内容正文:
特色题型专练2 分类突破新情境下化学方程式书写
一、文字描述类
1.次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(1)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为________________(填化学式)。
(2)H3PO2的工业制法是白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
解析:(1)氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1时,氧化剂得到4 mol电子时,1 mol还原剂失去4 mol电子,则P的化合价从+1价升高到+5价。(2)白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,磷元素的化合价由0价变为-3价和+1价,根据得失电子守恒进行配平。
答案:(1)H3PO4 (2)2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
2.(2024·苏州模拟)工业上除去Mn2+、Co2+离子:在搅拌下加入适量饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液并控制pH≤3.5,过滤。
(1)Mn2+反应生成MnO2,写出此反应的离子方程式:________________________;
(2)Co2+反应生成Co(OH)3沉淀,写出此反应的离子方程式:________________________
答案:(1)Mn2++ClO-+CO===MnO2↓+Cl-+CO2↑
(2)2Co2++ClO-+2CO+3H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+2CO2↑
3.(江苏高考真题)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80 ℃真空干燥、高温成型而制得。共沉淀反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案:(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4===LiFePO4+2NH4HSO4+H2O
4.水体中的Cr2O、HCrO和CrO是高毒性的重金属离子,可用Cr(Ⅵ)表示。常用的处理方法是将Cr(Ⅵ)还原为低毒性的Cr3+或Cr(OH)3。
在一定pH的水溶液中,HS-、S2-可与CrO反应生成Cr(OH)3和单质硫。水溶液中S2-能与单质硫反应生成S,S能还原Cr(Ⅵ)。
在pH=9的水溶液中CrO与HS-反应的离子方程式为________________________。
答案:2CrO+3HS-+5H2O===2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH-
5.皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、NH形式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。
(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。
该反应的离子方程式为______________________________________________。
答案:NH+3Fe3++2SO+6H2O===NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+
(2)氧化:调节经沉淀处理后的废水pH约为6,加入NaClO溶液进一步氧化处理。
①NaClO将废水中的氨氮转化为N2,该反应的离子方程式为________________________。
②研究发现,废水中氨氮去除率随温度升高呈先升后降趋势。当温度大于30 ℃时,废水中氨氮去除率随着温度升高而降低,结合化学方程式解释其可能原因________________________________________________________________________。
答案:①3ClO-+2NH===N2↑+3Cl-+2H++3H2O
②2HClO2HCl+O2↑
次氯酸浓度减小,氨氮去除率降低
二、工艺流程情境
1.以黄铁矿(主要成分是FeS2,含少量SiO2)和软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3)为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)混合研磨成细粉的目的是________________。“酸浸”过程得到的滤液中含有Mn2+、Fe3+,则该过程中主要反应的离子方程式是________________________。
(2)“沉锰”时,Mn2+参与反应的离子方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由分析可知,混合研磨成细粉的目的是增大与酸的接触面积,加快反应速率,“酸浸”过程得到的滤液中含有Mn2+、Fe3+,是由于MnO2和FeS2反应转化而来的,故该过程中主要反应的离子方程式是3MnO2+2FeS2+12H+===3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O。(2)“沉锰”时,Mn2+参与反应的离子方程式是Mn2++HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH+H2O。
答案:(1)增大与酸的接触面积,加快反应速率 3MnO2+2FeS2+12H+===3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O
(2)Mn2++HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH+H2O
2.利用某工业废料(主要成分为Co2O3,含有少量PbO、NiO、FeO)制备Co2O3和Ni(OH)2的流程如下。
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
沉淀物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Co(OH)2
Ni(OH)2
完全沉淀时的pH
9.7
3.7
9.0
9.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”时为加快反应速率,可采取的措施是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(答两条)
(2)“酸浸”时Co2O3和H2O2能发生氧化还原反应,该反应的离子方程式为________________________;滤渣1的主要成分是________(填化学式)。
(3)“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)“酸浸”时为加快反应速率,可采取的措施有:将工业废料粉碎,适当提高试剂的浓度等,为了防止双氧水的分解,不能加热。(2)流程中萃取分离后得到的水溶液中含有钴离子,故“酸浸”时,三氧化二钴被过氧化氢还原为二价钴离子,发生反应的离子方程式是Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑,PbO和硫酸反应生成不溶物PbSO4。(3)根据题目信息,碳酸氢铵和氨水与硫酸钴反应生成Co2(OH)2CO3沉淀,根据原子守恒得到发生的离子反应为2Co2++HCO+3NH3·H2O===Co2(OH)2CO3↓+3NH+H2O。
答案:(1)将工业废料粉碎、适当提高试剂的浓度等
(2)Co2O3+H2O2+4H+===2Co2++3H2O+O2↑PbSO4
(3)2Co2++HCO+3NH3·H2O===Co2(OH)2CO3↓+3NH+H2O
3.(2024·江苏卷)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为________________________。
答案:KHCO3+Ca(OH)2===KOH+CaCO3↓+H2O
4.FePO4是一种难溶于水、易溶于硫酸的固体,可用作金属防腐剂。实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(第一级电离常数Ka1=7.5×10-3)制备FePO4的流程如下:
写出“反应”时总反应的离子方程式:__________________________。
答案:2Fe2++ClO-+2H3PO4+4OH-===2FePO4↓+Cl-+5H2O
5.某粉煤灰(主要含Al2O3、Fe2O3、CaCO3等)的铝、铁分离工艺流程如下:
沉铝后所得FeSO4溶液可用于烟气中NO的吸收,其原理为Fe2++2NO [Fe(NO)2]2+。“再生”过程中,[Fe(NO)2]2+在微生物的作用下与C6H12O6发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:C6H12O6+6[Fe(NO)2]2+6Fe2++6N2↑+6CO2↑+6H2O
三、反应机理情境类
1.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的总反应的化学方程式为________________________________________________。
答案:3NaClO+2NH3===N2+3H2O+3NaCl
2.大气污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。目前,科学家还在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图所示。写出该脱硝原理总反应的化学方程式:___________________________________________________。
答案:2C2H4+6NO+3O24CO2+3N2+4H2O
3.TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂,能有效地将有机污染物转化为CO2等小分子物质。如图为在TiO2的催化下,O3降解CH3CHO的示意图,则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案:5O3+3CH3CHO6CO2+6H2O
4.含氮化合物(NOx、NO等)是环境污染物,使用V2O5/(TiO2SiO2)催化剂,采用NH3还原技术,能有效脱除电厂烟气中氮氧化物,反应机理如图所示。
根据上图所示,NO、NH3在有氧条件下的总化学方程式是________________________________________________________________________。
答案:4NO+4NH3+O24N2+6H2O
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