知識歸納
1．若實驗室用CaO和碳銨作原料製取氨氣，用一個化學方程式表示反應原理。[解析]NH4HCO3熱分解的產物是NH3、CO2和H2O，CaO既吸收CO2又吸收H2O。 NH4HCO3＋2CaO＝NH3↑＋CaCO3＋Ca(OH)2
2．“在溶液中發生的離子互換反應一般總是向離子濃度減少的方向進行。”此話實際上是存在少數反例的。請舉一個典型反例，用化學反應方程式(或離子方程式)表示。[答]NH3·H2O＋CH3COOH→NH4＋＋CH3COO-＋H2O
[解析] 雖説碳酸的酸性強於H2S，不至於在該反應中產生H2S和Na2CO3。一般而言，多元酸的正鹽與酸(包括弱酸)是不能共存的。反應產物是NaHS和NaHCO3。
4．將0.3mol/L NaOH溶液和0.1mol/l Ca(H2PO4)2溶液等體積混合，充分攪拌後靜置，反應充分進行。寫出此反應的離子方程式。[解析] NaOH與Ca(H2PO4)2 3:1反應。Na+實際不參加反應。3OH- ＋ Ca2+ ＋2H2PO4－H2O是最弱的電解質，所以它常常是離子反應中的第一產物。本例中有3份OH-，頂多產生3份H2O。
3OH- ＋ Ca2+ ＋2H2PO4－ →3H2O
剩餘微粒尚有1份Ca2+、1份HPO42－和1份PO43－。先組合成最難溶的Ca3(PO4)2(1/3份)，還剩1/3份PO43－和1份HPO42－，
3OH- ＋ Ca2+ ＋2H2PO4－ → 3H2O ＋1/3 Ca3(PO4)2↓＋ 1/3 PO43－ ＋HPO42－
兩邊乘3，結果是：3Ca2+ ＋6H2PO4－ ＋ 9OH-＝ Ca3(PO4)2↓＋ PO43－ ＋3HPO42－ ＋ 9H2O
6．Na2S2O3溶液與Al2(SO4)3溶液混合，寫出發生反應的離子方程式。
[解析] 已知Na2S2O3在酸性條件下發生“歧化”生成SO2和S，Al2(SO4)3在此起的就是酸化作用：Al3+＋3H2O≒Al(OH)3＋3H+
答：3S2O32－＋2Al3+＋3H2O＝3SO2↑＋2Al(OH)3↓＋3S↓
8．固體V2O5是兩性氧化物，在強酸性溶液中以釩氧基離子(VO2+)形式存在，在強鹼性溶液中以釩酸根離子(VO3－)形式存在。VO2+具有強氧化性，能將Cl-氧化為Cl2，本身被還原成VO+。寫出V2O5溶於下列溶液中發生反應的離子方程式。 (1)溶於硫酸 (2)溶於氫氧化鈉溶液(3)溶於鹽酸 [答] (1)或V2O5＋2H+→2VO2+＋H2O；(2)或V2O5＋2OH-→2VO3－＋H2O；(3)V2O5＋6H+＋4Cl-→2VO+＋2Cl2＋3H2O
二．氧化還原半反應
10．一個完整的氧化還原反應方程式可以被拆寫成兩個“半反應”式，一個是“氧化反應”式，一個是“還原反應”式。如2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+ 的拆寫結果是：氧化反應，Cu－2e-＝Cu2+；還原反應，Fe3+＋e-＝Fe2+。(式中E為所轉移的電子)據此，請將反應式3NO2 ＋ H2O ＝ 2H+ ＋ 2NO3－ ＋NO，拆寫成兩個半反應式： 氧化反應：_____________________________________________
還原反應：_____________________________________________[解析] 氧化劑和還原劑都是NO2，失電子後的氧化產物是NO3－，NO2 －e- ＋ →NO3－
為將兩邊電荷配平，在右邊加上2H+，NO2 －e- →NO3－ ＋ 2H+
最後用H2O將方程兩邊的H、O原子配平，NO2 －e- ＋ H2O →NO3－ ＋ 2H+得電子後的還原產物是NO，NO2 ＋2e- → NO 為將兩邊電荷配平，在左邊加上2H+，NO2＋2e- ＋ 2H+ → NO
最後用H2O將方程兩邊的H、O原子配平，NO2 ＋2e- ＋ 2H+ →NO ＋ H2O
11．一種新型燃料電池，以多孔鎳板為電極，以KOH溶液為電解液。分別向兩極通入乙烷和氧氣，寫出該電池負極的反應式。
[解析] 負極失電子，C2H6發生氧化反應。C2H6的C作“－3價”計，最穩定的氧化產物應是CO32－(鹼性條件下)，升7價，每個C2H6分子失14個電子。C2H6－14e-→2CO32－ 因為電荷平衡的需要，方程式左邊加18個OH-，最後配H2O。C2H6＋18OH-－14e-→2CO32－＋12H2O
12．將Ag2O＋Zn＋H2O＝＝2Ag＋Zn(OH)2拆寫成兩個半反應式。
若依據這一反應構造一個鹼性原電池，電池的正極材料是_____________。[答] 負極：Zn－2e-＋2OH-＝Zn(OH)2；正極：Ag2O＋2e-＋H2O＝Ag＋2OH-
13．常用的一種乾電池叫鋅錳乾電池，正極材料是石墨棒，鋅筒既是盛器也是負極材料，電解液是含NH4Cl、ZnCl2和MnO2的糊狀物。其正極反應可表示為：2NH4＋＋2e-＝2NH3↑＋H2↑，產生的NH3和H2通過以下兩個反應被吸收：Zn2+＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2+；2MnO2＋H2＝2MnO(OH)，請寫出包括[Zn(NH3)4]2+、MnO(OH)兩種產物在內的總電池反應方程式。
[答]2Zn＋4NH4＋＋4MnO2→Zn2+＋[Zn(NH3)4]2＋＋4MnO(OH)
14．鋰電池的負極材料為鋰，正極材料包括SOCl2，置於鋰鹽的非水溶液中。該電池反應為4Li＋2SOCl2→4Li+＋4Cl-＋S＋SO2。寫出其正極反應方程式。[答]2SOCl2＋4e-→4Cl-＋S＋SO2
15．鉛蓄電池的負極材料為鉛，正極材料為鍍了PbO2的鉛，其電池反應式為Pb＋PbO2＋2SO42－＋4H+→2PbSO4＋2H2O。寫出其負極和正極反應方程式。
[答]Pb－2e-＋SO42－→PbSO4 PbO2＋2e-＋SO42－＋4H+→PbSO4＋2H2O
16．鎳鎘電池是一種鹼性電池，其電池反應式為：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O→Cd(OH)2＋2Ni(OH)2，寫出其負極和正極反應方程式。[答]Cd－2e-＋2OH-→Cd(OH)2 NiO(OH)＋e-＋H2O→Ni(OH)2＋OH-
三．關於鹵素
17．CuH是一種難溶物，(1)它能在氯氣中着火，(2)它能與鹽酸反應放出氣體。請寫出這兩個反應的化學方程式。 [解析] Cl2是強氧化劑，與CuH劇烈反應，產物應該是最高價的Cu(Ⅱ)和H(Ⅰ)：2CuH＋3Cl2＝2CuCl2＋2HClHCl不是強氧化劑，反應放出的氣體只能是H2：CuH＋HCl＝CuCl＋H2
18．在某KI和KIO3混合溶液中通入H2S，生成I2和SO42－。該反應包含兩個獨立的氧化還原反應。
(1)寫出兩個獨立的氧化還原反應的離子方程式。(2)如果該反應完成後溶液pH值仍顯示中性，寫出總反應的離子方程式。[解析] 一種氧化劑(KIO3)，兩種還原劑(KI、H2S)，故存在兩個獨立的氧化還原反應：5I-＋IO3－＋6H+→3I2＋3H2O；5H2S＋8IO3－→5SO42－＋4I2＋2H+＋4H2O
將兩式中的H+合併消去得：I-＋3H2S＋5IO3－→3I2＋3SO42－＋3H2O可見參加反應的IO3－與I-為5:1的關係，如果該比例改變，總反應方程式的結果也隨之改變。可見該類反應方程式的配平結果是不確定的。
19．某化學反應的反應物和產物如下：KMnO4＋KI＋H2SO4→MnsO4＋I2＋KIO3＋K2SO4＋H2O，欲配平該化學方程式，你認為首先要解決的是什麼問題？
[答] 確定兩種氧化產物(I2和KIO3)的比例。
20．KClO3與濃硫酸反應可製得ClO2。試寫出該反應的化學方程式。
[解析] ClO2是KClO3的還原產物，這裏沒有還原劑，只能是自身氧化還原了。H2SO4在此的作用為酸化。3KClO3＋H2SO4→KClO4＋2ClO2＋K2SO4＋H2O
21．已知在酸性條件下，KBrO3的氧化性強於KIO3。將KBrO3、KIO3、KI三種溶液兩兩混合並分別酸化，寫出可能發生的反應的離子方程式。(鹵素的化合價除0和＋5外，不考慮其它價態的產生) [答]2BrO3－＋10I-＋12H+→5I2＋Br2＋6H2O 6BrO3－＋5I-＋6H+→5IO3－＋3Br2＋3H2O IO3－＋5I-＋6H+→3I2＋3H2O
22．強鹼性條件下NaBH4能使許多金屬離子還原為金屬單質，並生成BO2－，冶金工業中常用它處理含Au3+的廢液。完成該反應的離子方程式。[答]8Au3+＋3BH4-＋24OH-→8Au＋3BO2－＋18H2O(注意BH4-中H為－1價)
四．關於硫、氧元素23．飼養金魚用的自來水需經日光曝曬或在敞開的容器中放置一晝夜方可使用。如有急用，需在自來水中溶入少量大蘇打。請用離子方程式表示大蘇打的作用。 [答]S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO42－＋8Cl-＋10H+
[解析] 可將HCOOH的C看作“＋2價”，將Na2S2O4的S看作“＋3價”，因此C升2價，S降1價，兩者的反應比是1:2： HCOOH ＋ 2SO2 ＋4NaOH ＝ Na2S2O4 ＋Na2CO3 ＋3H2O
25．過二硫酸H2S2O8及其鹽是氧化性比KMnO4還強的氧化劑。有人認為S在其中的化合價為＋7，有人反對。反對的理由是什麼？寫出過二硫酸銨在酸性溶液中氧化Mn2+的離子方程式。[解析] 過氧基的兩個O的氧化數為－1而不是－2(類似H2O2)。但配平時仍可將S當“＋7價”計。S降1，升Mn5。
5S2O82－＋2Mn2+＋8H2O＝10SO42－＋2MnO4－＋16H+
26．S2O在鹼性條件下發生歧化，反應產物包括S2-、S2O42－和SO32－。該反應包含兩個獨立的歧化反應。
(1)寫出兩個獨立的歧化反應的離子方程式。(2)如果兩個歧化反應產生等量的S，寫出總反應的離子方程式。 [答](1)5S2O＋14OH-→4S2－＋3S2O42－＋7H2O S2O＋4OH-→S2－＋SO32－＋2H2O
(2)9S2O＋30OH-→8S2－＋3S2O42－＋4SO32－＋15H2O
27．黃鐵礦石與焦炭充分混合(FeS2與C的質量比為5:2)，在有限量的空氣中緩慢燃燒，結果可得到硫磺(副產物是Fe和C的氧化物)。請寫出此燃燒反應的化學方程式。
[解析] “有限量”的空氣即氧氣不足，是為了得到硫磺(加焦炭也是為了防止硫燃燒)。既然氧氣不足，Fe和C的主要燃燒產物不應該是它們的最高價。
2FeS2＋8C＋5O2＝2FeO＋8CO＋4S 或 3FeS2＋12C＋8O2＝Fe3O4＋12CO＋6S
28．王水能將極難溶的HgS溶解，反應產物包括HgCl42－、SO2、NO，請寫出這個反應的離子方程式。
[解析] S升了6價，N(降了)3價，HgS與NO3－按1:2反應，HgS＋2NO3－＋4Cl-＝HgCl42－＋SO2＋2NO
因為電荷配平的需要，在方程左邊加上4H+，最後用H2O將H、O原子配平。
HgS＋4H+＋2NO3－＋4Cl-＝HgCl42－＋SO2＋2NO＋2H2O
本反應説明了王水的作用。由於HgS極難溶，單獨的硝酸不能將它氧化，遂與鹽酸聯手，因為Cl-配合“綁架”了Hg2+(生成絡合離子HgCl42－)，促使平衡向正向移動。
[解析] 壓強為零即產物中無CO2、CO和H2O，高温條件下也不考慮NaHCO3的生成，產物只能是Na2CO3(含C)和NaOH(含H)。 2CxHy ＋x O2 ＋ (2x ＋y) Na2O2＝ 2x Na2CO3 ＋2yNaOH
30．將少量O3通入酸性KI溶液，溶液變紅。寫出反應的離子方程式。 [解析] I-的氧化產物和O3的還原產物都是清楚的，問題在於O3是被完全還原還是有部分轉變成O2。考慮到O3不穩定，容易分解為O2，而O2是穩定的，常温下不表現強氧化性。 O3＋2I-＋2H+→O2＋I2＋H2O(按O＋2I-＋2H+→I2＋H2O配平更容易)
[解析] 不妨將沒有變化的苯環看作“零價”，於是乙基的C為“－2.5”價，羧基的C為“＋3價”。可見四個乙基C中兩個升了“5.5價”，兩個升了“6.5價”，共“升了24價”。5C2H5-C6H4-C2H5 + 24MnO4－ ＋ 72H+→5HOOC－C6H4-COOH ＋24Mn2+ ＋ 10CO2↑ ＋ 56H2O
32．已知碳酸鹽MCO3在空氣中被煅燒會發生化合價的變化。若1mol MCO3與足量O2反應後固體質量減少28g，則m(的化合價變為)____。[解析] 據質量差，反應方程式為 MCO3+(1/2)O2→MO2＋CO2[答] ＋4
五．關於氮元素33．已知氨很容易被氯氣氧化成氮氣。現在一定條件下將氨和氯氣以1:1(物質的量之比)混合，請用一個化學方程式表示此反應的實際情況，並配平。 [解析] 氯的還原產物當然是－1價，氨被氯氣氧化成氮氣的反應式為：2NH3 ＋3Cl2 ＝ N2 ＋ 6HCl氨和氯氣以3:3混合，剩下的1份NH3與HCl結合為NH4Cl：3NH3 ＋3Cl2 ＝ N2 ＋ 5HCl ＋NH4Cl
34．濃硝酸能將P4氧化至最高化合價。寫出這個化學反應的化學方程式。
[解析] 磷的最高化合價為＋5，但寫P2O5不合適，因為P2O5極易溶於水變成H3PO4。20HNO3 ＋P4 ＝ 4H3PO4 ＋20NO2 ＋ 4H2O
[解析]（1）C8N8O16→8CO2＋4N2 (2)產物遠比反應物穩定；分解產物完全是氣體，體積膨脹功很大。
36．寫出黑火藥爆炸主要反應的化學方程式。 [解析] 至少讓學生知道：1)因為是古代發明，黑火藥的原料是自然界現成的；2)炸藥爆炸的主要產物是氣體，沒有氣體的膨脹哪來到威力？3)常見炸藥往往是硝基或硝酸根含量較高的。
3C＋2KNO3＋S==K2S＋3CO2↑＋N2↑
37．已知亞硝酸不穩定。寫出NF3與水充分反應的化學方程式。
[解析] 可以首先考慮NF3的水解：NF3＋3H2O→N(OH)3＋3HF (NF3＋2H2O→HNO2＋3HF)HNO2不穩定，歧化為較穩定的NO和HNO3(NO2與H2O反應的產物還是NO和HNO3)：3HNO2 →2NO＋HNO3＋H2O 結果為：3NF3＋5H2O→2NO＋HNO3＋9HF
38．二甲基肼是一種火箭燃料，氧化劑是N2O4。如果燃燒充分，產物無毒。寫出二甲基肼在與N2O4充分燃燒的化學方程式。
[解析] 肼即聯氨(NH2-NH2)。本題表明火箭燃料的主要燃燒產物全部是穩定的氣體，氣體膨脹功達到最大。
C2H8N2＋2N2O4→4H2O＋2CO2＋3N2