案】

2NH.V0.呈典V„0+2NHJ+H„0

4oZo6z

(4)

-+3+

Cr2O；+8H+3H2O2=2Cr+3O2T+7H2O

【解析】

(4)由分析可知，正五价机的含氧酸镀盐为NH4Vo3,“燃烧”时反应的化学方程式为

2NH4VO3—V2O5+2NH3T+H2O，故答案为：

2NH4VO3—V2O5+2NH3T+H2O；

(5)由分析可知，“还原”溶液中的。马。；时发生反应的离子方程式为

+3+

Cr2O；+8H+3H2O2=2Cr+3O2T+7H2O

3.Cr(VI)对A体具有致癌、致突变作用。铁氧体法(铁氧体是组成类似于Fe3O4的复合氧

化物，其中部分Fe(III)可被Cr(III)等所代换)是目前处理Cr(VI)废水的常见方法之一，其工

艺流程如下：

FeS。4•7Hq压缩空气

含Cr?O▽废水铁氧体

处理后水排放

(2)铁氧体法处理含CnO"-废水的工艺流程中:

①“反应槽”中发生反应的离子方程式为

72++3+3+

【答案】Cr2O+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H2O

【解析】

2+

⑵①反应槽中，Cr2O;在酸性条件下氧化Fe,生成Fe3+和C~+,根据Fe和Cr得失电子

守恒，用H+平衡电荷，则离子方程式为Cr2O；「+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

4.氧锦八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。用软锦矿和黄铁矿(主要成分分

别为MnCh、FeS2)合成OMS-2的工艺流程如下:

广淡黄色固体

软铳矿硫酸，过_

产溶液

黄铁矿浸出滤一KMnO4B

HO过精制H2sO4过

溶液A.22滤液，MnSO•H0

调值滤结晶42滤一

pHK2S2O8773K

Mmd碇OMS-2

金属离子Fe3+Fe2+Mn2+

开始沉淀的pH2.27.58.8

完全沉淀的pH3.29.010.8

(3)生产过程中的原料KMnCU、K2s2O8、MnSCUHzO按物质的量比1：1：5反应，产物中

硫元素全部以SO：的形式存在，该反应的离子方程式为

2+-+

［分案］2Mn04+2S20"+10Mn+llH20=Mn12019I+4SO4+22H

【解析】

(3)生产过程中的原料KMnO"K2s2O8、MnSOIhO按物质的量比1:1:5反应，产物中硫

元素全部以SO］的形式存在，Mn全部转化为Mni20i9,根据质量守恒和电荷守恒，可写

-2+

出反应的化学方程式为2MnO-+2S2O8+10Mn+llH2O=Mni2Oi91+4SO：「+22H+。

5.草酸钻是一种重要的化工材料，广泛应用于有机合成。一种以铜钻矿粉(主要成分为

Co2CuS4,还含一定量CuFeS?)为原料，生产草酸钻晶体(COC2O4的工艺流程

如下：

细菌耳取液萃/剂还原剂华

凿.丽11+僦1―国1+…+COC204-2H20

萃出液FeOOH

已知：①“浸出”液含有的离子主要有H+、Fe3+>Cu2+>Co3+、SOt；

②草酸钻晶体难溶于水。

回答下列问题：

(3)“氧化”过程中发生的主要反应的离子方程式为。

［公案］2Fe"+H2O2+2H2O=2FeOOHJ+4H+

【解析】

(3)由流程梳理可知，“氧化”过程中，过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应生成FeOOH,

2++

2Fe+H2O2+2H2O^=2FeOOHJ+4H

反应的离子方程式为；“

6.三氧化二保是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镁废料(以保、铁、

钙、镁合金为主)制取草酸保(NiC2O#2H2O),再高温燃烧草酸镁制取三氧化二银。已知草

酸的钙、镁、保盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。

硫酸H2O2Na2c。3NH4F试剂B

滤渣Fe(OH)3沉淀A

(5)NiC2O4.2H2O高温煨烧制取三氧化二保时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反

应的化学方程式为

加热

【答案】2NiC2O4-2H2ONi2O3+3COT+CO2t+4H2O

【解析】

(5)NiC2O4-2H2O高温燃烧生成三氧化二镶、CO、CO2、水蒸气，根据得失电子守恒，发生

力口热

反应的化学方程式为2NiC2O4.2H2O―^Ni2O3+3COT+CO2f+4H2O；

7.三氧化二钻主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钻矿石制备CO2O3的工艺流程如

图所示。

足量NaF?§液厂固体B

过量稀H2s。4先加NaClC)3

铜钻.总画取浸出液溶液广滤液A-----------------

」滤

沉铜

矿石~—

浓

再加Na2cO3溶液f固体A

。

过量Na2s。3溶液调节NaFe(SO)(OH)Na2c3

pH264412溶液

Co2O3-----------j--------COC2O4-2H2O-----------j--------CoCC）3固体

400℃~600℃先加盐酸，再加

燃烧（NH4）2C2C>4溶液

已知：铜钻矿石主要含有CoO(OH)、COCO3、CU2(OH)2CO3,其中还含有一定量的

FeQj、MgO和CaO等。请回答下列问题：

(4)向“沉铜”后的滤液中加入NaClC)3溶液，写出滤液中的金属离子与NaClO3反应的离子

方程式o

(6)CoC2()4-2H2O在空气中高温煨烧得到CO2O3的化学方程式是o

C10+3+

［小案］(4)3+6Fe?++6H=CF+6Fe+3H2O

4coea•2H90+3092CO90+8C0+8H90

⑹

【解析】

2+3+

⑷“沉铜”后的滤液中含有Fe,向其中加入NaClO3溶液，NaClO3会将Fe?+氧化为Fe,

则根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可知滤液中的Fe2+与NaCICh反应的离子方程式

2++3+

为：ClO3-+6Fe+6H=Cl-+6Fe+3H2O；

(6)由题中可知COC2O4«2H2O在空气中高温煨烧得到CO2O3,CoC2O4中Co的化合价为+2

价，生成CO2O3(C。的化合价为+3价)，化合价升高，说明空气中的02作为氧化剂参与了

反应，而C2O42-具有一定还原性也被02氧化成CO2,故产物分别为CO2O3和CO2,根据元

素守恒，可推测出产物中还有H20生成。在根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应

方程式为4coe2O42H2O+3O2=2co2O3+8CO2+8H2O；

【归纳总结】

工艺流程中的氧化还原方程式的书写方法

(1)细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的

去除情况。

(2)确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。

二、实验探究中的氧化还原方程式的书写

1.(2018年全国I卷)醋酸亚铭［(CH3co0)20氏0］为砖红色晶体，难溶于冷水，易

溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还

原剂，将三价铭还原为二价修；二价铭再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铭。实验装置

如图所示，回答下列问题：

醋酸钠溶液

锌粒+氯化铭

(2)将过量锌粒和氯化锚固体置于c中，加入少量蒸储水，按图连接好装置，打开K1、

K2,关闭K3o

①C中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为o

【答案】（2）①Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+

【解析】

（2）①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明CF+被锌还原为Cr3反应的离子方程式为Zn+2Cr>=ZM

“2CF+；过量锌将CrCl3全部还原成CrCb;

2.（2018年江苏卷）以Cb、NaOH、（NH2）2CO（尿素）和SCh为原料可制备N2H平比。（水

合阴）和无水NazSCh，其主要实验流程如下：

NaOH溶液尿素SO2

Cl2-U步11|~"步』n|~~U步;m|——►Na2CO3—U步［IV|——►Na2SO3

水合肺溶液

已知：①C12+2OH-^=C1CT+C「+H2O是放热反应。

②N2H4心2。沸点约118℃,具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2t.

（1）步骤I制备NaClO溶液时，若温度超过40℃,CL与NaOH溶液反应生成NaCICh

和NaCl,其离子方程式为；

【答案】（1）3C12+6OH-5C1+C1O3+3H2O

【解析】

（1）温度超过40℃,Cb与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO”NaCl和HQ,反应的化学方程式为

3CL+6NaOH-5NaCl+NaClO3+3H2O,离子方程式为3Cb+60H-5C1+C1O3+3H2O«

3.CL和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂，经查阅资料CL氧化能力强于H?。？，能

将H2。?氧化。为了验证该结论，某学生设计了如下图所示的实验装置进行实验（夹持装

置略去），该学生利用高锯酸钾与浓盐酸反应制取氯气。请回答下列问题:

一长颈漏斗

饱

和

食

盐

水

ABCD

(1)圆底烧瓶A中发生反应的化学方程式是0

【答案1(1)2KMnO4+16HC1(浓)=2KC1+2MnCl2+5C1,T+8H2O

【解析】

(1)A是制取氯气的装置，其中高镒酸钾被还原为M/+。

4.(2)氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两

端用夹子K：K?夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

K|______K：

仁~[]片4;ZZ3-+--

XY

NaOH溶液

________，

一二二7

Z

操作步骤实验现象解释原因

②反应的化学方程式为

打开K-推动注射器活塞，使X中①Y管中_________o

的气体缓慢充入Y管中

将注射器活塞退回原处并同

Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚

定，待装置恢复到室温

打开K?③_______________O④_______________。

【答案】（2）①红棕色气体慢慢变浅

②8NH3+6NC）2^7N2+12旦0

③Z中NaOH溶液产生倒吸现象

④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界大气压

【解析】

（2）由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NO,还原生成N2,结合实

验条件可知反应为8NH3+6NO2-7风+12凡0,NO?为红棕色气体，发生反应后变成

无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于

外界大气压，因此产生倒吸现象。

5.（2019年北京卷）化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不

含干扰测定的物质）。

I.用已准确称量的KBrCh固体配制一定体积的amol-L_1KBrCh标准溶液；

II.取vimL上述溶液，加入过量KBr,加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；

III.向H所得溶液中加入v2mL废水；

iv.向m中加入过量KI；

V.用bmoKL-iNa2s2O3标准溶液滴定W中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴

定至终点，共消耗Na2s2O3溶液V3mL。

已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6

Na2s2O3和Na2s4。6溶液颜色均为无色

（2）n中发生反应的离子方程式是________________________________

（2）BrO；+5Br+6H+=3B4+3H2O

氯苯（C6H5。）是重要的化工原料，某同学通过查阅资料后设计了如图所示的装置制备

粗氯苯。（夹持装置及加热装置已省略）

（1）若试剂I为紫黑色固体，写出装置A中发生反应的离子方程式：

【答案】（1）2MnO：+10C「+16H+^5C12f+2Mn2++8H2。

6..某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发

生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：

3.装置F中发生反应的化学方程式是

5.装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出

反应的化学方程式:

+2+

【答案】3.MnO2+4H+2C1-Mn+C12T+2H2O

5.3C12+8NH3=N2+6NH4C1

【解析】

+2+

3.F装置中发生MnO2+4H+2CrMn+Cl2T+2H2O

5.C中的反应物是NH3与Cb,产生的白烟是固体NH4CI,另一生成物是空气的主要成分N2,

反应方程式为3cl2+8NH3=N2+6NH4cl

【归纳总结】

（1）细读题干寻找实验目的，通读题目中从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实

验过程，与实验目的相对应。

（2）根据题意确定反应物和生成物，结合溶液环境配平方程式，注意质量守恒、电子守

恒、电荷守恒。

【实战演练】

1.（Se。?）是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HN03或

浓H?S04反应生成Se。？以回收Se。在回收过程中涉及如下化学反应：

①SeO2+4KI+4HNO3=Se+2I2+4KNO3+2H2O；

②Se+2H2sO4（浓）=2S02t+Se02+2H20o

下列有关叙述不正确的是

A.反应①中Se是还原产物，I?是氧化产物

B.SeO2,H2S。4（浓）、I2的氧化性由强到弱的顺序是H2S。4（浓）〉Se。2〉I2

C.反应②中浓H2SO4既体现其酸性又体现强氧化性

D.反应①中每有OSmolU生成，转移电子数目为1.2踵

【答案】C

【解析】

A.反应①中氧化剂是Se。？，还原剂是KI，则Se是还原产物，k是氧化产物，A正确。

B.同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，反应①中氧化剂是

SeO2,氧化产物是％,反应②中氧化剂是浓硫酸，氧化产物是Se。？，所以氧化性：

H2so4（浓）〉SeC）2〉12，B正确。

C.反应②中浓H?S04只体现其强氧化性，而不体现酸性，C错误。

D.反应①中每生成ImolU转移2moi电子，则每有0.6molU生成，转移电子1.2mol,

即转移电子数目为L2NA，D正确。

故选：Co

2.用CsS、FeS处理酸性废水中的CnO0，发生的反应如下：

反应①：Cu2S+Cr2O:+H+-Cu2++S01+Cr3++H2O（未配平）

反应②：FeS+CnO+H+^Fe3++SO广+Cr3++H2O（未配平）

下列判断错误的是

A.反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3：5

B.用相同物质的量的Cu2s和FeS处理CnO；「时，Cu2s消耗更多CnO》

C.处理等物质的量的CnO；时，反应①和②中消耗H+的物质的量相等

D.用FeS处理废水不仅可以除去CnO：,还可吸附悬浮杂质

【答案】C

【分析】

根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平两个方程式如下：反应①：

+2+3+

3Cu2s+5Cr2O^+46H=6Cu+3SO：+10Cr+23H2O；反应②：

6FeS+9+78H+=6Fe3++6SO：+18Cr3++39H2。。

【解析】

A.由分析知，还原剂所含元素化合价升高，失电子，氧化剂所含元素化合价降低，得电

子，则Cu2s为还原剂，Cr2。有为氧化剂，则反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为

3:5,A正确;

B.ImolCu2s参与反应失去lOmol电子，ImolFeS参与反应失去9mol电子，根据得失电

子守恒可知，用相同物质的量的Cu2s和FeS处理Cr2。有时，Cu2s消耗更多C与O全，B正

确；

C.由分析知，处理等物质的量的C^O彳时，反应①②中消耗H+的物质的量不等，C错

误；

D.用FeS处理废水不仅可以除去Cr2。：，且该反应还可以生成Fe3+,Fe3+能水解生成

氢氧化铁胶体，其具有吸附性，可吸附悬浮杂质，D正确；

故选Co

3.硫酸根自由基（$。4・）是具有较高氧化还原电位的自由基，可以氧化很多物质。通常利

用分解过硫酸盐的方式产生硫酸根自由基。碱性条件下，过硫酸钠（Na2s2。8硫元素为+6

价）活化Fe得到SO4・和・OH（SC>4•和・OH为具有强氧化性的自由基），去除水体中

As（V）的机理模型如图所示。下列有关说法中正确的是

Fa°H"V艇

\•***v

A.Na2s2。8中氧元素显-2价

B.与As（V）共沉淀时发生了氧化还原反应

C.$2。；一和Fe发生的反应为

2+3+

S2Og-+Fe=Fe+2SO:，S2O^+2Fe”=2Fe+2SO:

D.强碱性条件下，溶液中的自由基主要为・OH

【答案】D

【解析】

A.Na2s2。8中含过氧键，氧元素价态有-1价，选项A错误；

B.与As(V)共沉淀时，没有元素发生化合价变化，选项B错误；

2+

C.S2O^和Fe发生反应生成Fe和SOt，反应为+Fe=Fe?++2SO：,S20^和

2+3+2+3+

Fe发生反应生成Fe和SO。反应为S2O^+2Fe=2Fe+2SO；•,选项c错误；

D.根据图示可知，强碱性条件下，SO4+OHJO；+OH,故强碱性条件下，溶液中

的自由基主要是。H,选项D正确。

答案选D。

4.实验室模拟工业回收碘水中的碘，其操作流程如下：

的饱

〜和溶液

水溶液45%的HSO,溶液

…，一-(含［和16)③

砌水一碘的四氯浓NaOH溶液一,曲*

碘水化碳溶液-----5--------j|盟体

—CCL

下列判断正确的是

A.匕在CC14中的溶解度小于在H2。中的

B.②、③中涉及的分离操作分别为分液和过滤

C.②中ImolL与足量NaOH完全反应转移了6moie「

D.②中反应消耗的NaOH和③中反应消耗的H2SO4的物质的量之比为1：1

【答案】B

【分析】

根据已知，②中发生的反应是312+60日=51-+103+3凡0,③中发生的反应是

+

5I+IO3+6H=3I2+3H2O；

【解析】

A.卤素在四氯化碳中溶解度大于水中溶解度，A错误；

B.②是将四氯化碳与水溶液分离，二者互不相容，且为液态混合物，故是分液；③是将

固体与液体分离，故为过滤，B正确；

C.由方程式可以看出，每3moi匕与足量NaOH完全反应转移了5moi片，故Imoll2与

足量NaOH完全反应转移了3moie,C错误；

3

D.设②中消耗6moi氢氧化钠，则③中硫酸的物质的量为3mol（含有6mol氢离子），二

者之比是2:1,D错误；

答案选B。

5.五氟化睇（Sb耳）是非常强的路易斯酸其酸性是纯硫酸的1500万倍。以某矿（主要成分为

SbF5

已知：I.CuS、PbS的Ksp分别为6.0x10-36、ROXIO/；

II.AS2O3微溶于水、Sb203难溶于水，它们均为两性氧化物；SbOCl难溶于水。

回答下列问题：

（1）浸出时少量Sb203转化为SbOCl,为“滤渣I”的成分，加入氨水对其“除氯”转化为

Sb2O3,该反应的离子方程式为,

⑶“除碑”时，HzPO：转化为HsP。,，该反应的离子方程式为

(5)Sb耳与KMnF6反应，首次实现了用化学方法制取F2,同时生成KSb耳和M11F3,化

学反应方程式为,

【答案】2SbOCl+2NH,H9O=Sb7O,+2NH>2Cr+H7O

3++

4AS+3H2PO2+6H2O=4AS+3H3PO4+9H

SbE+KMnR=KSbR+Mn^+BT

【解析】

(1)浸出时少量Sb2O3转化为SbOCL为“滤渣I”的成分，加入氨水对其“除氯”转化为

Sb2O3,该反应的离子方程式为2SbOCl+2NH3•H2O=Sb2O3+2NH：+2C1+H2。，

⑶“除碑”时，H2P。；转化为HsPO"As3+被还原为As单质，则该反应的离子方程式为

3++

4AS+3H2PO；+6H2O=4AS+3H3PO4+9H。

(5)Sb耳与KMnF6反应制取F2，同时生成KSbR和M11F3,根据得失电子守恒、元素守

恒配平该化学反应方程式为Sbg+KMnR=KSbR+Mn^+BT,

6.用含铭不锈钢废渣(含Si。？、Cr2O3,Fe203,AUO3等)制取Cr2C)3(铭绿)的工艺流程

如图所示:

Na2sO3H2soiNaOH

含精不锈钢废渣