【易錯分析】
細分析近幾年高考試題不難發現,對於化學方程式書寫的考查,已經悄然發生了變化,從過去單一考查課本中出現的化學方程式,逐漸演變成讓考生書寫特定情景下的化學方程式。這就要求不能機械記憶課本中化學方程式,而是要在理解反應原理的基礎上掌握化學方程式,並且能做到靈活運用。常考陌生情景中的化學方程式書寫有三類:氧化還原型的化學方程式和離子方程式的書寫、複分解型的化學方程式和離子方程式的書寫、水解型化學方程式的書寫。書寫化學方程式時注意不要出現化學式錯誤(大小寫、上下標)、反應條件錯誤、物質拆分錯誤、物質判斷錯誤、配平係數錯誤等典型錯誤。
【錯題糾正】
例題1、(1)工業上用鐵屑還原法製備NaI的流程如圖所示,反應②中NaIO3被Fe單質還原為NaI,同時生成Fe(OH)3,該反應的化學方程式是________;在該反應中若有99gNaIO3被還原,則轉移電子的物質的量為________mol。
(2)輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料製備硝酸銅的工藝流程如下,寫出浸取過程中Cu2S溶解的離子方程式。
Fe能從CuCl2溶液中置換出銅,可證明Fe比Cu的還原性強,反應方程式為:Fe+Cu2+===Fe2++Cu。電解精煉銅時,粗銅作陽極(Cu-2e-===Cu2+),純銅作陰極(Cu2++2e-===Cu),含Cu2+的溶液作電解質溶液。(2)從流程圖中的各方框的進出箭頭可以迅速得出總反應的反應物是SO2和H2O,生成物是H2SO4和H2,I2是循環使用的物質,可以迅速寫出反應的總方程式為2H2O+SO2====H2SO4+H2,碘化氫的分解反應是可逆反應,應從化學平衡角度分析分離出氫氣的目的。
【答案】(1) Fe+Cu2+===Fe2++Cu,①,粗銅,Cu-2e-===Cu2+(2)2H2O+SO2====H2SO4+H2;減小氫氣的濃度,使HI分解平衡正向移動,提高HI的分解率
【知識清單】
1.氧化還原反應方程式的配平
配平的關鍵是確定還原劑(或氧化劑)化合價升高(或降低)總數,這就必須弄清還原劑(或氧化劑)中有幾種元素發生化合價變化,每一種元素有幾個變價原子。配平的原則是化合價升降總數相等。氧化還原反應方程式的配平步驟:
(1)寫出反應物和生成物的化學式,並標出反應前後變價元素的化合價。
(2)列出元素化合價升高和降低的數值。
(3)求出最小公倍數,使化合價升高和降低總價數相等。
(4)用觀察法配平其他物質的係數。
(5)將「——」寫為「=」,給定條件的寫明條件。
2.陌生化學方程式書寫解題思路
(1)根據所學知識和題目所給信息(包括圖像、工藝流程圖等),找出氧化還原反應中的氧化劑+還原劑→氧化產物+還原產物,確定反應物和生成物時,特別要注意元素的化合價及其升降變化,溶液的酸鹼性,鹽類水解,相關物質的氧化性、還原性,要注意區分最初反應物和中間反應物、最終產物和中間產物,要重視「過量」「少量」「反應物比例」等決定生成物化學式的關鍵條件。
(2)標反應前後化合價有變化元素的化合價,求化合價升高、降低數目的最小公倍數使化合價升降的總數目相等(得失電子總數相等),確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的化學計量數。
(3)觀察方程式兩邊離子所帶電荷數是否相等,若不等,要使電荷守恆,根據反應是在何種環境(酸性、鹼性)中進行的加H+或OH-。若在酸性環境中:一邊加a個H+(電荷守恆),另一邊加b個H2O(原子守恆);若在鹼性環境中:一邊加m個OH-(電荷守恆),另一邊加n個H2O(原子守恆)。
(4)覆核驗證該氧化還原反應方程式是否只有已經得出的這種情況;是否與試題中所要求的吻合;所寫反應物、生成物是否正確;所得出的各種生成物在給定酸性或鹼性條件下能否大量共存;是否遺漏了反應條件;該條件下所寫的生成物能否與過量的反應物繼續反應。
【變式練習】
1.Li4Ti3O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為Fe TiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質)來製備,工藝流程如下,「酸浸」後,鈦主要以形式存在,寫出相應反應的離子方程式________,寫出「高溫煅燒②」中由製備的化學方程式。
2.水泥是重要的建築材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,並含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示,沉澱A的主要成分是_____,其不溶於強酸但可與一種弱酸反應,該反應的化學方程式為__________________。
3.為探究硫酸亞鐵的分解產物,將裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗後反應管中殘留固體為紅色粉末,寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________。
4.NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產工藝如下,寫出「反應」步驟中生成ClO2的化學方程式_______。
5.以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCO3]為原料製備KClO3的流程如下,氯化過程控制電石渣過量,在75℃左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應,Ca(ClO)2進一步轉化為Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2分解為CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化學方程式為。
6.輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料製備硝酸銅的工藝流程如下,寫出步驟「還原」中可能發生反應的離子方程式 。
7.查閱資料知,在不同溫度下Fe2O3被CO還原,產物可能為Fe3O4、FeO或Fe,固體質量與反應溫度的關係如下圖所示,根據圖像推斷670℃時反應的化學方程式為__________。
8.過二硫酸鉀(K2S2O8)具有強氧化性,可將I-氧化為I2:S2O+2I-===2SO+I2。通過改變反應途徑,Fe3+、Fe2+均可催化上述反應。試用離子方程式表示Fe3+對上述反應催化的過程:____________、_________。
9.輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料製備硝酸銅的工藝流程如下,寫出浸取過程中Cu2S溶解的離子方程式。
10.實驗室常見儀器(藥品)等設計的部分裝置如下圖(部分夾持和加熱儀器未畫出)。某化學興趣小組欲在加熱條件下,以NH3還原CuO可製得N2,同時獲得活性銅粉。若需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料,整套制氣裝置按氣流從左到右的連接順序是________(填字母)。獲得N2的反應原理是_______________(寫反應方程式)。
11.硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料製備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示,寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式____________________,「淨化除雜」加入H2O2溶液發生反應的離子方程式_______________________。
12.鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質,以下是以鉻鐵礦為原料製備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程圖,已知焙燒時FeO·Cr2O3轉化為Na2CrO4和Fe2O3,則焙燒時反應的化學方程式為___________,生成Y的離子方程式___________________。