2025届高三化学二轮复习 陌生方程式书写 讲义
2024-11-01
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普通
内容正文:
陌生方程式书写
讲义
一、陌生非氧化还原反应方程式的书写
运用“证据→推理→符号”思路书写新情境方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征),再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),即可轻松写出规范的方程式。
题组一 根据“广义”的水解书写方程式
1、写出亚硫酰氯(SOCl2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式:_________________。
2、一氯胺(NH2Cl)是一种重要的水消毒剂,写出产生消毒物质的化学方程式:_________________________。
3、Mg3N2易潮解,其潮解的化学方程式为:_________________________________。
总结
广义水解原理
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
题组二 根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写方程式
4、根据要求完成下列化学方程式:
25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2CO3
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
H2SO3
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)Na2SO3溶液中通入少量的CO2气体:__________________________________。
(2)Na2SO3溶液中通入过量的CO2气体:__________________________________。
(3)Na2CO3溶液中通入少量的SO2气体:__________________________________。
(4)Na2CO3溶液中通入过量的SO2气体:__________________________________。
[解题思路]由电离平衡常数可得:
酸性(依次减小)
H2SO3
H2CO3
HSO- 3
HCO- 3
对应盐
HSO- 3
HCO- 3
SO2- 3
CO2- 3
根据“右下不共存”原则,即可判断产物。
5、工业上可用盐酸处理铝硅酸盐,如正长石(KAlSi3O8)制取硅酸胶体。写出该反应的化学方程式:________________________。
题组三 应用“平衡转化”思想书写方程式
6、沉锰工艺流程如下图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式:________________。
[解题思路] 该反应的微观平衡移动过程如下:
7、沉锰工艺流程如下图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式:________________。
8、如下图,写出制备CaO2·8H2O的化学方程式:_____________________________。
题组四 根据对热稳定性的理解书写方程式
9、Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800 ℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4。写出该反应的化学方程式:__________________________________________。
10、“煅烧”偏钒酸铵(NH4VO3)可得到工业制硫酸的催化剂五氧化二钒(V2O5),写出该反应的化学方程式:__________________________________________________。
二、陌生氧化还原(或电极)反应方程式的书写
1、熟记常见的氧化剂、还原剂及对应产物
氧化剂
Cl2
O2
浓H2SO4
HNO3
KMnO4(H+)、MnO2
Fe3+
KClO3、ClO-
H2O2
还原产物
Cl-
O2-、H2O、OH-
SO2
NO或NO2
Mn2+
Fe2+
Cl-
H2O
还原剂
I-(HI)
S2-(H2S)
CO、C
Fe2+
NH3
SO2、SO
H2O2
氧化产物
I2
S
CO2
Fe3+
NO
SO
O2
2、新情境下氧化还原反应方程式的书写技巧
以2024年甲卷26题(6)为例予以说明。
(2024·全国甲卷·节选)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
回答下列问题:
“沉钴”步骤中,控制溶液,加入适量的氧化,其反应的离子方程式为 。
第一步:确定“两剂、两物”
Co2++ClO—→Co(OH)3↓+Cl—
第二步:得失电子守恒配平,并把变价元素配平
2Co2++ClO—→2Co(OH)3↓+Cl—
第三步:根据溶液酸碱性确定H+/OH—/H2O,并配平
2Co2++ClO—+5H2O→2Co(OH)3↓+Cl—+4H+
注意 (1)若为离子方程式,第二步之后应先进行电荷守恒,再原子守恒。一般原则是酸性条件用H+,碱性条件用OH-调平电荷,最后用观察法使原子守恒,补水原则是“H”不够水凑。
(2)对于电化学以氧化还原反应为核心的电极反应方程式的书写,该方法同样有效。
课堂练习
1、(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,含VO2+、K+、SO等。写出该反应的化学方程式:_____________________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向________________________。
2、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图所示:
(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:____________________________。
(2)“尾气吸收”是吸收电解过程排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式:_____________________。
3、SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,其工作原理:
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:_____________。
(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式:___________________________________。
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒,用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:____________________________________________。
4、(2024·北京卷·节选)研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。
电极a表面生成的电极反应式: 。
5、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用Na2SO3吸收尾气中SO2使之转化为NaHSO3,再以SO2为原料设计原电池,然后电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,装置如下:
(1)甲图中A电极上的反应式为__________________________________。
(2)甲图中B与乙图________(填“C”或“D”)极相连,进行电解时乙图Z中Na+向________(填“Y”或“W”)中移动。
(3)该电解池阴极的电极反应式为__________________;阳极的电极反应式为___________________________。
总结
书写陌生电极反应式的基本思路
(1)确定电极反应物与产物:想原理,定物质;
(2)确定电子转移的数量:标变价,算数目;
(3)配平电极反应式:补全物,思介质。
6、请按要求书写下列离子方程式:
(1)复分解离子反应中,量变引起的变化
①将NaHSO4溶液滴加到Ba(OH)2溶液中,当溶液恰好呈中性时,反应的离子方程式_____________________________________。
②向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,写出反应的离子方程式:________________________________________。
在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液,此时离子方程式为 。
③0.2 mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合:__________________________________________。
(2)氧化还原反应中,反应物及量的变化
向含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2,若x=a________________________________,
若x=4a________________________________________________________________________。
(3)特殊条件下离子反应方程式的书写
①在碱性条件下,Cl2可将废水中的CN-氧化为无毒的CO2、N2,该过程的离子反应方程式为______________________________。
②在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将Cr2O还原为Cr3+,该过程的离子反应方程式为_______________________ 。
③在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量次氯酸钠碱性溶液,立即会看到溶液变蓝色,离子方程式为_____________________________。
课后练习
一、高考前瞻
1、(2024·新课标卷·节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
2、(2024·北京卷·节选)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
3、(2024·山东卷·节选)以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下:
已知:“热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫。回答下列问题:
“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A. B. C. D.
“置换”反应的离子方程式为 。
4、(2024·海南卷·节选)锰锌铁氧体()元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备、ZnO和,可用于电池,催化剂等行业,其工艺流程如下:
回答问题:
沉锰反应的离子方程式为 。
5、(2024·浙江1月卷·节选)固态化合物Y的组成为,以Y为原料实现如下转化。
酸性条件下,固体(微溶于水,其还原产物为无色的)可氧化为,根据该反应原理,设计实验验证Y中含有元素 ;写出转化为的离子方程式 。
6、(2024·浙江1月卷·节选)某研究小组采用电化学方法将转化为,装置如图。电极B上的电极反应式是 。
7、(2024·浙江6月卷·节选)氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,的配位数(紧邻的阳离子数)为 ;写出该化合物的化学式 ,写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式 。
8、(2024·浙江6月卷·节选)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为)的利用有火法和电解法等。
已知:①;
②电解前后总量不变;③易溶于水。
请回答:
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,中硫元素体现的性质是 (选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量,该物质可溶于浓盐酸,元素转化为,写出该反应的化学方程式 ;从该反应液中提取的步骤如下:加热条件下,加入 (填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品。
(3)D的结构为(或),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。
①实验方案:取D的溶液,加入足量溶液,加热充分反应,然后 ;
②写出D(用表示)的溶液与足量溶液反应的离子方程式 。
9、(2024·江苏卷·节选)向溶液中加入溶液,可转化为沉淀。该反应的离子方程式为 。
10、(2024·江苏卷·节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
(2)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
11、(2024·江苏卷·节选)中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液,该反应的化学方程式为 。
12、(2024·河北卷·节选)是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知:i石煤是一种含的矿物,杂质为大量和少量等;苛化泥的主要成分为等。
ⅱ高温下,苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐;室温下,偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题:
(1)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为 (填化学式)。
(2)在弱碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 。
13、(2024·湖南卷·节选)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
回答下列问题:
“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
14、(2024·湖南卷·节选)以为原料,稀硫酸为电解液,Sn作阴极,用电解的方法可制得,其阴极反应式 。
15、(2024·湖北卷·节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为:
已知:
回答下列问题:
写出反萃取生成的化学方程式 。
16、(2024·湖北卷·节选)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
17、(2024·福建卷·节选)锂云母的主要成分为,实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下:
“沉锂”生成磷酸锂的化学方程式为 。
18、(2024·福建卷·节选)实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg金属)制备Ga2O3,过程如下。已知:Ga与In为同族元素,In难溶于NaOH溶液。
Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为 。
19、(2024·重庆卷·节选)含钌()催化剂在能源等领域应用广泛。方是制备负载型钌催化剂的前驱体。一种制备高纯的技术路线如下(部分试剂、步骤及反应条件略)。
回答下列问题:
步骤②生成的为难溶物,反应的化学方程式为 。
20、(2024·重庆卷·节选)(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值,可电解合成。电解池的阳极为,阴极为碳钢,电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。
①阳极上生成的电极反应式为 。
②为减少铅污染,被限制使用。是一种潜在替代品,其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 。
21、(2024·吉林卷·节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
(2)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
22、(2024·江西卷·节选)稀土是国家的战略资源之一。以下是一种以独居石【主要成分为CePO4.含有Th3(PO4)4、U3O8和少量镭杂质】为原料制备CeCl3•nH2O的工艺流程图。
已知:ⅰ.Ksp[Th(OH)4]=4.0×10﹣45,Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10﹣20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10﹣48
ⅱ.镭为第ⅡA族元素
回答下列问题:
(1)热分解阶段U3O8生成Na2U2O7的化学反应方程式为 。
(2)盐酸溶解Ce(OH)4的离子方程式为 。
23、(2024·安徽卷·节选)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)“浸取2”步骤中,单质金转化为的化学方程式为 。
(2)“浸取3”步骤中,“浸渣2”中的 (填化学式)转化为。
(3)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 。
24、(2024·安徽卷·节选)测定铁矿石中铁含量的传统方法是,滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液。
②溶液:称取溶于浓盐酸,加水至,加入少量锡粒。
已知:氯化铁受热易升华;室温时,可将氧化为。难以氧化;可被还原为。回答下列问题:
结合离子方程式解释配制溶液时加入锡粒的原因: 。
25、(2024·贵州卷·节选)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(2)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
26、(2024·甘肃卷·节选)我国科研人员以高炉渣(主要成分为,,和等)为原料,对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用,有效减少了环境污染,主要流程如图所示:
已知:
(1)“滤渣”的主要成分是和 。
(2)“水浸2”时主要反应的化学方程式为 。
二、练习加强
1、工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。
(1)电极a的电极方程式:_______________________________________。
(2)二氧化氯发生器中的化学方程式:__________________________________________________。
2、由海绵铜(主要含和少量)制取氯化亚铜()的流程如下:
已知:氯化亚铜微溶于水,不溶于稀酸,可溶于浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。
“还原”时,反应的离子方程式为:_________________________________________________。
3、信息给予型离子反应往往通过陌生情境下题干语言描述或化工流程,给出离子反应发生的环境,写出符合下列情况的离子方程式。
(1)向溶液中加入溶液生成:____________________________________。
(2)溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉:___________________________________________。
(3)向溶液中加入生成:____________________________________________________。
(4)已知不溶于水,但可溶于醋酸铵溶液,反应方程式如下:
将硫化钠溶液与醋酸铅溶液混合,可生成沉淀,写出反应的离子方程式:_______________________________。
4、按要求完成下列方程式。
(1)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:______________________________________________________。
(2)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和,其反应的离子方程式为___________________________________________________。
(3)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为_________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法,若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生反应的化学方程式:________________________________________________________________。
(5)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其反应的离子方程式为______________。
5、根据图示信息书写方程式。
(1)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
①反应I的化学方程式为__________________________________________________________。
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为___________________________(被氧化为N2)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________________________________。
6、根据“机理图”书写方程式。
(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图:
过程ⅰ反应的离子方程式为______________________________________________________________________。
(2)酸性环境中,纳米去除分两步,将步骤ⅱ补充完整。
ⅰ、;
ⅱ、。
(3)氧化可除去氨氮,反应机理如图所示(其中和略去):氧化的总反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________。
7、四氯化锡是一种重要的化工原料,主要用于有机锡化合物的制造,也可用作分析试剂、有机合成脱水剂等。已知锡单质在加热时可直接与氯气化合生成,某实验小组用如下装置对其进行合成。
【相关药品性质】
药品
颜色、状态
熔点(℃)
沸点(℃)
其他性质
银白色固体
231
2260
较活泼金属能与、等气体发生反应
无色液体
114
极易水解产生溶胶
请回答下列问题:
写出水解的化学方程式____________________________________。将少量置于空气中可观察到的现象是___________________;
8、在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应式为_______,该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
9、向含Fe2+和苯胺()的酸性溶液中加入双氧水,会发生如下反应:Fe2++H++H2O2=Fe3++HO·+H2O,HO·(羟基自由基)具有强氧化性,能将溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。写出该反应的离子方程式:___________________________________________________________________。
10、元素周期表中,铍(Be)与铝处于对角线的位置,它们的性质相似。试回答:
(1)已知:,写出Be2C与NaOH溶液反应的离子方程式(铍酸根离子为[Be(OH)4]2-):___________
(2)铝石墨双离子电池是一种全新的低成本、高效能电池,反应原理为:,电池结构如图2所示。放电时,正极反应式为__________________,充电时,应将铝-石墨电极与外接电源的___________极相连。
11、回答下列问题:
(1)利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现CO2的连续转化。
多晶铜电极的电极反应式为_____________________________________________;
(2)某钠离子电池结构如图所示,电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2),电极B为硬碳,充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中,NaTMO2失去电子生成Na1−xTMO2,充电时B极的电极反应:___________________,放电时A极的电极方程式:__________________________________。
12、氨的转化与去除:微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术,如图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
(1)A极的电极反应式为____________________________,A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为_______。
(2)用化学用语简述去除的原理:_____________________________________________________________。
13、利用电化学原理,将和熔融制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含的废水,如图所示;电解过程中溶液发生反应:。
(1)甲池工作时,转变成绿色硝化剂Y,Y是,可循环使用。则石墨II是电池的_______(填“正”或“负”)极;石墨I附近发生的电极反应式为_______。
(2)乙池中(I)棒上发生的电极反应为_______。
14、二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,可有效灭活新冠病毒,但其稳定性较差,故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如下装置及试剂制备NaClO2。
已知:ClO2的熔点为-59℃,沸点为11℃。纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸;ClO2极易溶于水,且在碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-=ClO+ClO+H2O。
C 中生成NaClO2的离子方程式为 _______。
15、工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆(含CaO)上清液中的,并制取石膏(),其中的物质转化过程如下图所示。
(1)过程I、II中,起催化剂作用的物质是_______。
(2)过程II中,反应的离子方程式为_______。
16、金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点,主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2,含有钙、硅等元素)制备金属钼,其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图1所示:
已知:①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水,钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
回答下列问题:
(1) “氨浸”过程中相关反应的离子方程式为 _______________________________________________________。
(2)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺,其工作原理如图4所示。电解过程中阳极上发生的电极反应式为 _________________________________________________________________________________。
17、碳酸锶纯品是重要的无机化工产品。一种利用含锶矿渣(主要成分为SrSO4,还含有少量CaCO3和FeO)生产高纯碳酸锶的流程如图:
(1)“氧化”反应的离子反应方程式为_____。
(2)“沉铁”反应的离子反应方程式为_____。
18、镍氢电池是一种新型绿色电池,利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为、及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴,其工艺流程如图所示。
(1)“步骤⑤”制的离子方程式为________________________________________________。
(2)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料[]。该反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
(3)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时阳极的电极反应式为___________________________________________________________。
19、钼酸钠是一种金属缓蚀剂,金属钼是重要的合金材料,下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为)生产两种物质的流程:
请回答下列问题:
辉钼矿在空气中焙烧时,加入氧化物X可减少空气污染物的排放,烧渣中以的形态存在,焙烧方程式为________________________________________________________________;
20、辉铜矿主要成分Cu2S,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源,用同槽酸浸湿法冶炼工艺,制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下:
已知:MnO2有较强的氧化性,能将Cu+氧化成Cu2+
(1)酸浸时,得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式________________________。
(2)沉锰的离子方程式:______________________________________________。
21、废旧磷酸铁锂电池的正极材料中含有LiFePO4、Al、导电剂(乙炔墨、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:①LiFePO4不溶于碱,可溶于稀酸。
②常温下,Ksp(FePO4)=1.3×10-22, Ksp[Fe(OH)3]=4.0 × 10-38。
(1)“酸浸”时,加入H2O2溶液的目的是_______(用离子方程式表示)。
(2)制取的Li2CO3、FePO4与足量的炭黑混合,隔绝空气高温灼烧得到LiFePO4,反应的化学方程式是_______。
22、HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中,通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼,其工艺流程如图所示。
已知:I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而NiO不行。
II.高温下,NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
请回答下列问题:
(1)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式:_______________________________,_________________________________。
(2)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀,请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:_______________________________。
23、为保护环境,充分利用钴资源,一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为_________。
(2)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为_________。
24、亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃, 遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可用下图装置由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
简要步骤如下:实验开始时,关闭K1,打开K2、K3,通入一段时间的氯气,直至三颈烧瓶中充满黄绿色气体,关闭K3,打开K1,打开分液漏斗塞子,向烧瓶中滴入适量稀硝酸;待装置C中某一现象发生时,关闭K2,打开K3,在三颈烧瓶中制备亚硝酰氯。
请回答:
(1)步骤划线处,装置C出现的现象是___________。
(2)该实验用高锰酸钾和浓盐酸来制取氯气,写出该反应的离子方程式:________________________________。
(3)写出亚硝酰氯与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠的化学方程式:_____________________________________。
25、硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为_____________________________________________________。
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陌生方程式书写
讲义
一、陌生非氧化还原反应方程式的书写
运用“证据→推理→符号”思路书写新情境方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征),再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),即可轻松写出规范的方程式。
题组一 根据“广义”的水解书写方程式
1、写出亚硫酰氯(SOCl2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式:_________________。
【答案】 SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
2、一氯胺(NH2Cl)是一种重要的水消毒剂,写出产生消毒物质的化学方程式:_________________________。
【答案】 NH2Cl+2H2O===NH3·H2O+HClO
3、Mg3N2易潮解,其潮解的化学方程式为:_________________________________。
【答案】 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
总结
广义水解原理
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
题组二 根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写方程式
4、根据要求完成下列化学方程式:
25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2CO3
Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
H2SO3
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)Na2SO3溶液中通入少量的CO2气体:__________________________________。
(2)Na2SO3溶液中通入过量的CO2气体:__________________________________。
(3)Na2CO3溶液中通入少量的SO2气体:__________________________________。
(4)Na2CO3溶液中通入过量的SO2气体:__________________________________。
【答案】(1)SO2- 3+CO2+H2O=HSO- 3+HCO- 3;
(2)SO2- 3+CO2+H2O=HSO- 3+HCO- 3;
(3)2CO2- 3+SO2+H2O=SO2- 3+2HCO- 3;
(4)CO2- 3+2SO2+H2O=2HSO- 3+CO2;
[解题思路]由电离平衡常数可得:
酸性(依次减小)
H2SO3
H2CO3
HSO- 3
HCO- 3
对应盐
HSO- 3
HCO- 3
SO2- 3
CO2- 3
根据“右下不共存”原则,即可判断产物。
5、工业上可用盐酸处理铝硅酸盐,如正长石(KAlSi3O8)制取硅酸胶体。写出该反应的化学方程式:________________________。
【答案】 KAlSi3O8+4HCl+H2O===KCl+AlCl3+3H2SiO3(胶体)
题组三 应用“平衡转化”思想书写方程式
6、沉锰工艺流程如下图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式:________________。
[解题思路] 该反应的微观平衡移动过程如下:
【答案】 Mn2++2HCO===MnCO3↓+CO2↑+H2O
7、沉锰工艺流程如下图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式:________________。
【答案】 Mn2++HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH- 4
8、如下图,写出制备CaO2·8H2O的化学方程式:_____________________________。
【答案】 CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O===CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
【解析】 氨水中和溶液中的H+,促进Ca2+与H2O2反应生成CaO2·8H2O沉淀。
题组四 根据对热稳定性的理解书写方程式
9、Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合,在800 ℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4。写出该反应的化学方程式:__________________________________________。
[解题思路] Li2FeSiO4可看作Li2SiO3·FeO,根据该化学式的特点,联想Na2CO3与SiO2的高温反应,FeC2O4受热分解生成FeO、CO和CO2即可写出总的方程式。
【答案】 Li2CO3+FeC2O4·2H2O+SiO2Li2FeSiO4+CO↑+2CO2↑+2H2O↑
10、“煅烧”偏钒酸铵(NH4VO3)可得到工业制硫酸的催化剂五氧化二钒(V2O5),写出该反应的化学方程式:__________________________________________________。
【答案】 2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O↑
【解析】 联想铵盐的不稳定性,类比NH4HCO3的分解。
二、陌生氧化还原(或电极)反应方程式的书写
1、熟记常见的氧化剂、还原剂及对应产物
氧化剂
Cl2
O2
浓H2SO4
HNO3
KMnO4(H+)、MnO2
Fe3+
KClO3、ClO-
H2O2
还原产物
Cl-
O2-、H2O、OH-
SO2
NO或NO2
Mn2+
Fe2+
Cl-
H2O
还原剂
I-(HI)
S2-(H2S)
CO、C
Fe2+
NH3
SO2、SO
H2O2
氧化产物
I2
S
CO2
Fe3+
NO
SO
O2
2、新情境下氧化还原反应方程式的书写技巧
以2024年甲卷26题(6)为例予以说明。
(2024·全国甲卷·节选)钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
回答下列问题:
“沉钴”步骤中,控制溶液,加入适量的氧化,其反应的离子方程式为 。
第一步:确定“两剂、两物”
Co2++ClO—→Co(OH)3↓+Cl—
第二步:得失电子守恒配平,并把变价元素配平
2Co2++ClO—→2Co(OH)3↓+Cl—
第三步:根据溶液酸碱性确定H+/OH—/H2O,并配平
2Co2++ClO—+5H2O→2Co(OH)3↓+Cl—+4H+
注意 (1)若为离子方程式,第二步之后应先进行电荷守恒,再原子守恒。一般原则是酸性条件用H+,碱性条件用OH-调平电荷,最后用观察法使原子守恒,补水原则是“H”不够水凑。
(2)对于电化学以氧化还原反应为核心的电极反应方程式的书写,该方法同样有效。
课堂练习
题组一 氧化还原反应方程式的书写
1、(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,含VO2+、K+、SO等。写出该反应的化学方程式:_____________________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向________________________。
【答案】 (1)V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O
(2)+3H2O===Cl-+6VO+6H+
2、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图所示:
(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:____________________________。
(2)“尾气吸收”是吸收电解过程排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式:_____________________。
[解题思路] (1)结合图示可知NaClO3与SO2在H2SO4作用下反应生成ClO2和NaHSO4,根据氧化还原反应配平的一般方法,即可顺利写出化学方程式。
(2)结合图示可知尾气中的ClO2在反应中被还原为ClO,则H2O2被氧化,氧化产物应为O2,即可写出化学方程式。
【答案】 (1)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4
(2)2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+O2+2H2O
3、SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,其工作原理:
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:_____________。
(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式:___________________________________。
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒,用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:____________________________________________。
【答案】 (1)CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
(3)2SO2+O2+4NH3+2H2O===2(NH4)2SO4
【解析】 本题侧重于考查学生的分析能力,注意把握题给信息。(1)根据问题(2)暗示尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和CO2,结合原子守恒即可正确书写方程式。(2)反应器中NH3还原NO2生成氮气和水,为氧化还原反应。根据得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式。(3)SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4,此反应中SO2是还原剂,氧气是氧化剂,结合得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式。
题组二 电极产物的判断与电极反应式的书写
4、(2024·北京卷·节选)研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。
电极a表面生成的电极反应式: 。
【答案】
5、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用Na2SO3吸收尾气中SO2使之转化为NaHSO3,再以SO2为原料设计原电池,然后电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,装置如下:
(1)甲图中A电极上的反应式为__________________________________。
(2)甲图中B与乙图________(填“C”或“D”)极相连,进行电解时乙图Z中Na+向________(填“Y”或“W”)中移动。
(3)该电解池阴极的电极反应式为__________________;阳极的电极反应式为___________________________。
【答案】 (1)SO2+2H2O-2e-===4H++SO
(2)D Y
(3)2HSO+2e-===2SO+H2↑ HSO+H2O-2e-===SO+3H+
总结
书写陌生电极反应式的基本思路
(1)确定电极反应物与产物:想原理,定物质;
(2)确定电子转移的数量:标变价,算数目;
(3)配平电极反应式:补全物,思介质。
26、请按要求书写下列离子方程式:
(1)复分解离子反应中,量变引起的变化
①将NaHSO4溶液滴加到Ba(OH)2溶液中,当溶液恰好呈中性时,反应的离子方程式_____________________________________。
②向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液,至沉淀完全,写出反应的离子方程式:________________________________________。
在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液,此时离子方程式为 。
③0.2 mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合:__________________________________________。
(2)氧化还原反应中,反应物及量的变化
向含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2,若x=a________________________________,
若x=4a________________________________________________________________________。
(3)特殊条件下离子反应方程式的书写
①在碱性条件下,Cl2可将废水中的CN-氧化为无毒的CO2、N2,该过程的离子反应方程式为______________________________。
②在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将Cr2O还原为Cr3+,该过程的离子反应方程式为_______________________ 。
③在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量次氯酸钠碱性溶液,立即会看到溶液变蓝色,离子方程式为_____________________________。
【答案】 (1)①2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
②Ba2++SO+H++HCO===BaSO4↓+H2O+CO2↑;HCO+H+===CO2↑+H2O
③2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===Br2+2Fe3++4Cl-;2Fe2++4Br-+3Cl2===2Br2+2Fe3++6Cl-
(3)①5Cl2+2CN-+8OH-===2CO2↑+N2↑+10Cl-+4H2O
②Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
③ClO-+2I-+H2O===I2+Cl-+2OH-
课后练习
一、高考前瞻
1、(2024·新课标卷·节选)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
【答案】
2、(2024·北京卷·节选)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
【答案】
3、(2024·山东卷·节选)以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下:
已知:“热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫。回答下列问题:
“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A. B. C. D.
“置换”反应的离子方程式为 。
【答案】C
4、(2024·海南卷·节选)锰锌铁氧体()元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备、ZnO和,可用于电池,催化剂等行业,其工艺流程如下:
回答问题:
沉锰反应的离子方程式为 。
【答案】3Mn2++2MnO— 4+(5n+2)H2O=5MnO2·nH2O↓+4H+
5、(2024·浙江1月卷·节选)固态化合物Y的组成为,以Y为原料实现如下转化。
酸性条件下,固体(微溶于水,其还原产物为无色的)可氧化为,根据该反应原理,设计实验验证Y中含有元素 ;写出转化为的离子方程式 。
【答案】取一定量Y于试管中,加入适量硝酸溶解,再加入适量NaBiO3,观察到溶液变为紫红色,则证明Y中含有锰元素
6、(2024·浙江1月卷·节选)某研究小组采用电化学方法将转化为,装置如图。电极B上的电极反应式是 。
【答案】(1)
7、(2024·浙江6月卷·节选)氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,的配位数(紧邻的阳离子数)为 ;写出该化合物的化学式 ,写出该化合物与足量溶液反应的化学方程式 。
【答案】(1)12 K3ClO K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O
【解析】(1)由晶胞结构知,Cl位于8个顶点,O位于体心,K位于面心,1个晶胞中含Cl:8×=1个、含O:1个、含K:6×=3个,该化合物的化学式为K3ClO;由图可知,Cl-的配位数为=12;该化合物可看成KCl∙K2O,故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3∙H2O,反应的化学方程式为K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3∙H2O。
8、(2024·浙江6月卷·节选)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为)的利用有火法和电解法等。
已知:①;
②电解前后总量不变;③易溶于水。
请回答:
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,中硫元素体现的性质是 (选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量,该物质可溶于浓盐酸,元素转化为,写出该反应的化学方程式 ;从该反应液中提取的步骤如下:加热条件下,加入 (填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品。
(3)D的结构为(或),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。
①实验方案:取D的溶液,加入足量溶液,加热充分反应,然后 ;
②写出D(用表示)的溶液与足量溶液反应的离子方程式 。
【答案】(1)还原性 Pb3O4+14HCl(浓)=+4H2O+Cl2↑ PbO或Pb(OH)2或PbCO3
(3)加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F- H++SO3X-+3OH-=+X-+2H2O
【解析】(1)根据富氧煅烧和通电电解的结果,中硫元素化合价升高,体现的性质是还原性。产物B中有少量,该物质可溶于浓盐酸,元素转化为,该反应的化学方程式:Pb3O4+14HCl(浓)=+4H2O+Cl2↑;根据可得反应:,要从该反应液中提取,则所加试剂应能消耗H+使平衡逆向移动,且不引入杂质,则步骤为:加热条件下,加入PbO或Pb(OH)2或PbCO3,充分反应,趁热过滤,冷却结晶;
(3)①D的结构为(X=F或Cl),加入足量NaOH溶液,加热充分反应,生成Na2SO4和NaX,则实验方案为:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F-;
②D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应生成Na2SO4和NaX,HSO3X为强电解质,需要拆开,发生反应的离子方程式为H++SO3X-+3OH-=+X-+2H2O。
9、(2024·江苏卷·节选)向溶液中加入溶液,可转化为沉淀。该反应的离子方程式为 。
【答案】
10、(2024·江苏卷·节选)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
(2)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)
11、(2024·江苏卷·节选)中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液,该反应的化学方程式为 。
【答案】
12、(2024·河北卷·节选)是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知:i石煤是一种含的矿物,杂质为大量和少量等;苛化泥的主要成分为等。
ⅱ高温下,苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐;室温下,偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题:
(1)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为 (填化学式)。
(2)在弱碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)
13、(2024·湖南卷·节选)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
回答下列问题:
“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
【答案】
14、(2024·湖南卷·节选)以为原料,稀硫酸为电解液,Sn作阴极,用电解的方法可制得,其阴极反应式 。
【答案】Sn+4CH2=CHCN+4e-+4H+=Sn(CH2CH2CN)4
15、(2024·湖北卷·节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为:
已知:
回答下列问题:
写出反萃取生成的化学方程式 。
【答案】
16、(2024·湖北卷·节选)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
【答案】不能 吸收产生的氢离子,维持pH,促进反应正向进行
【解析】(2)CoSO4溶液中存在大量的,向其中加入30%的后无明显变化,因此,实验I表明不能催化的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为,实验中与的物质的量之比为32:3,因此,大大过量的原因是:与按物质的量之比4:1发生反应,实验中与的物质的量之比为32:3,吸收产生的氢离子,维持pH,促进反应正向进行。实验Ⅲ的实验现象表明在的作用下能与反应生成,然后能催化的分解,因此,在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为、 。
17、(2024·福建卷·节选)锂云母的主要成分为,实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下:
“沉锂”生成磷酸锂的化学方程式为 。
【答案】
18、(2024·福建卷·节选)实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg金属)制备Ga2O3,过程如下。已知:Ga与In为同族元素,In难溶于NaOH溶液。
Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为 。
【答案】
19、(2024·重庆卷·节选)含钌()催化剂在能源等领域应用广泛。方是制备负载型钌催化剂的前驱体。一种制备高纯的技术路线如下(部分试剂、步骤及反应条件略)。
回答下列问题:
步骤②生成的为难溶物,反应的化学方程式为 。
【答案】
20、(2024·重庆卷·节选)(四乙基铅)能提高汽油的辛烷值,可电解合成。电解池的阳极为,阴极为碳钢,电解液为溶有格氏试剂()的有机体系。
①阳极上生成的电极反应式为 。
②为减少铅污染,被限制使用。是一种潜在替代品,其电解合成的原理如图所示(为催化剂)。总反应化学方程式为 。
【答案】
21、(2024·吉林卷·节选)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
(2)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
【答案】(1)
(2)
22、(2024·江西卷·节选)稀土是国家的战略资源之一。以下是一种以独居石【主要成分为CePO4.含有Th3(PO4)4、U3O8和少量镭杂质】为原料制备CeCl3•nH2O的工艺流程图。
已知:ⅰ.Ksp[Th(OH)4]=4.0×10﹣45,Ksp[Ce(OH)3]=1.6×10﹣20,Ksp[Ce(OH)4]=2.0×10﹣48
ⅱ.镭为第ⅡA族元素
回答下列问题:
(1)热分解阶段U3O8生成Na2U2O7的化学反应方程式为 。
(2)盐酸溶解Ce(OH)4的离子方程式为 。
【答案】(1)2U3O8+O2+6NaOH=3Na2U2O7+3H2O
(2)2Ce(OH)4+8H++2Cl﹣=2Ce3++Cl2↑+8H2O 4×10﹣7
23、(2024·安徽卷·节选)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)“浸取2”步骤中,单质金转化为的化学方程式为 。
(2)“浸取3”步骤中,“浸渣2”中的 (填化学式)转化为。
(3)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 。
【答案】(1)
(2)AgCl
(3)
24、(2024·安徽卷·节选)测定铁矿石中铁含量的传统方法是,滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液。
②溶液:称取溶于浓盐酸,加水至,加入少量锡粒。
已知:氯化铁受热易升华;室温时,可将氧化为。难以氧化;可被还原为。回答下列问题:
结合离子方程式解释配制溶液时加入锡粒的原因: 。
【答案】Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,可防止Sn2+氧化
25、(2024·贵州卷·节选)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(2)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
【答案】(4)提供Na+和反应所需要的碱性环境
(5)
26、(2024·甘肃卷·节选)我国科研人员以高炉渣(主要成分为,,和等)为原料,对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用,有效减少了环境污染,主要流程如图所示:
已知:
(1)“滤渣”的主要成分是和 。
(2)“水浸2”时主要反应的化学方程式为 。
【答案】(1)SiO2
(2)
二、练习加强
1.工业上通过惰性电极电解氯化铵和盐酸的方法制备的原理如图所示。
(1)电极a的电极方程式:_______________________________________。
(2)二氧化氯发生器中的化学方程式:__________________________________________________。
【答案】(1);(2)3H2O+NCl3+6NaClO2=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH
2.由海绵铜(主要含和少量)制取氯化亚铜()的流程如下:
已知:氯化亚铜微溶于水,不溶于稀酸,可溶于浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。
“还原”时,反应的离子方程式为:_________________________________________________。
【答案】
3.信息给予型离子反应往往通过陌生情境下题干语言描述或化工流程,给出离子反应发生的环境,写出符合下列情况的离子方程式。
(1)向溶液中加入溶液生成:____________________________________。
(2)溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉:___________________________________________。
(3)向溶液中加入生成:____________________________________________________。
(4)已知不溶于水,但可溶于醋酸铵溶液,反应方程式如下:
将硫化钠溶液与醋酸铅溶液混合,可生成沉淀,写出反应的离子方程式:_______________________________。
【答案】(1)[或]
(2)
(3)
(4)
4.按要求完成下列方程式。
(1)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:______________________________________________________。
(2)一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和,其反应的离子方程式为___________________________________________________。
(3)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为_________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法,若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生反应的化学方程式:________________________________________________________________。
(5)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其反应的离子方程式为______________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)3Na2SO4+8C3Na2S+4CO↑+4CO2↑
(5)
5.根据图示信息书写方程式。
(1)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
①反应I的化学方程式为__________________________________________________________。
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为___________________________(被氧化为N2)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)
6.根据“机理图”书写方程式。
(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图:
过程ⅰ反应的离子方程式为______________________________________________________________________。
(2)酸性环境中,纳米去除分两步,将步骤ⅱ补充完整。
ⅰ、;
ⅱ、。
(3)氧化可除去氨氮,反应机理如图所示(其中和略去):氧化的总反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)+3+8=3++2
(3)
7.四氯化锡是一种重要的化工原料,主要用于有机锡化合物的制造,也可用作分析试剂、有机合成脱水剂等。已知锡单质在加热时可直接与氯气化合生成,某实验小组用如下装置对其进行合成。
【相关药品性质】
药品
颜色、状态
熔点(℃)
沸点(℃)
其他性质
银白色固体
231
2260
较活泼金属能与、等气体发生反应
无色液体
114
极易水解产生溶胶
请回答下列问题:
写出水解的化学方程式____________________________________。将少量置于空气中可观察到的现象是___________________;
【答案】(胶体) 产生白雾
8.在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应式为_______,该装置中使用的是_______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
【答案】 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 阳
9.向含Fe2+和苯胺()的酸性溶液中加入双氧水,会发生如下反应:Fe2++H++H2O2=Fe3++HO·+H2O,HO·(羟基自由基)具有强氧化性,能将溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。写出该反应的离子方程式:___________________________________________________________________。
【答案】2C6H5NH2+62HO·→12CO2↑+N2↑+38H2O
10.元素周期表中,铍(Be)与铝处于对角线的位置,它们的性质相似。试回答:
(1)已知:,写出Be2C与NaOH溶液反应的离子方程式(铍酸根离子为[Be(OH)4]2-):___________
(2)铝石墨双离子电池是一种全新的低成本、高效能电池,反应原理为:,电池结构如图2所示。放电时,正极反应式为__________________,充电时,应将铝-石墨电极与外接电源的___________极相连。
【答案】(1)Be2C+4H2O+4OH—=2[Be(OH)4]2-+CH4↑;(2) Cx(PF6)+e-=xC+ 正
11.回答下列问题:
(1)利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现CO2的连续转化。
多晶铜电极的电极反应式为_____________________________________________;
(2)某钠离子电池结构如图所示,电极A为含钠过渡金属氧化物(NaxTMO2),电极B为硬碳,充电时Na+得电子成为Na嵌入硬碳中,NaTMO2失去电子生成Na1−xTMO2,充电时B极的电极反应:___________________,放电时A极的电极方程式:__________________________________。
【答案】(1)14CO2+12e-+8H2OH2C=CH2+12
(2)C+xe-+xNa+=NaxC Na1−xTMO2+xe-+xNa+=NaTMO2
12.氨的转化与去除:微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术,如图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
(1)A极的电极反应式为____________________________,A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为_______。
(2)用化学用语简述去除的原理:_____________________________________________________________。
【答案】(1)CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+ 5∶2
(2)NH+ 4在好氧微生物反应器中转化为NO- 3:NH+ 4+2O2=NO- 3+2H++H2O,NO- 3在MFC电池正极转化为N2:2NO- 3+12H++10e-=N2↑+6H2O
13.利用电化学原理,将和熔融制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含的废水,如图所示;电解过程中溶液发生反应:。
(1)甲池工作时,转变成绿色硝化剂Y,Y是,可循环使用。则石墨II是电池的_______(填“正”或“负”)极;石墨I附近发生的电极反应式为_______。
(2)乙池中(I)棒上发生的电极反应为_______。
【答案】(1)正
(2)
14.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,可有效灭活新冠病毒,但其稳定性较差,故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2保存。现利用如下装置及试剂制备NaClO2。
已知:ClO2的熔点为-59℃,沸点为11℃。纯的或浓度较大的ClO2易分解爆炸;ClO2极易溶于水,且在碱性环境中发生反应2ClO2+2OH-=ClO+ClO+H2O。
C 中生成NaClO2的离子方程式为 _______。
【答案】2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+O2+2H2O
15.工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆(含CaO)上清液中的,并制取石膏(),其中的物质转化过程如下图所示。
(1)过程I、II中,起催化剂作用的物质是_______。
(2)过程II中,反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)
(2)
16.金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点,主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是MoS2,含有钙、硅等元素)制备金属钼,其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图1所示:
已知:①焙烧后得到MoO3、SiO2、CaMoO4的混合物。
②MoO3溶于氨水,钼酸钙(CaMoO4)不溶于氨水。
回答下列问题:
(1) “氨浸”过程中相关反应的离子方程式为 _______________________________________________________。
(2)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺,其工作原理如图4所示。电解过程中阳极上发生的电极反应式为 _________________________________________________________________________________。
【答案】(1) ;(2)
17.碳酸锶纯品是重要的无机化工产品。一种利用含锶矿渣(主要成分为SrSO4,还含有少量CaCO3和FeO)生产高纯碳酸锶的流程如图:
(1)“氧化”反应的离子反应方程式为_____。
(2)“沉铁”反应的离子反应方程式为_____。
【答案】(1)6Fe2++ClO+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(2)2Fe3++3SrCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3Sr2++3CO2↑
18.镍氢电池是一种新型绿色电池,利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为、及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴,其工艺流程如图所示。
(1)“步骤⑤”制的离子方程式为________________________________________________。
(2)在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料[]。该反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
(3)碱性镍氢电池的工作原理为(M为储氢合金),该电池充电时阳极的电极反应式为___________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)
(3)
19.钼酸钠是一种金属缓蚀剂,金属钼是重要的合金材料,下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为)生产两种物质的流程:
请回答下列问题:
辉钼矿在空气中焙烧时,加入氧化物X可减少空气污染物的排放,烧渣中以的形态存在,焙烧方程式为________________________________________________________________;
【答案】
20.辉铜矿主要成分Cu2S,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,软锰矿主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源,用同槽酸浸湿法冶炼工艺,制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下:
已知:MnO2有较强的氧化性,能将Cu+氧化成Cu2+
(1)酸浸时,得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式________________________。
(2)沉锰的离子方程式:______________________________________________。
【答案】(1)Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(2)
21.废旧磷酸铁锂电池的正极材料中含有LiFePO4、Al、导电剂(乙炔墨、碳纳米管)等。工业上利用废旧磷酸铁锂电池的正极材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:①LiFePO4不溶于碱,可溶于稀酸。
②常温下,Ksp(FePO4)=1.3×10-22, Ksp[Fe(OH)3]=4.0 × 10-38。
(1)“酸浸”时,加入H2O2溶液的目的是_______(用离子方程式表示)。
(2)制取的Li2CO3、FePO4与足量的炭黑混合,隔绝空气高温灼烧得到LiFePO4,反应的化学方程式是_______。
【答案】(1)
(2)
22.HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中,通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼,其工艺流程如图所示。
已知:I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐,而NiO不行。
II.高温下,NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
请回答下列问题:
(1)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式:_______________________________,_________________________________。
(2)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀,请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:_______________________________。
【答案】(1)2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2;Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(2)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O
23.为保护环境,充分利用钴资源,一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4,该反应的离子方程式为_________。
(2)高温时,CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为_________。
【答案】(1)2LiCoO2+ 6H++ H2O2= 2Li++ 2Co2+ + 4H2O+O2↑
(2)4CoC2O4+ 2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+ 10CO2
24.亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃, 遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可用下图装置由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
简要步骤如下:实验开始时,关闭K1,打开K2、K3,通入一段时间的氯气,直至三颈烧瓶中充满黄绿色气体,关闭K3,打开K1,打开分液漏斗塞子,向烧瓶中滴入适量稀硝酸;待装置C中某一现象发生时,关闭K2,打开K3,在三颈烧瓶中制备亚硝酰氯。
请回答:
(1)步骤划线处,装置C出现的现象是___________。
(2)该实验用高锰酸钾和浓盐酸来制取氯气,写出该反应的离子方程式:________________________________。
(3)写出亚硝酰氯与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠的化学方程式:_____________________________________。
【答案】(1) 红棕色气体完全消失
(2)2MnO+16H++10Cl—2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)NOCl+2NaOH=NaNO2+NaCl+ H2O
25.硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为_____________________________________________________。
【答案】2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
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