高考热点课2 信息型氧化还原反应和离子反应方程式的书写

信息型氧化还原反应和离子反应方程式的书写命题分析：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的，但可根据化学原理，结合给定条件书写的一类方程式。其特点是题干中常以反应现象、物质性质、元素价态变化、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。

[方法突破]

1．“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写

2．注意事项

(1)要注意溶液的酸碱性不同对产物的影响：如高锰酸钾在酸性条件下一般被还原为Mn2＋，而在碱性条件下则得到MnO2－4。

(2)要考虑溶液的酸碱性条件：在酸性条件下，离子方程式中不能出现OH－；在碱性条件下，离子方程式中不能出现H＋。酸性条件下多氧配H＋另一侧生成水(在反应物或生成物中配上H＋)；碱性条件下多氧配水另一侧生成OH－(在反应物或生成物中配上水)。

(3)要注意反应物的量不同(或溶液浓度的不同)产物不同。如过量的铁与稀硝酸反应，生成硝酸亚铁；浓硝酸和稀硝酸分别和铜反应的还原产物不同。

[真题例析]

例1 (天津高考节选)Na 2S 2O 3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。

制备Na 2S 2O 3·5H 2O

反应原理：Na 2SO 3(aq)＋S(s)=====△

Na 2S 2O 3(aq)

实验步骤：

①称取15 g Na 2SO 3加入圆底烧瓶中，再加入80 mL 蒸馏水。另取5 g 研细的硫粉，用3 mL 乙醇润湿，加入上述溶液中。

②

安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸

60分钟。 ③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na 2S 2O 3·5H 2O ，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。

回答问题：

(1)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：_________________________________。

(2)Na 2S 2O 3还原性较强，在溶液中易被Cl 2氧化成SO 2－4，

常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为___________________________________________________。

解析 (1)产品发黄是因为含杂质硫，生成硫的离子方程式为S 2O 2－3

＋2H ＋===S ↓＋SO 2↑＋H 2O 。 (2)根据题给信息，结合质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒，

可写出Cl 2氧化S 2O 2－3的离子方程式为S 2O 2－3＋4Cl 2＋5H 2O===2SO 2－4

＋8Cl －＋10H ＋。

答案 (1)S 2O 2－3＋2H ＋===S ↓＋SO 2↑＋H 2O

(2)S 2O 2－3＋4Cl 2＋5H 2O===2SO 2－4＋8Cl －＋10H ＋

例2 (2016·全国卷Ⅰ节选)高锰酸钾(KMnO 4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO 2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：

“平炉”中发生反应的化学方程式为_________________________________________________。

解析 书写陌生氧化还原反应的化学方程式，要会运用氧化还原反应原理。从框图可看出，平炉中参与反应的反应物有KOH 、MnO 2和O 2，产物有K 2MnO 4，根据原子守恒知，有氢参与反应，可能有

水生成，故化学方程式为2MnO 2＋4KOH ＋O 2=====△

2K 2MnO 4＋2H 2O 。

答案 2MnO 2＋4KOH ＋O 2=====△

2K 2MnO 4＋2H 2O

[题组训练]

1．(2016·全国卷Ⅰ节选)(1)CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－7)随c(H ＋)的变化如图所示。

用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应________________________________________________________。

(2)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O2－7

还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为_______________________________________________________。

答案(1)2CrO2－4＋2H＋Cr2O2－7＋H2O

(2)Cr2O2－7＋3HSO－3＋5H＋===2Cr3＋＋3SO2－4＋4H2O

解析(1)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O2－7)逐渐增大，说明CrO2－4逐渐转化为Cr2O2－7，其反应的离子方程式为2CrO2－4

＋2H＋Cr2O2－7＋H2O。

(2)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出NaHSO3将废液中的Cr2O2－7还原成Cr3＋反应的离子方程式：Cr2O2－7＋3HSO－3＋5H＋===2Cr3＋＋3SO2－4＋4H2O。

2．(1)(2015·全国卷Ⅱ改编)在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸，向锥形瓶内通入ClO2，发生反应的离子方程式为______________________________________。

(2)MnO2可以与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，

反应的化学方程式为________________________________________。

K 2MnO 4在酸性溶液中歧化，生成KMnO 4和MnO 2的物质的量之比是________。

答案 (1)2ClO 2＋10I －＋8H ＋===2Cl －＋5I 2＋4H 2O

(2)3MnO 2＋KClO 3＋6KOH =====高温

3K 2MnO 4＋KCl ＋3H 2O 2∶1

解析 (1)ClO 2具有强氧化性，作氧化剂；I －具有还原性，作还原剂。在酸性条件下，二者发生反应，还原产物为Cl －，氧化产物为I 2，根据化合价升降总数相等，结合质量守恒即可配平方程式。

(2)反应中MnO 2作还原剂，氧化产物是K 2MnO 4，KClO 3作氧

化剂，还原产物是KCl ，反应方程式为3MnO 2＋KClO 3＋6KOH=====高温

3K 2MnO 4＋KCl ＋3H 2O 。K 2MnO 4在酸性溶液中发生歧化反应生成KMnO 4、MnO 2和水，假设酸为稀H 2SO 4，反应方程式为3K 2MnO 4＋2H 2SO 4===2KMnO 4＋MnO 2＋2K 2SO 4＋2H 2O 。

(建议用时：40分钟)

1．按要求完成下列方程式。

(1)已知在酸性介质中FeSO 4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr 2O 2－7与FeSO 4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：_____________________________________________________。

(2)用NaClO —NaOH 溶液氧化AgNO 3，制得高纯度的纳米级Ag 2O 2。写出该反应的离子方程式：_________________________。

(3)KMnO 4氧化废水中Mn 2＋生成MnO 2的离子方程式为_____________________________________________________。

(4)温度高于200 ℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1)，该反应的化学方程式：___________________________________________________。

(5)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO 、NO 2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO 2)2。生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO 2)2会发生分解，产物之一是NO ，反应的离子方程式：______________________________________________。

(6)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na 2SO 4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO 和CO 2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：__________________________________________________。

(7)向含碘废液中加入稍过量的Na 2SO 3溶液，将废液中的I 2还原为I －，其离子方程式：______________________________。

答案 (1)Cr 2O 2－7＋6Fe 2＋＋14H ＋===2Cr 3＋＋6Fe 3＋＋7H 2O

(2)2Ag ＋＋ClO －＋2OH －===Ag 2O 2↓＋Cl －＋H 2O

(3)3Mn 2＋＋2MnO －

4＋2H 2O===5MnO 2↓＋4H ＋

(4)4Al(NO 3)3=====高温

12NO 2↑＋3O 2↑＋2Al 2O 3

(5)3NO －

2＋2H ＋===NO －3＋2NO ↑＋H 2O

(6)3Na 2SO 4＋8C=====高温

3Na 2S ＋4CO ↑＋4CO 2↑

(7)SO 2－3＋I 2＋H 2O===2I －＋SO 2－4＋2H ＋

2．(1)二氧化氯(ClO 2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO 2方法。该法工艺原理示意图如下，其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO 3)与盐酸反应生成ClO 2。发生器中生成ClO 2的化学方程式为________________________________________________________。

(2)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。如图表示足量Fe 粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的化学方程式[用Fe和HNO3(稀)反应表示]___________________________________________。

答案(1)2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O

(2)4Fe＋10HNO3(稀)===4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O

3．(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

反应Ⅰ的化学方程式：___________________________________。

(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 (1)SO 2＋I 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HI

(2)2Co(OH)3＋SO 2－3＋4H ＋===2Co 2＋＋SO 2－4＋5H 2O

4．(1)酸性废水中的H 3AsO 3(弱酸)不易沉降，可投入MnO 2先将其氧化成H 3AsO 4(弱酸)，其反应的离子方程式为__________________________________________________。

(2)据《环球时报》报道：意大利警方一举摧毁了四名摩洛哥人针对美国驻意大利大使馆的恐怖事件。警方从摩洛哥人的住宅中搜出了5 kg 爆竹、2.5 kg 蜡烛和2 kg K 4[Fe(CN)6]。据审讯，四名恐怖分子准备将爆竹作炸药，蜡烛作引爆剂，K 4[Fe(CN)6]在爆炸中可分解成一种剧毒盐KCN 。试根据要求回答下列问题：

①已知爆竹爆炸后，K 4[Fe(CN)6]会发生分解，除生成剧毒盐KCN 外，还生成三种稳定的单质。试写出反应的化学方程式______________________________________________________。

②含CN －的污水危害很大。处理污水时，可在催化剂TiO 2作用下用NaClO 将CN －氧化成CNO －。CNO －在酸性条件下继续被NaClO 氧化生成N 2和CO 2。试写出上述两步反应的离子方程式__________________________________________________________；

__________________________________________________________。

答案 (1)MnO 2＋H 3AsO 3＋2H ＋===H 3AsO 4＋Mn 2＋＋H 2O

(2)①K 4[Fe(CN)6]=====△

4KCN ＋Fe ＋2C ＋N 2↑

②CN －＋ClO －=====TiO 2

CNO －＋Cl －

2CNO －＋3ClO －＋2H ＋===N 2↑＋2CO 2↑＋3Cl －＋H 2O

5．Ⅰ.(1)镁燃烧不能用CO 2灭火，用化学方程式表示其理由_____________________________________________________。

(2)完成以下氧化还原反应的离子方程式：

( )MnO －4＋( )C 2O 2－4

＋________===( )Mn 2＋＋( )CO 2↑＋________

Ⅱ.化合物甲和NaAlH 4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H 2反应生成甲。甲与水反应可产生H 2，甲与AlCl 3反应可得到NaAlH 4。将4.80 g 甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H 2。

请推测并回答：

(1)甲的化学式________。

(2)甲与AlCl 3反应得到NaAlH 4的化学方程式________________________。

(3)NaAlH 4与水发生氧化还原反应的化学方程式________________________。

(4)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Fe 2O 3)，脱锈过程发生反应的化学方程式__________________________。

答案 Ⅰ.(1)2Mg ＋CO 2=====高温

2MgO ＋C

(2)2MnO －4＋5C 2O 2－4

＋16H ＋===2Mn 2＋＋10CO 2↑＋8H 2O Ⅱ.(1)NaH

(2)4NaH ＋AlCl 3===NaAlH 4＋3NaCl

(3)NaAlH 4＋2H 2O===NaAlO 2＋4H 2↑

(4)3NaH ＋Fe 2O 3===2Fe ＋3NaOH

解析 Ⅱ.(1)由甲受热分解得到单质钠和H 2分析，甲由Na 、H 两种元素组成，且4.80 g 化合物甲分解得到0.1 mol H 2，即0.2 g H 2，

说明同时得到4.6 g 金属钠，所以甲的化学式为NaH 。

(2)NaH 与AlCl 3反应的化学方程式为4NaH ＋AlCl 3===NaAlH 4＋3NaCl 。

(3)NaAlH 4与H 2O 反应将生成NaAlO 2和H 2，其化学方程式为NaAlH 4＋2H 2O===NaAlO 2＋4H 2↑。

(4)Fe 2O 3与NaH 反应生成Fe 和NaOH ，反应为Fe 2O 3＋3NaH===2Fe ＋3NaOH 。

6．(1)(2016·江苏高考)水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO 4和碱性KI 溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H 2SO 4，待MnO(OH)2与I －完全反应生成Mn 2＋和I 2后，以淀粉作指示剂，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下：

O 2――→Mn 2＋MnO(OH)2――→I －I 2――→S 2O 2－3

S 4O 2－6

①写出O 2将Mn 2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：______________________________。

②取加过一定量CaO 2·8H 2O 的池塘水样100.00 mL ，按上述方法测定水样的溶解氧，消耗0.01000 mol·L －1Na 2S 2O 3标准溶液13.50 mL 。计算该水样中的溶解氧(以mg·L －1表示)，写出计算过程。

(2)(2015·安徽高考)请配平反应的化学方程式： NaBO 2＋ SiO 2＋ Na ＋ H 2=== NaBH 4＋ Na 2SiO 3

答案 (1)①2Mn 2＋＋O 2＋4OH －===2MnO(OH)2↓

②在100.00 mL 水样中，I 2＋2S 2O 2－3===2I －＋S 4O 2－6

n (I 2)＝c (Na 2S 2O 3)·V (Na 2S 2O 3)2

＝0.01000 mol·L －1×13.50 mL ×10－3 L·mL －12

＝6.750×10－5 mol

n [MnO(OH)2]＝n (I 2)＝6.750×10－5 mol

n(O2)＝1

2n[MnO(OH)2]＝

1

2×6.750×10

－5mol＝3.375×10－5mol。

水中溶解氧＝

3.375×10－5 mol×32 g·mol－1×1000 mg·g－1

100.0 mL×10－3 L·mL－1

＝10.80 mg·L－1。

(2)12421 2

解析(1)①根据电子转移守恒、元素守恒，电荷守恒可写出反应的离子方程式依次为：2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓、MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O 、I2＋2S2O2－3===2I－＋

S4O2－6，可得关系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O2－3，则n(O2)＝1 4

n(S2O2－3)＝1

4×0.01000 mol·L

－1×0.0135 L＝3.375×10－5 mol，故水样

中的溶解氧＝

3.375×10－5 mol×32 g·mol－1×1000 mg·g－1

100.00 mL×10－3 L·mL－1

＝10.80 mg·L－1。

7．(2016·全国卷Ⅰ节选)NaClO2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：

回答下列问题：

(1)NaClO2中Cl的化合价为________。

(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：______________________________________________。

(3)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化