Question

1．配平下列条件下的离子反应方程式
（1）向含有1mol的明矾溶液中加入含有1molBa（OH）₂的溶液3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓；
（2）向含有2molFeBr₂的溶液中通入2molCl₂2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-；
（3）向含有3molFeI₂的溶液中通入5molCl₂4I^-+2Fe²⁺+3Cl₂ =2I₂+2Fe³⁺+6Cl^-；
（4）SO₂与酸性KMnO₄的离子反应方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（5）FeCl₃与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（6）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2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（7）实验室可由软锰矿（主要成分为MnO₂）制备K₂MnO₄，方法如下：软锰矿和过量的固体KOH和KClO₃在高温下生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl；软锰矿制备K₂MnO₄的离子方程式是3MnO₂+6OH^-+ClO₃^-$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MnO₄^2-+Cl^-+3H₂O；
（8）K₂Cr₂O₇能与热的稀硫酸酸化的Na₂C₂O₄反应，生成Cr³⁺和CO₂，该反应的离子反应方程式是Cr₂O₇^2-+3C₂O₄^2-+14H⁺=2Cr³⁺+6CO₂↑+7H₂O；
（9）在酸性溶液中IO3-能被I-还原生成碘单质，在碱性溶液中IO₃^-不能被I^-还原，而无论在酸性或碱性溶液中IO₄^-都能被I-还原，在IO₄^-与I^-的碱性溶液的反应产物中加入淀粉溶液，溶液变蓝，已知IO₄^-倍还原化合价逐步降低的，在碱性条件溶液中IO₄^-与I^-反应的离子方程式：IO₄^-+2I^-+H₂O=IO₃^-+I₂+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）明矾溶液参加反应的离子Al³⁺、SO₄^2-，Ba（OH）₂的溶液参加反应的离子是Ba²⁺、OH^-，参加反应的溶液中含有1molAl³⁺、2molSO₄^2-、1molBa²⁺、2molOH^-，Ba（OH）₂是少量，根据”少定多变“规则书写；
（2）还原性Fe²⁺＞Br^-，先反应2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，后反应2Br^-+Cl₂ =Br₂+2Cl^-，根据物质的量之比等于化学计量数之比关系书写总反应的离子方程式；
（3）还原性I^-＞Fe²⁺，先发生2I^-+Cl₂ =I₂+2Cl^-，后反应2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，根据物质的量之比等于化学计量数之比关系书写总反应的离子方程式；
（4）SO₂与酸性KMnO₄反应属于氧化还原反应，先确定反应物SO₂和MnO₄^-，产物Mn²⁺和SO₄^2-，根据化合价升降相等把上述四种物质配平，然后根据电荷守恒确定产物4H⁺，最后根据元素守恒，确定反应物2H₂O；
（5）棕色物质为I₂，参加反应的离子为Fe³⁺和I^-，产物为Fe²⁺和I₂，根据化合价升降相等配平；
（6）Fe³⁺→FeO₄^2-，铁元素化合价升高，确定氯元素化合价降低ClO^-→Cl^-，根据化合价升降相等把上述四种物质配平，然后根据电荷守恒确定反应物10OH^-，最后根据元素守恒，确定产物5H₂O；
（7）反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸根离子的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平；
（8）根据得失电子守恒把氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物配平，再根据电荷守恒和原子守恒确定反应物或产物；
（9）由题目信息可知，IO₄^-被还原时化合价是逐步降低，碱性溶液中IO₃^-离子不被I^-离子还原，故碱性溶液中IO₄^-离子与I^-反应生成碱性溶液中IO₃^-离子与I₂，据此结合守恒判断其它物质生成，配平书写．

解答 解：（1）明矾溶液参加反应的离子Al³⁺、SO₄^2-，Ba（OH）₂的溶液参加反应的离子是Ba²⁺、OH^-，含有1molAl³⁺、2molSO₄^2-、1molBa²⁺、2molOH^-，Ba（OH）₂是少量，反应产物为1molBaSO₄、$\frac{2}{3}$molAl（OH）₃，因此离子方程式为Ba²⁺+2OH^-+SO₄^2-+$\frac{2}{3}$Al³⁺=BaSO₄↓+$\frac{2}{3}$Al（OH）₃↓，即3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓，
故答案为：3Ba²⁺+6OH^-+3SO₄^2-+2Al³⁺=3BaSO₄↓+2Al（OH）₃↓；
（2）2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^- （先反应）
        2           1
      2mol     1mol
此时剩余2mol-1mol=1molCl₂，
       2Br^-+Cl₂ =Br₂+2Cl^-（后反应）
         2       1
      2mol   1mol
实际参加反应的Fe²⁺、Br^-、Cl₂的物质的量都是2mol，
总的反应关系为2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-，
                          2          2       2
                        2mol   2mol  2mol
故答案为：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-；
（3）2I^-+Cl₂ =I₂+2Cl^-（先反应）
        2      1
     6mol   3mol
      2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-（后反应）
        2        1
     3mol     1.5mol
实际参加反应的Fe²⁺、I^-、Cl₂的物质的量分别为3mol、6mol、4.5mol，
所以总反应为4I^-+2Fe²⁺+3Cl₂ =2I₂+2Fe³⁺+6Cl^-，
                    4    2      3
                6mol 3mol 4.5mol
故答案为：4I^-+2Fe²⁺+3Cl₂ =2I₂+2Fe³⁺+6Cl^-；
（4）SO₂与酸性KMnO₄反应属于氧化还原反应，
①确定已知反应物和产物，得SO₂+MnO₄^-→Mn²⁺+SO₄^2-，
②根据化合价升降相等，得5SO₂+2MnO₄^-→2Mn²⁺+5SO₄^2-，
③根据电荷守恒，结合酸性溶液，确定产物缺少4个正电荷（即为4H⁺），得5SO₂+2MnO₄^-→2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
④根据元素守恒，确定反应物2H₂O，得5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=2Mn²⁺+5SO₄^2-+4H⁺；
（5）棕色物质为I₂，参加反应的离子为Fe³⁺和I^-，产物为Fe²⁺和I₂，得Fe³⁺+I^--Fe²⁺+I₂，
根据化合价升降相等配平，得2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂，
故答案为：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
（6）①确定已知反应物和产物，得Fe³⁺+ClO^-→FeO₄^2-+Cl^-，
②根据化合价升降相等，得2Fe³⁺+3ClO^-→2FeO₄^2-+3Cl^-，
③根据电荷守恒，结合强碱性条件下反应，确定反应物缺少10个负电荷（即为10OH^-），得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-→2FeO₄^2-+3Cl^-，
④根据元素守恒，确定产物5H₂O，得2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（7）由软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在高温下反应，生成锰酸钾（K₂MnO₄）和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素由+4价升高为+6，Cl元素化合价由+5降低为-1，根据化合价升降相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3：1，再根据原子守恒配平方程式为：3MnO₂+6OH^-+ClO₃^- $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MnO₄^2-+Cl^-+3H₂O，
故答案为：3MnO₂+6OH^-+ClO₃^- $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3MnO₄^2-+Cl^-+3H₂O；
（8）①确定已知反应物和产物，Cr₂O₇^2-+C₂O₄^2-+H⁺→Cr³⁺+CO₂+H₂O，
②根据化合价升降相等，Cr₂O₇^2-+3C₂O₄^2-+H⁺→2Cr³⁺+6CO₂+H₂O，
③根据电荷守恒、原子守恒，得Cr₂O₇^2-+3C₂O₄^2-+14H⁺=2Cr³⁺+6CO₂↑+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+3C₂O₄^2-+14H⁺=2Cr³⁺+6CO₂↑+7H₂O；
（9）由题目信息可知，IO₄^-被还原时化合价是逐步降低，碱性溶液中IO₃^-离子不被I^-离子还原，故碱性溶液中IO₄^-离子与I^-反应生成碱性溶液中IO₃^-离子与I₂，反应中IO₄^-→IO₃^-，I元素化合价共降低2价，2I^-→I₂+2OH^-，I元素化合价共升高2价，故，IO₄^-的系数为1，I^-的系数为2，IO₃^-的系数为1，I₂的系数为1，根据电荷守恒，故还原OH^-生成，系数为2，故离子方程式为：IO₄^-+2I^-+H₂O=IO₃^-+I₂+2OH^-，
故答案为：IO₄^-+2I^-+H₂O=IO₃^-+I₂+2OH^-．

点评 本题考查离子方程式的书写，为高考热点，主要涉及多步反应计算、氧化还原反应的配平，注意守恒思想的运用和解题方法步骤的总结，题目难度中等．