1、专项突破一信息型方程式的书写类型一残缺型方程式的书写此类试题一般给出部分反应物和部分产物,需要我们补充完整,并配平,难度不大。可依据题给信息、原子守恒、物质的特征、元素化合价变化特点和微粒存在形式填写出未知物后配平。模板:信息提取(确定反应类型)联想推理(判断反应物、生成物)配平。注意:反应条件、符号等细节。典例1将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式:NaBiO3+Mn2+ Na+Bi3+答案5214H+552MnO4-7H2O解析由溶液显紫色可推知有MnO4-生成,确定含变价元素物质的化学计量数:化合
2、价分析如下:Bi(+5+3)25(化学计量数5配在NaBiO3和Bi3+前),Mn(+2+7)52(化学计量数2配在Mn2+和MnO4-前)。5NaBiO3+2Mn2+5Na+5Bi3+2MnO4-+利用原子守恒及电荷守恒确定缺项物质及其化学计量数:5NaBiO3+2Mn2+14H+5Na+5Bi3+2MnO4-+7H2O。1-1做实验时不小心使皮肤上沾了一些高锰酸钾,形成的黑斑很久才能消除,如果用草酸(乙二酸)的稀溶液洗涤,黑斑可以迅速褪去,其离子方程式(未配平)为MnO4-+H2C2O4+H+CO2+Mn2+。下列有关叙述正确的是()A.发生还原反应的是H2C2O4B.该离子方程式右侧横线
3、上的产物是OH-C.6 mol H+参加反应时,转移电子5 molD.该反应的氧化剂为KMnO4答案DH2C2O4中碳元素的化合价为+3,反应中被氧化为CO2,发生氧化反应,KMnO4为氧化剂,由得失电子守恒和原子守恒配平题中离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+ 10CO2+2Mn2+8H2O,当6 mol H+参加反应时,转移电子10 mol。1-2把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)。Mn2+ H+图1+MnO4-+IO4-+IO3-+H2O图2对该氧化还原型离子方程式的说法不正确的是()A.IO4-作氧化剂B.若有1 mol Mn2+参加
4、反应,则转移5 mol 电子C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为52D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3答案DA项,分析图1、图2可知,Mn2+作还原剂,IO4-作氧化剂;B项,配平后的离子方程式为2Mn2+5IO4-+3H2O 6H+2MnO4-+5IO3-,若有1 mol Mn2+参加反应,则转移5 mol 电子;C项,氧化剂与还原剂的物质的量之比为52;D项,配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6。类型二化学工业生产中方程式的书写化学工艺流程题的思维容量大,涉及知识点多,此类试题中有些设问与方程式的书写有关,且反应物与生成物均需从题目中的转化关系中进行挖掘,稍有难度。与化
5、学工艺流程有关的信息方程式的书写模板可总结如下:先写出“反应物(原料+加入的物质+溶液酸碱性环境)生成物(目标产物+杂质)”,再进行配平。一定要学会灵活运用三大守恒(原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒),正确预测合理的产物,提高准确率。有的方程式书写要求能从图表中提取有用的信息,看懂横坐标和纵坐标所表示的含义,看懂在特定要求时,溶液中的粒子存在形式。典例2高铁酸钾(K2FeO4)是一种极强的氧化剂,常应用于饮用水处理,其工业制备方法如图所示:(1)高铁酸钾中铁元素的化合价是。(2)反应的目的是 。(3)反应的离子方程式为 。答案(1)+6(2)生成氧化剂NaClO(3)2Fe3+3ClO-+10
6、OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O解析(1)K2FeO4中K的化合价为+1价,O的化合价为-2价,根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为0,可知铁元素的化合价为+6价。(2)反应是氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠与水,该反应的目的是生成氧化剂NaClO。(3)由制备信息可知,碱性条件下,ClO-与Fe3+反应得到FeO42-,ClO-被还原为Cl-,离子方程式为3ClO-+10OH-+2Fe3+ 2FeO42-+3Cl-+5H2O。2-1以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂
7、的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.12228606512I-Br-,曲线代表SO32-的变化情况,曲线代表I-的变化情况,曲线代表Br-的变化情况;B项,曲线代表Cl2将SO32-氧化为SO42-的变化情况,即SO32-+Cl2+H2O 2H+SO42-+2Cl-;C项,Cl2与SO32-先反应,由反应的离子方程式可求出a=1 mol ,由2I-+Cl22Cl-+I2可求出b=4 mol ,由2Br-+Cl2Br2+2Cl-可知,6 mol Br-消耗3 mol Cl2,则m=3+3=6,故当通入的Cl2为5 mol 时,
8、SO32-、I-已被氧化为SO42-和I2,Br-还有一部分没有被氧化;D项,由电荷守恒可知,溶液中n(Na+)=2n(SO32-)+n(I-)+n(Br-)。4-2向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量Cl2,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法不正确的是()A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 molL-1C.当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl2 2Fe3+I2+4Cl-D.原溶液中n(Fe2+)n(I-)n(Br-)=213答案BA项,根据还原性Br-Fe2+I-判断,线段AB
9、代表I-物质的量的变化情况,线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况,线段DE代表Br-物质的量的变化情况;B项,溶液体积未知,无法计算浓度;C项,当通入2 mol Cl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl2 2Fe3+I2+4Cl-;D项,根据图像及离子方程式可知,原溶液中n(Fe2+)n(I-)n(Br-)=213。1.已知NaNO2是色泽和味道与NaCl相似的盐,是导致某些建筑工地食物中毒的主要物质,它可与酸性KMnO4溶液发生反应:2MnO4-+5NO2-+ab+5NO3-+3H2O。下列叙述正确的是()A.a是6H+,b是2MnO2B.反应过程中溶液的pH减小C
10、.还原产物是Mn2+D.当有0.1 mol b生成时转移电子数为NA1.答案CA项,依据原子守恒及得失电子守恒可写出对应的离子方程式为2MnO4-+5NO2-+6H+2Mn2+5NO3-+3H2O,所以a是6H+,b是2Mn2+;B项,由于反应过程中消耗H+,故反应过程中溶液的pH增大;C项,MnO4-得电子转化为Mn2+,所以MnO4-作氧化剂,Mn2+是还原产物;D项,由离子方程式及元素化合价变化情况知,生成0.1 mol Mn2+时转移电子数为0.5NA。2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种常用的水处理剂。工业制备高铁酸钾的离子方程式为3ClO-+2Fe3+10OH- 2FeO42-+3C
11、l-+5H2O。下列相关叙述不合理的是()A.K2FeO4中铁元素的化合价是+6B.制得1 mol K2FeO4转移3 mol e-C.Fe3+的氧化性强于FeO42-D.氧化产物与还原产物物质的量之比为232.答案CA项,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和等于0,可计算出K2FeO4中铁元素的化合价是+6,正确;B项,根据题给离子方程式可知,制得1 mol K2FeO4转移3 mol e-,正确;C项,FeO42-的氧化性强于Fe3+,错误;D项,该反应中氧化产物是FeO42-,还原产物是Cl-,二者的物质的量之比为23,正确。3.向含有0.2 mol FeI2溶液中加入a mol Br
12、2。下列叙述不正确的是()A.a=0.1时,发生的反应为2I-+Br2 I2+2Br-B.a=0.25时,发生的反应为4Fe2+6I-+5Br2 4Fe3+3I2+10Br-C.溶液中的I-有一半被氧化时,c(I-)c(Br-)=11D.0.2a0.3时(不考虑碘单质与水反应),溶液中各离子浓度的关系为2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Br-)+c(OH-)3.答案BA项,a=0.1时,Br2不足,只有I-被氧化,发生的反应为2I-+Br2 I2+2Br-,正确;B项,a=0.25时,0.2 mol FeI2溶液中含有0.2 mol Fe2+、0.4 mol I-,0.4 m
13、ol I-完全反应消耗0.2 mol Br2,剩余的0.05 mol Br2能够氧化0.1 mol Fe2+,所以正确的反应为2Fe2+8I-+5Br2 2Fe3+4I2+10Br-,错误;C项,溶液中含有0.4 mol I-,当有0.2 mol I-被氧化时,消耗0.1 mol Br2转化为0.2 mol Br-,则反应后溶液中c(I-)和c(Br-)相等,正确;D项,0.2a0.3时,I-完全被氧化,Fe2+部分被氧化,根据电荷守恒可知溶液中各离子浓度的关系为2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Br-)+c(OH-),正确。4.白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与
14、硫酸铜可以发生如下两个反应:(1)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4(2)11P4+60CuSO4+96H2O 20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4下列有关说法中错误的是()A.在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂B.在上述两个反应中,氧化产物都是H3PO4C.在反应(2)中,当有5 mol CuSO4发生反应时,共转移10 mol电子D.在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜4.答案DA项,两个反应中,反应前后反应物水中H、O元素的化合价均没有改变,故水既不是氧化剂也不是还原剂,正确;B项,两个反应中,H3PO4中的磷元素均来自白磷,且两个
15、反应中化合价升高的元素均只有磷元素,正确;C项,在反应(2)中,当有60 mol CuSO4发生反应时,转移120 mol电子,故当有5 mol CuSO4发生反应时,共转移10 mol电子,正确;D项,反应(2)中部分磷元素的化合价升高,部分磷元素的化合价降低,铜元素的化合价降低,故氧化剂不只有硫酸铜,错误。5.(1)工业上常利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备锂离子电池的电极材料。工艺流程第一步为盐酸“酸浸”,“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出此反应的离子方程式:。(2)Cl2可将Fe2+氧化,FeCl2溶液与Cl2反应的离子方程式为
16、。5.答案(1)FeTiO3+4H+4Cl- Fe2+TiOCl42-+2H2O(2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-解析(1)FeTiO3中钛元素为+4价,铁元素为+2价,产物有氯化亚铁,比较FeTiO3和TiOCl42-知,产物中一定有H2O。(2)FeCl2溶液与Cl2反应生成FeCl3,离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。6.(1)AgNO3光照易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,其光照分解反应的化学方程式为 。(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:反应的化学方程式为 。(3)常温
17、下利用Fe2+、Fe3+的相互转化,可将SO2转化为SO42-,从而实现SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4)。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O,则另一个反应的离子方程式为 。(4)废旧干电池中的MnO2与FeS在70 的硫酸中浸取,生成MnSO4和Fe2(SO4)3的化学方程式为 。6.答案(1)2AgNO3 2Ag+2NO2+O2(2)SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI(3)2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+SO42-+4H+(4)9MnO2+2FeS+10H2SO4
18、 9MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O解析(1)由AgNO3在光照条件下易分解,生成Ag和红棕色气体等物质,可推测红棕色气体为NO2,根据得失电子守恒和原子守恒,反应中还有氧气生成,故化学方程式为2AgNO3 2Ag+2NO2+O2。(2)由转化关系图可得反应:SO2、I2与H2O反应生成H2SO4和HI,故化学方程式为SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI。(3)由题意可知,一个反应生成Fe3+,Fe3+可氧化SO2生成Fe2+和SO42-,离子方程式为2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+SO42-+4H+。(4)MnO2、FeS与硫酸溶液在70 条件下反应生成MnSO4和Fe
19、2(SO4)3,化学方程式为9MnO2+2FeS+10H2SO4 9MnSO4+Fe2(SO4)3+10H2O。7.生产、生活中的化学电源、金属冶炼、环境污染等都与氧化还原反应息息相关,研究氧化还原反应,对人类进步和社会发展都具有极其重要的意义。(1)已知下列反应在一定条件下可以发生:H2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O;H2O2+2Fe3+ 2Fe2+2H+O2。通过观察以上两个反应,对其中Fe2+的认识是。I2和Fe2+一样也能与H2O2发生上述类似反应,类比上述反应,在下面空格上填入合适的化学方程式:H2O2+I2 2HIO,。总的化学方程式为 。(2)据报道某地周边污水渗坑给
20、该地的水环境带来隐患,目前采用多种方法对污水进行处理,改善水资源状况。碱性环境下,Cl2可将水中残存的CN-转化为两种无毒的气体,则该反应生成两种无毒气体的物质的量之比为。酸性环境下,向含重铬酸根(Cr2O72-)的废水中加入FeSO4溶液,然后调节溶液pH,使生成的Cr3+转化为Cr(OH)3,写出第一步反应的离子方程式:。7.答案(1)Fe2+为过氧化氢分解的催化剂2HIO+H2O2 I2+2H2O+O22H2O2 2H2O+O2(2)n(CO2)n(N2)=21Cr2O72-+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O解析(1)通过观察题给两个反应,将两个离子方程式相加可得:2H2
21、O2 2H2O+O2,则Fe2+为该反应的催化剂。用总反应减去题给反应可得:2HIO+H2O2 I2+2H2O+O2。(2)发生的反应为2CN-+8OH-+5Cl2 2CO2+N2+10Cl-+4H2O,生成两种无毒气体CO2和N2的物质的量之比为21。酸性环境下,Cr2O72-能够将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原为Cr3+,反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O。8.高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂。(1)有下列变化:CO32-CO2、C2O42-CO2、Fe3+Fe2+,找出其中一个变化与“MnO4-Mn2+”组成一个反应,写出该反应
22、的离子方程式: 。(2)不同条件下高锰酸钾可发生如下反应:MnO4-+5e-+8H+ Mn2+4H2O;MnO4-+3e-+2H2O MnO2+4OH-;MnO4-+e- MnO42-。由此可知,MnO4-反应后的产物与有关。(3)高锰酸钾可代替二氧化锰用来制取Cl2,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(4)高锰酸钾溶液与硫化亚铁有如下反应:10FeS+6KMnO4+24H2SO4 3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O,若上述反应前后固体的质量减少了2.8 g,则FeS与KMnO4反应转移的电子数目为(用NA表示)。8.答案(1)2MnO4-+5C2O42-+1
23、6H+ 10CO2+2Mn2+8H2O(2)酸碱性环境(3)15(4)0.15NA解析(1)CO32-CO2、C2O42-CO2、Fe3+Fe2+,其中发生氧化反应的只有C2O42-CO2,故C2O42-与MnO4-可以发生氧化还原反应,其离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+ 10CO2+2Mn2+8H2O。(2)根据离子方程式可知,在不同的酸碱性环境下,MnO4-反应后得到的产物不同。(3)高锰酸钾用来制取Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,其中所有锰元素化合价降低,部分氯元素化合价升高,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为15。(4)题给反应的反应物中固体为FeS,产物中固体为单质S,反应前后固体的质量减少了2.8 g,根据差量法计算可知,共有0.05 mol FeS发生反应,由题给反应可知,共转移0.05 mol3=0.15 mol电子,故反应转移的电子数目为0.15NA。
