2025版新教材高考化學(xué)總復(fù)習(xí)專題二化學(xué)物質(zhì)及其變化微專題2高考中氧化還原反應(yīng)方程式書寫的解題策略教案

PAGEPAGE5微專題2高考中氧化還原反應(yīng)方程式書寫的解題策略近幾年高考化學(xué)(無(wú)論是新課標(biāo)高考還是新課改高考)中,無(wú)論是化學(xué)方程式的書寫,還是離子方程式的書寫,都關(guān)于氧化還原反應(yīng)。在選擇題的離子方程式書寫、正誤推斷及填空題的工藝流程題、化學(xué)試驗(yàn)題、化學(xué)反應(yīng)原理題中都有呈現(xiàn)。新情境下有關(guān)方程式書寫的試題能很好地落實(shí)考綱要求對(duì)學(xué)生接受、汲取、整合化學(xué)信息實(shí)力的駕馭和解決化學(xué)問(wèn)題的實(shí)力及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。此類問(wèn)題主要考查考生對(duì)氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、電化學(xué)等基本概念和原理的應(yīng)用實(shí)力,此類題型要求學(xué)生能夠從信息中提煉出新的學(xué)問(wèn),并結(jié)合已學(xué)學(xué)問(wèn),合理應(yīng)用新信息進(jìn)行推理,通過(guò)類比、遷移解決此類方程式書寫的問(wèn)題。◆學(xué)問(wèn)梳理表1常見氧化劑和還原劑及其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物氧化劑還原產(chǎn)物還原劑氧化產(chǎn)物MnO4-(H+)、Mn2+M(金屬)Mn+ClO3-、ClO-、ClOCl-溶液中-2價(jià)S(H2S、S2-等)SCr2OCr3+SO2、SO32-、H2SO3、SSO濃(稀)HNO3NO2(NO,極稀為NH4Fe2+Fe3+濃H2SO4SO2I-/Br-/Cl-I2/Br2/Cl2H2O2、Na2O2-2價(jià)O(H2O或OH-等)H2C2O4、C2O4CO2O2O2-、H2O或OH-燃料電池負(fù)極:CxHyOzCO2(H+)或CO32-Fe3+Fe2+H2O2O2表2放電(氧化性、還原性強(qiáng)弱)依次表陰極(得e-):陽(yáng)極(失e-):解答步驟第1步:依據(jù)題中文字或流程圖等信息和價(jià)態(tài)改變規(guī)律寫出兩劑兩產(chǎn)物:氧化劑+還原劑氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物。即“寫主反應(yīng)物和生成物”。第2步:依據(jù)得失電子守恒寫出兩劑兩產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù),即“變價(jià)交叉配”。第3步:依據(jù)電荷守恒、原子守恒及反應(yīng)環(huán)境在方程式兩邊添加H+、OH-、H2O或其他小分子、離子,使方程式兩邊滿意電荷守恒、原子守恒,即“看環(huán)境和守恒補(bǔ)缺項(xiàng)”。在書寫過(guò)程中還要有四個(gè)本能反應(yīng):推斷化合價(jià)的本能反應(yīng);留意反應(yīng)環(huán)境的本能反應(yīng);考慮共存與否的本能反應(yīng);分析定量關(guān)系的本能反應(yīng)。◆典型案例例1Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí),取50.00mL葡萄酒樣品,用0.01000mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為。

答案S2O52-+2I2+3H2O2SO42解析Na2S2O5作食品的抗氧化劑,則具有強(qiáng)還原性,被氧化為SO42-;S2O52-2SO42-,I22I-,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可配平反應(yīng)的離子方程式:S2O52-+2I2+3H2題后反思本題屬于文字信息題型。文字信息題中生成物的確定方法為:找尋題中干脆或間接提示的生成物信息;依據(jù)價(jià)態(tài)改變規(guī)律(需熟記兩表)推想可能的生成物;當(dāng)推想生成物有多種可能時(shí),務(wù)必聯(lián)系所學(xué)學(xué)問(wèn)及題中信息進(jìn)行細(xì)致斟酌,解除后確定。例2氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采納硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝流程如圖所示:寫出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式:。

答案2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO解析步驟③中SO32-作還原劑,自身被氧化為SO42-,Cu2+轉(zhuǎn)化為CuCl沉淀,故離子方程式為2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O題后反思工藝流程題中反應(yīng)物和生成物的確定方法為細(xì)致閱讀題干和流程圖信息,通過(guò)關(guān)鍵詞定位,有針對(duì)性地找尋;順應(yīng)箭頭指向追根溯源,一般箭頭從反應(yīng)物指向生成物;分析各元素的改變,特殊是核心元素的價(jià)態(tài)改變并進(jìn)行綜合推斷。例3最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)扮裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)自然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示。其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包袱的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:①EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S2H++S+2EDTA-Fe2+寫出該裝置工作時(shí),陰極的電極反應(yīng),協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為。

答案CO2+2H++2e-CO+H2OCO2+H2SCO+H2O+S解析CO2在ZnO@石墨烯電極上得電子轉(zhuǎn)化為CO,則該電極為陰極,石墨烯電極為陽(yáng)極。結(jié)合題中所給酸性環(huán)境(質(zhì)子交換膜),陰極的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-CO+H2O,將石墨烯電極區(qū)反應(yīng)①、②與陰極反應(yīng)相加得協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2SCO+H2O+S。題后反思電化學(xué)題中反應(yīng)物和生成物的確定方法為:(1)三看。一看池,看清裝置是原電池還是電解池;二看極,看清電極材料及其旁邊所通入的物質(zhì);三看液,看清電解質(zhì)溶液,看清箭頭指向(一般指入為反應(yīng)物,指出為生成物),看清陰、陽(yáng)離子移動(dòng)的方向。(2)兩想。一想工作原理,原電池負(fù)極失電子化合價(jià)上升,正極得電子化合價(jià)降低,陰、陽(yáng)離子移動(dòng)的方向?yàn)殛?yáng)正、陰負(fù);電解池陽(yáng)極失電子化合價(jià)上升,陰極得電子化合價(jià)降低,陰、陽(yáng)離子移動(dòng)的方向?yàn)殛?yáng)陰、陰陽(yáng);二想放電依次,原電池中負(fù)極為強(qiáng)還原性物質(zhì)失電子,正極為強(qiáng)氧化性物質(zhì)得電子,電解池中陽(yáng)極為還原性強(qiáng)的物質(zhì)先失電子,陰極為氧化性強(qiáng)的物質(zhì)先得電子。1.(2024天津,13節(jié)選)Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素。回答下列問(wèn)題:(3)Fe、Co、Ni能與Cl2反應(yīng),其中Co和Ni均生成二氯化物,由此推斷FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由強(qiáng)到弱的依次為,Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成,寫出反應(yīng)的離子方程式:。

(4)由于Ni與H2SO4反應(yīng)很慢,而與稀硝酸反應(yīng)很快,工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSO4。為了提高產(chǎn)物的純度,在硫酸中添加HNO3的方式為(填“一次過(guò)量”或“少量多次”),此法制備NiSO4的化學(xué)方程式為。

答案(3)CoCl3>Cl2>FeCl32Co(OH)3+6H++2Cl-2Co2++Cl2↑+6H2O(4)少量多次3Ni+3H2SO4+2HNO33NiSO4+2NO↑+4H2O解析(3)Co與Cl2反應(yīng)生成二氯化物,可知氧化性:CoCl3>Cl2>CoCl2,Fe與Cl2反應(yīng)生成三氯化鐵,可知氧化性:Cl2>FeCl3,故氧化性:CoCl3>Cl2>FeCl3;Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)生成的黃綠色氣體為Cl2,即氯離子被Co(OH)3氧化為Cl2,Co(OH)3被還原為Co2+,據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可得離子方程式:2Co(OH)3+6H++2Cl-2Co2++Cl2↑+6H2O。(4)為了防止Ni2+被HNO3氧化為Ni3+,應(yīng)多次加入少量HNO3,涉及的化學(xué)方程式為3Ni+3H2SO4+2HNO33NiSO4+2NO↑+4H2O2.(2024課標(biāo)Ⅰ,26節(jié)選)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采納以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3?；卮鹣铝袉?wèn)題:“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2+,同時(shí)還有離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為VO2答案Fe2+VO++MnO2+2H+VO2++Mn2++H2解析Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成Fe2+和Fe3+,Fe2+能夠被氧化為Fe3+;VO+中釩元素化合價(jià)為+3,VO2+中釩元素化合價(jià)為+5,VO+被MnO2氧化為VO2+,MnO2被還原為Mn2+,結(jié)合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平:VO++MnO2+2H+VO2++Mn3.電解碳酸鈉溶液,原理如圖所示:陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。

答案2H2O-4e-+4CO32-O2↑解析一看池