2020版高考化学一轮复习 全国卷热考微专题（4）新情境下氧化还原反应方程式的配平学案

2020版高考化学一轮复习 全国卷热考微专题（4）新情境下氧化还原反应方程式的配平学案

全国卷热考微专题(4)新情境下氧化还原反应方程式的配平 氧化还原反应方程式的配平是全国卷必考的知识点，考查题型主要是非选择题。涉及知识主要有应用氧化还原反应的规律判断反应产物；熟练利用电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写离子方程式。该类试题常以生产、生活、高科技为背景，与实际应用紧密联系，情境新、陌生程度大，融合在Ⅱ卷中的实验题或化工流程图题中，侧重考生接受、提炼、整合新信息的能力，以及信息迁移应用能力和规范书写化学用语的能力。要顺利解答该类试题要明确三大指导思想，掌握配平的方法和技巧。‎ ‎1．配平的三大指导思想 ‎2．配平的基本步骤(化合价升降法)‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅲ)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式____________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：由题意可知：As2S3＋O2―→H3AsO4＋S，每摩尔As2S3总共升高10价，每摩尔O2降低4价，根据化合价升降总数相等配平的2As2S3＋5O2―→4H3AsO4＋6S，在考虑质量守恒，反应前少12H、6O，所以反应原理为2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S。‎ 答案：2As2S3＋5O2＋6H2O===4H3AsO4＋6S ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为 ‎______________________________________________________。‎ 5‎ 解析：Cr2O还原成Cr3＋，HSO被氧化为SO，化合价升降总数相等，可写出离子方程式为5H＋＋Cr2O＋3HSO===2Cr3＋＋3SO＋4H2O 答案：Cr2O＋3HSO＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O ‎[方法指导]　新情境下氧化还原方程式的配平步骤 ‎1．找出反应粒子：通过氧化还原反应中元素价态的变化，找出发生氧化还原反应的微粒。‎ ‎2．正确预测产物：依据氧化还原反应规律确定氧化产物和还原产物。‎ ‎3．配平变价微粒：应用最小公倍数法确定得失电子的数目，配平含变价元素的相关物质。‎ ‎4．确定缺项物质：根据溶液酸碱性及电荷守恒确定缺项物质是H2O、OH－还是H＋。补项原则为：‎ 条件 补　项　原　则 酸性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)‎ 碱性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－‎ ‎5.整体元素配平：通过观察法确定所有物质的化学计量数。‎ ‎6．“三查”验证：检查物质拆分是否正确；检查电荷、质量是否守恒。‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅱ)将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。“氧的固定”中发生反应的化学方程式为___________________________________________________。‎ 解析：根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2被氧化为MnO(OH)2，Mn的化合价由＋2价→＋4价，化合价升高2，氧气中O的化合价由0价→－2价，整体降低4价，最小公倍数为4，由此可得方程式2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。‎ 答案：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为___________‎ ‎______________________________________________________。‎ 解析：酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。‎ 答案：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎3．(2016·全国卷Ⅱ)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ 5‎ 解析：(1)次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的－3价升高到联氨分子中的－2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的＋1价降低到－1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒，配平化学方程式为NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。‎ 答案：NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O ‎4．(2016·四川卷)在稀硫酸中，Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化氧的一种氢化物，Cr被还原为＋3价，该反应的化学方程式是 ‎_______________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ 解析：铬的最高价的钾盐为K2Cr2O7，将H2O2氧化为O2，自身被还原为Cr2(SO4)3，注意溶液呈酸性，配平。‎ 答案：3H2O2＋K2Cr2O7＋4H2SO4===3O2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O ‎5．(2015·上海卷)KClO3可以和草酸(H‎2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。写出该反应的化学方程式______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：KClO3有氧化性，H‎2C2O4有还原性，在酸性条件下KClO3可以和草酸(H‎2C2O4)生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。则根据电子守恒及原子守恒，可得该反应的化学方程式是：2KClO3＋H‎2C2O4＋2H2SO4===2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H2O。‎ 答案：2KClO3＋H‎2C2O4＋2H2SO4===2ClO2＋2CO2＋2KHSO4＋2H2O ‎6．将ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，发生反应的离子方程式为______________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ 答案：2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－‎ ‎7．含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重，用金属铝可将水中的NO还原成N2，从而消除氮污染，请配平离子反应方程式：‎ NO＋Al＋H2O===N2↑＋Al(OH)3＋____________。‎ 解析：用化合价升降法配平。在该反应中，氧化剂(2NO→N2)，化合价降低的总数为10；还原剂(Al→Al3＋)，化合价升高的总数为3。由此先确定氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守恒确定OH－及其化学计量数，最后用观察法配平其他物质。‎ 答案：6　10　18　3　10　6OH－‎ ‎8．利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2。生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，反应的离子方程式：__________________________________________________。‎ 答案：3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O 5‎ ‎9．生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)－碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ 答案：3Na2SO4＋‎8C3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑‎ ‎10．H3PO2的工业制法：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：___________________________________‎ ‎__________________________________________________。‎ 答案：2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑‎ ‎11．(2017·北京卷)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。‎ ‎(1)SCR(选择性催化还原)工作原理：‎ ‎①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：___________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎②反应器中NH3还原NO2的化学方程式：____________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎③当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：‎ ‎_______________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2) NSR(NOx储存还原)工作原理：‎ NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。‎ 图a 5‎ 图b ‎①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是________。‎ ‎②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。‎ ‎③还原过程中，有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：______________15NNO＋H2O 解析：(1)①根据题意，反应物为H2O和CO(NH2)2，生成物为NH3和CO2，反应条件为加热，结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。②根据题意，反应物为NH3和NO2，生成物为N2和H2O，反应需在催化剂作用下进行。③根据题意，NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。(2)①由图a可以看出NOx在BaO中储存，在Ba(NO3)2中还原，因此储存NOx的物质为BaO。②由图b可知，Ba(NO3)2在第一步反应中被H2还原为NH3，根据得失电子守恒，1 mol Ba(NO3)2转化成NH3得到2 mol×8＝16 mol电子，1 mol氢气失去2 mol电子，因此消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8∶1。③根据题意，有氧气参与反应，同时根据生成物为15NNO和H2O，可推测出参加反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1，结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。‎ 答案：(1)①CO(NH2)2＋H2OCO2＋2NH3‎ ‎②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ‎③2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4‎ ‎(2)①BaO　②8∶1　③415NO＋4NH3＋3O2　4　6‎ 5‎