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第10练 微专题 新情境下氧化还原反应的配平
[footnoteRef:2]答案见P149 [2:
[解题技巧]工艺流程中的箭头指示的“三类物质”
箭头进入的是投料(即反应物)、出去的是生成物(包括主产物和副产物)、箭头返回的是循环使用的物质。]
打卡日期: 建议用时:8分钟 实际用时: 是否过关:□
1(2023·全国乙,27,15分,难度★★★★)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
答案见P149
打卡日期: 建议用时:20分钟 实际用时: 是否过关:□
2(2023·河北保定一模)一种用硫铜矿(主要含CuS、Cu2S及少量FeO、Fe2O3等)为原料制备CuCl的工艺流程如下:
已知:①CuCl是难溶于水和醇的白色固体,在热水中迅速水解生成Cu2O;
②CuCl在潮湿的空气中易被氧化,生成的碱式盐为Cu2(OH)3Cl。
回答下列问题。
(1)“酸浸”时,富氧空气的作用: 。
[footnoteRef:3] (2)“酸浸”时,CuS反应的化学方程式为 。 [3:
[方法技巧]“五步法”突破信息型氧化还原反应方程式的书写
第一步 仔细分析信息或流程图,确定反应物和部分生成物。
第二步 依据元素化合价的变化,确定物质氧化性、还原性,从而确定氧化产物或还原产物。
第三步 书写“残缺”方程式“氧化剂+还原剂还原产物+氧化产物”,并利用化合价升降总数相等,先配平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
第四步 根据电荷守恒、体系环境将其他反应物或生成物配平。“补项”的一般原则:①酸性条件下,首先考虑补H+生成H2O,也可能补H2O生成H+;②碱性条件下,首先考虑补OH-生成H2O,也可能补H2O生成OH-;③切勿出现补H+生成OH-或补OH-生成H+的错误状况。
第五步 检查质量、电荷、得失电子是否守恒,勿漏反应条件。]
(3)“合成”时,Cu2+生成CuCl发生反应的离子方程式为 。
(4)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用x mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到终点,发生反应6Fe2++Cr2+14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,消耗K2Cr2O7溶液V mL,测得样品中CuCl的质量分数为 (杂质不参与反应,列出计算式即可)。
【3】(2023·河北张家口一模)氢镍电池适合大电流放电,常用作动力电池,其负极材料M为Ni、石墨粉和少量La、Mg、MnO2,放电时电池反应为NiOOH+MHNi(OH)2+M。实验室对废旧氢镍电池进行综合处理,回收部分金属资源的工艺流程如图:
已知:Ni2+可形成[Ni(NH3)6]2+;Ksp(MgF2)=5.2×10-11;H2SO4第一步完全电离,Ka(HS)=1.1×10-2。回答下列问题。
(1)氢镍电池充电时,阴极反应式为 ;“放电处理”的目的为 。
(2)“酸浸”所得浸渣中几乎不含MnO2的原因为 。
(3)“沉镧”工序中,溶液的pH与沉镧率的变化关系如图所示。pH<2.0时,沉镧率降低的原因为 。
(4)“沉锰”反应的离子方程式为 。
【4】(2023·福建泉州适应性练习)以含钒钢渣和钛白废酸为原料提取钒,实现“以废治废”。工艺流程如图:
已知:含钒钢渣中主要含CaO、Fe2O3和少量SiO2、V2O3;钛白废酸中含H+、Fe2+、TiO2+、S等离子。
回答下列问题。
(1)在空气中“焙烧”时,V2O3转化为NaVO3,写出反应的化学方程式: