《2025年优化探究同步导学案高中化学必修第一册人教版》

[示例] 写出$\mathrm{MnO}_2$在酸性条件下与$\mathrm{NaHSO}_3$溶液反应的离子方程式：。
第1步：$\mathrm{MnO}_2+\mathrm{HSO}_3^-\longrightarrow\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}$
第2步：$\mathrm{Mn}$降低2价，$\mathrm{S}$升高2价，故$\mathrm{MnO}_2$、$\mathrm{HSO}_3^-$前系数均为1：
$\mathrm{MnO}_2+\mathrm{HSO}_3^-\longrightarrow\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}$
第3步：方程式左边带1个负电荷，右边不带电荷，溶液显酸性，故在方程式左边添加1个$\mathrm{H}^+$使电荷守恒：$\mathrm{MnO}_2+\mathrm{HSO}_3^-+\mathrm{H}^+\longrightarrow\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}$
第4步：根据原子守恒在方程式右边加1个$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$：$\mathrm{MnO}_2+\mathrm{HSO}_3^-+\mathrm{H}^+=\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}+\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。

答案： $\mathrm{MnO}_2+\mathrm{HSO}_3^-+\mathrm{H}^+=\mathrm{Mn}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}+\mathrm{H}_2\mathrm{O}$

1. 直给信息型氧化还原反应方程式的书写
(1)已知在酸性介质中$\mathrm{FeSO}_4$能将$+6$价铬还原成$+3$价铬。写出$\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-}$与$\mathrm{FeSO}_4$溶液在酸性条件下反应的离子方程式：$\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-}+6\mathrm{Fe}^{2+}+14\mathrm{H}^+=2\mathrm{Cr}^{3+}+6\mathrm{Fe}^{3+}+7\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。
(2)用$\mathrm{NaClO}-\mathrm{NaOH}$溶液氧化$\mathrm{AgNO}_3$，制得高纯度的纳米级$\mathrm{Ag}_2\mathrm{O}_2$。写出该反应的离子方程式：$2\mathrm{Ag}^+ + \mathrm{ClO}^- + 2\mathrm{OH}^- = \mathrm{Ag}_2\mathrm{O}_2↓+ \mathrm{Cl}^- + \mathrm{H}_2\mathrm{O}$。
(3)$\mathrm{KMnO}_4$氧化废水中$\mathrm{Mn}^{2+}$生成$\mathrm{MnO}_2$的离子方程式为$3\mathrm{Mn}^{2+}+2\mathrm{MnO}_4^-+2\mathrm{H}_2\mathrm{O}=5\mathrm{MnO}_2↓+4\mathrm{H}^+$。
(4)在稀硫酸中，$\mathrm{Cr}$的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化$\mathrm{O}$的一种氢化物，$\mathrm{Cr}$被还原为$+3$价，该反应的化学方程式为$\mathrm{K}_2\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7+3\mathrm{H}_2\mathrm{O}_2+4\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4=\mathrm{K}_2\mathrm{SO}_4+\mathrm{Cr}_2(\mathrm{SO}_4)_3+3\mathrm{O}_2↑+7\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。
(5)$\mathrm{Cl}_2\mathrm{O}$为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的$\mathrm{HgO}$和$\mathrm{Cl}_2$反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备$\mathrm{Cl}_2\mathrm{O}$的化学方程式为$2\mathrm{Cl}_2+\mathrm{HgO}=\mathrm{HgCl}_2+\mathrm{Cl}_2\mathrm{O}$。
(6)在反应体系中，反应物、生成物共有7种微粒：$\mathrm{SeO}_2$、$\mathrm{KI}$、$\mathrm{Se}$、$\mathrm{I}_2$、$\mathrm{HNO}_3$、$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$、$\mathrm{KNO}_3$，其中$\mathrm{I}^-$和$\mathrm{Se}$的变化如图所示：

写出并配平该反应的化学方程式：$\mathrm{SeO}_2+4\mathrm{KI}+4\mathrm{HNO}_3=\mathrm{Se}+2\mathrm{I}_2+4\mathrm{KNO}_3+2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。

答案： $1.(1)Cr_2O_7^{2-}+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)K_2Cr_2O_7+3H_2O_2+4H_2SO_4=K_2SO_4+Cr_2(SO_4)_3+3O_2↑+7H_2O $
$(5)2Cl_2+HgO=HgCl_2+Cl_2O $
$(6)SeO_2+4KI+4HNO_3=Se+2I_2+4KNO_3+2H_2O$

2. 工艺流程型氧化还原反应方程式的书写
利用钴渣[含$\mathrm{Co(OH)}_3$、$\mathrm{Fe(OH)}_3$等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

$\mathrm{Co(OH)}_3$溶解还原反应的离子方程式为$2\mathrm{Co(OH)}_3+\mathrm{SO}_3^{2-}+4\mathrm{H}^+=2\mathrm{Co}^{2+}+\mathrm{SO}_4^{2-}+5\mathrm{H}_2\mathrm{O}$。

答案： $2.2Co(OH)_3+SO_3^{2-}+4H^+=2Co^{2+}+SO_4^{2-}+5H_2O$