内容正文:
热点01 陌生化学(离子)方程式的书写
预计2025年高考在工艺流程试题中会以新的情境载体考查有关陌生情境下化学方程式的书写和配平,题目难度适中,将题给信息与课本知识有机地结合起来,注重考查学生通过信息情境发现问题,解决问题能力。
通过分析、推理等方法认识氧化还原反应与非氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应书写的思维模型。注重考查从元素建立物质转化,能从物质类别和元素价态两个角度理解物质间的转化,从氧化还原反应和非氧化还原反应的角度,进行陌生情境下化学方程式的书写和配平。
一、“五法”突破陌生情境下氧化还原反应方程式的书写
1.细致分析新信息或流程图,确定反应物和部分生成物。
2.依据元素化合价的变化,物质氧化性、还原性确定氧化产物或还原产物。
3.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。
4.根据电荷守恒、体系环境补充其他反应物或产物配平。“补项”的一般原则为:
①酸性条件下:首先考虑补H+生成水,也可能补H2O生成H+
②碱性条件下:首先考虑补OH-生成水,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。
5.检查是否质量守恒,勿漏反应条件。
二、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)
三、各氧化反应和还原反应得失电子数目
氧化剂
得电子数目
产物预测
KMnO4(H+)
Mn2+
K2Cr2O7(H+)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
Cl2
Cl-
HClO、NaClO、Ca(ClO)2
Cl-
NaClO3
Cl2
NaClO3
ClO2
NaClO3
Cl-
Na2O2
NaOH
H2O2
H2O
H2SO4(浓)
SO2
Fe3+
Fe2+
还原剂
失电子数目
产物预测
Fe2+
Fe3+(酸性)、Fe(OH)3(碱性)
SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3
SO
H2S、Na2S、NaHS
S、SO2、SO
NaI、HI
I2、IO
H2C2O4、C2O
CO、CO2
CO
CO2
H2O2
O2
Zn、Cu
Zn2+、Cu2+
Fe
Fe2+(强氧化剂时,Fe3+)
H2
H+(酸性)、H2O(碱性)
四、书写复杂氧化还原反应方程式的步骤及常见误区
(1)“读”取题目中的有效信息,找出发生氧化还原反应的物质或离子。
①常见强氧化性物质或离子:Na2O2、Fe3+、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H+)。
②常见强还原性物质或离子:Fe2+、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2-)、HI(NaI、I-)等。
(2)依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示,或给出的生成物),写出主要反应物和生成物的化学式。
(3)根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
(4)根据原子守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
【误区1】误认为酸碱性不同对产物无影响。溶液的酸碱性不同产物也不同,如高锰酸钾的还原产物:
【误区2】忽视溶液的酸碱性条件。
①在酸性条件下,离子方程式中不能出现OH-;在碱性条件下,离子方程式中不能出现H+。
②酸性条件下多氧配H+,另一侧补水;碱性条件下多氧配水,另一侧补OH-。
(5)再依据质量守恒,写出规范的方程式。
五、陌生情境下非氧化还原反应方程式的书写
对于非氧化还原反应而言,首先“读”取题目中的有效信息,写出反应物和生成物的符号,再依据质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
通过阅读准确快速找出关键词,分析信息,找到解决陌生情景中的“切入点” ,根据题目要求,有效对信息进行加工和处理并将已有知识进行整合、提炼,来解决问题,掌握解题思路和方法,解题的基本方法指引:
1.阅读题目,明确解题要求。
2.认真审题,根据题目要求,获取有用信息。
3.把获取的新信息和已有知识进行整合、提炼,迁移到要解决的问题中来。
4.若没有生成物提示或生成物提示得不全面,则按流程或题目给出的信息,如“化合反应”“置换反应”“复分解反应”等,则按其反应规律进行书写。
5.若反应是复分解反应,要注意生成物中不一定需要难溶性物质出现,当四种物质中有一种的溶解度特别小时,在溶液中进行的反应即趋向于生成这种物质的方向进行。
(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.(天津市2023-2024学年高三期末联考)铜是人类最早使用的金属,在生产生活中有着重要的应用。一种利用黄铜矿(主要成分为,含少量Fe的氧化物、、Au等)为原料制备纳米Cu的工艺流程如图。
回答下列问题:写出双氧水氧化的离子方程式 。
2.(天津市南开中学2023-2024学年高三月考)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示:
已知:i)最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在,在碱性介质中以CrO存在;
ii)pH<7时,硅元素以H2SiO3形式存在;
iii)pH在4-12之间,铝元素以Al(OH)3形式存在。
回答下列问题:“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
3.(天津市弘毅中学2023-2024学年高三诊断)某实验小组模仿工业生产的方法,设计了一套实验室制备装置,生产产品。已知:高于60℃时易分解成和NaCl。
(4)已知装置B中的产物有气体和,则B中产生气体的化学方程式为 。
4.(天津市河北区2022-2023学年高三期末)硝酸铈铵、二氧化铈()均是常见的强氧化剂,可以以为原料进行制取。
(1)“沉淀1”时,溶液中转化为沉淀。写出沉淀1反应的化学方程式: 。
5.(天津市南开区2023-2024学年高三第二次质量监测)以硫铁矿(主要成分为)为原料制备氯化铁晶体()的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(4)“氧化”过程中主要发生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
6.(天津市南仓中学2024年高三模拟)碲被誉为尖端技术等工业的维生素。工业上常以粗铜精炼的阳极泥(主要成分是,含等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如下图所示:
已知:与S同一主族,比S原子多2个电子层;是两性氧化物,微溶于水。请按要求回答下列问题:
(2)与稀反应的离子方程式为 。
7.(天津新华中学2024年高三一模)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以(CePO4)形式存在,还含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知CePO4可与盐酸发生非氧化还原反应,请写出该反应的离子反应方程式 。
(2)“沉铈”过程中有 CO2 气体生成,写出生成Ce2(CO3)3时发生的离子方程式: 。常温下加入 溶液,该溶液中c() 1 mol∙L-1(填“>”、“<”或“=”)。
8.(天津市英华实验学校2024年高三模拟)硼化钛(TiB2)可以显著提高材料的硬度、增加耐磨性和耐腐蚀性。用钛渣(主要成分为 SiO2、Al2O3和CaO,还有少量Fe2O3和MgO)为原料制取TiB2的流程如下。已知: 高温下 易挥发。
(2)“酸浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为 。
(4)“酸解”时 TiO2溶于热的浓硫酸形成 TiO2+,发生反应的化学方程式为 ;
考向03 综合考查化学(离子)方程式的书写
9.(天津市蓟州区第一中学2024-2025学年高三期中)
I.硫及其化合物是十分重要的化工原料。
(1)已知SO2具有还原性,可以还原I2,也可以与Na2O2发生反应。
①将SO2通入装有过氧化钠的试管中,将带火星的木条放在试管口处。若木条不复燃,则说明SO2与Na2O2反应无O2生成,可能发生反应的化学方程式为 。
②将SO2通入装有碘水(含淀粉)的洗气瓶中,若观察到 ,说明还原性:,写出该反应的离子方程式: 。
Ⅱ.亚氯酸钠是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠为原料制备粗品的工艺流程如图所示:
(5)反应Ⅱ的离子方程式为 。
10.(天津市宁河区芦台第一中学2023-2024学年高三诊断)铁及其化合物在生产生活中有重要应用。
Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。
(1)K2FeO4的制备:
①ⅰ中反应的离子方程式是
(2)K2FeO4的性质:
ⅰ.将K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应。
ⅱ.将K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中,放置2小时无明显变化。
ⅲ.将K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比ⅰ快。
①K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是 。
(4)Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式: 。
11.(天津市第二南开学校2023-2024学年高三期中质量调查)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其煅烧过程及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(2)为了确定A中S元素的化合价,将其通入酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液褪色,请写出该过程的离子方程式 。
(4)利用氧化亚铁硫杆菌对硫铁矿进行催化脱硫的过程如下图所示:
已知催化脱硫过程的总反应为:
①则过程Ⅱ反应的离子方程式为 。
②脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成黄色沉淀和一种能使品红溶液褪色的气体,其原因可能是 (用离子方程式表示)。
12.(天津市南开区2023-2024学年高三一模)钪()是一种功能强大的稀土金属,广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁,还含有少量、、等杂质,从钛铁矿中提取的流程如下图:
回答下列问题:
(2)“酸浸”后,钛主要以的形式存在于溶液中,在一定条件下可完全水解生成,写出水解的离子方程式: 。
(6)在空气中“焙烧”时生成,该反应的化学方程式为 。
13.(天津市和平区2023-2024学年高三第二次质量调查)铬铁矿的主要成分为FeO▪Cr2O3, 制备K2Cr2O7流程如图所示:
回答下列问题:
(4)步骤①中 NaNO3反应后生成NaNO2,产物中 Cr元素以CrO形式存在。则该步主要反应的方程为 。
(5)步骤④调滤液2的pH使之变 (填“大”或“小”)。原因是 (用离子方程式表示)。
14.(天津市耀华中学2023届高三一模)已知甲酸铜是一种重要的化工原料,常温常压下稳定,可溶于水,难溶于乙醇,具有还原性,某实验小组在实验室用废铜屑制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)2•4H2O,实验流程如图:
回答下列问题:
步骤Ⅱ制备Cu(OH)2•CuCO3时,写出CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时的离子方程式: 。
15.(天津市和平区2023届高三二模)铁氰化钾[]由亚铁氰化钾[]制得,请回答下列问题。
Ⅰ.亚铁氰化钾的制取
以含NaCN电镀液为主要原料制备的流程如下:
(2)反应器加热至50℃,再慢慢加入加入溶液,在80℃下维持反应30~40min,发生的反应方程式是 。
(6)氯氧化法:在氯气的作用下,在约60~65℃下将亚铁氰化钾热溶液氧化。当反应物料液的pH控制在6~7时,停止引入氯气,该步反应的方程式为 。然后加入饱和溶液(碱性下被还原为)和未反应完的亚铁氰化钾继续反应,并用棕色硫酸铁铵检查反应是否完全,用盐酸调节料液的pH,使pH为7~8,该步反应的方程式为 。
16.(天津市南开中学2023-2024学年高三模拟)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(2)用惰性电极,将溶液进行电解,写出化学方程式 。
(4)步骤II用水溶液吸收,吸收率可达,有关反应的离子方程式为 。
17.(天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三质量检测)海洋是一个巨大的资源宝库,从海水中可制得食盐等多种产品并加以利用。下图所示以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程。
(4)纯碱在生产、生活中有广泛的应用。
①生成的总反应的化学方程式为 。
②工业上,可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与反应制取有效成分为的消毒液,其反应的离子方程式是 。(已知次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间)。
18.(天津市宁河区2023-2024学年高三期末)通过下列实验可以从废铜屑中制取。
(1)溶液显碱性的原因(用离子方程式表示): 。
(2)“氧化”时反应的离子方程式 。
19.(天津市2023届高三一模)某煤化工厂废水含有大量有机物、氨氮、氰化物、悬浮颗粒等有害物质。处理流程如图所示。
离子
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.3
8.3
Fe3+
2.7
3.7
(2)蒸氨塔中需要连续加入碱液并保持较高温度。请从化学平衡角度解释回答下列问题。
①写出蒸氨塔中主要的化学平衡的离子方程式: 。
(4)好氧池中富含O2与反应后的产物为,写出该反应的离子方程式: 。
20.(天津市河北区2023-2024学年高三期末)磷酸铁()主要用于制造磷酸铁锂电池材料。以硫铁矿烧渣(主要成分是,含少量、和)为原料制备磷酸铁的工艺流程如下:
(1)焙烧。将硫铁矿烧渣与蔗糖()一起焙烧,可生成FeO与。写出焙烧时所发生反应的化学方程式: 。
(3)制备。向溶液中加入足量的30%溶液与溶液,控制溶液的pH约为1.5,充分反应可得沉淀。
①写出生成反应的化学方程式: 。
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热点01 陌生化学(离子)方程式的书写
预计2025年高考在工艺流程试题中会以新的情境载体考查有关陌生情境下化学方程式的书写和配平,题目难度适中,将题给信息与课本知识有机地结合起来,注重考查学生通过信息情境发现问题,解决问题能力。
通过分析、推理等方法认识氧化还原反应与非氧化还原反应的特征和实质,建立氧化还原反应书写的思维模型。注重考查从元素建立物质转化,能从物质类别和元素价态两个角度理解物质间的转化,从氧化还原反应和非氧化还原反应的角度,进行陌生情境下化学方程式的书写和配平。
一、“五法”突破陌生情境下氧化还原反应方程式的书写
1.细致分析新信息或流程图,确定反应物和部分生成物。
2.依据元素化合价的变化,物质氧化性、还原性确定氧化产物或还原产物。
3.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。
4.根据电荷守恒、体系环境补充其他反应物或产物配平。“补项”的一般原则为:
①酸性条件下:首先考虑补H+生成水,也可能补H2O生成H+
②碱性条件下:首先考虑补OH-生成水,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。
5.检查是否质量守恒,勿漏反应条件。
二、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)
三、各氧化反应和还原反应得失电子数目
氧化剂
得电子数目
产物预测
KMnO4(H+)
Mn2+
K2Cr2O7(H+)
Cr3+
浓硝酸
NO2
稀硝酸
NO
Cl2
Cl-
HClO、NaClO、Ca(ClO)2
Cl-
NaClO3
Cl2
NaClO3
ClO2
NaClO3
Cl-
Na2O2
NaOH
H2O2
H2O
H2SO4(浓)
SO2
Fe3+
Fe2+
还原剂
失电子数目
产物预测
Fe2+
Fe3+(酸性)、Fe(OH)3(碱性)
SO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3
SO
H2S、Na2S、NaHS
S、SO2、SO
NaI、HI
I2、IO
H2C2O4、C2O
CO、CO2
CO
CO2
H2O2
O2
Zn、Cu
Zn2+、Cu2+
Fe
Fe2+(强氧化剂时,Fe3+)
H2
H+(酸性)、H2O(碱性)
四、书写复杂氧化还原反应方程式的步骤及常见误区
(1)“读”取题目中的有效信息,找出发生氧化还原反应的物质或离子。
①常见强氧化性物质或离子:Na2O2、Fe3+、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H+)。
②常见强还原性物质或离子:Fe2+、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2-)、HI(NaI、I-)等。
(2)依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示,或给出的生成物),写出主要反应物和生成物的化学式。
(3)根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
(4)根据原子守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
【误区1】误认为酸碱性不同对产物无影响。溶液的酸碱性不同产物也不同,如高锰酸钾的还原产物:
【误区2】忽视溶液的酸碱性条件。
①在酸性条件下,离子方程式中不能出现OH-;在碱性条件下,离子方程式中不能出现H+。
②酸性条件下多氧配H+,另一侧补水;碱性条件下多氧配水,另一侧补OH-。
(5)再依据质量守恒,写出规范的方程式。
五、陌生情境下非氧化还原反应方程式的书写
对于非氧化还原反应而言,首先“读”取题目中的有效信息,写出反应物和生成物的符号,再依据质量守恒、电荷守恒,写出规范的方程式。
通过阅读准确快速找出关键词,分析信息,找到解决陌生情景中的“切入点” ,根据题目要求,有效对信息进行加工和处理并将已有知识进行整合、提炼,来解决问题,掌握解题思路和方法,解题的基本方法指引:
1.阅读题目,明确解题要求。
2.认真审题,根据题目要求,获取有用信息。
3.把获取的新信息和已有知识进行整合、提炼,迁移到要解决的问题中来。
4.若没有生成物提示或生成物提示得不全面,则按流程或题目给出的信息,如“化合反应”“置换反应”“复分解反应”等,则按其反应规律进行书写。
5.若反应是复分解反应,要注意生成物中不一定需要难溶性物质出现,当四种物质中有一种的溶解度特别小时,在溶液中进行的反应即趋向于生成这种物质的方向进行。
(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.(天津市2023-2024学年高三期末联考)铜是人类最早使用的金属,在生产生活中有着重要的应用。一种利用黄铜矿(主要成分为,含少量Fe的氧化物、、Au等)为原料制备纳米Cu的工艺流程如图。
回答下列问题:写出双氧水氧化的离子方程式 。
【答案】Fe2++ H2O2+ 2H+= 2Fe3++ 2H2O
【解析】加入双氧水氧化亚铁离子,其反应的离子方程式2Fe2++ H2O2 + 2H+= 2Fe3++ 2H2O;
2.(天津市南开中学2023-2024学年高三月考)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示:
已知:i)最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在,在碱性介质中以CrO存在;
ii)pH<7时,硅元素以H2SiO3形式存在;
iii)pH在4-12之间,铝元素以Al(OH)3形式存在。
回答下列问题:“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为 。
【答案】3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O
【解析】酸性条件下Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,Cr2具有强氧化性,与Na2S2O5反应生成Cr3+,离子方程式为3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O。
3.(天津市弘毅中学2023-2024学年高三诊断)某实验小组模仿工业生产的方法,设计了一套实验室制备装置,生产产品。已知:高于60℃时易分解成和NaCl。
(4)已知装置B中的产物有气体和,则B中产生气体的化学方程式为 。
【答案】
【解析】装置B中NaClO3和Na2SO3在酸性条件下反应生成和, B中产生气体的化学方程式为 。
4.(天津市河北区2022-2023学年高三期末)硝酸铈铵、二氧化铈()均是常见的强氧化剂,可以以为原料进行制取。
(1)“沉淀1”时,溶液中转化为沉淀。写出沉淀1反应的化学方程式: 。
【答案】
【解析】“沉淀1”时,溶液中转化为沉淀,根据得失电子守恒、元素守恒配平沉淀1反应的化学方程式为:;
5.(天津市南开区2023-2024学年高三第二次质量监测)以硫铁矿(主要成分为)为原料制备氯化铁晶体()的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(4)“氧化”过程中主要发生反应的离子方程式为 。
【答案】
【解析】由分析可知,加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,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
6.(天津市南仓中学2024年高三模拟)碲被誉为尖端技术等工业的维生素。工业上常以粗铜精炼的阳极泥(主要成分是,含等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如下图所示:
已知:与S同一主族,比S原子多2个电子层;是两性氧化物,微溶于水。请按要求回答下列问题:
(2)与稀反应的离子方程式为 。
【答案】(2)
【解析】(2)是两性氧化物,稀反应生成盐和水,离子方程式为;
7.(天津新华中学2024年高三一模)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以(CePO4)形式存在,还含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)已知CePO4可与盐酸发生非氧化还原反应,请写出该反应的离子反应方程式 。
(2)“沉铈”过程中有 CO2 气体生成,写出生成Ce2(CO3)3时发生的离子方程式: 。常温下加入 溶液,该溶液中c() 1 mol∙L-1(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2) <
【解析】(1)已知CePO4可与盐酸发生非氧化还原反应,生成CeCl3和H3PO4,离子方程式为:。
(2)①加入碳酸氢铵进行“沉铈”,过程中有 CO2 气体生成,生成Ce2(CO3)3时发生的离子方程式:。
②常温下加入 溶液,该溶液中的铵根离子与碳酸氢根离子会发生水解且相互促进,所以c()<1 mol∙L-1。
8.(天津市英华实验学校2024年高三模拟)硼化钛(TiB2)可以显著提高材料的硬度、增加耐磨性和耐腐蚀性。用钛渣(主要成分为 SiO2、Al2O3和CaO,还有少量Fe2O3和MgO)为原料制取TiB2的流程如下。已知: 高温下 易挥发。
(2)“酸浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为 。
(4)“酸解”时 TiO2溶于热的浓硫酸形成 TiO2+,发生反应的化学方程式为 ;
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)“酸浸”时Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水,反应的离子方程式为。
(2)“酸解”时 TiO2溶于热的浓硫酸形成 TiO2+,发生反应的化学方程式为;
考向03 综合考查化学(离子)方程式的书写
9.(天津市蓟州区第一中学2024-2025学年高三期中)
I.硫及其化合物是十分重要的化工原料。
(1)已知SO2具有还原性,可以还原I2,也可以与Na2O2发生反应。
①将SO2通入装有过氧化钠的试管中,将带火星的木条放在试管口处。若木条不复燃,则说明SO2与Na2O2反应无O2生成,可能发生反应的化学方程式为 。
②将SO2通入装有碘水(含淀粉)的洗气瓶中,若观察到 ,说明还原性:,写出该反应的离子方程式: 。
Ⅱ.亚氯酸钠是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠为原料制备粗品的工艺流程如图所示:
(5)反应Ⅱ的离子方程式为 。
【答案】(1) SO2+Na2O2= Na2SO4 蓝色褪去 SO2+I2+2H2O=4H+++2I-
(5)2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2+2H2O
【分析】Ⅰ.Y形管中足量锌和200mL硫酸反应得氢气,冷却至室温、调平量气管和烧杯的液面、读数,通过氢气的体积求算硫酸的物质的量,进而测得硫酸溶液浓度。Ⅱ.NaClO3用稀硫酸溶解后,被试剂A还原得到ClO2气体,ClO2气体在碱性条件下被过氧化氢氧化得到NaClO2溶液,处理后得NaClO2粗品。
【解析】(1)①SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,将SO2通入装有过氧化钠的试管中,将带火星的木条放在试管口处,若木条不复燃,则说明SO2与Na2O2反应无O2生成,再结合元素守恒,说明产物只有硫酸钠,可能发生反应的化学方程式为SO2+Na2O2= Na2SO4;②将SO2通入装有碘水(含淀粉)的洗气瓶中,还原性:SO2>I−,说明发生的离子方程式为SO2+Ⅰ2+2H2O=4H+++2I-,现象为蓝色褪去;
(5)反应Ⅱ为ClO2和H2O2在碱性条件下反应,离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2+O2+2H2O;
10.(天津市宁河区芦台第一中学2023-2024学年高三诊断)铁及其化合物在生产生活中有重要应用。
Ⅰ.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。
(1)K2FeO4的制备:
①ⅰ中反应的离子方程式是
(2)K2FeO4的性质:
ⅰ.将K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应。
ⅱ.将K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中,放置2小时无明显变化。
ⅲ.将K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比ⅰ快。
①K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是 。
(4)Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式: 。
【答案】(1) 2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
(2) 4K2FeO4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH
(4)2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O
【分析】K2FeO4的制备流程:酸性条件下,H2O2氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3,反应的方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,碱性条件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成Na2FeO4,反应的方程式为2Fe3++10OH-+3ClO-═2FeO+3Cl-+5H2O,根据K2FeO4的溶解性小于Na2FeO4原理,加入饱和KOH溶液使Na2FeO4转化为K2FeO4,方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,过滤、洗涤、低温干燥,得到K2FeO4纯品,以此解答。
【解析】(1)①i中反应为酸性条件下,H2O2氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3的反应,结合电子守恒、电荷守恒配平、得到离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
(2)①K2FeO4固体溶于蒸馏水中并和水反应生成O2和氢氧化铁胶体,根据原子守恒可知,还有KOH生成,反应的化学方程式4K2FeO4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH,故答案为:4K2FeO4+10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH;
(4)Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和Ni均生成二氯化物,Fe与Cl2反应生成FeCl3说明氧化剂Cl2的氧化性强于氧化产物FeCl3的氧化性;而Co与Cl2反应生成二氯化物,不能生成CoCl3;说明CoCl3比Cl2更易得电子生成CoCl2,氧化性强于Cl2,FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为:CoCl3>Cl2>FeCl3;Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体Cl2的生成,根据得失电子守恒:+3价Co元素生成Co2+化合价降低1,得1mol电子,2Cl-失2mol电子化合价升高2生成Cl2,和电荷守恒写出离子方程式:2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O,故答案为:CoCl3>Cl2>FeCl3;2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O。
11.(天津市第二南开学校2023-2024学年高三期中质量调查)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其煅烧过程及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(2)为了确定A中S元素的化合价,将其通入酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液褪色,请写出该过程的离子方程式 。
(4)利用氧化亚铁硫杆菌对硫铁矿进行催化脱硫的过程如下图所示:
已知催化脱硫过程的总反应为:
①则过程Ⅱ反应的离子方程式为 。
②脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成黄色沉淀和一种能使品红溶液褪色的气体,其原因可能是 (用离子方程式表示)。
【答案】
(2)
(4)
【分析】被氧气氧化生成A为二氧化硫,二氧化硫再被氧化为三氧化硫、三氧化硫被水吸收生成硫酸。二氧化硫如果和水反应生成亚硫酸也可以被氧气氧化生成硫酸,故A、B、C、D分别为:二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸。
【解析】(2)A为二氧化硫,被酸性高锰酸钾氧化为硫酸根离子,离子方程式为:,答案为:;
(4)过程Ⅱ是铁离子将硫代硫酸根离子氧化,生成硫酸根离子和亚铁离子,方程式为;脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成黄色沉淀S和一种能使品红溶液褪色的气体SO2,离子方程式为;
12.(天津市南开区2023-2024学年高三一模)钪()是一种功能强大的稀土金属,广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁,还含有少量、、等杂质,从钛铁矿中提取的流程如下图:
回答下列问题:
(2)“酸浸”后,钛主要以的形式存在于溶液中,在一定条件下可完全水解生成,写出水解的离子方程式: 。
(6)在空气中“焙烧”时生成,该反应的化学方程式为 。
【答案】
(2)
(6)
【分析】钛铁矿的主要成分为FeTiO3,其他成分为Sc2O3、MgO、SiO2,酸浸后生成Sc3+、TiO2+、Fe3+、Mg2+,SiO2不反应,变成滤渣沉淀下来;水解过程中TiOSO4生成TiO2⋅xH2O沉淀;萃取和反萃取操作之后,酸溶之后的金属阳离子没有Mg2+,说明萃取和反萃取可以除去溶液中的Mg2+;加盐酸溶液酸溶之后主要的金属阳离子有Sc3+、TiO2+、Fe3+,向滤液中加入氨水使Fe3+、TiO2+离子转化为沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、TiO2⋅xH2O的滤渣和含有钪离子的滤液;向滤液中加入草酸溶液,将钪离子转化为草酸钪沉淀,过滤后焙烧草酸钪得到三氧化二钪。
【解析】(2)由分析可知,TiOSO4水解后的产物为TiO2⋅xH2O沉淀,故水解方程式应为:TiO2++(x+1)H2O=TiO2⋅xH2O↓+2H+;
(6)草酸钪在空气中充分灼烧得到一种无毒气体,根据元素守恒可得无毒气体为CO2,故该反应的化学方程式为。
13.(天津市和平区2023-2024学年高三第二次质量调查)铬铁矿的主要成分为FeO▪Cr2O3, 制备K2Cr2O7流程如图所示:
回答下列问题:
(4)步骤①中 NaNO3反应后生成NaNO2,产物中 Cr元素以CrO形式存在。则该步主要反应的方程为 。
(5)步骤④调滤液2的pH使之变 (填“大”或“小”)。原因是 (用离子方程式表示)。
【答案】
(4)
(5)小
【分析】铬铁矿中FeO-Cr2O和碳酸钠、硝酸钠在高温下发生熔融氧化反应,反应的化学方程式为,得到熔块,熔块加水进行水浸,过量得到滤渣1,滤渣1为,滤液中含有等钠盐,调pH=7后过滤,得到滤液2,滤液2中主要含,在加入酸,调pH,发生,生成,过滤得到滤液3,滤液3中含有,再加入进行重结晶即可得到,据此回答。
【解析】(4)由分析知,步骤①中主要反应的方程为;
(5)由分析知,步骤④调滤液2的pH使酸性变强,pH变小,将铬酸根转化为重铬酸根,离子方程式为;
14.(天津市耀华中学2023届高三一模)已知甲酸铜是一种重要的化工原料,常温常压下稳定,可溶于水,难溶于乙醇,具有还原性,某实验小组在实验室用废铜屑制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)2•4H2O,实验流程如图:
回答下列问题:
步骤Ⅱ制备Cu(OH)2•CuCO3时,写出CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时的离子方程式: 。
【答案】
【解析】步骤Ⅱ为溶液和溶液混合加热制备碱式碳酸铜,CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时反应的离子方程式为:;
15.(天津市和平区2023届高三二模)铁氰化钾[]由亚铁氰化钾[]制得,请回答下列问题。
Ⅰ.亚铁氰化钾的制取
以含NaCN电镀液为主要原料制备的流程如下:
(2)反应器加热至50℃,再慢慢加入加入溶液,在80℃下维持反应30~40min,发生的反应方程式是 。
(6)氯氧化法:在氯气的作用下,在约60~65℃下将亚铁氰化钾热溶液氧化。当反应物料液的pH控制在6~7时,停止引入氯气,该步反应的方程式为 。然后加入饱和溶液(碱性下被还原为)和未反应完的亚铁氰化钾继续反应,并用棕色硫酸铁铵检查反应是否完全,用盐酸调节料液的pH,使pH为7~8,该步反应的方程式为 。
【答案】
(2)
(6)
【解析】
(2)反应制备Na4Fe(CN)6,反应为6NaCN+FeSO4=Na4Fe(CN)6+Na2SO4。加入CaCl2消耗Na2SO4更有利于生成Na4Fe(CN)6。答案为6NaCN+FeSO4=Na4Fe(CN)6+Na2SO4;改善过滤操作和降低硫酸钠含量,从而提高亚铁氰化钠产品的质量;
(6)氯气将亚铁氰化钾氧化为铁氰化钾而自身还原为KCl,所以反应为2K4Fe(CN)6+Cl2=2K3Fe(CN)6+2KCl。KMnO4将亚铁氰化钾氧化为铁氰化钾而自身还原为MnO2,所以反应为3K4Fe(CN)6+KMnO4+2H2O=3K3Fe(CN)6+MnO2+4KOH。
16.(天津市南开中学2023-2024学年高三模拟)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(2)用惰性电极,将溶液进行电解,写出化学方程式 。
(4)步骤II用水溶液吸收,吸收率可达,有关反应的离子方程式为 。
【答案】
(2)
(4)
【解析】(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气方程式为:;
(4)水溶液吸收的方程式为: ;
17.(天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三质量检测)海洋是一个巨大的资源宝库,从海水中可制得食盐等多种产品并加以利用。下图所示以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程。
(4)纯碱在生产、生活中有广泛的应用。
①生成的总反应的化学方程式为 。
②工业上,可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与反应制取有效成分为的消毒液,其反应的离子方程式是 。(已知次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间)。
【答案】(4) NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2CO+Cl2+H2O=Cl-+ClO-+2HCO
【解析】(4)①生成的总反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
②由烧碱和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,纯碱溶液呈碱性,饱和纯碱溶液与Cl2反应制生成次氯酸钠、氯化钠和碳酸氢钠,化学方程式为:2Na2CO3+Cl2+H2O=NaCl+NaClO+2NaHCO3,其反应的离子方程式是:2CO+Cl2+H2O=Cl-+ClO-+2HCO。
18.(天津市宁河区2023-2024学年高三期末)通过下列实验可以从废铜屑中制取。
(1)溶液显碱性的原因(用离子方程式表示): 。
(2)“氧化”时反应的离子方程式 。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)溶液水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,使得溶液显碱性:;(2)过氧化氢具有氧化性,能氧化铜单质和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,;
19.(天津市2023届高三一模)某煤化工厂废水含有大量有机物、氨氮、氰化物、悬浮颗粒等有害物质。处理流程如图所示。
离子
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.3
8.3
Fe3+
2.7
3.7
(2)蒸氨塔中需要连续加入碱液并保持较高温度。请从化学平衡角度解释回答下列问题。
①写出蒸氨塔中主要的化学平衡的离子方程式: 。
(4)好氧池中富含O2与反应后的产物为,写出该反应的离子方程式: 。
【答案】
(2) +OH-NH3∙H2ONH3+H2O
(4)2O2+=2H+++H2O
【解析】
(2)①蒸氨塔中,加碱后,将转化为一水合氨,进而转化为NH3,则主要的化学平衡的离子方程式:+OH-NH3∙H2ONH3+H2O。
(4)好氧池中富含O2与,反应后的产物为,则该反应的离子方程式:2O2+=2H+++H2O。
20.(天津市河北区2023-2024学年高三期末)磷酸铁()主要用于制造磷酸铁锂电池材料。以硫铁矿烧渣(主要成分是,含少量、和)为原料制备磷酸铁的工艺流程如下:
(1)焙烧。将硫铁矿烧渣与蔗糖()一起焙烧,可生成FeO与。写出焙烧时所发生反应的化学方程式: 。
(3)制备。向溶液中加入足量的30%溶液与溶液,控制溶液的pH约为1.5,充分反应可得沉淀。
①写出生成反应的化学方程式: 。
【答案】(1)
(3)
【解析】(1)Fe2O3和C12H22O11反应,Fe的化合价从+3降低到+2,C的化合价从0价升高到+4。1molC12H22O11完全反应共失去12×4mol=48mol电子,1molFe2O3转化为FeO,共得到2×1mol电子。根据得失电子守恒,1molC12H22O11可与24molFe2O3反应,根据得失电子守恒和原子守恒,可得方程式:24Fe2O3+C12H22O11=4FeO+12CO2↑+11H2O。答案为24Fe2O3+C12H22O11=4FeO+12CO2↑+11H2O。
(3)①FeSO4中的Fe的化合价从+2升高到+3,1molFeSO4反应共失去1mol电子;H2O2中O的化合价从-1降低到-2,1molH2O2反应共得到2×1mol=2mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒,可得方程式:2FeSO4+H2O2+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+2H2O。答案为2FeSO4+H2O2+2Na2HPO4=2FePO4↓+2Na2SO4+2H2O。
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