化学专项突破一 信息型方程式的书写

专项突破一信息型方程式的书写离子反应理论和氧化还原反应理论是高中化学的基础和重点,二者是依据不同的分类标准对化学反应进行的分类。高考常将两部分内容融合在一起考查,所涉及的反应既符合离子反应规律,又符合氧化还原反应规律。这类试题能很好地考查学生全面思考和解决问题的能力,难度不大,但失分率较高。纵观近几年的高考试题,不难发现命题者更加重视对化学用语的考查,特别是对信息型方程式书写的考查。信息型方程式是指在教材或练习中不曾涉及,但可根据化学原理,结合给定条件书写的一类方程式。考法突破考法突破其特点是题干中常以反应现象、物质性质、元素化合价变化、氧化剂(还原剂)得(失)电子数目等信息呈现出来,要求以此判断产物,从而正确书写方程式。对于此类试题,需要考生通过有效自学,敏捷地接收试题给出的新信息,并将题给信息与课本知识有机地结合起来,达到以旧带新、触类旁通的目的,进而产生新思路,发现新规律,创造性地解决问题。在考试中遇到此类陌生度高的题目不要惊慌失措,冷静运用所学知识进行分析,要能够把题目所给物质理清楚,是氧化还原反应的,可利用氧化还原反应价态变化规律确定生成物中变价元素的价态,进而确定生成物。有些方程式的书写,考生不能判断出产物,该如何正确预测产物?这对考生的能力要求更高,需要考生在问题及题目提供的信息中进行搜索,结合已有知识和题目所给的新信息进行加工、类比、联想、讨论等,最终得出正确答案。类型一、残缺型反应方程式的书写类型一、残缺型反应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,考查频率较高,难度不大。可依据题给信息及原子守恒或物质的特征或元素化合价变化特点及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。注意点:反应条件、符号等细节。典例典例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:5214 H+5527Mn4OH2O解析解析(1)由溶液显紫色可推知有Mn生成,确定含变价元素物质的化学计量数:化合价分析如下: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Mn前)。(2)利用原子守恒及电荷守恒确定缺项物质及其他物质的化学计量数。5NaBiO3+2Mn2+14H+5Na+5Bi3+2Mn+7H2O。4O4O4O1-1完成以下氧化还原反应的离子方程式:()Mn+()C2+()Mn2+()CO2+4O24O答案答案2Mn+5C2+16H+2Mn2+10CO2+8H2O解析解析根据化合价升降法配平:C2中C的化合价为+3价,CO2中C的化合价为+4价,每个C2参加反应,化合价升高2价;Mn中Mn的化合价为+7价,Mn2+中Mn的化合价为+2价,每个Mn参加反应,化合价降低5价,因此Mn和C2的化学计量数分别为2和5,再根据原子守恒与电荷守恒可以判断反应物中有H+,产物中有H2O,故离子方程式为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解析解析反应中Cl元素的化合价由-1价升高到+5价,故必定有一种元素的化合价要降低,经分析只能是H元素化合价由+1价降到0价,因此结合原子守恒和得失电子守恒可写出化学方程式:NaCl+3H2ONaClO3+3H2。类型二、化学工业生产中方程式的书写类型二、化学工业生产中方程式的书写近几年在高考试卷中频频出现化学工艺流程题,此类题目思维容量大,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,学生往往失分较多。有关与化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。典例典例2NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。答案答案2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4解析解析根据图示可确定反应物和生成物,然后根据得失电子守恒和原子守恒即可写出反应的化学方程式。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。废钒催化剂的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.122286065121以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:(1)“酸浸”时V2O5转化为V,反应的离子方程式为V2O5+2H+ 2V+H2O,同时V2O4转化成VO2+。“废渣1”的主要成分是 SiO2 。(2)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式 NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O 。2O2O解析解析(1)V2O5及V中的V均为+5价,“酸浸”时,发生非氧化还原反应,根据原子守恒及电荷守恒不难写出离子方程式;“酸浸”时,V2O5转化成V,V2O4转化成VO2+,K2SO4可溶于水,Fe2O3及Al2O3分别转化成Fe3+和Al3+,所以“废渣1”的主要成分是SiO2。(2)“煅烧”时肯定得到V2O5,铵盐分解一般会有NH3生成。2O2O2-2利用钴渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制备钴氧化物的工艺流程如下:Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。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,可将S氧化为S,同时自身被还原为Co2+。类型三、信息型方程式的书写类型三、信息型方程式的书写对于信息型离子方程式,一定注意要满足氧化还原反应规律,还要注意环境的酸碱性。书写方程式时巧用水的小技巧,具体可列表如下:23O24O23O24O23O24O上表信息说明:在酸性介质中,生成物不可能是OH-;碱性介质中,生成物不可能是H+;中性介质中,生成物可能是H+、OH-、H2O等。类型三、信息型方程式的书写类型三、信息型方程式的书写对于信息型离子方程式,一定注意要满足氧化还原反应规律,还要注意环境的酸碱性。书写方程式时巧用水的小技巧,具体可列表如下:典例典例3新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示:(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+ 9NaCl +5H2O 。其中氧化剂是 NaClO (填化学式)。(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为 Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH 。解析解析(1)反应中NaClO是氧化剂,还原产物是NaCl,根据原子守恒可知,需要补充的物质是NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物可知,“转化”过程中KOH溶液与Na2FeO4反应转化为溶解度更小的K2FeO4。3-1(1)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。H3PO2中,P元素的化合价为+1 。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4 1,则氧化产物为 H3PO4 (填化学式)。(2)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式 2P4+3Ba(OH)2+6H2O 3Ba(H2PO2)2+2PH3 。解析解析(1)在化合物中,各元素正、负化合价的代数和为零,故H3PO2中P元素化合价为+1价。设氧化产物中P元素的化合价为+x价,依题意并根据得失电子守恒有4(+1)-0=1+x-(+1),解得x=5,故氧化产物为H3PO4。(2)根据得失电子守恒及原子守恒,可写出P4与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3。类型四、带有计算因素的化学方程式的书写类型四、带有计算因素的化学方程式的书写关于计算型方程式书写的题目关键在于计算,我们只有掌握了有关物质的量的基本计算,才能够将图、表、数据这些抽象语言通过具体计算,转化为化学语言。在平时的训练中必须有意识地培养这方面的能力,学会自己计算。典例典例4化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)H2。(1)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式为 AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl 。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为 NaAlH4+2H2O4H2+NaAlO2 。(3)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中发生反应的化学方程式为 3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH 。解析解析甲是由Na与H2反应得到的,故甲中含有Na、H两种元素,又因为4.80g甲分解得到2.24L(标准状况)H2,得到H2的质量为0.2g,所以生成Na的质量为4.6g,化合物甲中Na和H的原子个数比为1 1,同时结合4.80g化合物甲分解得到0.1molH2,可以判断化合物甲的化学式为NaH。(1)NaH与AlCl3反应生成NaAlH4和NaCl,化学方程式为AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl;(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应,反应方程式为NaAlH4+2H2O4H2+NaAlO2;(3)甲在无水条件下脱锈,实质上就是把Fe2O3还原,反应方程式为3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH。4-10.80gCuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。(1)试确定200时固体物质的化学式:。(2)取270所得样品,于570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为。(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为。答案答案(1)CuSO4H2O(2)CuSO4CuO+SO3(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O解析解析(1)分析CuSO45H2O受热脱水过程的热重曲线可知,200时和113时的产物相同,可根据113时样品质量确定脱水产物。设113时产物为CuSO4(5-n)H2O,则有:CuSO45H2OCuSO4(5-n)H2O+nH2O25018n0.80g(0.80-0.57)g解得n4,即200时产物为CuSO4H2O;(2)根据灼烧产物是黑色粉末可知分解产物为CuO,则具有氧化性的另一产物为SO3,因此灼烧时反应方程式为CuSO4CuO+SO3;(3)SO3与水化合生成硫酸,Cu与浓H2SO4加热时反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O。4-2向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是()2Fe3+I2+4Cl-D.原溶液中n(Fe2+) n(I-) n(Br-)=2 1 3A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况B.原混合溶液中c(FeBr2)=6molL-1C.当通入Cl22mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl2答案答案BA项,根据还原性Br-Fe2+I-判断,线段AB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2molCl2时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl22Fe3+I2+4Cl-;D项,根据图像及反应方程式可知,原溶液中n(Fe2+) n(I-) n(Br-)=2 1 3。