内容正文:
第二章
第8讲 氧化还原反应的配平和计算
[真题探究]
1.(2019·全国卷Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为_______________
________________________________________________________________。
答案 2Mg2++2H2O+3CO===Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO
2.(2019·全国卷Ⅱ)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
(1)在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为____________________________________________________________。
回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为________________________。
(2)在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。
(3)沉淀器中反应的离子方程式为______________________________。
解析 (1)注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,写出方程式BaSO4+4C===BaS+4CO↑;CO与水蒸气反应生成CO2与H2。
(2)根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体,强酸制弱酸原理,还原料硫化钡与空气中水、二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。
(3)硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,产物硫酸钡与硫化锌为沉淀,不可电离,写出离子方程式:S2-+Ba2++Zn2++SO===ZnS·BaSO4。
答案 (1)BaSO4+4CBaS+4CO↑
CO+H2O===CO2+H2
(2)BaCO3
(3)S2-+Ba2++Zn2++SO===ZnS·BaSO4↓
3.(2019·全国卷Ⅲ)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:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(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__________________________________________________________。
(2)写出“沉锰”的离子方程式_____________________________________。
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:MnO2+MnS+2H2SO4===2MnSO4+S+2H2O。
(2)根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:Mn2++2HCO===MnCO3↓+CO2↑+H2O。
答案 (1)SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4===2MnSO4+S+2H2O
(2)Mn2++2HCO===MnCO3↓+CO2↑+H2O
4.(2019·江苏卷)在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为______________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案 3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2NO+5H+
5.(2019·江苏卷)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________________