化學(xué)專項突破一 信息型方程式的書寫

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1、專項突破一信息型方程式的書寫離子反應(yīng)理論和氧化還原反應(yīng)理論是高中化學(xué)的基礎(chǔ)和重點,二者是依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的分類。高考常將兩部分內(nèi)容融合在一起考查,所涉及的反應(yīng)既符合離子反應(yīng)規(guī)律,又符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律。這類試題能很好地考查學(xué)生全面思考和解決問題的能力,難度不大,但失分率較高?？v觀近幾年的高考試題,不難發(fā)現(xiàn)命題者更加重視對化學(xué)用語的考查,特別是對信息型方程式書寫的考查。信息型方程式是指在教材或練習(xí)中不曾涉及,但可根據(jù)化學(xué)原理,結(jié)合給定條件書寫的一類方程式?？挤ㄍ黄瓶挤ㄍ黄破涮攸c是題干中常以反應(yīng)現(xiàn)象、物質(zhì)性質(zhì)、元素化合價變化、氧化劑(還原劑)得(失)電子數(shù)目等信息呈現(xiàn)出來,要求以此

2、判斷產(chǎn)物,從而正確書寫方程式。對于此類試題,需要考生通過有效自學(xué),敏捷地接收試題給出的新信息,并將題給信息與課本知識有機(jī)地結(jié)合起來,達(dá)到以舊帶新、觸類旁通的目的,進(jìn)而產(chǎn)生新思路,發(fā)現(xiàn)新規(guī)律,創(chuàng)造性地解決問題。在考試中遇到此類陌生度高的題目不要驚慌失措,冷靜運用所學(xué)知識進(jìn)行分析,要能夠把題目所給物質(zhì)理清楚,是氧化還原反應(yīng)的,可利用氧化還原反應(yīng)價態(tài)變化規(guī)律確定生成物中變價元素的價態(tài),進(jìn)而確定生成物。有些方程式的書寫,考生不能判斷出產(chǎn)物,該如何正確預(yù)測產(chǎn)物?這對考生的能力要求更高,需要考生在問題及題目提供的信息中進(jìn)行搜索,結(jié)合已有知識和題目所給的新信息進(jìn)行加工、類比、聯(lián)想、討論等,最終得出正確答案。

3、類型一、殘缺型反應(yīng)方程式的書寫類型一、殘缺型反應(yīng)方程式的書寫此類試題一般給出部分反應(yīng)物和部分產(chǎn)物,需要我們補(bǔ)充完整,并配平,考查頻率較高,難度不大?？梢罁?jù)題給信息及原子守恒或物質(zhì)的特征或元素化合價變化特點及微粒存在形式填寫出未知物后配平。模板:信息提取(確定反應(yīng)類型)聯(lián)想推理(判斷反應(yīng)物、生成物)配平。注意點:反應(yīng)條件、符號等細(xì)節(jié)。典例典例1將NaBiO3固體(黃色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加熱,溶液顯紫色(Bi3+無色)。配平該反應(yīng)的離子方程式:5214 H+5527Mn4OH2O解析解析(1)由溶液顯紫色可推知有Mn生成,確定含變價元素物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù):化合價分析如下

4、:Bi(+5+3)25(化學(xué)計量數(shù)5配在NaBiO3和Bi3+前),Mn(+2+7)52(化學(xué)計量數(shù)2配在Mn2+和Mn前)。(2)利用原子守恒及電荷守恒確定缺項物質(zhì)及其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。5NaBiO3+2Mn2+14H+5Na+5Bi3+2Mn+7H2O。4O4O4O1-1完成以下氧化還原反應(yīng)的離子方程式:()Mn+()C2+()Mn2+()CO2+4O24O答案答案2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2O解析解析根據(jù)化合價升降法配平:C2中C的化合價為+3價,CO2中C的化合價為+4價,每個C2參加反應(yīng),化合價升高2價;Mn中Mn的化合價為+7價,Mn2+中Mn的化合價為+

5、2價,每個Mn參加反應(yīng),化合價降低5價,因此Mn和C2的化學(xué)計量數(shù)分別為2和5,再根據(jù)原子守恒與電荷守恒可以判斷反應(yīng)物中有H+,產(chǎn)物中有H2O,故離子方程式為2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2O。4O24O24O24O4O4O4O24O4O24O1-2完成下列方程式:()NaCl+()H2O()NaClO3+()答案答案NaCl+3H2ONaClO3+3H2解析解析反應(yīng)中Cl元素的化合價由-1價升高到+5價,故必定有一種元素的化合價要降低,經(jīng)分析只能是H元素化合價由+1價降到0價,因此結(jié)合原子守恒和得失電子守恒可寫出化學(xué)方程式:NaCl+3H2ONaClO3+3H2。類型二、

6、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中方程式的書寫類型二、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中方程式的書寫近幾年在高考試卷中頻頻出現(xiàn)化學(xué)工藝流程題,此類題目思維容量大,涉及知識點多,此類試題中有些設(shè)問與方程式的書寫有關(guān),且反應(yīng)物與生成物均需從題目中的轉(zhuǎn)化關(guān)系中進(jìn)行挖掘,學(xué)生往往失分較多。有關(guān)與化學(xué)工藝流程有關(guān)的信息方程式的書寫模板可總結(jié)如下:先寫出“反應(yīng)物(原料+加入的物質(zhì)+溶液酸堿性環(huán)境)生成物(目標(biāo)產(chǎn)物+雜質(zhì))”,再進(jìn)行配平。一定要學(xué)會靈活運用三大守恒(原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒),正確預(yù)測合理的產(chǎn)物,提高準(zhǔn)確率。有的方程式書寫要求能從圖表中提取有用的信息,看懂橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所表示的含義,看懂在特定要求時,溶液中的粒子存在形式。

7、典例典例2NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:寫出“反應(yīng)”步驟中生成ClO2的化學(xué)方程式。答案答案2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4解析解析根據(jù)圖示可確定反應(yīng)物和生成物,然后根據(jù)得失電子守恒和原子守恒即可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。2-1以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.122286065121以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:(

8、1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為V,反應(yīng)的離子方程式為V2O5+2H+ 2V+H2O,同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是 SiO2 。(2)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O 。2O2O解析解析(1)V2O5及V中的V均為+5價,“酸浸”時,發(fā)生非氧化還原反應(yīng),根據(jù)原子守恒及電荷守恒不難寫出離子方程式;“酸浸”時,V2O5轉(zhuǎn)化成V,V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+,K2SO4可溶于水,Fe2O3及Al2O3分別轉(zhuǎn)化成Fe3+和Al3+,所以“廢渣1”的主要成分是SiO2。(2)“煅燒”時肯定得到V2O5,銨鹽

9、分解一般會有NH3生成。2O2O2-2利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程如下:Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為。答案答案2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O、2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+解析解析Co(OH)3首先被H2SO4溶解生成Co3+,Co3+具有氧化性,可將S氧化為S,同時自身被還原為Co2+。類型三、信息型方程式的書寫類型三、信息型方程式的書寫對于信息型離子方程式,一定注意要滿足氧化還原反應(yīng)規(guī)律,還要注意環(huán)境的酸堿性。書寫方程式時巧用水的小技巧,具體可列表如下:23O24O23O2

10、4O23O24O上表信息說明:在酸性介質(zhì)中,生成物不可能是OH-;堿性介質(zhì)中,生成物不可能是H+;中性介質(zhì)中,生成物可能是H+、OH-、H2O等。類型三、信息型方程式的書寫類型三、信息型方程式的書寫對于信息型離子方程式,一定注意要滿足氧化還原反應(yīng)規(guī)律,還要注意環(huán)境的酸堿性。書寫方程式時巧用水的小技巧,具體可列表如下:典例典例3新型凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)為暗紫色固體,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐漸分解,在堿性溶液中穩(wěn)定。生產(chǎn)K2FeO4的工藝流程如圖所示:(1)完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式:2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+ 9NaCl +5H2O 。其中

11、氧化劑是 NaClO (填化學(xué)式)。(2)“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH 。解析解析(1)反應(yīng)中NaClO是氧化劑,還原產(chǎn)物是NaCl,根據(jù)原子守恒可知,需要補(bǔ)充的物質(zhì)是NaCl和H2O。根據(jù)化合價升降法配平方程式為2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)的化學(xué)方程式和“轉(zhuǎn)化”后最終得到的產(chǎn)物可知,“轉(zhuǎn)化”過程中KOH溶液與Na2FeO4反應(yīng)轉(zhuǎn)化為溶解度更小的K2FeO4。3-1(1)H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag+還原為銀,從而可用于化學(xué)鍍銀。H3PO2中,P元

12、素的化合價為+1 。利用H3PO2進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4 1,則氧化產(chǎn)物為 H3PO4 (填化學(xué)式)。(2)H3PO2的工業(yè)制法是:將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2,后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3 。解析解析(1)在化合物中,各元素正、負(fù)化合價的代數(shù)和為零,故H3PO2中P元素化合價為+1價。設(shè)氧化產(chǎn)物中P元素的化合價為+x價,依題意并根據(jù)得失電子守恒有4(+1)-0=1+x-(+1),解得x=5,故氧化產(chǎn)物為H3P

13、O4。(2)根據(jù)得失電子守恒及原子守恒,可寫出P4與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3。類型四、帶有計算因素的化學(xué)方程式的書寫類型四、帶有計算因素的化學(xué)方程式的書寫關(guān)于計算型方程式書寫的題目關(guān)鍵在于計算,我們只有掌握了有關(guān)物質(zhì)的量的基本計算,才能夠?qū)D、表、數(shù)據(jù)這些抽象語言通過具體計算,轉(zhuǎn)化為化學(xué)語言。在平時的訓(xùn)練中必須有意識地培養(yǎng)這方面的能力,學(xué)會自己計算。典例典例4化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應(yīng)生成甲。甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2,甲與AlCl3反應(yīng)可得到NaAlH4。將4.80g甲加熱至完全分

14、解,得到金屬鈉和2.24L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2。(1)甲與AlCl3反應(yīng)得到NaAlH4的化學(xué)方程式為 AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl 。(2)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為 NaAlH4+2H2O4H2+NaAlO2 。(3)甲在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3),脫銹過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH 。解析解析甲是由Na與H2反應(yīng)得到的,故甲中含有Na、H兩種元素,又因為4.80g甲分解得到2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2,得到H2的質(zhì)量為0.2g,所以生成Na的質(zhì)量為4.6g,化合物甲中Na和

15、H的原子個數(shù)比為1 1,同時結(jié)合4.80g化合物甲分解得到0.1molH2,可以判斷化合物甲的化學(xué)式為NaH。(1)NaH與AlCl3反應(yīng)生成NaAlH4和NaCl,化學(xué)方程式為AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl;(2)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)方程式為NaAlH4+2H2O4H2+NaAlO2;(3)甲在無水條件下脫銹,實質(zhì)上就是把Fe2O3還原,反應(yīng)方程式為3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH。4-10.80gCuSO45H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。(1)試確定200時固體物質(zhì)的化學(xué)式:。(2)取270所得樣品,于570灼燒

16、得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物,該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。答案答案(1)CuSO4H2O(2)CuSO4CuO+SO3(3)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2+2H2O解析解析(1)分析CuSO45H2O受熱脫水過程的熱重曲線可知,200時和113時的產(chǎn)物相同,可根據(jù)113時樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物。設(shè)113時產(chǎn)物為CuSO4(5-n)H2O,則有:CuSO45H2OCuSO4(5-n)H2O+nH2O25018n0.80g(0.80-0.57)g解得n4,即200時產(chǎn)物為CuSO4H2

17、O;(2)根據(jù)灼燒產(chǎn)物是黑色粉末可知分解產(chǎn)物為CuO,則具有氧化性的另一產(chǎn)物為SO3,因此灼燒時反應(yīng)方程式為CuSO4CuO+SO3;(3)SO3與水化合生成硫酸,Cu與濃H2SO4加熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2+2H2O。4-2向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入適量氯氣,溶液中各種離子的物質(zhì)的量變化如下圖所示。有關(guān)說法不正確的是()2Fe3+I2+4Cl-D.原溶液中n(Fe2+) n(I-) n(Br-)=2 1 3A.線段BC代表Fe3+物質(zhì)的量的變化情況B.原混合溶液中c(FeBr2)=6molL-1C.當(dāng)通入Cl22mol時,溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為2Fe2+2I-+2Cl2答案答案BA項,根據(jù)還原性Br-Fe2+I-判斷,線段AB代表I-物質(zhì)的量的變化情況,線段BC代表Fe3+物質(zhì)的量的變化情況,線段DE代表Br-物質(zhì)的量的變化情況;B項,溶液體積未知,無法計算濃度;C項,當(dāng)通入2molCl2時,溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為2Fe2+2I-+2Cl22Fe3+I2+4Cl-;D項,根據(jù)圖像及反應(yīng)方程式可知,原溶液中n(Fe2+) n(I-) n(Br-)=2 1 3。