2024高考化學(xué)課件 發(fā)展素養(yǎng)(一) 模型認(rèn)知-信息型氧化還原方程式的書寫

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物質(zhì)及其變化發(fā)展素養(yǎng)(一)

模型認(rèn)知——信息型氧化還原方程式的書寫探究點(diǎn)1提煉實(shí)驗(yàn)信息書寫方程式探究點(diǎn)2提煉流程信息書寫方程式作業(yè)手冊探究命題角度發(fā)展核心素養(yǎng)信息型氧化還原方程式書寫通常在氧化還原滴定、化學(xué)工藝流程、電極反應(yīng)方程式等試題中出現(xiàn),要求學(xué)生能將新信息提取、加工,利用電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平反應(yīng)方程式,規(guī)范書寫[宏觀辨識與微觀探析]本題型能夠體現(xiàn)從微觀分析宏觀物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,利用物質(zhì)類別認(rèn)識反應(yīng)的本質(zhì),結(jié)合溶液的環(huán)境,確定微粒的具體存在形式。[證據(jù)推理與模型認(rèn)知]在對新情境下所給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、工藝流程分析解讀過程中,逐步形成書寫陌生方程式的思維模型“四步法”突破信息型氧化還原方程式的書寫:【解題策略】探究點(diǎn)1

提煉實(shí)驗(yàn)信息書寫方程式例1某興趣小組為探究H2S和Cl2O的性質(zhì),將兩種氣體同時(shí)通入水中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖:請回答:(1)三頸燒瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀,溶液呈強(qiáng)酸性,用一個(gè)化學(xué)方程式表示:

。

(2)要證明通入水中的Cl2O已過量,可用玻璃棒蘸取清液,點(diǎn)到KI-淀粉試紙上,試紙變藍(lán)色,用化學(xué)方程式表示該反應(yīng)原理:

。2H2S+Cl2O=2S↓+2HCl+H2OCl2O+4KI+2HCl=4KCl+2I2+H2O【信息解讀】信息指引

(1)“三頸燒瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀”→生成單質(zhì)S;溶液呈強(qiáng)酸性→反應(yīng)生成強(qiáng)酸HCl

(2)“KI-淀粉試紙變藍(lán)”→生成I2;Cl2O被還原為Cl-解題關(guān)鍵根據(jù)題給信息確定反應(yīng)物和生成物,結(jié)合得失電子守恒和質(zhì)量守恒,寫出化學(xué)方程式變式題1某實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4),裝置如圖所示,夾持、加熱等裝置略。(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)寫出C中總反應(yīng)的離子方程式:

。

(3)裝置D的作用是吸收尾氣并能防倒吸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O變式題2DCCNa(二氯異氰尿酸鈉)固體是一種高效、安全的消毒劑。20℃以上易溶于水。(CNO)3H3(氰尿酸)為三元弱酸。Ⅰ.制備DCCA(二氯異氰尿酸)裝置如圖。主要反應(yīng)如下:堿溶(CNO)3H3+2NaOH(CNO)3Na2H+2H2O

ΔH<0氯化(CNO)3Na2H+2Cl2(CNO)3Cl2H+2NaCl

ΔH<0回答下列問題:(1)裝置C中的溶液是

,作用為

。

(2)裝置A中反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)裝置B用冰水浴的原因是

,堿溶時(shí)若氫氧化鈉過量,(CNO)3Na2H中可能混有的雜質(zhì)是

。

氫氧化鈉溶液吸收多余氯氣,防止污染空氣

該反應(yīng)放熱,冰水浴可降溫促進(jìn)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)降低產(chǎn)品溶解度(CNO)3Na3Ⅱ.制備DCCNa(4)“過濾洗鹽”洗去的鹽是

。

(5)“中和”反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

NaCl(CNO)3Cl2H+NaOH(CNO)3Cl2Na+H2O[解析]由圖中裝置和實(shí)驗(yàn)藥品可知,A裝置為氯氣發(fā)生裝置,B裝置發(fā)生氯化反應(yīng)生成DCCA,C裝置用于尾氣處理,吸收多余的氯氣。利用DCCA生產(chǎn)DCCNa,先將B中產(chǎn)物(主要成分為DCCA和NaCl的混合物)進(jìn)行過濾洗鹽,得到DCCA,DCCA與氫氧化鈉反應(yīng)得到DCCNa,再經(jīng)過冷卻結(jié)晶、過濾干燥得到產(chǎn)品DCCNa。探究點(diǎn)2

提煉流程信息書寫方程式例2四鉬酸銨是鉬深加工的重要中間產(chǎn)品,具有廣泛的用途。工業(yè)上以鉬精礦(主要含MoS2,還有Cu、Fe的化合物及SiO2等)為原料制備四鉬酸銨的工藝流程如圖所示。

(NH4)2Mo4O13+12H24Mo+2NH3+13H2O【信息解讀】信息指引解題關(guān)鍵根據(jù)題給信息確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物,結(jié)合電子轉(zhuǎn)移守恒和質(zhì)量守恒配平化學(xué)(或離子)方程式。變式題1[2022·山東菏澤三模]目前碘酸鉀被廣泛應(yīng)用于食鹽加碘。一種由含碘的酸性廢水制取碘酸鉀的工藝如下,其中“制KI(aq)”時(shí),Fe2+會水解形成膠狀物吸附KI,造成I-的損失。(1)“制CuI(s)”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(2)“制FeI2(aq)”過程中加入Fe粉、H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)“制KIO3(aq)”過程加入KOH溶液,并通入Cl2,反應(yīng)的離子方程式為

。

Fe+2CuIFeI2+2Cu

變式題2[2023·湖南邵東一中月考]一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料,生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀,廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在;鈷以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在鋁箔的單面或雙面;鋰混雜于其中。從廢料中制取高純碳酸鈷(CoCO3)的工藝流程如圖:(1)寫出一條加快堿溶速率的措施:

。(2)過程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出鈷的離子反應(yīng)方程式為

(產(chǎn)物中只有一種酸根離子)。該過程不能用鹽酸代替硫酸進(jìn)行酸化,原因是

。

將廢料粉碎、攪拌、加熱、適當(dāng)提高堿的濃度等(任寫一條)

產(chǎn)生Cl2,污染環(huán)境(3)過程Ⅲ中碳酸鈉溶液的作用是沉淀Al3+和Li+,寫出沉淀Al3+的離子方程式:

。已知LiF微溶于水,過程Ⅲ控制pH不宜過低,否則會影響沉淀Li+,原因是

。

(4)過程Ⅳ沉鈷的離子方程式是

。

防止pH過低,H+與F-結(jié)合,F-濃度降低會導(dǎo)致Li+沉淀不完全

(5)CoCO3可用于制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2,其生產(chǎn)工藝是將n(Li)∶n(Co)=1∶1的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700~900℃。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2[解析](5)將n(Li)∶n(Co)=1∶1的Li2CO3和CoCO3的固體混合物在空氣中加熱至700~900℃可制備鋰離子電池的正極材料LiCoO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2。探究點(diǎn)一

提煉實(shí)驗(yàn)信息書寫方程式1.[2022·湖南長郡中學(xué)質(zhì)檢]硫氰化鉀(KSCN)俗稱玫瑰紅酸鉀,是一種用途廣泛的化學(xué)藥品。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備硫氰化鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(D中發(fā)生的反應(yīng)為CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS)。123456(1)實(shí)驗(yàn)前,經(jīng)檢驗(yàn)裝置的氣密性良好。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O[解析](1)裝置A中NH4Cl固體和消石灰混合加熱制取NH3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。123456(2)反應(yīng)進(jìn)行至D中CS2消失時(shí),熄滅A處的酒精燈,關(guān)閉K1和K2,移開水浴,將裝置D繼續(xù)加熱至105℃,當(dāng)NH4HS完全分解后(NH4HSH2S↑+NH3↑),打開K2,繼續(xù)保持液溫105℃,緩緩滴入適量的KOH溶液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O[解析](2)NH4HS完全分解后,D中溶液含有NH4SCN,繼續(xù)保持液溫105℃,緩緩滴入適量的KOH溶液,反應(yīng)生成KSCN和NH3,化學(xué)方程式為NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O。123456(3)裝置E中,NH3被酸性K2Cr2O7氧化為N2,反應(yīng)的離子方程式為

。

1234562.二氧化氯(ClO2)是一種新型消毒劑,可用氯酸鈉(NaClO3)為原料制備。(1)過氧化氫還原法制備ClO2:H2O2+2NaClO3+H2SO4Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O研究發(fā)現(xiàn)Cl-對上述反應(yīng)有影響,實(shí)驗(yàn)記錄如下:加入NaCl的濃度/(g·L-1)ClO2的生成速率/(g·L-1·min-1)相同時(shí)間10min30min60minClO2產(chǎn)率/%Cl2的量實(shí)驗(yàn)a00.00350.01240.015997.12極微量實(shí)驗(yàn)b1.000.01380.01620.016398.79極微量

催化劑123456

123456

123456

123456①

步驟Ⅰ中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是_

_________________________。

123456

123456

0.675

1234563.我國C919大飛機(jī)制造過程中用到的某些新型材料是以氯化亞銅作催化劑制備的。氯化亞銅是白色粉末,不溶于水、乙醇、硫酸,在空氣中迅速被氧化成綠色。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下裝置,用二氧化硫、硫酸銅和氯化鈉制備氯化亞銅。123456(1)裝置A是制備二氧化硫的裝置,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

,反應(yīng)不選用稀硫酸的原因是

。

(2)裝置B的作用是

。

Na2SO3+H2SO4(濃)Na2SO4+SO2↑+H2O二氧化硫易溶于水,稀硫酸不利于二氧化硫的逸出[解析](1)亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)Na2SO4+SO2↑+H2O;因?yàn)槎趸蛞兹苡谒?如果用稀硫酸制備二氧化硫,不利于二氧化硫的逸出。(2)裝置B可以防止二氧化硫易溶于水而產(chǎn)生倒吸,作安全瓶,防倒吸。作安全瓶,防倒吸123456(3)裝置C中主要發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng),通入二氧化硫前,CuSO4與NaCl在溶液中反應(yīng)生成Na2[CuCl4]和Na2SO4混合溶液,反應(yīng)的離子方程式為

;將SO2通入上述溶液中,Na2[CuCl4]轉(zhuǎn)化為CuCl沉淀和茶褐色的NaH[CuCl3]溶液,反應(yīng)中的還原產(chǎn)物為

。Cu2++4Cl-[CuCl4]2-CuCl和NaH[CuCl3][解析](3)由題意可知,通入二氧化硫前,CuSO4與NaCl在溶液中反應(yīng)生成絡(luò)合物Na2[CuCl4]和Na2SO4混合溶液,反應(yīng)的離子方程式為Cu2++4Cl-[CuCl4]2-;Na2[CuCl4]中銅元素為+2價(jià),CuCl和NaH[CuCl3]中銅元素化合價(jià)均為+1價(jià),將SO2通入上述溶液中,Na2[CuCl4]轉(zhuǎn)化為CuCl沉淀和茶褐色的NaH[CuCl3]溶液,說明Na2[CuCl4]被二氧化硫還原為CuCl和NaH[CuCl3]。123456(4)在無氧的條件下,向三頸燒瓶中加水稀釋,NaH[CuCl3]會完全水解轉(zhuǎn)化為CuCl沉淀,完全沉淀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

,請用化學(xué)平衡移動原理解釋轉(zhuǎn)化的原因:

。

(5)完全反應(yīng)后,傾出清液,抽濾出沉淀,沉淀依次用水、無水乙醇洗滌多次,干燥得白色粉末固體,用無水乙醇洗滌的目的是

。溶液由茶褐色變?yōu)闊o色稀釋時(shí)生成物濃度減小大于反應(yīng)物濃度減小,平衡正向移動[解析](4)NaH[CuCl3]加水水解得到NaCl、HCl和CuCl,為防止CuCl被氧化,應(yīng)該在無氧環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng),完全反應(yīng)后茶褐色的NaH[CuCl3]溶液轉(zhuǎn)化為無色的NaCl和HCl混合液;由方程式[CuCl3]2-CuCl+2Cl-可知,稀釋時(shí)生成物濃度減小大于反應(yīng)物濃度減小,平衡正向移動。(5)因乙醇沸點(diǎn)低,易揮發(fā),用乙醇洗滌,可快速除去固體表面的水分,防止CuCl氧化。加快去除CuCl表面水分,防止CuCl氧化123456(6)以碳棒為電極電解CuCl2溶液也可得到CuCl。寫出電解CuCl2溶液的陰極上發(fā)生的反應(yīng)為

,生成1molCuCl,陽極上生成物的物質(zhì)的量為

。Cu2++Cl-+e-CuCl↓0.5mol[解析](6)電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價(jià)降低,CuCl2中Cu是+2價(jià),CuCl中Cu是+1價(jià),所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2++Cl-+e-CuCl↓,陽極上Cl-放電被氧化生成氯氣,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,由得失電子數(shù)目守恒可知,生成1molCuCl,陽極上生成Cl2的物質(zhì)的量為0.5mol。123456探究點(diǎn)二

提煉流程信息書寫方程式4.

[2022·遼寧沈陽一模]Mn2O3是一種重要的化工產(chǎn)品。以菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有少量Fe3