新情境下化学方程式的书写教案

《新情境下化学方程式的书写》专题教案

【考纲解读】①能正确书写化学方程式和离子方程式。

②了解原电池和电解池工作原理，能书写电极反应式和电池反应方程式。 【真题分布】

新情境下化学方程式的书写，一直是化学高考涉及的重点和热点之一，全国新课标理综化学试题中2010年15分，2011年19分，2012年22分其中属于新情景条件下的化学方程式、离子方程式的书写就有10处之多（包含选修部分）！必考题有6处12分；2013年考查力度进一步增大，仅必考题就有7处16分，选修题5处12分。 【命题趋势】

化学方程式作为一种专用的学科语言，在高考中题型灵活多变，考查方式稳中求新，其重要性毋庸置疑。对近几年全国各地高考题研究后发现：高考中，化学方程式的书写不再是课本上内容的简单重复再现，而是要求在新情境条件下写出相应的方程式，难度加大不少。针对近四年各地高考，特别是课改地区的命题规律，预计在2014年高考全国新课标卷中会保留对传统重要化学方程式的考查（包括量的计算），更会推陈出新，展示新情境，给出新条件，让考生书写陌生的化学方程式。 【解题策略】

【教学设计】 Ⅰ．非氧化还原反应类：

例1．人民网2011年9月4日电：4日16时40分，甘肃境内316国道一辆装有SiCl 4的汽车

翻倒发生泄漏，遇雨形成白色烟雾，致使与公路并行的陇海铁路接触网因短路发生供电跳闸，多辆列车停运。

请结合以上新闻中有关信息，写出SiCl 4与H 2O 反应的化学方程式：

SiCl 4 ＋ 3H 2O ＝H 2SiO 3 ＋4HCl （或SiCl 4 ＋ 2H 2O ＝SiO 2 ＋4HCl ） 规律小结：

新情境下非氧化还原类化学方程式的书写，因没有涉及元素化合物的变化，故组成物质的各元素在发生反应时复分解重组，生成常见物质，一般用观察法即可配平。 变式练习1．(2011·海南14节选) CH 3MgCl 是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为:

＋2_价，该化合物与水发生水解的化学方程式的书写:

2CH 3MgCl ＋2H 2O ＝Mg(OH)2↓＋MgCl 2＋2 CH 4↑

变式练习2．已知CaC 2与水反应生成乙炔和Ca(OH)2，Al 4C 3与水反应生成甲烷和Al(OH)3，请

写出Mg 2C 3与H 2O 反应的化学方程式：Mg 2C 3 ＋4H 2O ＝2Mg(OH)2 ↓＋C 3 H 4↑

变式练习3．铵明矾NH 4Al(SO 4)2·12H 2O 是一种重要的化学原料，在食品加工，净水环保等方

面有着重要作用。①.工业上将Al(OH)3、H 2SO 4和(NH 4)2SO 4混合后制备铵明矾，请写出该反应的化学方程式：

2Al(OH)3＋3H 2SO 4＋(NH 4)2SO 4＝2NH 4Al(SO 4)2＋6H 2O

②．由铵明矾分解制备Al 2O 3陶瓷的化学方程式如下.请配平：

NH 4Al(SO 4)2·12H 2O ＝ Al 2O 3＋ NH 3↑＋ N 2↑＋5SO 3↑＋ SO 2↑＋ H 2O

Ⅱ．氧化还原反应类：

例2．(2011·北京模拟节选) 已知Al 粉与NaNO 3在足量的NaOH 溶液作用下发生反应。生成有

刺激性气味的气体.请写出该反应的离子方程式： 8Al ＋ 3NO 3— ＋ 5OH — ＋ 2H 2O ＝8 AlO 2— ＋ 3N H 3↑

例3. 400℃亚铁氰化钾（K 4[Fe(CN)6]）氧化并分解产生CO 2、KCN 、Fe 3C 及另一种气体单质请写

出其化学反应方程式：

5O 2 +3K 4[Fe(CN)6]5CO 2 +12KCN + Fe 3C + 3N 2

规律小结：

此类化学方程式的书写涉及元素化合价的变化。虽参加反应的物质可能比较陌生，但可依据氧化还原的得失电子守恒思想，写出主要反应物和产物，再根据溶液的性质，补上适当的反应物或生成物。具体步骤如下：

1.根据题中信息，明确题目给出的反应物和生成物，确定氧化剂和还原剂，氧化产物和还

原产物。

2.利用价态变化规律指出可能缺少的含有价态变化的物质，然后配平氧化剂、还原剂的化

学计量数。

3.利用质量守恒定律并结合介质的酸碱性，添加H 2O 、OH －、H +等物质。

变式练习4．（2011山东）Na 2S 溶液长期放置有硫析出原因（用离子方程式表示）:

2S 2-+2H 2O+O 2 = 2S↓+4OH -

变式练习5.（2012全国课标卷）实验室中可用氯仿(CHCl 3)与双氧水直接反应制备光气（COCl 2），

其反应的化学方程式为：CHCl 3＋H 2O 2＝HCl ＋H 2O ＋COCl 2

变式练习6.（2012上海）已知二氧化硒是氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，

通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成二氧化硒以回收硒。Se 和浓硝酸反应的还原产物为NO 和NO 2，且NO 和NO 2的物质的量之比为1:1，写出Se 和浓硝酸的反应方程式：

Se ＋2HNO 3（浓）＝SeO 2 ＋NO ↑＋NO 2↑＋ H 2O

配平

反应物和生成

审题 抓信息和限定

依

据

三种守恒关系

推断

变式练习7.过氧化钠可与氯化亚铁溶液反应。若淡黄色固体与氯化亚铁反应的物质的量之比为1：2，且无气体生成，则该反应的离子方程式为

3Na2O2+6Fe2++6H2O=4Fe(OH)3↓+6Na++2Fe3+

变式练习8.（2013全国课标卷节选）某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6,现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件为给出）。

回答下列问题：

（1）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式:2Al+2OH－+6H2O=2Al(OH)4－+3H2↑（2）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式: 2LiCoO2+3H2SO4+H2O2△Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、2H2O2△2H2O+O2↑ (3)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式:

Co SO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑

（4）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-x CoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程

式:

1522626

Li CoO Li C LiCoO C

-

+=+

Ⅲ．电化学方程式

例4．（2012全国课标卷）高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为：2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－= 2 FeO42－＋5H2O＋3Cl－（或2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=

2 FeO42－＋5H2O＋3Cl－）。

与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为FeO42－+ 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-，该电池总反应的离子方程式为：3Zn＋2 FeO42－＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－。规律小结：

对于陌生情景的电极反应式还有如下几点值得注意：

①、先确定化学电源的两极材料和介质（电解液及固体传导介质），然后依据氧化还

原反应原理确定正负极反应的物质，关注“介质”，能否参与反应，能反应的介质写入电极反应式。

②、形式上是离子反应方程式且是氧化反应或还原反应，弱电解质在电解池电极反应

中可以拆开。

变式练习9.（2011广东）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为：

Al－3e- + 7 AlCl4―=4 Al2Cl7-

变式练习10. (2011江苏18节选) 银锌碱性电池的电解质为KOH溶液，电池放电时的正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4.写出该电池的反应方程式：

Ag2O2+ 2Zn+ 4KOH + 2H2O＝2K2Zn(OH)4+ 2Ag

变式练习11．甲烷燃料电池在以KOH溶液为介质的电极反应式为：

正极：2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-负极：CH4 - 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O

变式练习12.（2013全国课标卷节选）二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新能源。

有合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以

下四个反应：

甲醇合成反应：

(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H1=-90.1kJ·mol-1

（ii）CO2(g)+3H2（g）=CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0k·mol-1

水煤气变换反应:

(iii) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1

二甲醚合成反应：

（iv）2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）△H4=-24.5kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程:

3232

23

Al OH Al O H O

∆+

（）（以化学方程式表示）.

2.由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为

2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=－204.7 kJ·mol－1

（3）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_ C2H6O+3H2O－12e－=2CO2+12H+Ⅳ．热化学方程式：

例4．燃煤废气中的氮氧化物（NO x）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物，如：

H2SO4、H2O2