信息型氧化还原方程式的书写方法

2014-12-31 10:36魏春明
理科考试研究·高中 2014年12期
关键词:还原剂氧化剂反应物

魏春明

化学方程式是最能反应化学学科特色的“符号表征”,正确书写化学方程式是学生必须具备的能力,而信息型氧化还原方程式的书写更能有效地考查考生的自学能力和思维能力,是对氧化还原知识的深层次应用,成为近年来的热点题型之一.在高考时一般出现在综合实验题、无机信息题和工艺流程题中.

一、常见氧化剂和还原剂及其产物

(一)氧化剂

类型反应物实例产物实例

非金属单质F2、Cl2、O2F-、Cl-、H2O或(OH-)

高价金属阳离子Fe3+、Cu2+、Ag+Fe2+、Cu、Ag

高价含氧化合物浓H2SO4、酸性KMnO4、NaClO (或HClO)、HNO3SO2、Mn2+、Cl-、NO2或NO

某些过氧化物Na2O2、H2O2NaOH、H2O

(二)还原剂

类型反应物实例产物实例

活泼金属单质K、Ga、Na、Mg、Al、ZnK+、Ga2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+

低价金属阳离子Fe2+Fe3+

低价非金属阴离子I-、S2-I2、 S

低价含氧化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3CO2、SO2-4

某些非金属单质C、H2CO2、H2O

二、书写步骤

第一步:根据氧化还原的规律,结合题目给出的已知信息确定出部分反应物即氧化剂、还原剂和部分产物即氧化产物、还原产物.

第二步: 利用得失电子守恒将变价物质前的计量数确定.

第三步:利用电荷守恒补充离子.一般情况下酸性环境补充H+,碱性环境补充(OH-).

第四步:利用原子守恒在方程式两端添加H2O或其他小分子确保原子守恒.

[HJ0.9mm]

三、实例分析

(一)离子方程式的书写

例1(2012年新课标理综卷第26题)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料.FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为

.

答案:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-

解析由储备的知识可知ClO-作为氧化剂,还原产物为Cl-,由题目信息可知Fe3+ 作为还原剂,氧化产物为FeO2-4,所以我们就能写出部分反应物和产物ClO-+Fe3+→Cl-+FeO2-4根据得失电子守恒将其部分配平2Fe3++3ClO-→2FeO2-4+3Cl-,考虑溶液呈碱性,根据电荷电荷守恒,方程式左边补充OH-,根据原子守恒,方程式右边补充H2O.可写出其反应的离子方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-[或2Fe(OH)3+3ClO-+4(OH-)2FeO2-4+5H2O+3Cl-].

(二)有附加信息的方程式的书写

例2已知CO是工业上常用的还原剂,500℃时,11.2 L(标准状况)SO2在催化剂作用下与CO发生化学反应.若有2×6.02×1023个电子转移时,写出该反应的化学方程式.

答案:SO2+2CO500℃催化剂S+2CO2

解析根据题意CO是还原剂,SO2作为氧化剂,0.5 mol的SO2参加反应转移电子数为2 mol可以得出还原产物为0价S单质,CO作为还原剂,氧化产物为[JP3]CO2,这样我们就不难得出反应SO2+2COS+2CO2,同时要注意不要遗漏条件.[JP]

(三)电极反应方程式的书写

例3目前,较为先进的制备高氯酸铵(AP)的方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸,再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵.写出由次氯酸电解制备高氯酸的阳极反应式: .

答案:HClO-6e-+3H2OClO-4+7H+

解析阳极发生失电子化合价升高的氧化反应,由题意可知反应物是HClO,生成物是HClO4,化合价从+1升高到+7失去6个电子,溶液介质是酸性,应该补充H+,这样我们就不难得出反应,但要注意电极反应以离子形式出现,HClO是弱电解质不拆分, HClO4是强电解质要拆.

信息方程式一般多涉及的是氧化还原原理,书写的多是离子反应.首先要根据材料中的信息确定出反应物和生成物,然后再配平即可.配平的技巧很多,归根到底就是守恒.它包括原子守恒,得失电子守恒和电荷守恒.只要我们紧扣守恒的思想,充分应用已掌握的氧化还原的知识,不要畏难,一定可以正确写出.endprint

化学方程式是最能反应化学学科特色的“符号表征”,正确书写化学方程式是学生必须具备的能力,而信息型氧化还原方程式的书写更能有效地考查考生的自学能力和思维能力,是对氧化还原知识的深层次应用,成为近年来的热点题型之一.在高考时一般出现在综合实验题、无机信息题和工艺流程题中.

一、常见氧化剂和还原剂及其产物

(一)氧化剂

类型反应物实例产物实例

非金属单质F2、Cl2、O2F-、Cl-、H2O或(OH-)

高价金属阳离子Fe3+、Cu2+、Ag+Fe2+、Cu、Ag

高价含氧化合物浓H2SO4、酸性KMnO4、NaClO (或HClO)、HNO3SO2、Mn2+、Cl-、NO2或NO

某些过氧化物Na2O2、H2O2NaOH、H2O

(二)还原剂

类型反应物实例产物实例

活泼金属单质K、Ga、Na、Mg、Al、ZnK+、Ga2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+

低价金属阳离子Fe2+Fe3+

低价非金属阴离子I-、S2-I2、 S

低价含氧化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3CO2、SO2-4

某些非金属单质C、H2CO2、H2O

二、书写步骤

第一步:根据氧化还原的规律,结合题目给出的已知信息确定出部分反应物即氧化剂、还原剂和部分产物即氧化产物、还原产物.

第二步: 利用得失电子守恒将变价物质前的计量数确定.

第三步:利用电荷守恒补充离子.一般情况下酸性环境补充H+,碱性环境补充(OH-).

第四步:利用原子守恒在方程式两端添加H2O或其他小分子确保原子守恒.

[HJ0.9mm]

三、实例分析

(一)离子方程式的书写

例1(2012年新课标理综卷第26题)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料.FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为

.

答案:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-

解析由储备的知识可知ClO-作为氧化剂,还原产物为Cl-,由题目信息可知Fe3+ 作为还原剂,氧化产物为FeO2-4,所以我们就能写出部分反应物和产物ClO-+Fe3+→Cl-+FeO2-4根据得失电子守恒将其部分配平2Fe3++3ClO-→2FeO2-4+3Cl-,考虑溶液呈碱性,根据电荷电荷守恒,方程式左边补充OH-,根据原子守恒,方程式右边补充H2O.可写出其反应的离子方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-[或2Fe(OH)3+3ClO-+4(OH-)2FeO2-4+5H2O+3Cl-].

(二)有附加信息的方程式的书写

例2已知CO是工业上常用的还原剂,500℃时,11.2 L(标准状况)SO2在催化剂作用下与CO发生化学反应.若有2×6.02×1023个电子转移时,写出该反应的化学方程式.

答案:SO2+2CO500℃催化剂S+2CO2

解析根据题意CO是还原剂,SO2作为氧化剂,0.5 mol的SO2参加反应转移电子数为2 mol可以得出还原产物为0价S单质,CO作为还原剂,氧化产物为[JP3]CO2,这样我们就不难得出反应SO2+2COS+2CO2,同时要注意不要遗漏条件.[JP]

(三)电极反应方程式的书写

例3目前,较为先进的制备高氯酸铵(AP)的方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸,再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵.写出由次氯酸电解制备高氯酸的阳极反应式: .

答案:HClO-6e-+3H2OClO-4+7H+

解析阳极发生失电子化合价升高的氧化反应,由题意可知反应物是HClO,生成物是HClO4,化合价从+1升高到+7失去6个电子,溶液介质是酸性,应该补充H+,这样我们就不难得出反应,但要注意电极反应以离子形式出现,HClO是弱电解质不拆分, HClO4是强电解质要拆.

信息方程式一般多涉及的是氧化还原原理,书写的多是离子反应.首先要根据材料中的信息确定出反应物和生成物,然后再配平即可.配平的技巧很多,归根到底就是守恒.它包括原子守恒,得失电子守恒和电荷守恒.只要我们紧扣守恒的思想,充分应用已掌握的氧化还原的知识,不要畏难,一定可以正确写出.endprint

化学方程式是最能反应化学学科特色的“符号表征”,正确书写化学方程式是学生必须具备的能力,而信息型氧化还原方程式的书写更能有效地考查考生的自学能力和思维能力,是对氧化还原知识的深层次应用,成为近年来的热点题型之一.在高考时一般出现在综合实验题、无机信息题和工艺流程题中.

一、常见氧化剂和还原剂及其产物

(一)氧化剂

类型反应物实例产物实例

非金属单质F2、Cl2、O2F-、Cl-、H2O或(OH-)

高价金属阳离子Fe3+、Cu2+、Ag+Fe2+、Cu、Ag

高价含氧化合物浓H2SO4、酸性KMnO4、NaClO (或HClO)、HNO3SO2、Mn2+、Cl-、NO2或NO

某些过氧化物Na2O2、H2O2NaOH、H2O

(二)还原剂

类型反应物实例产物实例

活泼金属单质K、Ga、Na、Mg、Al、ZnK+、Ga2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+

低价金属阳离子Fe2+Fe3+

低价非金属阴离子I-、S2-I2、 S

低价含氧化合物CO、SO2、H2SO3、Na2SO3CO2、SO2-4

某些非金属单质C、H2CO2、H2O

二、书写步骤

第一步:根据氧化还原的规律,结合题目给出的已知信息确定出部分反应物即氧化剂、还原剂和部分产物即氧化产物、还原产物.

第二步: 利用得失电子守恒将变价物质前的计量数确定.

第三步:利用电荷守恒补充离子.一般情况下酸性环境补充H+,碱性环境补充(OH-).

第四步:利用原子守恒在方程式两端添加H2O或其他小分子确保原子守恒.

[HJ0.9mm]

三、实例分析

(一)离子方程式的书写

例1(2012年新课标理综卷第26题)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料.FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为

.

答案:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-

解析由储备的知识可知ClO-作为氧化剂,还原产物为Cl-,由题目信息可知Fe3+ 作为还原剂,氧化产物为FeO2-4,所以我们就能写出部分反应物和产物ClO-+Fe3+→Cl-+FeO2-4根据得失电子守恒将其部分配平2Fe3++3ClO-→2FeO2-4+3Cl-,考虑溶液呈碱性,根据电荷电荷守恒,方程式左边补充OH-,根据原子守恒,方程式右边补充H2O.可写出其反应的离子方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-2FeO2-4+5H2O+3Cl-[或2Fe(OH)3+3ClO-+4(OH-)2FeO2-4+5H2O+3Cl-].

(二)有附加信息的方程式的书写

例2已知CO是工业上常用的还原剂,500℃时,11.2 L(标准状况)SO2在催化剂作用下与CO发生化学反应.若有2×6.02×1023个电子转移时,写出该反应的化学方程式.

答案:SO2+2CO500℃催化剂S+2CO2

解析根据题意CO是还原剂,SO2作为氧化剂,0.5 mol的SO2参加反应转移电子数为2 mol可以得出还原产物为0价S单质,CO作为还原剂,氧化产物为[JP3]CO2,这样我们就不难得出反应SO2+2COS+2CO2,同时要注意不要遗漏条件.[JP]

(三)电极反应方程式的书写

例3目前,较为先进的制备高氯酸铵(AP)的方法是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸,再与高纯氨进行喷雾反应制成高氯酸铵.写出由次氯酸电解制备高氯酸的阳极反应式: .

答案:HClO-6e-+3H2OClO-4+7H+

解析阳极发生失电子化合价升高的氧化反应,由题意可知反应物是HClO,生成物是HClO4,化合价从+1升高到+7失去6个电子,溶液介质是酸性,应该补充H+,这样我们就不难得出反应,但要注意电极反应以离子形式出现,HClO是弱电解质不拆分, HClO4是强电解质要拆.

信息方程式一般多涉及的是氧化还原原理,书写的多是离子反应.首先要根据材料中的信息确定出反应物和生成物,然后再配平即可.配平的技巧很多,归根到底就是守恒.它包括原子守恒,得失电子守恒和电荷守恒.只要我们紧扣守恒的思想,充分应用已掌握的氧化还原的知识,不要畏难,一定可以正确写出.endprint

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