一、教学目标:
1、理解氧化还原反应的基本原理,能写出较简单的信息型氧化还原反应方程式。 2、掌握正确书写氧化还原反应方程式的一般方法和基本技巧。
3、能够准确获取试题所给的有用信息,并与已有知识整合,在分析评价的基础上应用新信息,形成一定的信息素养。 二、教学过程
氧化还原反应的内容贯穿于中学化学的始终,许多重要的元素化合物知识与氧化还原反应有关。近几年,根据信息书写氧化还原反应方程式成为重现度较高的一种题型。同学们需要将理论化学和元素化合物知识有效连接起来,并结合氧化还原反应基本概念、基本规律、计算、配平等知识进行作答,综合程度不言而喻。然而这部分知识也是有基本规律和方法可循的,下面就信息型氧化还原反应方程式的书写进行分析。
基础再现:请写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式。 3Cu + 2NO3- + 8H+ == 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
若改成—Cu + —NO3- + — == —Cu2+ + —NO↑+ — ,就成了信息型氧化还原反应方程式书写的题型。
1、书写信息型氧化还原反应方程式的基本步骤
(1)根据氧化还原反应基本概念和基本规律,结合题目中的信息准确识别氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物,初步确定方程式的主体框架。
(2)得失电子守恒。利用最小公倍数法,确定氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物的计量数。
(3)电荷守恒。根据溶液的酸碱性,在方程式的两端通过添加H+、OH-,使方程式满足电荷守恒。
(4)原子守恒。在方程式两端通过添加H2O,使方程式满足原子守恒。 2、根据氧化还原反应的基本概念和规律书写方程式 解题关键是从信息中识别出氧化剂和还原剂,以及氧化产物和还原产物,初步确定方程式的框架,然后在方程式的两端通过添加H+、OH-、和H2O,使方程式满足原子守恒和电荷守恒。
例题1、某一反应体系有反应物和生成物共六种粒子:O2、H+、Cr2O72-、Cr3+、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2,写出该反应的离子方程式。 Cr2O72- + 3H2O2 + 8H+ == 2Cr3+ + 3O2↑+ 7H2O 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物
变式训练:氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式。
答案:CuH + NO3- +3H+ == Cu2+ + NO↑+ 2H2O 3、灵活运用溶液的酸碱性和水
分析题目所给的条件,溶液是酸性溶液、碱性溶液还是不给溶液酸碱性。常见组合方式有: 等号前面 等号后面 使用条件 H+ H2O 组合一 酸性溶液 H2O H+ 组合二 酸性溶液或酸碱性未知 OH- H2O 组合三 碱性溶液
H2O OH- 组合四 碱性溶液或酸碱性未知
注意:也有少数离子反应等号一边同时出现H+和H2O或OH-和H2O。
例题2、书写下列反应的离子方程式。
(1)酸性条件下Cr2O72-与Fe2+反应生成Fe3+和Cr3+ (2)SO2通入稀硝酸盐溶液中
(3)在碱性条件下Fe3+被ClO-氧化成FeO42- (4)淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝
(5)亚硫酸氢盐溶液与稀硝酸盐溶液反应
答案:(1)Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ == 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O(组合一) (2)3 SO2 + 2 NO3- + 2 H2O == 3 SO42- + 2 NO↑+ 4 H+(组合二) (3)2 Fe3+ + 3 ClO- + 10 OH- == 2 FeO42- + 3 Cl- + 5 H2O(组合三) (4)4 I- + O2 + 2 H2O == 2 I2 + 4 OH-(组合四)
(5)3 HSO3- + 2 NO3- == 3 SO42- + 2 NO↑+ H+ + H2O(在同一侧)
变式训练:向含碘废液中加入Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,请写出其离子方程式。
答案:SO32- + I2 + H2O == 2 I- + SO42- + 2H+ 4、附加信息的氧化还原反应方程式的书写 获取有效信息是学习能力的重要体现,在书写氧化还原反应时,必须首先提取重要信息,如气体,沉淀,颜色变化等,根据附加信息,结合情境达到准确书写方程式的目的。
例题3、单质硒(Se)可能污染环境,通过与浓硝酸反应生成二氧化硒(SeO2),以回收Se,已知Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1:1,写出Se和浓硝酸反应的离子方程式。
Se + 2NO3- + 2H+ ==SeO2 + NO↑+ NO2↑+ H2O 还原剂 氧化剂 氧化产物 还原产物
变式训练:已知Pb在化合物中+2和+4价,取一定量H2SO4酸化的MnSO4溶液,向其中加入少量的PbO2固体后,固体溶解,同时溶液变为紫红色,试写出该反应的离子方程式。
答案:5 PbO2 + 2 Mn2+ + 4 H+ == 5 Pb2+ + 2 MnO4- + 2 H2O 5、有定量关系的氧化还原反应方程式的书写
信息中如果明确给出反应物或生成物之间的比例关系,这些信息可以帮助我们分析物质的价态转化,并确定各物质的计量数,为方程式的正确书写提供了有效保证。
例题4、实验室将NaClO3和Na2SO3按物质的量之比2:1倒入烧瓶中,用水浴加热,同时滴入H2SO4,产生棕黄色气体X,反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应,写出该反应的离子方程式。
2 ClO3- + SO32- + 2 H+ == 2 ClO2 + SO42- + H2O
变式训练、研究表明,Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景广阔,可用FeSO4
和Na2O2反应制备,在反应中,FeSO4与Na2O2的物质的量之比为1∶3,其中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,已知产物中,除Na2FeO4外,还有Na2O、Na2SO4,试写出该反应的化学方程式。
答案:2 FeSO4 + 6Na2O2 == 2Na2FeO4 + 2Na2O + 2Na2SO4 + O2↑
根据信息书写氧化还原反应,尽管题目新颖,信息丰富,内容别致,变化多端,然而这其中仍然有规律可循,在书写这些反应时,应从中首先获取有效的信息,进而可以根据氧化还原反应的特点和规律书写出正确的方程式。只有将氧化还原反应的基本知识和信息衔接,才能提高自己的分析问题和解决问题的能力。
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