陌生情境中氧化还原方程式的书写

陌生情境中氧化还原方程式的书写1．按要求书写下列反应方程式。(1)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，清液(pH约为8)中SOeq\o\al(2－,3)将NO2转化为NOeq\o\al(－,2)，其离子方程式为_________________________________________________。(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________________________________。(3)在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NOeq\o\al(－,3)，其离子方程式为_________________。(4)用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：____________________________________________。(5)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为_____________________________________________________。解析：(1)溶液pH约为8，说明溶液呈碱性，SOeq\o\al(2－,3)将NO2转化为NOeq\o\al(－,2)，同时SOeq\o\al(2－,3)被氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，离子方程式为SOeq\o\al(2－,3)＋2NO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,4)＋2NOeq\o\al(－,2)＋H2O。(2)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，反应方程式为2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O=3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑。(3)在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NOeq\o\al(－,3)，反应后溶液呈酸性，则反应的离子方程式为3HClO＋2NO＋H2O=3Cl－＋2NOeq\o\al(－,3)＋5H＋。(4)该反应中反应物是HNO2与(NH2)2CO，生成物是N2和CO2，同时生成水，反应方程式为2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O。(5)用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，则HSOeq\o\al(－,3)被氧化，生成硫酸根离子，由电荷守恒、电子守恒及原子守恒可知离子方程式为5H＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O。答案：(1)SOeq\o\al(2－,3)＋2NO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,4)＋2NOeq\o\al(－,2)＋H2O(2)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O=3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑(3)3HClO＋2NO＋H2O=3Cl－＋2NOeq\o\al(－,3)＋5H＋(4)2HNO2＋(NH2)2CO=2N2↑＋CO2↑＋3H2O(5)5H＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O2．(1)NaClO与Fe2＋发生氧化还原反应的离子方程式是___________________________________。(2)Co2O3溶于浓硫酸，生成Co2＋和一种可使带火星的木条复燃的气体，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。(3)向CoSO4溶液中加入氨水和过氧化氢溶液将Co2＋转化为Co(NH3)eq\o\al(3＋,6)。写出反应的离子方程式：__________________________________________________________________。解析：(1)NaClO将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2O。(2)Co2O3溶于浓硫酸，生成Co2＋和一种可使带火星的木条复燃的气体为氧气，结合原子守恒书写化学方程式为2Co2O3＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4CoSO4＋O2↑＋4H2O。(3)钴元素化合价由＋2价升高到＋3价，则过氧化氢作氧化剂，其中氧元素化合价由－1价降低到－2价，根据电子守恒、原子守恒及电荷守恒配平得：2Co2＋＋H2O2＋12NH3=2Co(NH3)eq\o\al(3＋,6)＋2OH－。答案：(1)2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2O(2)2Co2O3＋4H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))4CoSO4＋O2↑＋4H2O(3)2Co2＋＋H2O2＋12NH3=2Co(NH3)eq\o\al(3＋,6)＋2OH－3．(1)“溶浸”时把双氧水和稀硫酸加入硫酸亚铁溶液中发生反应的离子方程式_____________。(2)Fe2O3可以与KOH和KNO3混合物加热共熔，从而制得净水剂高铁酸钾(K2FeO4)及其副产物KNO2，该反应的化学方程式为：__________________________________________________。(3)已知“还原”过程中将SO2通入H3AsO4溶液，砷酸转化为亚砷酸(H3AsO3)，请写出反应的化学方程式________________________________________________________________。(4)“酸浸”中硫化钴(CoS)、Na2SO3与盐酸共同反应生成S单质的离子方程式为______________________________________________________。解析：(1)加入双氧水将Fe2＋氧化生成Fe3＋，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(2)Fe2O3与KOH和KNO3混合物加热共熔反应生成K2FeO4和KNO2，发生反应的化学方程式为Fe2O3＋4KOH＋3KNO3=2K2FeO4＋3KNO2＋2H2O。(3)H3AsO4转化为亚砷酸(H3AsO3)，As的化合价降低、发生还原反应，则通入的SO2为还原剂，被氧化生成H2SO4，反应的化学方程式为H3AsO4＋H2O＋SO2=H3AsO3＋H2SO4。(4)“酸浸”中硫化钴(CoS)、Na2SO3与盐酸共同反应生成S单质，是硫元素之间发生的氧化还原反应，反应的离子方程式：2CoS＋6H＋＋SOeq\o\al(2－,3)=2Co2＋＋3S＋3H2O。答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(2)Fe2O3＋4KOH＋3KNO3=2K2FeO4＋3KNO2＋2H2O(3)H3AsO4＋H2O＋SO2=H3AsO3＋H2SO4(4)2CoS＋6H＋＋SOeq\o\al(2－,3)=2Co2＋＋3S＋3H2O4．(1)由熔渣(FeO·Fe2O3)制得绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下(已知FeS2难溶于水)。熔渣eq\o(→,\s\up7(酸溶),\s\do5(①))溶液1eq\o(→,\s\up7(FeS2),\s\do5(②))溶液2eq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())绿矾步骤①溶解熔渣选用的试剂最好是________，步骤②加入FeS2的目的是将Fe3＋还原(硫元素被氧化为SOeq\o\al(2－,4))，发生反应的离子方程式为_________________________________。(2)硫化铋在光电、催化及储能方面有着广泛应用，还可用作新型锂离子电池的电极材料。以浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯Bi2S3的工艺流程如图。辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，写出Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式：___________________________________________________________________________。解析：(1)熔渣的主要成分为FeO·Fe2O3，酸溶时选用硫酸，生成FeSO4和Fe2(SO4)3溶液，加入FeS2的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋，FeS2中的硫元素被氧化为SOeq\o\al(2－,4)，根据化合价升降守恒和原子守恒可得离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋。(2)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，则Bi2S3与FeCl3溶液反应时，Fe3＋将－2价的硫元素氧化成单质S，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为Bi2S3＋6Fe3＋=2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S。答案：(1)硫酸FeS2＋14Fe3＋＋8H2O=15Fe2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋(2)Bi2S3＋6Fe3＋=2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S5．镧系金属元素铈(Ce)常见有＋3、＋4两种价态，铈的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。请回答下列问题：(1)雾霾中含有的污染物NO可以被含Ce4＋的溶液吸收，生成NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)物质的量之比为1∶1，试写出该反应的离子方程式__________________________________________。(2)用电解的方法可将上述吸收液中的NOeq\o\al(－,2)转化为稳定的无毒气体，同时再生Ce4＋，其原理如图1所示。①无毒气体从电解槽的____(填字母)口逸出。②每生成标准状况下22.4L无毒气体，同时可再生Ce4＋________mol。(3)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在，其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如图2：①焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。②假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为3∶1，试写出相应的化学方程式___________________________________________________________________________。解析：(1)将NO通过含Ce4＋的溶液吸收，生成NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)的二者物质的量之比为1∶1，由电子、电荷及原子守恒可知反应的离子方程式为4Ce4＋＋2NO＋3H2O=4Ce3＋＋NOeq\o\al(－,2)＋NOeq\o\al(－,3)＋6H＋。(2)①电解过程中再生Ce4＋，即Ce3＋被氧化，NOeq\o\al(－,2)被还原为无毒物质，应为N2，为阴极反应，从c处逸出；②阳极发生氧化反应，反应为Ce3＋－e－=Ce4＋，阴极发生2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，每生成标准状况下22.4L无毒气体，即1mol氮气，则转移6mol电子，由阳极方程式可知应生成6molCe4＋。(3)①焙烧过程中，CeFCO3转化生成CeO2和CeF4，焙烧过程O2参加反应，为氧化还原反应，4CeFCO3＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))3CeO2＋CeF4＋4CO2，可知主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4；②假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为3∶1，相应的化学方程式为9CeO2＋3CeF4＋45HCl＋3H3BO3=Ce(BF4)3↓＋11CeCl3＋6Cl2↑＋27H2O。答案：(1)4Ce4＋＋2NO＋3H2O=4Ce3＋＋NOeq\o\al(－,2)＋NOeq\o\al(－,3)＋6H＋(2)①c②6(3)①1∶4②9CeO2＋3CeF4＋45HCl＋3H3BO3=Ce(BF4)3↓＋11CeCl3＋6Cl2↑＋27H2O6．NaClO2是一种高效的漂白剂和氧化剂，可用于各种纤维和某些食品的漂白。Mathieson方法制备NaClO2的流程如图所示。(1)NaClO2的名称是____________。(2)反应①的化学方程式是_______________________________________________。(3)ClO2也是一种消毒剂，在杀菌消毒过程中会产生副产物ClOeq\o\al(－,2)，需将其转化为Cl－除去，下列试剂中，可将ClOeq\o\al(－,2)转化为Cl－的是________。(填字母)a．FeSO4 b．O3c．KMnO4 d．SO2(4)反应②的离子方程式是_________________________________________________。解析：(1)该化合物中Cl元素为＋3价，属于亚氯酸盐，故名称为亚氯酸钠。(2)由图示知，反应①为NaClO3、H2SO4、SO2三者之间反应生成NaHSO4、ClO2，根据得失电子守恒和元素守恒配平得方程式为：2NaClO3＋H2SO4＋SO2=2ClO2＋2NaHSO4。(3)ClOeq\o\al(－,2)转化为Cl－，元素化合价降低，需要还原剂，FeSO4与SO2均可作还原剂，故选a、d。(4)根据图示，反应②为ClO2在碱性条件下被H2O2还原为ClOeq\o\al(－,2)，H2O2被ClO2氧化为O2，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知方程式为2OH－＋2ClO2＋H2O2=2H2O＋O2↑＋2ClOeq\o\al(－,2)。答案：(1)亚氯酸钠(2)2NaClO3＋H2SO4＋SO2=2ClO2＋2NaHSO4(3)ad(4)2OH－＋2ClO2＋H2O2=2H2O＋O2↑＋2ClOeq\o\al(－,2)7．黄血盐[亚铁氰化钾，K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂)。一种制备黄血盐的工艺如图。回答下列问题：(1)步骤Ⅰ反应的化学方程式为______________________________________________。(2)工艺中用到剧毒的HCN溶液，含CN－的废水必须处理后才能排放。可用两段氧化法处理：第一次氧化：NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl；第二次氧化：NaOCN与NaClO反应，生成N2和两种盐(其中一种为酸式盐)。已知HCN是一种苦杏仁味的无色剧毒液体(常温时，Ka＝6.3×10－10)，易挥发；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。①第一次氧化时，溶液应调节为________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是________________________________________________________________________。②第二次氧化反应的离子方程式为___________________________________________。解析：(1)根据流程分析可知，步骤Ⅰ为石灰乳、FeSO4与HCN发生非氧化还原反应生成Ca2Fe(CN)6，根据原子守恒可得化学方程式为3Ca(OH)2＋FeSO4＋6HCN=Ca2Fe(CN)6＋CaSO4＋6H2O。(2)①NaCN易与酸反应生成HCN，为了防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气，第一次氧化时，溶液应调节为碱性；②反应中Cl元素化合价由＋1价降到了－1价，N元素化合价由－3价升到了0价，根据化合价升降守恒和原子守恒及题给信息，可写出离子方程式为2OCN－＋3ClO－＋H2O=N2↑＋3Cl－＋2HCOeq\o\al(－,3)。答案：(1)3Ca(OH)2＋FeSO4＋6HCN=Ca2Fe(CN)6＋CaSO4＋6H2O(2)①碱性防止生成HCN，造成人员中毒或污染空气②2OCN－＋3ClO－＋H2O=N2↑＋3Cl－＋2HCOeq\o\al(－,3)8．金属铜在人类文明中有悠久的历史，火法炼铜是铜的主要冶炼方式。以硫化铜精矿(含有铁、砷等杂质)火法炼铜的工艺流程如图。(1)写出铜锍吹炼时Cu2S发生反应的化学方程式______________________________。(2)绿水青山就是金山银山，环境保护是每位化学研究者的义务。火法炼铜产生的废气烟尘通常含有三价砷元素(As2O3)，三价砷元素的毒性是五价砷元素的60倍。通常采用氧化浸出液(含NaOH和NaClO)来处理烟尘用以降低毒性，该过程称为“烟尘除砷”。“烟尘除砷”反应的化学方程式为____________________________________________________________。解析：(1)铜锍吹炼时Cu2S与氧气反应生成Cu和SO2，根据得失电子守恒，配平反应的化学方程式为Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋SO2。(2)由信息可知，“烟尘除砷”是将三价砷元素转化为五价砷元素，则As2O3与NaOH和NaClO溶液反应生成砷酸钠、氯化钠和水，根据得失电子守恒，配平反应的化学方程式为As2O3＋2NaClO＋6NaOH=2Na3AsO4＋2NaCl＋3H2O。答案：(1)Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋SO2(2)As2O3＋2NaClO＋6NaOH=2Na3AsO4＋2NaCl＋3H2O9．三氧化钨(WO3)可用于制造钨丝、高熔点合金、硬质合金和防火材料等。一种利用黑钨矿(主要含FeWO4、MnWO4及硅、磷、砷、钼等杂质)制备WO3的工艺流程如图所示。(1)写出FeWO4在“焙烧”阶段时反应的化学方程式___________________________，该反应的氧化产物用途有________、________。(2)“除钼”阶段中，仲钼酸铵[(NH4)6Mo7O24]与(NH4)2S在溶液中反应生成硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4]，试写出该反应的化学方程式______________________________________。(3)有一种蓝钨WO3－x，钨的化合价为＋5价和＋6价，若x＝0.15，则该化合物中＋5价和＋6价的钨原子物质的量之比为________。解析：(1)“焙烧”时FeWO4与O2、Na2CO3反应生成Fe2O3、Na2WO4及CO2，发生反应的化学方程式为4FeWO4＋O2＋4Na2CO3eq\o(=,\s\up7(加热))2Fe2O3＋4Na2WO4＋4CO2↑，反应中Fe2O3是氧化产物，其为红棕色固体，常用作颜料和炼铁。(2)“除钼”时仲钼酸铵[(NH4)6Mo7O24]与(NH4)2S在溶液中反应生成硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4]，同时有NH3·H2O，发生反应的化学方程式为(NH4)6Mo7O24＋28(NH4)2S=7(NH4)2MoS4＋48NH3·H2O。(3)WO3－x中钨的化合价为＋5价和＋6价，O的化合价为－2价，若x＝0.15，设该化合物中＋5价的钨原子物质的量为amol、＋6价的钨原子物质的量为(1－a)mol，根据正负化合价代数和为0可得：5a＋6(1－a)＝2×(3－0.15)，解得：a＝0.3，则该化合物中＋5价和＋6价的钨原子物质的量之比为0.3mol∶0.7mol＝3∶7。答案：(1)4FeWO