内容正文:
微专题速练11 新情景中氧化还原反应方程式的配平与书写
1.根据题目信息,完成有关化学(或离子)方程式。
(1)控制100 ℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体,相关反应的离子方程式为_________________,反应过程中需要不断加入烧碱,其原因是________________________。
(2)工业上可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2,有80%在弱碱性条件下发生反应生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为____________________________________, a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为________ mol。
(3)实验室一般采用次氯酸钠碱性溶液氧化尿素()制备水合肼(N2H4·H2O),其离子方程式为_____________________________________。
(4)V2O5在酸性条件下具有较强的氧化性,其对应的还原产物为V3+,写出向V2O5酸性悬浊液中通入SO2反应的离子方程式:____________________。
(5)NaCN不慎泄漏时,消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,该反应的离子方程式为_____________________________。
(6)向AlCl3溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH(B元素的化合价为+3)与Al3+反应可生成纳米铝粉、H2和B(OH),其离子方程式为______________。
2.按要求书写反应方程式。
(1)黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色,且具有明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性和催化剂的作用下FeS2的转化如图所示。
过程Ⅰ反应的离子方程式为________________________________。
(2)酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO分两步,将步骤ⅱ补充完整:
ⅰ.NO+Fe+2H+===NO+Fe2++H2O;
ⅱ.____________+____________+H+===Fe2++
__________+________。
(3)NaClO氧化可除去氨氮,反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去):
NaClO氧化NH3的总反应的离子方程式为_______________________。
3.湿法炼锌综合回收系统产出的萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4,还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等,一种将萃余液中有价离子分步分离、富集回收的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“沉锌”时有气体生成,则生成碱式碳酸锌的离子方程式为_________________________。
(2)“沉锌”时,所得滤液经硫酸酸化后,用惰性电极电解可制备Na2S2O8,从而实现原料的循环利用,该电解过程中总反应的化学方程式为__________________________。
4.氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:
已知:菱镁矿石的主要的成分是MnCO3,还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________________。
(2)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2,将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为_____________________________。
5.钼酸铋作为新型半导体光催化材料,因其具有优异的离子导电性、介电性、气体传感性和催化性而广泛应用于生产生活中。以氧化铋渣(主要成分是Bi2O3、Sb2O3、还含有Fe2O3、ZnO、Ag2O和SiO2等杂质)为原料制备钼酸铋(Bi2MoO6,其中Mo为+6价)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“除锑”过程中发生反应的化学方程式为_____________________;
该过程需要加热的原因为________________。
(2)“酸溶”时会有NO逸出,此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)已知钼酸铋在空气中放置会变质,生成Bi2O2CO3和MoO3,该过程中的化学方程式为________________________________________。
6.磷尾矿渣的主要成分是白云石(CaCO3·MgCO3)和磷灰石[Ca5(PO4)3F],某研究性学习小组设计用磷尾矿制备有用的CaCO3、Mg(OH)2的流程如图:
已知:Ca5(PO4)3F在950 ℃不分解。
完成下列变化的反应方程式:
(1)950 ℃煅烧磷尾矿的主要化学方程式是______________________。
(2)由磷矿Ⅰ生成浸取液Ⅰ的离子方程式是_____________________________
_____________。
(3)在浸取液Ⅱ中通入NH3,发生反应的化学方程式是_______________________________。
7.碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常以铜阳极泥(主要成分是Cu2Te,含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如图:
已知:TeO2微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。
回答下列问题:
(1)已知Te为第ⅥA族元素,TeO2被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为___________________________________。
(2)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2,反应的化学方程式为________________________________;
“还原”过程中,发生反应的离子方程式为______________________。
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微专题速练11 新情景中氧化还原反应方程式的
配平与书写
1.解析:(1)亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应制得Cu2O,Cu元素的化合价降低,因此Na2SO3中S元素的化合价应该升高,然后根据电子守恒和原子守恒配平;由于反应生成H+,因此酸性逐渐增强,需要加入碱中和;(2)ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3和Cl-,离子方程式为ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O;a mol二价镍全部转化为三价镍时,参与反应的ClO-则为0.5a mol,则电解过程中产生的Cl2总的物质的量为=0.625a mol,产生氯气的电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,则外电路中通过电子的物质的量为0.625a mol×2=1.25a mol;(3)用NaClO碱性溶液氧化尿素制备水合肼,反应过程中N元素化合价由-3升高到-2,Cl元素化合价由+1降低到-1,碱性条件下生成CO,配平可得离子方程式;(4)V2O5在酸性条件下具有较强的氧化性,还原产物为V3+,因此SO2的化合价应该升高,生成+6价硫元素的化合物,然后利用电子守恒和电荷守恒配平即可;(5)NaCN和过氧化氢溶液反应生成一种酸式盐和一种气体,二者的水溶液均呈碱性,可知反应生成NaHCO3、NH3,该反应的化学方程式为NaCN+H2O+H2O2===NaHCO3+NH3↑,然后改写为离子方程式;(6)向AlCl3溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH(B元素的化合价为+3)与Al3+反应可生成纳米铝粉、H2和B(OH),依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可确定反应的离子方程式。
答案:(1)2Cu2++SO+2H2OCu2O↓+4H++SO、SO+2H+===SO2↑+H2O 反应过程中溶液的酸性不断增强,为控制pH=5的反应条件,所以需要加入烧碱 (2)ClO-+2Ni(OH)2===Cl-+Ni2O3+2H2O 1.25a (3)ClO-+CO(NH2)2+2OH-===N2H4·H2O+Cl-+CO (4)2SO2+V2O5+2H+===2SO+2V3++H2O (5)CN-+H2O2+H2O===HCO+NH3↑ (6)4Al3++3BH+12OH-===4Al+3B(OH)+6H2↑
2.(1)4Fe(NO)2++O2+4H+===4Fe3++4NO+2H2O
(2)1 NO 3 Fe 8 3 1 NH 2 H2O(合理即可)
(3)2NH3+3ClO-===N2+3H2O+3Cl-
3.解析:(1)“沉锌”时有气体生成,则此气体为CO2,生成碱式碳酸锌的离子方程式为3Zn2++3CO+3H2O===ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+2CO2↑。(2)“沉锌”时,所得滤液经硫酸酸化后,用惰性电极电解可制备Na2S2O8,从而实现原料的循环利用,该电解过程中,SO中部分氧原子在阳极失电子由-2价升高为-1价生成Na2S2O8,H2SO4电离出的H+在阴极得电子生成H2,总反应的化学方程式为Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑。
答案:(1)3Zn2++3CO+3H2O===ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+2CO2↑ (2)Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑
4.(1)MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
(2)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
5.解析:(1)“除锑”过程中发生反应的化学方程式为2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl;盐酸易挥发,加热有利于HCl挥发,促进水解平衡正向移动而得到Sb2O3;(2)“酸溶”时会有NO逸出,即Bi2S3和硝酸反应得到单质硫、NO和硝酸铋,Bi2S3中硫化合价从-2价升高到0价,硝酸中氮+5价降低到+2价,根据得失电子守恒,则NO系数配2,Bi2S3系数配1,因此此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;(3)钼酸铋在空气中放置会变质,说明Bi2MoO6和二氧化碳反应生成Bi2O2CO3和MoO3,则该过程中的化学方程式为Bi2MoO6+CO2===Bi2O2CO3+MoO3。
答案:(1) 2SbCl3+3H2OSb2O3+6HCl 盐酸易挥发,加热有利于HCl挥发,水解平衡正向移动 (2)2∶1 (3)Bi2MoO6+CO2===Bi2O2CO3+MoO3
6.解析:磷尾矿[主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3]在950 ℃下煅烧,Ca5(PO4)3F在950 ℃不分解,而碳酸钙和碳酸镁分解,生成气体的成分为二氧化碳(CO2),磷矿Ⅰ的主要成分为Ca5(PO4)3F、CaO、MgO,因为NH4NO3溶液中铵根离子水解呈酸性,可溶解CaO,得到的浸取液Ⅰ含有Ca2+,进一步可生成CaCO3,磷矿Ⅱ含有Ca5(PO4)3F、MgO,加入硫酸铵浸取,浸取液Ⅱ含有镁离子,可进一步生成氢氧化镁,磷精矿为Ca5(PO4)3F。
(1)由上述分析可知,950 ℃煅烧磷尾矿的主要化学方程式为CaCO3·MgCO32CO2↑+CaO+MgO;(2)NH4NO3溶液中铵根离子水解呈酸性,H+能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca2+,发生的离子方程式为CaO+2NHCa2++2NH3↑+H2O;(3)根据化学工艺流程判断浸取液Ⅱ的主要成分为硫酸镁溶液,通入NH3,发生反应的化学方程式是MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4。
答案:(1)CaCO3·MgCO32CO2↑+CaO+MgO (2)CaO+2NHCa2++2NH3↑+H2O
(3)MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
7.(1)Na2TeO3
(2)Cu2Te+2O2+2H2SO4===2CuSO4+TeO2+2H2O
Te4++2SO2+4H2O===2SO+Te↓+8H+
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