热点题型01 陌生化学(离子)方程式的书写-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练(浙江专用)
2024-12-31
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2份
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46页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 离子反应,氧化还原反应 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.66 MB |
| 发布时间 | 2024-12-31 |
| 更新时间 | 2024-12-31 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2024-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49687119.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
热点01 陌生化学(离子)方程式的书写
1.识记常见氧化剂、还原剂及产物预测
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
H2SO4(浓)
SO2
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
Cl2
Cl-
HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2、Cl-
PbO2
Pb2+
Fe3+
Fe2+
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3)
SO
S2-(或H2S、NaHS)
S、SO2(或SO)、SO
H2C2O4、C2O
CO、CO2
H2O2
O2
I-(或HI、NaI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+
H2
H+(酸性)、H2O(碱性)
2.信息氧化还原反应方程式书写程序
第1步:根据题干信息或流程图,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
第2步:按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式,根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第3步:根据电荷守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+或OH-的形式使方程式的两端的电荷守恒。
第4步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
新情境氧化还原反应化学(离子)方程式的书写程序
根据电子转移数或常见化合价确定未知产物中元素的化合价;根据溶液的酸碱性确定未知物的类别
→
根据电子守恒配平
→
根据溶液的酸碱性确定参与反应的或
→
根据电荷守恒配平
→
根据原子守恒确定并配平其他物质
3.非氧化还原反应陌生化学方程式的书写
(1)书写非氧化还原反应化学(离子)方程式的步骤:
①根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。
②配平化学方程式。
③注明化学方程式发生的条件并注明“↑ ”、“↓”。
(2)书写技巧
①运用“证据→推理→符号”思路书写新情况化学(离子)方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出反应物和生成物的符号(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。
②根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写化学(离子)方程式,如酸(酸式盐)与碱可发生中和反应、强酸与弱酸盐可以反应。
③根据“广义”的水解书写化学(离子)方程式: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。
④根据对热稳定性的理解书写化学(离子)方程式,如铵盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热易分解。
⑤多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。
4.分步法书写非氧化还原方程式
陌生的非氧化还原反应主要为复分解反应,抓住复分解反应条件推断产物,结合盐类水解、酸碱强弱综合分析。这类复杂的化学反应可以采用分步思考,例如,碳酸钠、氢氟酸和氢氧化铝混合物在高温下反应制备冰晶石,可以分三步理解:Al(OH)3+3HF=AlF3+3H2O,Na2CO3+2HF=2NaF+CO2↑+H2O,AlF3+3NaF=Na3AlF6。加合得到总反应式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。再如在碳酸氢钠溶液中加入少量硫酸亚铁溶液制备碳酸亚铁:Fe2++HCO3-=FeCO3↓+H+,H++ HCO3-=CO2↑+H2O,加合得总反应式为Fe2++2 HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
5.陌生电极反应式的书写
近年来氧化还原反应和电化学原理结合的题型比较多,我们只要抓住氧化还原反的本质以及原电池或电解池中两极的放电情况,就会迎刃而解。书写电极反应方程式的一般方法:
第一步:确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
第二步:原电池负极或电解池阳极的电极反应式,按“还原剂-ne-=氧化产物”书写;原电池正极或电解池阴极的电极反应式,按“氧化剂+ne-=还原产物”书写。
【特别注意】负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式,如Al-Cu-NaHCO3溶液构成的原电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3-反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故铝件(负极)上发生的反应为:Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是仅仅写为:Al-3e-=Al3+。
第三步:根据电荷守恒和反应混合物的酸碱性,补充H+、OH-或H2O等,并配平电极反应。
【特别注意】若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现H+,且水必须写入正极反应式中,与O2结合生成OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现OH-,且H+必须写入正极反应式中,与O2结合生成水。
第四步:正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
【特别提醒】(1)根据“电池充电时,原电池的负极与外接电源的负极相连作电解池的阴极,原电池的正极与外接电源的正极相连作电解池的阳极”知,可充电电池(二次电池)充电时阴极的电极反应是其放电时负极反应的逆过程,充电时阳极的电极反应是其放电时正极反应的逆过程。
(2)电解池中的阳极有最强的氧化能力,阴极有最强的还原能力,所以可以发生平常不能发生的一些氧化还原反应。电解液中氧化性的离子可以在阴极得电子,还原性离子则可以在阳极失电子。同时考虑得失电子产物与电解液可能发生的反应。
(3)书写电极反应式经验总结与分享:巧妙结合新情境题目信息,先确定部分反应物和产物,然后遵循“电荷守恒,查氧补水,差几个氧原子补几分子水”。
(建议用时:40分钟)
考向01 氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
1.(2024·浙江省6月选考)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。
(1)产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,写出该反应的化学方程式 ______。
(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。
②写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量溶液反应的离子方程式 。
2.(2023·浙江省6月选考)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式___________。
3.(2024·辽吉黑卷,16)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Au颗粒被FeS2、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_______。
4.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)四氢铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要还原剂,其性质探究如下(试剂均足量):
回答下列问题:
(1)写出LiAlH4与H2O反应的化学方程式: 。
5.(2025·浙江省强基联高三联考)1000多年前我国就利用“细菌氧化”法将铜矿石中的硫化物转化为硫酸盐,并用形成的天然“胆水”来冶炼铜。现代采用电解精炼铜会产生阳极泥,其中含有铜、金、银等金属单质。某科研小组设计提纯金和银的工艺流程如下:
已知:AgCl能与Na2S2O3反应生成[Ag(S2O3)2]3-。
(3)浸取1中相关反应的化学方程式是 。
(4)“细菌氧化”时,FeS2发生反应的离子方程式是 ,设计实验检验反应产物中的离子: 。
6.(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)某工厂利用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7及其它副产品,具体工艺流程如下所示:
已知:①焙烧后Cr元素以价形式存在。
②铬酸盐溶液或重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+等重金属离子会产生沉淀。
(1)焙烧过程,Fe(CrO2)2中的元素被氧化(填元素名称)。写出富氧焙烧反应的化学方程式 。
7.以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌,其生产工艺流程如图所示:
(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L,设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰,写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式___________。
(3)用锌粉除镉(Cd2+ )的离子方程式为___________;沉锌生成碱式碳酸锌[2Zn(OH2)·ZnCO3·H2O]的化学方程式为___________。
(5)煅烧炉中发生反应的化学方程式为___________。
8.高锰酸钾在化工生产和环境保护等领域应用十分广泛。以软锰矿(主要成分是MnO2,含有Fe2O3和SiO2等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图:
回答下列问题:
(2)“焙烧”中有K2MnO4生成,该步骤主要反应的化学方程式为_______。
(5) “歧化”过程中主要反应的离子方程式为_____。
考向02 非氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
9.(2022·浙江省6月选考)化合物X由三种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
化合物X在空气中加热到,不发生反应。
(3)①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,写出该反应的离子方程式_______。
10.(2023·浙江省1月选考)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(2)写出B→C溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式___________。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式___________。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子___________。
11.(2023•全国甲卷,26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为_______。
12.(2023•江苏卷,17)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
(1)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___________。
13.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考) [Cu(NH3)4]SO4常用作杀虫剂和媒染剂,光气()是有机合成中的重要原料,它们有如下转化关系:
已知:①CCl4+2SO3+E;
②激光拉曼光谱和红外光谱显示A晶体中含有两种阳离子和一种阴离子,其中一种阳离子呈正四面体构型,阴离子呈三角锥形,且A中。
(2)写出[Cu(NH3)4]SO4溶液与足量SO2反应的化学方程式 。
(4)写出A与稀H2SO4反应的离子方程式 (已知:A溶于稀H2SO4生成红色沉淀,溶液变为蓝色)。
14.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)二氯化二硫(S2Cl2)是一种结构与双氧水(H2O2)相似,常温下为黄红色的液体,是一种重要的化工原料。
已知:①物质A、B均为二元化合物;②常温下A为无色气体,当冷却到77K时,变成橙红色液体,是SO2的等电子体(原子数和价电子数均相等);③B是棕黄色固体;④CuCl+HClH[CuCl2]。
(1)写出S2Cl2与水反应的化学方程式 。
(4)在真空中将CuO和足量S一起混合加热也可生成物质A,同时生成一种黑色二元固体X,X不溶于水、可溶于浓硝酸、两种元素质量比为4:l。
写出该反应的化学反应方程式: 。
15.(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)雷酸家族十分有趣,雷酸的分子式为HNOC,请完成有关问题。
(3)在当年霍华德制备“氯酸”的实验中,硝酸首先氧化乙醇生成乙醛(反应1),乙醛在微量的亚硝酸存在下亚硝化为肟基乙醛(反应2),再被硝酸氧化为肟基乙酸()(反应3),该化合物与硝酸进一步发生硝化反应并经历脱羧、脱亚硝酸过程即可生成雷酸(反应4)。实际上生成的雷酸在此溶液中并不稳定,但是由于溶液中同时存在的汞离子立即与之反应生成溶解度较低的雷酸汞,从而形成沉淀脱离了反应体系(反应5)
①写出反应4的方程式 ;
②写出反应5的离子方程式 。
16.处理含锌废渣在资源利用和环境保护方面具有重要意义。某含锌废渣主要化学组成及制备活性ZnO工艺流程如下:
元素
Zn
Pb
Fe
Al
Cu
含量/%
39.81
12.81
6.66
0.84
0.42
回答下列问题:
(2)加入KMnO4除去体系中Fe2+的反应离子方程式为_______。
(4)“制碱式盐”得到碱式碳酸锌,化学式为Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O。生成碱式碳酸锌的离子方程式为_______。
17.(2024·浙江省宁波市镇海中学高三下学期5月模拟)工业上以黄铁矿为原料利用“接触法”制硫酸,并利用硫酸渣(主要含Fe2O3、Al 2O3、SiO2,其它杂质不考虑)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如图所示。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的离子方程式为 。
18.(2024·浙江省精诚联盟高三下学期三模)某矿石的组成为Fe4Cu2Si8O23,以此为原料实现如下转化:
(3)生成深蓝色溶液的化学方程式为 。
19.(2024·浙江省金华市义乌市高三下学期三模)光盘金属层含有Ag(其它金属微量忽略不计),可以进行资源回收利用,下图为从光盘中提取Ag的工业流程:
已知:①气体A、气体D是空气的主要组成气体。
(2)反应Ⅲ的离子方程式为 。
20.(2024·浙江省诸暨市高三适应性考试)五羰基铁是一种黄色液体,熔点-20℃,沸点103℃,可以用细铁粉和制备,流程如下:
写出反应③的方程式: 。
21.废SCR催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收对环境保护和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。
已知:TiO2、V2O5和WO3都能与NaOH溶液反应生成可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3;
(1)请写出“碱浸”过程中WO3与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(2)“酸浸”后钛主要以TiO2+形式存在,“热水解”反应的离子方程式为 。
(3)“煅烧”NH4VO3的化学方程式为 。
22.(2024·浙江省Z20名校联盟高三联考)高氯酸三碳酰肼合镍(GTN)的组成可表示为[Ni(CHZ3)( ClO4)2],其中CHZ为碳酰肼(结构简式为:)。已知N2H4、NH2OH (羟胺)具有类似于NH3的碱性。
请用方程式解释羟胺水溶液呈碱性 。工业上常用尿素和NaClO - NaOH溶液反应实现转化2得到N2H4和两种常见钠盐,反应的化学方程式为 。
23.硫酸是一种重要的大宗工业化学品,应用广泛,可实现下列转化:
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 。
(2)已知硫酸分子结构为过程Ⅱ生成了焦硫酸钠Na2S2O7,画出其阴离子的结构式 ;推测焦硫酸钠水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),用离子方程式表明原因 。
(3) Na2S2O7,高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体。过程Ⅲ是将过量Na2S2O7固体与磁铁矿熔融反应,产生了混合气体。写出Na2S2O7只与磁铁矿发生反应的总化学方程式 。
(4)过量的焦硫酸 H2S2O7和苯在加热条件下反应得到苯磺酸,写出反应的化学方程式 。
考向03 电极方程式书写
24.(2025·浙江省杭州市浙大附中高三质检)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如下图。写出电极A的电极反应___________。
25.(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)(4) Li-SO2Cl2电池(如图3)是一种新型军用电池,电解液是LiAlCl4- SO2Cl2,电池的总反应为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑,写出该电池的正极反应 。
26.(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)(1)1886年法国科学家莫瓦桑在无水HF中电解KHF2制得单质氟,获得1906年诺贝尔化学奖。该实验装置如下图。
已知KHF2是一种酸式盐,写出阴极上发生的电极反应式 。
27.(2025·浙江省第二届辛愉杯高三模拟考试)(4)可将反应制得的甲醇设计成如图所示的燃料电池,其中负极的电极反应式为 ;若该燃料电池消耗16.0g甲醇,U形管内溶液体积为1L,则溶液中c(CO32-)= (忽略溶液体积变化)。
28.(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)(3)NaBH4转化为NaBO2后,电解NaBO2溶液又可制得NaBH4,实现物质的循环利用,电解装置如图所示。
阴极上的电极反应式是 。
29.(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)(3)电化学法制丙烯工作原理如图所示,生成丙烯的电极反应式是 。产生丙烯,理论上需电流强度为的铅蓄电池至少工作 秒。
已知:电荷量电流时间(s);;。
30.(2025·江浙皖高中发展共同体高三联考)(2)我国科技工作者设计了见题图所示的可充电Mg-CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。
①充电时,多孔碳纳米管电极的电极反应式为 ;放电时,每转移1mol电子,理论上可转化CO2质量为 。
31.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)(5)科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法,装置示意图如下,电解质溶液1为由KHCO3、吡啶和HCl组成的CO2饱和水溶液,电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时,阴极反应为 。若用铅蓄电池代替恒压电源,当消耗标准状况下11.2LCO2时,正极质量变化为 g。
32.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)(4)电解法可以将NO,与另一污染性气体SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。电解原理如下图所示:
①计算常温下0.01mol/L的(NH4)2SO4的pH值为 (已知:Kw=1.0×10-14 Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 ,lg3=0.48)
②若通入NO2,其电极反应式为 。
33.(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)(3)利用电解硫酸溶液产生的过一硫酸(H2SO5,一元强酸),可将三价砷氧化成五价砷,从而降低砷的毒性。现进行如下实验:向20%硫酸溶液中加入2g/L亚砷酸钠,以钛镀铂作阳极,石墨为阴极,控制10℃,用6.0V电压电解,实验结果如下图。(砷的氧化率指五价砷占总砷的百分比)
通电时钛镀铂电极上发生的电极方程式为: ;根据图3可知,电解50至110min时,三价砷的氧化率增加幅度逐渐减小,原因可能是 。
34.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)(3)电解水制“绿氢”的技术也不断被突破,科技工作者设计了耦合HCHO高效制H2的方法,相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍,其装置如下图所示。则阳极电极反应式为 。
35.(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)配合物X(只有一种配体)由五种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
其中:固体单质A的焰色反应是绿色;混合气体由4种气体组成(不考虑气体之间相互反应);气体E为空气中含量最高的非极性气体;配合物X中氮元素质量为3.36g。
请回答:
(1)组成配合物X的五种元素是H、O、N、 、 ,其配位原子是 。
(2)刺激性气体C的空间构型是 。
(3)①写出混合气体经浓硫酸干燥后通入酸性KMnO4溶液的离子方程式: 。
②写出配合物X在高温条件下隔绝空气分解反应的化学方程式: 。
(4)设计实验证明配合物X的中心离子与配体形成的配位键的能力强于其中心离子与H2O形成的配位键的能力: 。
36.(2025·浙江省名校协作体高三联考)湿法炼锌过程中产生的净化钴渣(主要含Co3S4,ZnS,Ca2Fe2O5)实现钴锌分离的流程如下。
已知:①固体A微溶于酸与水;
②溶液A中的Co元素以Co2+形式存在:
③Co(OH)2和Zn(OH)2均为不溶于水的两性氢氧化物。
请回答:
(1)固体A的主要成分是 。步骤Ⅱ中加入ZnCO3的作用是 。
(2)写出步骤Ⅰ中Co3S4发生转化的化学方程式 。写出步骤Ⅲ中发生的离子方程式 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.CoOOH是较强的氧化剂,中性条件下其氧化性强于高锰酸钾
B.ZnS不是纯粹的离子晶体,其原因可能为Zn与S电负性差值较小
C.步骤Ⅰ中,O2的作用是氧化钴渣中的S和Fe元素
D.步骤Ⅳ中,包含了蒸发溶剂、过滤、重结晶等操作
(4)设计实验验证溶液B中含有Zn2+ 。
37.(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)一种通过阳极泥(主要成分为Au、Pt、Ru、Os等金属)制备锇酸钾晶体并回收其他贵金属的工艺流程如下图
已知:1.滤液①中主要含有的物质为HAuCl4、H2PtCl6
2.K2PtCl6微溶于冷水,难溶于有机溶剂
3.OsO4熔点40.6℃,沸点130℃,微溶于水,易溶于有机溶剂
完成下列填空:
(1)在“酸浸”中会产生NO气体,请写出该步骤的化学方程式 。
(2)操作①②均会使用的玻璃仪器除烧杯外还有 。
(3)通过“沉金”步骤可知,氧化性HAuCl4 H2PtCl6。(选填“<”、“>”或“=”)
(4)“还原”步骤中生成一种无毒无害的气体,该步骤化学方程式为 (盐酸肼N2H4·2HCl),从结构上分析,肼(N2H4)是一种 分子。(选填“极性”或“非极性”)
(5)“溶解、蒸馏”步骤中,先加入50%硫酸得到Na2OsO4溶液,再加入NaClO3溶液,反应后蒸馏出OsO4,请写出生成OsO4的离子方程式 。
(6) OsO4用溶液吸收后又得到Na2OsO4溶液,但吸收液中仍然存在少量Na2RuO4杂质,操作中加入甲醇的目的是 。
(7)“转化”时需加入过量溶液,试从平衡角度分析其原因: 。
(8)还可以形成丰富的配合物,如)形成的配合物Pt(NH3)2Cl2,Pt(NH3)2Cl2有A、B两种同分异构体,A呈棕黄色,在水中溶解度为0.2577g/(100g H2O),B呈淡黄色,在水中溶解度为0.0366g/(100g H2O),其中一种配合物水解后可与草酸反应生成Pt(C2O4)(NH3)2,另一种水解后不能与草酸反应,从结构的角度推测,水解后与草酸发生反应的配合物是 (选填“A”或“B”),并在下列图表中填入分子结构简式以解释其原因 。
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热点01 陌生化学(离子)方程式的书写
1.识记常见氧化剂、还原剂及产物预测
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO(碱性)
K2Cr2O7(酸性)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
H2SO4(浓)
SO2
X2(卤素单质)
X-
H2O2
OH-(碱性);H2O(酸性)
Na2O2
NaOH(或Na2CO3)
Cl2
Cl-
HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO-)
Cl-、Cl2
NaClO3
Cl2、ClO2、Cl-
PbO2
Pb2+
Fe3+
Fe2+
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
还原剂
氧化产物
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SO、NaHSO3)
SO
S2-(或H2S、NaHS)
S、SO2(或SO)、SO
H2C2O4、C2O
CO、CO2
H2O2
O2
I-(或HI、NaI)
I2、IO
CO
CO2
金属单质(Zn、Fe、Cu等)
Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+
H2
H+(酸性)、H2O(碱性)
2.信息氧化还原反应方程式书写程序
第1步:根据题干信息或流程图,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
第2步:按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式,根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第3步:根据电荷守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+或OH-的形式使方程式的两端的电荷守恒。
第4步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
新情境氧化还原反应化学(离子)方程式的书写程序
根据电子转移数或常见化合价确定未知产物中元素的化合价;根据溶液的酸碱性确定未知物的类别
→
根据电子守恒配平
→
根据溶液的酸碱性确定参与反应的或
→
根据电荷守恒配平
→
根据原子守恒确定并配平其他物质
3.非氧化还原反应陌生化学方程式的书写
(1)书写非氧化还原反应化学(离子)方程式的步骤:
①根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。
②配平化学方程式。
③注明化学方程式发生的条件并注明“↑ ”、“↓”。
(2)书写技巧
①运用“证据→推理→符号”思路书写新情况化学(离子)方程式的基本过程如下:“读”取题目中的有效信息(证据),写出反应物和生成物的符号(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。
②根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写化学(离子)方程式,如酸(酸式盐)与碱可发生中和反应、强酸与弱酸盐可以反应。
③根据“广义”的水解书写化学(离子)方程式: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。
④根据对热稳定性的理解书写化学(离子)方程式,如铵盐、弱酸酸式盐、难溶氢氧化物、难溶碳酸盐受热易分解。
⑤多元弱酸盐与其多元弱酸反应生成其酸式盐。
4.分步法书写非氧化还原方程式
陌生的非氧化还原反应主要为复分解反应,抓住复分解反应条件推断产物,结合盐类水解、酸碱强弱综合分析。这类复杂的化学反应可以采用分步思考,例如,碳酸钠、氢氟酸和氢氧化铝混合物在高温下反应制备冰晶石,可以分三步理解:Al(OH)3+3HF=AlF3+3H2O,Na2CO3+2HF=2NaF+CO2↑+H2O,AlF3+3NaF=Na3AlF6。加合得到总反应式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。再如在碳酸氢钠溶液中加入少量硫酸亚铁溶液制备碳酸亚铁:Fe2++HCO3-=FeCO3↓+H+,H++ HCO3-=CO2↑+H2O,加合得总反应式为Fe2++2 HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
5.陌生电极反应式的书写
近年来氧化还原反应和电化学原理结合的题型比较多,我们只要抓住氧化还原反的本质以及原电池或电解池中两极的放电情况,就会迎刃而解。书写电极反应方程式的一般方法:
第一步:确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
第二步:原电池负极或电解池阳极的电极反应式,按“还原剂-ne-=氧化产物”书写;原电池正极或电解池阴极的电极反应式,按“氧化剂+ne-=还原产物”书写。
【特别注意】负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式,如Al-Cu-NaHCO3溶液构成的原电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3-反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,故铝件(负极)上发生的反应为:Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,而不是仅仅写为:Al-3e-=Al3+。
第三步:根据电荷守恒和反应混合物的酸碱性,补充H+、OH-或H2O等,并配平电极反应。
【特别注意】若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,电极反应式中不能出现H+,且水必须写入正极反应式中,与O2结合生成OH-,若电解质溶液为酸性,电极反应式中不能出现OH-,且H+必须写入正极反应式中,与O2结合生成水。
第四步:正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
【特别提醒】(1)根据“电池充电时,原电池的负极与外接电源的负极相连作电解池的阴极,原电池的正极与外接电源的正极相连作电解池的阳极”知,可充电电池(二次电池)充电时阴极的电极反应是其放电时负极反应的逆过程,充电时阳极的电极反应是其放电时正极反应的逆过程。
(2)电解池中的阳极有最强的氧化能力,阴极有最强的还原能力,所以可以发生平常不能发生的一些氧化还原反应。电解液中氧化性的离子可以在阴极得电子,还原性离子则可以在阳极失电子。同时考虑得失电子产物与电解液可能发生的反应。
(3)书写电极反应式经验总结与分享:巧妙结合新情境题目信息,先确定部分反应物和产物,然后遵循“电荷守恒,查氧补水,差几个氧原子补几分子水”。
(建议用时:40分钟)
考向01 氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
1.(2024·浙江省6月选考)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。
(1)产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,写出该反应的化学方程式 ______。
(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。
②写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量溶液反应的离子方程式 。
【答案】(1) Pb3O4+14HCl(浓)=3 H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑
HSO3X+3OH-=SO42-+X-+2H2O
【解析】(1)产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,该反应的化学方程式:Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4] +4H2O+Cl2↑;(3)D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,发生反应的离子方程式是:HSO3X+3OH-= SO42-+X-+2H2O。
2.(2023·浙江省6月选考)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式___________。
【答案】(1)2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2
【解析】(1)氧气具有氧化性,能被四价硫氧化为六价硫,二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二氧化碳,反应为2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2;
3.(2024·辽吉黑卷,16)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Au颗粒被FeS2、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为_______。
【答案】(2)4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和SO42-,离子方程式为:4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+;
4.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)四氢铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要还原剂,其性质探究如下(试剂均足量):
回答下列问题:
(1)写出LiAlH4与H2O反应的化学方程式: 。
【答案】(1)LiAlH4+4H2O=LiOH↓+Al(OH)3↓+4H2↑
【解析】(1)固体1能够溶于盐酸,且溶液2中加入试剂A后产生氢氧化铝沉淀,说明溶液2中含有Al3+,固体1中含有Al(OH)3,说明四氢铝锂(LiAlH4)和水反应生成Al(OH)3、LiOH和H2。LiAlH4与H2O反应生成Al(OH)3、LiOH和H2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:LiAlH4+4H2O=LiOH↓+Al(OH)3↓+4H2↑。
5.(2025·浙江省强基联高三联考)1000多年前我国就利用“细菌氧化”法将铜矿石中的硫化物转化为硫酸盐,并用形成的天然“胆水”来冶炼铜。现代采用电解精炼铜会产生阳极泥,其中含有铜、金、银等金属单质。某科研小组设计提纯金和银的工艺流程如下:
已知:AgCl能与Na2S2O3反应生成[Ag(S2O3)2]3-。
(3)浸取1中相关反应的化学方程式是 。
(4)“细菌氧化”时,FeS2发生反应的离子方程式是 ,设计实验检验反应产物中的离子: 。
【答案】(3) Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(4)4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+
取样于三支试管中,向A试管滴加KSCN溶液,若溶液变红,则有Fe3+;向B试管中滴加稀盐酸,无现象,再滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则有SO42-
【解析】(3)浸取1中是铜在硫酸作用下被双氧水氧化生成硫酸铜和水,相关反应的化学方程式是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;(4)“细菌氧化”时,将铜矿石中的硫化物转化为硫酸盐,FeS2发生反应的离子方程式是4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8SO42-+4H+,设计实验检验反应产物中的离子,铁离子、硫酸根离子,实验为:取样于三支试管中,向A试管滴加KSCN溶液,若溶液变红,则有Fe3+;向B试管中滴加稀盐酸,无现象,再滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则有SO42-。
6.(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)某工厂利用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7及其它副产品,具体工艺流程如下所示:
已知:①焙烧后Cr元素以价形式存在。
②铬酸盐溶液或重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+等重金属离子会产生沉淀。
(1)焙烧过程,Fe(CrO2)2中的元素被氧化(填元素名称)。写出富氧焙烧反应的化学方程式 。
【答案】(1)铬、铁 4 Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
【解析】铬铁矿主要成分为Fe(CrO2)2,将铬铁矿粉碎,和碳酸钠、氧气高温焙烧,生成Na2CrO4、Fe2O3和二氧化碳,冷却后水浸,过滤,向滤液中加酸使2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O正向移动,Na2CrO4转变为Na2Cr2O7,加硫酸钾得K2Cr2O7。(1)Fe(CrO2)2中Cr显+3价、Fe显+2价,焙烧后Cr元素以+6价形式存在,Fe元素生成Fe2O3,Cr、Fe元素化合价升高,焙烧过程,Fe(CrO2)2中的铬、铁元素被氧化;富氧焙烧反应的化学方程式4 Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2。
7.以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌,其生产工艺流程如图所示:
(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L,设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰,写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式___________。
(3)用锌粉除镉(Cd2+ )的离子方程式为___________;沉锌生成碱式碳酸锌[2Zn(OH2)·ZnCO3·H2O]的化学方程式为___________。
(5)煅烧炉中发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) Mn2+ +S2O82- +2H2O= MnO2 +2SO42-+4H+
(3) Zn+Cd2+=Zn2++Cd 3ZnSO4+ 3Na2CO3+3H2O= 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O↓+3Na2SO4+ 2CO2↑
(5) 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O 3ZnO+CO2↑+3H2O
【解析】(1)铜萃余液含硫酸30~60g/L,设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰,Mn2+被氧化成MnO2,过硫酸根离子被还原为硫酸根离子,离子方程式为:Mn2+ + S2O82- +2H2O= MnO2 +2SO42-+4H+;(3)锌与镉离子发生取代反应生成锌离子和单质镉,离子方程式为:Zn+Cd2+=Zn2++Cd;向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸锌,相应的方程式为:3ZnSO4+ 3Na2CO3+3H2O= 2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O↓+3Na2SO4+ 2CO2↑;(5)由流程可知,工业碱式碳酸锌在煅烧炉中煅烧生成活性氧化锌,则相应的方程式为:2Zn(OH)2·ZnCO3·H2O 3ZnO+CO2↑+3H2O。
8.高锰酸钾在化工生产和环境保护等领域应用十分广泛。以软锰矿(主要成分是MnO2,含有Fe2O3和SiO2等杂质)为原料制备高锰酸钾的工艺流程如图:
回答下列问题:
(2)“焙烧”中有K2MnO4生成,该步骤主要反应的化学方程式为_______。
(5) “歧化”过程中主要反应的离子方程式为_____。
【答案】(2)3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O
(5) 3MnO42-+4CO2+2H2O=2MnO4-+ MnO2↓+4HCO3-
【解析】(2)软锰矿(主要成分是MnO2,含有Fe2O3和SiO2等杂质),加入KClO3和KOH,焙烧,将MnO2氧化为K2MnO4,化学方程式为3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O;(5)向滤液中通入足量的CO2,K2MnO4发生歧化反应:3K2MnO4+4CO2+2H2O=2KMnO4+ MnO2↓+4KHCO3,离子方程式为:3MnO42-+4CO2+2H2O=2MnO4-+ MnO2↓+4HCO3-。
考向02 非氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
9.(2022·浙江省6月选考)化合物X由三种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
化合物X在空气中加热到,不发生反应。
(3)①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,写出该反应的离子方程式_______。
【答案】(3)2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O
BaCu3O4+12NH3H2O=3Cu(NH3)42++Ba2++8OH-+8H2O
【解析】化合物X由三种元素组成,在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物A,A和盐酸反应生成0.960g紫红色固体应该是Cu,无色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g应该是BaSO4,无色溶液C中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO4。(3)①反应中Cu元素化合价降低,得到电子,则氨气中氮元素化合价升高,被氧化生成氮气,根据原子守恒可知由X到A的化学方程式为2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O。②X难溶于水,但可溶于氨水中,说明有Cu(NH3) 42+生成,所以该反应的离子方程式为BaCu3O4+12NH3H2O=3Cu(NH3) 42++Ba2++8OH-+8H2O。
10.(2023·浙江省1月选考)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(2)写出B→C溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式___________。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式___________。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子___________。
【答案】(2)8HI+NaClO4=4I2+NaCl+4H2O或12HI+NaClO4=4HI3+NaCl+4H2O
(3)[Ag(NH3)2]++Cl-+2H+=AgCl↓+2NH4+
【解析】由化合物X与碳酸钠溶液反应生成白色固体A和无色溶液B可知,白色固体A可能为碳酸钙或碳酸钡沉淀,说明化合物X中含有钙离子或钡离子,由多步转化后溶液B得到白色沉淀H可知化合物X中一定含有氯元素和氧元素,由白色沉淀H的质量为1.435g可知,化合物X中含有氯元素的物质的量为=0.01mol,由白色固体A用0.0250mol盐酸溶解后,多余的酸用0.0150mol氢氧化钠溶液恰好中和可知,化合物X中含有钙元素或钡元素的物质的量为(0.0250mol—0.0150mol)×=0.005mol,若化合物X含有钡元素,白色固体A的质量为=0.005mol×197g/mol=0.985g>0.500g,所以X中含有钙元素,含有的氧元素物质的量为=0.04mol,则X中钙元素、氯元素、氧元素的物质的量比为0.005mol:0.01mol:0.04mol=1:2:8,则X的化学式为Ca(ClO4)2。(2)由图可知,B→C溶液呈棕黄色所发生的反应为高氯酸钠溶液与氢碘酸反应生成氯化钠、碘和水,反应的化学反应方程式为:8HI+NaClO4=4I2+NaCl+4H2O;(3)由图可知,生成白色固体H的反应为氯化二氨合银与硝酸溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铵,反应的离子方程式为[Ag(NH3)2]++Cl-+2H+=AgCl↓+2NH4+。
11.(2023•全国甲卷,26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为_______。
【答案】(5) BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl
【解析】(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为:BaCl2+TiCl4+H2O+2(NH4)2C2O4=BaTiO(C2O4)2+4NH4Cl+2HCl。
12.(2023•江苏卷,17)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。
(1)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】(1)①KHCO3+Ca(OH)2= CaCO3+KOH+H2O
【解析】(1)由图可知“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应生成碳酸钙用于煅烧产生二氧化碳,产物KOH可回收利用,故化学方程式为KHCO3+Ca(OH)2= CaCO3+KOH+H2O。
13.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考) [Cu(NH3)4]SO4常用作杀虫剂和媒染剂,光气()是有机合成中的重要原料,它们有如下转化关系:
已知:①CCl4+2SO3+E;
②激光拉曼光谱和红外光谱显示A晶体中含有两种阳离子和一种阴离子,其中一种阳离子呈正四面体构型,阴离子呈三角锥形,且A中。
(2)写出[Cu(NH3)4]SO4溶液与足量SO2反应的化学方程式 。
(4)写出A与稀H2SO4反应的离子方程式 (已知:A溶于稀H2SO4生成红色沉淀,溶液变为蓝色)。
【答案】(2)2[Cu(NH3)4]SO4+3SO2+4H2O=2CuNH4SO3↓+3(NH4)2SO4
(4) 2CuNH4SO3+4H+= Cu2++ Cu+NH4++2SO2↑+2H2O
【解析】[Cu(NH3)4]SO4溶液与足量的SO2反应生成白色沉淀A,根据已知②得A晶体中含有两种阳离子和一种阴离子,其中一种阳离子呈正四面体构型,结合反应物元素组成,该阳离子为NH4+,阴离子呈三角锥形为SO32-,且A中,可推出另外一种阳离子为Cu+,则A是亚硫酸亚铜铵CuNH4SO3。(2)[Cu(NH3)4]SO4溶液与足量的SO2反应的化学方程式为2[Cu(NH3)4]SO4+3SO2+4H2O=2CuNH4SO3↓+3(NH4)2SO4;(4)已知A溶于稀H2SO4生成红色沉淀,溶液变为蓝色,故A与稀H2SO4反应的离子方程式为2CuNH4SO3+4H+= Cu2++ Cu+NH4++2SO2↑+2H2O。
14.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)二氯化二硫(S2Cl2)是一种结构与双氧水(H2O2)相似,常温下为黄红色的液体,是一种重要的化工原料。
已知:①物质A、B均为二元化合物;②常温下A为无色气体,当冷却到77K时,变成橙红色液体,是SO2的等电子体(原子数和价电子数均相等);③B是棕黄色固体;④CuCl+HClH[CuCl2]。
(1)写出S2Cl2与水反应的化学方程式 。
(4)在真空中将CuO和足量S一起混合加热也可生成物质A,同时生成一种黑色二元固体X,X不溶于水、可溶于浓硝酸、两种元素质量比为4:l。
写出该反应的化学反应方程式: 。
【答案】(1)2S2Cl2+2H2O=4HCl↑+SO2↑+3S↓
(4) 2CuO+5S2S2O+Cu2S
【解析】根据信息,流程图中的各物质为A:S2O B:CuCl2 C:CuCl D:Cl2(O2、H2) E:HCuCl2 M:盐酸 N:SO2。(1)S2Cl2与水反应的化学方程式2S2Cl2+2H2O=4HCl↑+SO2↑+3S;(4)①由于黑色固体X是铜的硫化物,根据两者的质量比为4:1可推断其为CuS,即可写出方程式:2CuO+5S2S2O+Cu2S-。
15.(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)雷酸家族十分有趣,雷酸的分子式为HNOC,请完成有关问题。
(3)在当年霍华德制备“氯酸”的实验中,硝酸首先氧化乙醇生成乙醛(反应1),乙醛在微量的亚硝酸存在下亚硝化为肟基乙醛(反应2),再被硝酸氧化为肟基乙酸()(反应3),该化合物与硝酸进一步发生硝化反应并经历脱羧、脱亚硝酸过程即可生成雷酸(反应4)。实际上生成的雷酸在此溶液中并不稳定,但是由于溶液中同时存在的汞离子立即与之反应生成溶解度较低的雷酸汞,从而形成沉淀脱离了反应体系(反应5)
①写出反应4的方程式 ;
②写出反应5的离子方程式 。
【答案】(3) HON=CHCOOH+HNO3→HCNO+HNO2+CO2+H2O
2HCNO+Hg2+→Hg(CNO)2↓+2H+
【解析】(3)HON=CHCOOH与硝酸反应脱羧(-COOH脱去)、脱亚硝酸过程(生成亚硝酸),生成雷酸HON=CHCOOH+HNO3→HCNO+HNO2+CO2+H2O;雷酸与汞离子生成雷酸汞沉淀,离子反应为:2HCNO+Hg2+→Hg(CNO)2↓+2H+。
16.处理含锌废渣在资源利用和环境保护方面具有重要意义。某含锌废渣主要化学组成及制备活性ZnO工艺流程如下:
元素
Zn
Pb
Fe
Al
Cu
含量/%
39.81
12.81
6.66
0.84
0.42
回答下列问题:
(2)加入KMnO4除去体系中Fe2+的反应离子方程式为_______。
(4)“制碱式盐”得到碱式碳酸锌,化学式为Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O。生成碱式碳酸锌的离子方程式为_______。
【答案】 (2) 3Fe2++MnO4-+8H2O=MnO(OH)2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
(4)5Zn2++10HCO3-=Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O↓+8CO2↑
【解析】(2)“氧化除杂”环节,“滤渣2”中含有MnO(OH)2、Fe(OH)3,说明Fe2+和KMnO4反应生成Fe(OH)3和MnO(OH)2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3Fe2++MnO4-+8H2O=MnO(OH)2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;(4)“制碱式盐”得到碱式碳酸锌,化学式为Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O,说明Zn2+和HCO3-反应生成Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O,离子方程式为:5Zn2++10HCO3-=Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O↓+8CO2↑。
17.(2024·浙江省宁波市镇海中学高三下学期5月模拟)工业上以黄铁矿为原料利用“接触法”制硫酸,并利用硫酸渣(主要含Fe2O3、Al 2O3、SiO2,其它杂质不考虑)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如图所示。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的离子方程式为 。
【答案】 (3)4Fe2++8 NH3·H2O+O2= 4FeOOH↓+8NH4++2H2O
【解析】黄铁矿在空气中煅烧生成二氧化硫和硫酸渣,二氧化硫在400-500℃、催化剂作用下与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸。硫酸渣中加入硫酸溶液酸溶,金属氧化物转化为对应的金属阳离子,随后加入FeS2还原,Fe3+被还原为Fe2+,同时生成了硫单质,二氧化硅不溶于硫酸,滤渣1中含有二氧化硅、硫单质和过量的FeS2,随后滤液中通入空气氧化,加入氨水调节pH=3-4,此时生成FeOOH沉淀,最后经过过滤、洗涤、烘干得到纯净的FeOOH。(3)氧化过程中,亚铁离子、一水合氨与氧气反应生成FeOOH沉淀、铵根离子和水,离子方程式为4Fe2++8 NH3·H2O+O2= 4FeOOH↓+8NH4++2H2O。
18.(2024·浙江省精诚联盟高三下学期三模)某矿石的组成为Fe4Cu2Si8O23,以此为原料实现如下转化:
(3)生成深蓝色溶液的化学方程式为 。
【答案】(3) H2[CuF4] +6NH3=[Cu(NH3)4]F2 +2NH4F
【解析】Fe4Cu2Si8O23加入足量浓HF并加热,其中Si转化为SiF4,是稳定的气态物质,通过产物可以判断出Si为+4价,Cu为+2价,铁为+2和+3价,Cu2+、Fe3+与F-形成稳定的配合物H2[CuF4]和H3[FeF6],Fe2+与F-生成固体A(FeF2),溶液中加入足量氨水得到深蓝色溶液,说明生成了[Cu(NH3)4]2+,据此可写出方程式:H2[CuF4] +6NH3=[Cu(NH3)4]F2 +2NH4F。
19.(2024·浙江省金华市义乌市高三下学期三模)光盘金属层含有Ag(其它金属微量忽略不计),可以进行资源回收利用,下图为从光盘中提取Ag的工业流程:
已知:①气体A、气体D是空气的主要组成气体。
(2)反应Ⅲ的离子方程式为 。
【答案】(2)4[Ag(NH3)2]++ N2H4·H2O=4Ag+N2↑+4NH4++4NH3+H2O
【解析】由题给流程可知,向处理后的光盘碎片中氢氧化钠溶液调节溶液pH后,加入足量次氯酸钠溶液发生如下反应Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑,过滤得到氯化银;向氯化银中加入足量氨水,将氯化银转化为含有二氨合银离子的溶液C,向溶液C中加入一水合肼溶液发生如下反应:4[Ag(NH3)2]++ N2H4·H2O=4Ag+N2↑+4NH4++4NH3+H2O。
20.(2024·浙江省诸暨市高三适应性考试)五羰基铁是一种黄色液体,熔点-20℃,沸点103℃,可以用细铁粉和制备,流程如下:
写出反应③的方程式: 。
【答案】Fe(CO)5+3NaOH =NaHFe(CO)4+Na2CO3+H2O
【解析】细铁粉与一氧化碳在200℃高压条件下生成Fe(CO)5,Fe(CO)5与氢氧化钠反应生成NaHFe(CO)4,再与氯化氢反应生成B。反应③产物之一为NaHFe(CO)4,根据元素守恒,方程式为:Fe(CO)5+3NaOH =NaHFe(CO)4+Na2CO3+H2O。
21.废SCR催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收对环境保护和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。
已知:TiO2、V2O5和WO3都能与NaOH溶液反应生成可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3;
(1)请写出“碱浸”过程中WO3与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(2)“酸浸”后钛主要以TiO2+形式存在,“热水解”反应的离子方程式为 。
(3)“煅烧”NH4VO3的化学方程式为 。
【答案】(1)WO3+2OH-= WO42-+H2O
(2) TO2++(x+1)H2OTiO·xH2O↓+2H+
(3)2NH4VO3V2O5 + 2NH3↑+ H2O↑
【解析】(1)碱浸过程中,WO3与NaOH溶液反应生成可溶性的Na2WO4,离子方程式为WO3+2OH-= WO42-+H2O;(2)“酸浸”后钛主要以TiO2+形式存在,TO2+“热水解”生成TiO2+·xH2O,离子方程式:TO2++(x+1)H2OTiO·xH2O↓+2H+;(3)煅烧NH4VO3可生成V2O5,反应化学方程式:2NH4VO3V2O5 + 2NH3↑+ H2O↑。
22.(2024·浙江省Z20名校联盟高三联考)高氯酸三碳酰肼合镍(GTN)的组成可表示为[Ni(CHZ3)( ClO4)2],其中CHZ为碳酰肼(结构简式为:)。已知N2H4、NH2OH (羟胺)具有类似于NH3的碱性。
请用方程式解释羟胺水溶液呈碱性 。工业上常用尿素和NaClO - NaOH溶液反应实现转化2得到N2H4和两种常见钠盐,反应的化学方程式为 。
【答案】(1) NH2OH+H2ONH3OH++OH- CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=NaCl+N2H4+Na2CO3+H2O或CO(NH2)2+NaOH+NaClO=NaCl+N2H4+NaHCO3
【解析】羟胺有类似于NH3的碱性,会与水反应,方程式为NH2OH+H2ONH3OH++OH-;②根据元素守恒可得方程式为CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=NaCl+N2H4+Na2CO3+H2O或CO(NH2)2+NaOH+NaClO=NaCl+N2H4+NaHCO3。
23.硫酸是一种重要的大宗工业化学品,应用广泛,可实现下列转化:
(1)过程Ⅰ的化学方程式为 。
(2)已知硫酸分子结构为过程Ⅱ生成了焦硫酸钠Na2S2O7,画出其阴离子的结构式 ;推测焦硫酸钠水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),用离子方程式表明原因 。
(3) Na2S2O7,高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体。过程Ⅲ是将过量Na2S2O7固体与磁铁矿熔融反应,产生了混合气体。写出Na2S2O7只与磁铁矿发生反应的总化学方程式 。
(4)过量的焦硫酸 H2S2O7和苯在加热条件下反应得到苯磺酸,写出反应的化学方程式 。
【答案】(1) NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑
(2) 酸性 S2O72-+H2O=2H++2SO42-或S2O72-+H2O=2HSO4-
(3)10Na2S2O7+2 Fe3O410Na2SO4+3Fe2(SO4)3+SO2↑
(4) +H2S2O7+H2SO4
【解析】浓硫酸与氯化钠固体在加热条件下反应生成硫酸氢钠和氯化氢气体,方程式为NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑,硫酸氢钠固体在加热条件下生产焦亚硫酸钠和水,焦亚硫酸钠和磁铁矿(四氧化三铁)在加热条件下发生10Na2S2O7+2 Fe3O410Na2SO4+3Fe2(SO4)3+SO2↑。(1)过程Ⅰ的化学方程式为NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑;(2)由硫酸的结构知,Na2S2O7中阴离子焦亚硫酸根S2O72-的结构式为;由于S2O72-与水发生S2O72-+H2O=2H++2SO42-反应,故溶液显酸性;(3)Na2S2O7,高温下具有强氧化性,受热分解产生SO3气体,由分析知Na2S2O7固体与磁铁矿熔融发生10Na2S2O7+2 Fe3O410Na2SO4+3Fe2(SO4)3+SO2↑;(4)过量的焦硫酸 H2S2O7和苯在加热条件下发生取代反应得到苯磺酸,反应的方程式为 +H2S2O7+H2SO4。
考向03 电极方程式书写
24.(2025·浙江省杭州市浙大附中高三质检)在熔融盐体系中,通过电解TiO2和SiO2获得电池材料(TiSi),电解装置如下图。写出电极A的电极反应___________。
【答案】(2)TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-
【解析】从图看TiO2和SiO2在A极还原为TiSi和O2-,反应为TiO2+SiO2+8e-=TiSi+4O2-。
25.(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)(4) Li-SO2Cl2电池(如图3)是一种新型军用电池,电解液是LiAlCl4- SO2Cl2,电池的总反应为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑,写出该电池的正极反应 。
【答案】(4) SO2Cl2+2e-=SO2↑+2Cl-
【解析】(4)电池的总反应为:2Li+SO2Cl2=2LiCl+SO2↑,由总反应可知,SO2Cl2中硫元素化合价由+6价降低到SO2中的+4价,该电池的正极反应为SO2Cl2+2e-=SO2↑+2Cl-。
26.(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)(1)1886年法国科学家莫瓦桑在无水HF中电解KHF2制得单质氟,获得1906年诺贝尔化学奖。该实验装置如下图。
已知KHF2是一种酸式盐,写出阴极上发生的电极反应式 。
【答案】(1) 2HF2-+2e-=H2+4F-
【解析】(1)①从电解图像中可以分析两极都产生气体,阳极生成氟气,阴极氢离子(HF2-中的氢离子)放电生成H2,电解反应为2HF2-+2e-=H2+4F-。
27.(2025·浙江省第二届辛愉杯高三模拟考试)(4)可将反应制得的甲醇设计成如图所示的燃料电池,其中负极的电极反应式为 ;若该燃料电池消耗16.0g甲醇,U形管内溶液体积为1L,则溶液中c(CO32-)= (忽略溶液体积变化)。
【答案】(4) CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 0.5mol·L-1
【解析】(4)可将反应制得的甲醇设计成如图所示的燃料电池,负极甲醇失电子生成碳酸钾,负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;若该燃料电池消耗16.0g甲醇,根据碳元素守恒,生成碳酸根离子的物质的量为,U形管内溶液体积为1L,则溶液中c(CO32-)=0.5mol/L。
28.(2025·浙江省Z20名校联盟高三开学考试)(3)NaBH4转化为NaBO2后,电解NaBO2溶液又可制得NaBH4,实现物质的循环利用,电解装置如图所示。
阴极上的电极反应式是 。
【答案】(3) BO2-+6H2O+8e-= BH4-+8OH-
【解析】(3)电解池阴极得电子发生还原反应,NaBO2得到电子生成NaBH4,电极反应式为BO2-+6H2O+8e-= BH4-+8OH-。
29.(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)(3)电化学法制丙烯工作原理如图所示,生成丙烯的电极反应式是 。产生丙烯,理论上需电流强度为的铅蓄电池至少工作 秒。
已知:电荷量电流时间(s);;。
【答案】(3)3CO2+18H++18e-= CH3CH=CH2+6H2O 1080
【解析】(3)电化学法制丙烯工作原理如图所示,CO2在阴极得到电子生成丙烯,生成丙烯的电极反应式是:3CO2+18H++18e-=CH3CH=CH2+6H2O,产生丙烯,转移1.8mol电子,理论上需电流强度为160A的铅蓄电池至少工作。
30.(2025·江浙皖高中发展共同体高三联考)(2)我国科技工作者设计了见题图所示的可充电Mg-CO2电池,以Mg(TFSI)2为电解质,电解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕获CO2,使放电时CO2还原产物为MgC2O4。
①充电时,多孔碳纳米管电极的电极反应式为 ;放电时,每转移1mol电子,理论上可转化CO2质量为 。
【答案】(2) MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑ 44g
【解析】(2)①放电时,多孔碳纳米管电极为正极,则充电时,多孔碳纳米管电极为阳极,电极反应式为MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑,放电时,Mg2++2e-+2CO2= MgC2O4,每转移1mol电子,理论上消耗1molCO2,可转化CO2质量为1mol×44g/mol=44g。
31.(2025·浙江省新阵地教育联盟高三第一次联考)(5)科学家近年发明了一种将二氧化碳电化学还原为甲醇的方法,装置示意图如下,电解质溶液1为由KHCO3、吡啶和HCl组成的CO2饱和水溶液,电极为选择性Cu2O/CuO薄膜材料和Pt电极。该装置工作时,阴极反应为 。若用铅蓄电池代替恒压电源,当消耗标准状况下11.2LCO2时,正极质量变化为 g。
【答案】(5) CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O 96
【解析】(5)阴极上得电子,发生还原反应,即二氧化碳被还原生成甲醇,则阴极反应式为:CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O。铅蓄电池的正极反应式为:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,当消耗标准状况下11.2LCO2(0.5 molCO2)时,转移了3mol e-,消耗PbO21.5mol,生成PbSO41.5mol,则正极质量变化为:。
32.(2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)(4)电解法可以将NO,与另一污染性气体SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。电解原理如下图所示:
①计算常温下0.01mol/L的(NH4)2SO4的pH值为 (已知:Kw=1.0×10-14 Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 ,lg3=0.48)
②若通入NO2,其电极反应式为 。
【答案】(4) 5.48 NO+7e-+8H+=NH4++2H2O
【解析】(4)①根据铵根离子的水解方程式:,,可得c(H+)=,c(H+)=mol/L,则pH=5.48;②由图,NO2在阴极失电子发生还原反应转变成铵根离子,根据元素守恒和电荷守恒即可得NO2+7e-+8H+=NH4++2H2O。
33.(2025·浙江省稽阳联谊学校高三联考)(3)利用电解硫酸溶液产生的过一硫酸(H2SO5,一元强酸),可将三价砷氧化成五价砷,从而降低砷的毒性。现进行如下实验:向20%硫酸溶液中加入2g/L亚砷酸钠,以钛镀铂作阳极,石墨为阴极,控制10℃,用6.0V电压电解,实验结果如下图。(砷的氧化率指五价砷占总砷的百分比)
通电时钛镀铂电极上发生的电极方程式为: ;根据图3可知,电解50至110min时,三价砷的氧化率增加幅度逐渐减小,原因可能是 。
【答案】(3) SO42-+H2O-2e-=HSO5-+H+ (或HSO42-+H2O-2e-=HSO5-+2H+)
随着反应的进行,溶液中的As(V)与As(III)浓度比逐渐增大,(或回答三价砷的浓度逐渐减小),还原性降低,从而降低了砷的氧化速率,图像上表现为氧化率增加幅度逐渐减小
【解析】(3)电解硫酸溶液产生的过一硫酸,氧元素化合价升高发生氧化反应,钛镀铂作阳极,阳极发生氧化反应,通电时阳极上发生的电极方程式为SO42-+H2O-2e-=HSO5-+H+ (或HSO42-+H2O-2e-=HSO5-+2H+);微粒的氧化性、还原性与微粒浓度有关,随着反应的进行,溶液中的As(V)与As(III)浓度比逐渐增大,三价砷的还原性降低,从而降低了砷的氧化速率,图像上表现为氧化率增加幅度逐渐减小。
34.(2025·浙江省金丽衢十二校高三第一次联考)(3)电解水制“绿氢”的技术也不断被突破,科技工作者设计了耦合HCHO高效制H2的方法,相同电量下H2理论产量是传统电解水的2倍,其装置如下图所示。则阳极电极反应式为 。
【答案】(3) 2HCHO+4OH--2e-=2HCOOO-+H2↑+2H2O
【解析】(3)根据题目所给示意图,b区甲醛反应生成HCOO-,发生氧化反应,产生氢气,已知相同电量下氢气的理论产量事传统电解水的2倍,则该电解池每转移2mol电子,产生2mol氢气。甲醛被氧化为HCOO-,则b电极区为阳极,a电极区为阴极,已知相同电量下,该电解技术氢气的理论产量是传统电解水的2倍,则阳极的电极反应式推理为甲醛失去2mol电子形成甲酸根离子和1mol氢气,阴极的电极反应式为氢氧根得到2mol电子形成1mol氢气,故阳极的电极反应式为2HCHO+4OH--2e-=2HCOOO-+H2↑+2H2O。
35.(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)配合物X(只有一种配体)由五种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
其中:固体单质A的焰色反应是绿色;混合气体由4种气体组成(不考虑气体之间相互反应);气体E为空气中含量最高的非极性气体;配合物X中氮元素质量为3.36g。
请回答:
(1)组成配合物X的五种元素是H、O、N、 、 ,其配位原子是 。
(2)刺激性气体C的空间构型是 。
(3)①写出混合气体经浓硫酸干燥后通入酸性KMnO4溶液的离子方程式: 。
②写出配合物X在高温条件下隔绝空气分解反应的化学方程式: 。
(4)设计实验证明配合物X的中心离子与配体形成的配位键的能力强于其中心离子与H2O形成的配位键的能力: 。
【答案】(1) S Cu N (2)Ⅴ形
(3) 5SO2+2MnO4-+2H2O =2Mn2++4H++5SO42-
3[Cu(NH3)4]SO43Cu+2N2↑+8NH3↑+3SO2↑+6H2O
(4)将少量CuSO4固体溶于水中,溶液中形成[Cu(H2O)4]2+。向溶液内滴加过量氨水溶液,当溶液中先蓝色沉淀溶解后,得到的深蓝色溶液,则说明形成了[Cu(NH3)4]2+,证明了配体氨与铜离子更易形成配位键,形成配位键的能力更强
【解析】固体单质A的焰色反应是绿色,则A为Cu,Cu和浓硫酸在加热下反应生成CuSO4溶液B,同时生成气体C为SO2,其物质的量为=0.06mol,根据Cu~SO2,铜的物质的量为0.06mol;气体E为空气中含量最高的非极性气体,则E为N2 ,氮气物质的量为=0.04mol;混合气体通过浓硫酸,浓硫酸增重为4.88g,剩余气体经过酸性高锰酸钾溶液氧化,通入BaCl2溶液,得到13.98g沉淀为硫酸钡,说明气体中含有SO2,说明配合物中含有的酸根离子为硫酸根离子,结合硫元素守恒,其物质的量为;N2质量为0.04mol×28g/mol=1.12g,配合物X中氮元素质量为3.36g,则混合气体含有氨气,说明配体为氨气,结合氮元素守恒,配合物中氨气物质的量为=0.24mol,氨气质量为0.24mol×17g/mol=2.72g,则混合气体含有H2O,物质的量为=0.12mol,则配合物中n(Cu2+):n(NH3):n(SO42-)=0.06mol:0.24:0.06=1:4:1,该配合物为[Cu(NH3)4]SO4。(1)组成配合物X的五种元素是H、O、N、Cu、S,配体为氨气,其配位原子是N;(2)刺激性气体C为SO2,S原子为sp2杂化,空间构型是Ⅴ形;(3)①混合气体经浓硫酸干燥后剩余气体为SO2、N2,N2不反应,SO2通入酸性KMnO4溶液的离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O =2Mn2++4H++5SO42-;②根据分析,配合物X在高温条件下隔绝空气分解反应的化学方程式:3[Cu(NH3)4]SO43Cu+2N2↑+8NH3↑+3SO2↑+6H2O;(4)根据实验证明配合物X的中心离子与配体形成的配位键的能力强于其中心离子与形成的配位键的能力:将少量CuSO4固体溶于水中,溶液中形成[Cu(H2O)4]2+。向溶液内滴加过量氨水溶液,当溶液中先蓝色沉淀溶解后,得到的深蓝色溶液,则说明形成了[Cu(NH3)4]2+,证明了配体氨与铜离子更易形成配位键,形成配位键的能力更强。
36.(2025·浙江省名校协作体高三联考)湿法炼锌过程中产生的净化钴渣(主要含Co3S4,ZnS,Ca2Fe2O5)实现钴锌分离的流程如下。
已知:①固体A微溶于酸与水;
②溶液A中的Co元素以Co2+形式存在:
③Co(OH)2和Zn(OH)2均为不溶于水的两性氢氧化物。
请回答:
(1)固体A的主要成分是 。步骤Ⅱ中加入ZnCO3的作用是 。
(2)写出步骤Ⅰ中Co3S4发生转化的化学方程式 。写出步骤Ⅲ中发生的离子方程式 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.CoOOH是较强的氧化剂,中性条件下其氧化性强于高锰酸钾
B.ZnS不是纯粹的离子晶体,其原因可能为Zn与S电负性差值较小
C.步骤Ⅰ中,O2的作用是氧化钴渣中的S和Fe元素
D.步骤Ⅳ中,包含了蒸发溶剂、过滤、重结晶等操作
(4)设计实验验证溶液B中含有Zn2+ 。
【答案】(1) CaSO4 (调节溶液pH)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
(2)2Co3S4+6H2SO4+11O2=6CoSO4+8SO2+6H2O
3Co2++MnO4-+4H2O=MnO2↓+3CoOOH+5H+
(3)BD
(4)取少量溶液B置于试管中,逐滴加入KMnO4溶液至不再产生沉淀(或取少量溶液C置于试管中):取上层清液,逐滴加入NaOH溶液,若先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,证明含有Zn2+
【解析】钴渣主要含Co3S4,ZnS,Ca2Fe2O5,加入硫酸、通入O2后,生成气体二氧化硫,固体A微溶于水和酸,则固体A为CaSO4,溶液A中存在Co2+、Fe3+、Zn2+等离子,加入ZnCO3调节pH值使Fe3+转化为固体Fe(OH)3,溶液B中有硫酸根离子、Zn2+和Co2+等离子,加入高锰酸钾溶液,Co2+被氧化为CoOOH沉淀,KMnO4被还原为MnO2沉淀,溶液C中有ZnSO4和K2SO4,经过一系列操作得到七水合硫酸锌。(1)据以上分析可知,固体A微溶于酸与水,则固体A是CaSO4,加入ZnCO3目的是与氢离子反应,调节pH值使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;(2)步骤Ⅰ中Co3S4与硫酸和氧气反应生成CoSO4和SO2气体,反应的化学方程式为:2Co3S4+6H2SO4+11O2=6CoSO4+8SO2+6H2O;步骤Ⅲ中Co2+被氧化为CoOOH,KMnO4被还原为MnO2,反应的离子方程式:3Co2++MnO4-+4H2O=MnO2↓+3CoOOH+5H+;(3)A项,由步骤III可知KMnO4把Co2+被氧化为CoOOH,KMnO4在中性条件下其氧化性强于CoOOH,A错误;B项,一般电负性相差大于1.7的元素形成的是离子化合物,Zn与S电负性差值较小,ZnS不是纯粹的离子晶体,B正确;C项,Ca2Fe2O5中铁的化合价为+3价,步骤Ⅰ中Fe没有被氧化,C错误;D项, 步骤Ⅳ中,由硫酸锌和硫酸钾的溶液析出硫酸锌晶体,包含了蒸发溶剂、过滤、重结晶等操作,D正确;故选BD。(4)溶液B中有Zn2+和Co2+离子,加入高锰酸钾溶液,Co2+被氧化为CoOOH沉淀,KMnO4被还原为MnO2沉淀,余下的Zn2+用NaOH溶液检验,生成的Zn(OH)2白色沉淀能溶于过量的NaOH溶液。检验溶液B中Zn2+的方法是:取少量溶液B置于试管中,逐滴加入KMnO4溶液至不再产生沉淀(或取少量溶液C置于试管中):取上层清液,逐滴加入NaOH溶液,若先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,证明含有Zn2+。
37.(2025·浙江省富阳中学高三选考模拟)一种通过阳极泥(主要成分为Au、Pt、Ru、Os等金属)制备锇酸钾晶体并回收其他贵金属的工艺流程如下图
已知:1.滤液①中主要含有的物质为HAuCl4、H2PtCl6
2.K2PtCl6微溶于冷水,难溶于有机溶剂
3.OsO4熔点40.6℃,沸点130℃,微溶于水,易溶于有机溶剂
完成下列填空:
(1)在“酸浸”中会产生NO气体,请写出该步骤的化学方程式 。
(2)操作①②均会使用的玻璃仪器除烧杯外还有 。
(3)通过“沉金”步骤可知,氧化性HAuCl4 H2PtCl6。(选填“<”、“>”或“=”)
(4)“还原”步骤中生成一种无毒无害的气体,该步骤化学方程式为 (盐酸肼N2H4·2HCl),从结构上分析,肼(N2H4)是一种 分子。(选填“极性”或“非极性”)
(5)“溶解、蒸馏”步骤中,先加入50%硫酸得到Na2OsO4溶液,再加入NaClO3溶液,反应后蒸馏出OsO4,请写出生成OsO4的离子方程式 。
(6) OsO4用溶液吸收后又得到Na2OsO4溶液,但吸收液中仍然存在少量Na2RuO4杂质,操作中加入甲醇的目的是 。
(7)“转化”时需加入过量溶液,试从平衡角度分析其原因: 。
(8)还可以形成丰富的配合物,如)形成的配合物Pt(NH3)2Cl2,Pt(NH3)2Cl2有A、B两种同分异构体,A呈棕黄色,在水中溶解度为0.2577g/(100g H2O),B呈淡黄色,在水中溶解度为0.0366g/(100g H2O),其中一种配合物水解后可与草酸反应生成Pt(C2O4)(NH3)2,另一种水解后不能与草酸反应,从结构的角度推测,水解后与草酸发生反应的配合物是 (选填“A”或“B”),并在下列图表中填入分子结构简式以解释其原因 。
【答案】(1) Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O,3Pt+18HCl+4HNO3= H2PtCl6+4NO↑+8H2O
(2)玻璃棒、漏斗
(3)>
(4) H2PtCl6+ N2H4·2HCl= K2PtCl6+N2↑+6HCl 极性
(5) ClO3-+3OsO42-+6H+=3OsO4↓+3Cl-+3H2O
(6)还原Na2RuO4,使Ru元素以Ru(OH)4形式析出
(7)存在平衡2K++ OsO42-+2H2OK2OsO4·2H2O↓,增大K+浓度,平衡正向移动,有助于K2OsO4·2H2O生成
(8) A ;
【解析】阳极泥加入王水浸取得到“残渣”的主要成分为含Os和Ru的混合物,处理后得到残渣加入过氧化钠共融、水浸后,加入硫酸、氯酸钠溶解蒸馏出OsO4,OsO4用NaOH溶液吸收后又得到Na2OsO4溶液,加入过量的氢氧化钾溶液得到K2OsO4⋅2H2O;阳极泥加入王水浸取得到滤液中含有HAuCl4、H2PtCl6,加入FeSO4沉金得到Au,过滤后加入饱和KCl溶液将H2PtCl6转化为K2PtCl6的悬浊液,过滤后K2PtCl6用盐酸肼还原过滤得到K2PtCl6固体。(1)滤液①中主要含有的物质为HAuCl4、H2PtCl6,在“酸浸”中会产生气体,说明Au与王水反应时,可生成HAuCl4和NO,Pt与王水反应时,生成H2PtCl6和NO,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式分别为:Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O,3Pt+18HCl+4HNO3= H2PtCl6+4NO↑+8H2O。(2)操作①②均为过滤,会使用的玻璃仪器除烧杯外还有玻璃棒、漏斗。(3)通过“沉金”步骤可知,Fe2+可以将HAuCl4还原为Au,而不能还原H2PtCl6,说明氧化性HAuCl4> H2PtCl6。(4)“还原”步骤中K2PtCl6和盐酸肼(N2H4·2HCl)反应生成K2PtCl6,Pt元素化合价下降,则N元素化合价上升生成一种无毒无害的气体为N2,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:H2PtCl6+ N2H4·2HCl= K2PtCl6+N2↑+6HCl,肼(N2H4)中N-N键可以自由旋转,导致分子极性发生变化,正负电中心不重合,属于极性分子。(5)NaClO3具有强氧化性,将Na2OsO4氧化为OsO4,本身被还原为氯离子,根据电子守恒、质量守恒可知,反应为:ClO3-+3OsO42-+6H+=3OsO4↓+3Cl-+3H2O。(6)甲醇具有一定还原性,Na2RuO4吸收液中仍然存在少量Na2RuO4杂质,加入氢氧化钠、甲醇后Na2RuO4发生还原反应生产Ru(OH)4,甲醇被氧化为甲醛,故操作中加入甲醇的目的是:还原Na2RuO4,使Ru元素以Ru(OH)4形式析出。(7)“转化”时溶液中存在平衡:2K++ OsO42-+2H2OK2OsO4·2H2O↓,加入过量KOH溶液,,增大K+浓度,平衡正向移动,有助于K2OsO4·2H2O生成。(8)Pt(NH3)2Cl2有两种同分异构体:和,是极性分子,是非极性分子,根据相似相容原理,在水中的溶解度较大,则A为,B为,A发生水解后生成,可以和草酸发生酯化反应生成,水解后生成,两个羟基相对,不能和草酸发生反应,用图标解释其原因为:;。
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