2020年高考化学提升突破专题四 新情境下氧化还原型离子方程式书写(带答案解析)

专题04 新情境下氧化还原型离子方程式书写

——多素养角度下建立思维模型

高中学生化学学科核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个维度。高三学生的知识储备已经达到了一定程度，可以在考试中充分展示个人的学科素养，灵活自如地解决相关问题。

1．【2019新课标Ⅲ卷】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与

硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。

【答案】（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O

【解析】（1）Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣I中除了S还有SiO2；在

硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程

式为：MnO 2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。

【素养解读】从宏观辨识与微观探析的角度看二氧化锰中锰处于高价态具有氧化性，MnS中S处于最低价

具有还原性，二者发生氧化还原反应，从变化观念角度判断出产物，最后用模型认知进行方程式的配平，

得到答案。

2．【2018·高考全国卷Ⅰ，27（4）节选】Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残

留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应

的离子方程式为________________________________________________。

【答案】S2O2－5＋2I2＋3H2O===2SO2－4＋4I－＋6H＋

【素养解读】Na2S2O5可用作抗氧化剂，表现出还原性，碘单质表现氧化性，然后从微观得失电子角度判断

产物，最后通过氧化还原反应配平方法模型进行配平得到答案。

氧化还原型离子方程式书写方法

一、氧化还原反应中体现的学科核心素养

氧化还原反应中存在的核心素养有：电子得失→变化观念与平衡思想；方程式配平→模型认知；氧化性(还原性)→宏观辨识与微观探析。氧化还原反应是中学化学基础知识体系的核心，也是考生复习无机化学基础知识的有力工具，所有涉及氧化还原反应的考点都是结合具体化学物质进行命题的。

【典例1】【2017新课标2卷】取样、氧的固定：用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样

与Mn(OH)2碱性悬浊液（含有KI）混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。

“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_______________。

【答案】（2）O2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2

【解析】（2）根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2，Mn的化合价由＋2价→＋4价，

化合价升高2，氧气中O的化合价由0价→−2价，整体降低4价，最小公倍数为4，由此可得方程式

O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。

【素养解读】要以氧化还原反应规律为线索，结合元素化合物的性质，归纳已学过的化学方程式，同时也

可以根据有关信息推导陌生的化学方程式。

二、活用学科核心素养

化学学科核心素养是高中化学知识的精髓，高三学生已经比较完整地掌握了一些理论知识，初步具备了一定的学科素养，复习中要学会运用化学理论知识解释一些事实和现象出现的原因；通过分析物质组成和结构预测其性质和化学反应的趋势。化学学科素养就如一把钥匙，能使大家在考试中做到举一反三、触类旁通。

示

例

无机物知识原因

1 Na2CO3、NaHCO3水溶液显碱性盐类水解变化观念与平衡思

想

2 电解法制铝用Al2O3；不用AlCl3AlCl3为共价化合物证据推理

3 用KSCN溶液检验Fe3+形成配合物宏观辨识与微观探

析

4 明矾作净水剂盐类水解变化观念与平衡思

想

5 臭氧是绿色消毒剂无残留、无二次污染科学精神与社会责

任

【典例2】工业上常将含砷废渣（主要成分为As2S3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写

出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行，原因是________________________。

【答案】（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S

【解析】（2）根据提给信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3总共升高10价，根据得失电子守恒配平

得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考虑质量守恒，反应前少12个H和6个O，所以反应原理为

2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时，能增加反应物O2的浓度，能够有效提高As2S3的转化速

率。

【素养解读】该题给出了主要反应物和生成物，可以从宏观的价态和微观得失电子的角度进行分析，用氧

化还原反应配平模型和守恒观的角度进行确定，得出答案。

1．（1）NaCN属于剧毒物质，有多种无害化处理方法。

①H2O2处理法：NaCN＋H2O2―→N2↑＋X＋H2O。推测X的化学式为

________________________________________________。

②NaClO处理法：a CN－＋b ClO－＋2c OH－===d CNO－＋e N2↑＋f CO2－3＋b Cl－＋c H2O。方程式中e∶f的值为________(填字母)。

A．1B．

1

2C．2D．不能确定

（2）TiO2作催化剂，用NaClO将CN－氧化成CNO－，CNO－在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、