专题一 主观题突破 新情境下方程式的书写-【步步高·大二轮专题复习】2025年高考化学复习讲义课件(江苏专用)(课件PPT+word教案)
2025-05-02
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教辅
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进店逛逛 内容正文:
新情境下方程式的书写
专题一 主观题突破
核心精讲
01
1.陌生情境下非氧化还原反应方程式的书写
(1)依据广义水解原理书写
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解离成两部分,再重新组合成新的物质。
3
例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:
。
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
4
(2)根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写
例2 根据要求完成下列化学方程式:
(1)25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2C2O4 Ka1=5.36×10-2 Ka2=5.35×10-5
HF Ka=6.31×10-4
则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为 。
H2C2O4+F-===HF+HC2
解题思路 判断三种酸(只看一步电离)H2C2O4、HF、HC2电离H+的能力,即酸性的强弱,运用强酸制弱酸即可写出方程式。
由Ka可知酸性:H2C2O4>HF>HC2。
5
H2C2O4 Ka1=5.36×10-2 Ka2=5.35×10-5
HF Ka=6.31×10-4
(2)多硼酸盐四硼酸钠(Na2B4O7)与硫酸反应可制硼酸(H3BO3),写出反应的化学方程式: 。
Na2B4O7+H2SO4+5H2O===Na2SO4+4H3BO3
解题思路 联想Na2SiO3与酸的反应,H3BO3是弱酸。
6
2.陌生情境下氧化还原反应方程式的书写
7
例3 铅和锰是工业生产中的重要金属,利用软锰矿(主要成分为MnO2)和方铅矿(主要成分为PbS,含少量FeS2)协同浸出制取铅、锰氧化物是重要的化工方法。已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbC(aq)。
(1)在搅拌条件下,将方铅矿、软锰矿和盐酸进行混合,反应生成PbCl2和S。写出该过程中主要发生的反应的化学方程式:____________________
_____ 。
PbS+MnO2+4HCl===
PbCl2+S+MnCl2+2H2O
将方铅矿、软锰矿和盐酸混合,MnO2将PbS中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据得失电子守恒和元素守恒可得化学方程式为PbS+MnO2+4HCl===PbCl2+S+MnCl2+2H2O。
8
(2)利用除去Pb2+、Fe3+后的溶液制备Mn3O4。在弱碱性氨水溶液中,采用充氧氧化制备Mn3O4,写出该反应的离子方程式:___________________
。
6Mn2++12NH3·H2O+O2
===2Mn3O4↓+12N+6H2O
除去Pb2+、Fe3+后的溶液中含有Mn2+,在弱碱性氨水溶液中,Mn2+被O2氧化得到Mn3O4,锰元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒可得该反应的离子方程式为6Mn2+
+12NH3·H2O+O2===2Mn3O4↓+12N+6H2O。
9
例4 (2023·扬州10月调研)含铬化合物在生产、生活中有着广泛的用途。利用含铬废液(主要含Cr3+、Cl-、K+、S等)可制备强氧化剂K2Cr2O7。
已知:室温下,Cr(Ⅵ)总浓度为0.20 mol·L-1溶液中,含铬物种浓度随pH的分布如图所示。
写出调节pH约为12时,Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ)的离子方程式: 。
2Cr3++ 3H2O2 + 10OH-===2Cr+8H2O
10
含铬废水先与H2O2混合,再加入KOH调节pH约为12,Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ),由图可知pH约为12时Cr(Ⅵ)主要以Cr形式存在,该反应中Cr元素化合价从+3变成+6,则H2O2被还原为H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒与原子守恒配平,写出离子方程式。
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真题演练
02
1.[2022·江苏,17(2)①]实验中发现,在300 ℃时,密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应,反应初期有FeCO3生成并放出H2,该反应的离子方程式为
_________________________________。
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Fe+2HC FeCO3+C+H2↑
2.[2021·江苏,17(1)改编]将一定量软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)与Na2SO3溶液配成悬浊液,加入三颈瓶中,70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加H2SO4溶液,MnO2转化为Mn2+的离子方程式为
。
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5
MnO2+S+2H+ Mn2++S+H2O
3.(1)[2020·江苏,18(1)节选]NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为 。
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(2)[2020·江苏,20(1)节选]CO2催化加氢。在密闭容器中,向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-,其离子方程式为 。
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
HC+H2 HCOO-+H2O
4.(1)[2019·江苏,16(3)①]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为________________________________
。
(2)[2019·江苏,18(1)节选]将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式: 。
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3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2N
+5H+
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
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5.[2017·江苏,18(1)]碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种制备方法。
方法①:45~50 ℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·
3H2O,该反应的化学方程式为____________________________________
______。
方法②:先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为 。
4
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4CuCl+O2+8H2O 2[Cu2(OH)2Cl2·
3H2O]
Fe2+
模拟预测
03
6.(2023·海安中学模拟)纳米ZnFe2O4用于除去废气时转化关系如图:
6
7
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(1)x=3.5时,上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)∶n(H2)= 。
ZnFe2O4变为ZnFe2O3.5时,Fe元素的化合价降低,H元素的化合价升高,由得失电子守恒得n(ZnFe2O4)∶n(H2)=1∶0.5=2∶1。
2∶1
(2)ZnFe2O3.5除去SO2的化学方程式为 。
SO2+4ZnFe2O3.5===S+4ZnFe2O4
6
7
8
7.(2024·江苏高三专题练习)含氮污水包括氨氮(NH3、)、亚硝酸盐氮()和硝酸盐氮()等,通常将其中含氮化合物转化为氮气或生物质而去除。一种将厌氧氨氧化与铁氨氧化、铁型反硝化耦合的新型脱氮过程如图所示。已知:铁氨氧化过程中,Fe3+转化为Fe2+;铁型反硝化过程中,Fe2+转化为Fe3+。
(1)过程(i)的离子方程式为__________________
, 反应不宜在碱性条件
下进行的原因是___________________________
。
6Fe3++2H2O+
===6Fe2++HNO2+7H+
碱性条件下,Fe3+易生成Fe(OH)3沉淀;易转化为NH3逸出,影响脱氮效果
6
7
8
(2)厌氧氨氧化脱氨的机理:
N2。新型脱氮过程相比厌氧氨氧化脱氮过程的优点有______________________
。
(3)过量零价纳米铁粉也能实现过程(iv)的转化,
新型脱氮过程能将氨氮与硝酸盐氮同时去除,Fe2+与Fe3+可循环使用
写出相应的离子方程式: 。
5Fe+12H++2N===5Fe2++N2↑+6H2O
6
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8
8.“还原沉淀法”常用Na2SO3、FeSO4等处理Cr(Ⅵ)得到Cr(Ⅲ),溶液中含有Cr(Ⅵ)的微粒(H2CrO4、Cr2)和Cr的物质的量分数随pH的关系如图所示。
某含有Cr(Ⅵ)废水的pH约为8,写出用Na2SO3处理该废水的主要离子方程式: 。
[已知:pH=3时,Cr(Ⅲ)以C形式存在,pH=7.5时,Cr(Ⅲ)开始沉淀]
3S+2Cr+5H2O===3S+2Cr(OH)3↓+4OH-
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题型突破练
04
答案
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(1)CaSO4
(2)2FeAsS+5O2 As2O3+Fe2O3+2SO2
1.
2(FeSO4·7H2O) Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑
2.
14Mn+5CS(NH2)2+32H+===14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5S+26H2O
3.
答案
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2Cr3++3S2+7H2O===Cr2+6S+14H+
4.
(1)CuS+MnO2+4H+===Cu2++Mn2++S+2H2O
(2)Mn2++NH3·H2O+HC===MnCO3↓+N+H2O
5.
2Co2++2N+H2O2+10NH3·H2O===2[Co(NH3)6]3++12H2O
6.
答案
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3Cu2O+6H++2AuC===2Au+6Cu2++3H2O+8Cl-
7.
(1)10Fe2++2N+24H2O===10Fe(OH)3↓+N2↑+18H+
(2)Mg2++N+HP+OH-===MgNH4PO4↓+H2O
8.
2Bi2S3+6MnO2+9O2 2Bi2O3+6MnSO4
9.
答案
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(1)V2O5+3H2C2O4===2VOC2O4+2CO2↑+3H2O
(2)WO3+2OH-===W+H2O
10.
(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===SO2↑+Na2SO4+H2O
(2)C+2S2-+4SO2===3S2+CO2
11.
答案
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(1) Ce+9OH-===Ce(OH)3+3P+6H2O Na[Al(OH)4]
12.
3Na2SO3+2CuSO4===Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑
13.
(2)2Ce2·10H2O+3O2 2Ce2O3+12CO2+20H2O
1.(2024·苏锡常镇四市统考模拟)高砷煤中含有砷硫铁(FeAsS)等物质。燃煤产生的烟气中含NO、SO2、粉尘等,经过SCR脱硝除去NO,粉尘经沉降得到粉煤灰。
(1)高砷煤燃烧时加入生石灰将大部分硫元素转化为 (填化学式)留在煤渣中。
(2)高砷煤燃烧过程中,砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中,该反应的化学方程式为 。
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答案
CaSO4
2FeAsS+5O2 As2O3+Fe2O3+2SO2
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2.(2023·姜堰中学、如东中学、沭阳中学联考)将FeSO4·7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800 ℃,生成红棕色固体,还生成等物质的量的硫的氧化物,该反应的化学方程式为___________________________________
。
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答案
2(FeSO4·7H2O) Fe2O3+SO2↑
+SO3↑+14H2O↑
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3.(2023·连云港调研)硫脲[CS(NH2)2]与酸性KMnO4溶液反应转化为两种无毒的气体及S,同时生成Mn2+,该反应的离子方程式为__________
。
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答案
14Mn+
5CS(NH2)2+32H+===14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5S+26H2O
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4.(2023·南京六校联合体)过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用于检验废水中的Cr3+是否超标,如果超标,溶液会变成橙色(Cr2),写出该反应的离子方程式: 。
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答案
2Cr3++3S2+7H2O===Cr2+6S+14H+
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5.(2023·扬州调研)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下:
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答案
(1)“酸浸”中CuS发生反应的离子方程式为_________________________
。
(2)“除锰”时的离子方程式为_____________________________________
。
CuS+MnO2+4H+===Cu2++
Mn2++S+2H2O
Mn2++NH3·H2O+HC===MnCO3↓+N
+H2O
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6.(2023·海安期末)称取研细的CoCl2·6H2O 10.0 g和NH4Cl 5.0 g于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,2支分液漏斗中分别装有25 mL浓氨水、5 mL 30%的H2O2溶液,控制反应温度为60 ℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得[Co(NH3)6]Cl3溶液。由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为 。
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答案
2Co2++2N+H2O2+10NH3·H2O===2[Co(NH3)6]3++12H2O
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7.(2023·南通四模)一种铜基复合电极材料Au/Cu2O的制备方法:将一定量Cu2O分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加HAuCl4(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得Au/Cu2O,溶液呈蓝色。写出Cu2O还原HAuCl4的离子方程式:__________________________________
。
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答案
3Cu2O+6H++2AuC===2Au+6Cu2++
3H2O+8Cl-
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8.(2023·连云港期中调研)(1)在弱酸性条件下,Fe2+与N反应得到Fe(OH)3和N2,其反应的离子方程式为______________________________________
。
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答案
(2)城市污水中的N可以用沉淀法除去。在搅拌下向污水中加入MgCl2和Na2HPO4溶液,再加入NaOH调节溶液的pH,生成MgNH4PO4沉淀,其反应的离子方程式为 。
10Fe2++2N+24H2O===10Fe(OH)3↓+N2↑
+18H+
Mg2++N+HP+OH-===MgNH4PO4↓+H2O
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13
9.(2023·常州期末)以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)为原料制备超细氧化铋的工艺流程如下:
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答案
“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4。该反应的化学方程式为 。
2Bi2S3+6MnO2+9O2 2Bi2O3+6MnSO4
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10.(2023·镇江期末)SCR催化剂广泛应用于燃煤烟气的处理,其主要成分为WO3、TiO2、V2O5,还含有少量CaO、Al2O3、Fe2O3等。一种从废SCR催化剂中回收钨的工艺如下:
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答案
(1)“酸浸还原”中,V2O5转化成可溶于水的VOC2O4,该反应的化学方程式为 。
V2O5+3H2C2O4===2VOC2O4+2CO2↑+3H2O
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V2O5与H2C2O4反应得到VOC2O4,该反应中V元素化合价从+5价变为+4价,则C元素化合价从+3价变为+4价,反应中有CO2生成,其反应
的化学方程式为V2O5+3H2C2O4===2VOC2O4+2CO2↑+3H2O。
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答案
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(2)“碱浸”时,WO3转化为W的离子方程式为 。
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答案
WO3+2OH-===W+H2O
“碱浸”时WO3与OH-反应生成W,故反应的离子方程式为WO3+
2OH-===W+H2O。
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11.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波,广泛应用于照相定影及纺织业等领域。某化学实验小组利用如图装置制备Na2S2O3·5H2O。
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答案
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式:__________________________
。
Na2SO3+H2SO4(浓)===SO2↑
(2)三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,a处混合气体中存在CO2,写出乙中反应的离子方程式: 。
+Na2SO4+H2O
C+2S2-+4SO2===3S2+CO2
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12.稀土金属(RE)属于战略性金属,我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。
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答案
已知:①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16.4,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32.9,Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20。③当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5 mol·L-1时,可认为已沉淀完全。
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(1)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)3所发生反应的离子方程式为_________________
,“滤液2”中铝元素的存在形式为 (填化学式)。
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答案
(2)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O,将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体,发生反应的化学方程式为___________________________
。
Ce+9OH-===Ce(OH)3+3P+6H2O
Na[Al(OH)4]
2Ce2·10H2O+3O2
2Ce2O3+12CO2+20H2O
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13.将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合,加热至90 ℃并不断搅拌。反应生成Cu2O,同时有SO2气体产生。反应结束后,经过滤、洗涤、干燥得到Cu2O粉末。制备装置如图所示。
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答案
制备Cu2O时,原料理论配比为n(Na2SO3)∶n(CuSO4)=3∶2,该反应的化学方程式为 。
3Na2SO3+2CuSO4===Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑
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本课结束
THANKS
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新情境下方程式的书写
1.陌生情境下非氧化还原反应方程式的书写
(1)依据广义水解原理书写
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解离成两部分,再重新组合成新的物质。
例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↑
解析
(2)根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写
例2 根据要求完成下列化学方程式:
(1)25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2C2O4
Ka1=5.36×10-2
Ka2=5.35×10-5
HF
Ka=6.31×10-4
则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为 。
(2)多硼酸盐四硼酸钠(Na2B4O7)与硫酸反应可制硼酸(H3BO3),写出反应的化学方程式: 。
解题思路 (1)判断三种酸(只看一步电离)H2C2O4、HF、HC2电离H+的能力,即酸性的强弱,运用强酸制弱酸即可写出方程式。
(2)联想Na2SiO3与酸的反应,H3BO3是弱酸。
答案 (1)H2C2O4+F-===HF+HC2
(2)Na2B4O7+H2SO4+5H2O===Na2SO4+4H3BO3
解析 (1)由Ka可知酸性:H2C2O4>HF>HC2。
2.陌生情境下氧化还原反应方程式的书写
例3 铅和锰是工业生产中的重要金属,利用软锰矿(主要成分为MnO2)和方铅矿(主要成分为PbS,含少量FeS2)协同浸出制取铅、锰氧化物是重要的化工方法。已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)。
(1)在搅拌条件下,将方铅矿、软锰矿和盐酸进行混合,反应生成PbCl2和S。写出该过程中主要发生的反应的化学方程式: 。
(2)利用除去Pb2+、Fe3+后的溶液制备Mn3O4。在弱碱性氨水溶液中,采用充氧氧化制备Mn3O4,写出该反应的离子方程式: 。
答案 (1)PbS+MnO2+4HCl===PbCl2+S+MnCl2+2H2O
(2)6Mn2++12NH3·H2O+O2===2Mn3O4↓+12N+6H2O
解析 (1)将方铅矿、软锰矿和盐酸混合,MnO2将PbS中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据得失电子守恒和元素守恒可得化学方程式为PbS+MnO2+4HCl===PbCl2+S+MnCl2+2H2O。(2)除去Pb2+、Fe3+后的溶液中含有Mn2+,在弱碱性氨水溶液中,Mn2+被O2氧化得到Mn3O4,锰元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒可得该反应的离子方程式为6Mn2++12NH3·H2O+O2===2Mn3O4↓+12N+6H2O。
例4 (2023·扬州10月调研)含铬化合物在生产、生活中有着广泛的用途。利用含铬废液(主要含Cr3+、Cl-、K+、S等)可制备强氧化剂K2Cr2O7。
已知:室温下,Cr(Ⅵ)总浓度为0.20 mol·L-1溶液中,含铬物种浓度随pH的分布如图所示。
写出调节pH约为12时,Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ)的离子方程式: 。
答案 2Cr3++ 3H2O2 + 10OH-===2Cr+8H2O
解析 含铬废水先与H2O2混合,再加入KOH调节pH约为12,Cr3+被氧化为Cr(Ⅵ),由图可知pH约为12时Cr(Ⅵ)主要以Cr形式存在,该反应中Cr元素化合价从+3变成+6,则H2O2被还原为H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒与原子守恒配平,写出离子方程式。
1.[2022·江苏,17(2)①]实验中发现,在300 ℃时,密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应,反应初期有FeCO3生成并放出H2,该反应的离子方程式为Fe+2HCFeCO3+C+H2↑。
2.[2021·江苏,17(1)改编]将一定量软锰矿粉(含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)与Na2SO3溶液配成悬浊液,加入三颈瓶中,70 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加H2SO4溶液,MnO2转化为Mn2+的离子方程式为MnO2+S+2H+Mn2++S+H2O。
3.(1)[2020·江苏,18(1)节选]NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(2)[2020·江苏,20(1)节选]CO2催化加氢。在密闭容器中,向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-,其离子方程式为HC+H2HCOO-+H2O。
4.(1)[2019·江苏,16(3)①]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2N+5H+。
(2)[2019·江苏,18(1)节选]将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
5.[2017·江苏,18(1)]碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。碱式氯化铜有多种制备方法。
方法①:45~50 ℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为4CuCl+O2+8H2O2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]。
方法②:先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为Fe2+。
6.(2023·海安中学模拟)纳米ZnFe2O4用于除去废气时转化关系如图:
(1)x=3.5时,上述转化反应中消耗的n(ZnFe2O4)∶n(H2)= 。
(2)ZnFe2O3.5除去SO2的化学方程式为 。
答案 (1)2∶1
(2)SO2+4ZnFe2O3.5===S+4ZnFe2O4
解析 (1)ZnFe2O4变为ZnFe2O3.5时,Fe元素的化合价降低,H元素的化合价升高,由得失电子守恒得n(ZnFe2O4)∶n(H2)=1∶0.5=2∶1。
7.(2024·江苏高三专题练习)含氮污水包括氨氮(NH3、)、亚硝酸盐氮()和硝酸盐氮()等,通常将其中含氮化合物转化为氮气或生物质而去除。一种将厌氧氨氧化与铁氨氧化、铁型反硝化耦合的新型脱氮过程如图所示。已知:铁氨氧化过程中,Fe3+转化为Fe2+;铁型反硝化过程中,Fe2+转化为Fe3+。
(1)过程(i)的离子方程式为 ,
反应不宜在碱性条件下进行的原因是 。
(2)厌氧氨氧化脱氨的机理:N2。新型脱氮过程相比厌氧氨氧化脱氮过程的优点有 。
(3)过量零价纳米铁粉也能实现过程(iv)的转化,写出相应的离子方程式: 。
答案 (1)6Fe3++2H2O+===6Fe2++HNO2+7H+ 碱性条件下,Fe3+易生成Fe(OH)3沉淀;易转化为NH3逸出,影响脱氮效果 (2)新型脱氮过程能将氨氮与硝酸盐氮同时去除,Fe2+与Fe3+可循环使用 (3)5Fe+12H++2N===5Fe2++N2↑+6H2O
8.“还原沉淀法”常用Na2SO3、FeSO4等处理Cr(Ⅵ)得到Cr(Ⅲ),溶液中含有Cr(Ⅵ)的微粒(H2CrO4、Cr2)和Cr的物质的量分数随pH的关系如图所示。
某含有Cr(Ⅵ)废水的pH约为8,写出用Na2SO3处理该废水的主要离子方程式: 。
[已知:pH=3时,Cr(Ⅲ)以C形式存在,pH=7.5时,Cr(Ⅲ)开始沉淀]
答案 3S+2Cr+5H2O===3S+2Cr(OH)3↓+4OH-
题型突破练 [分值:50分]
1.(4分)(2024·苏锡常镇四市统考模拟)高砷煤中含有砷硫铁(FeAsS)等物质。燃煤产生的烟气中含NO、SO2、粉尘等,经过SCR脱硝除去NO,粉尘经沉降得到粉煤灰。
(1)高砷煤燃烧时加入生石灰将大部分硫元素转化为 (填化学式)留在煤渣中。
(2)高砷煤燃烧过程中,砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中,该反应的化学方程式为 。
答案 (1)CaSO4 (2)2FeAsS+5O2As2O3+Fe2O3+2SO2
2.(3分)(2023·姜堰中学、如东中学、沭阳中学联考)将FeSO4·7H2O晶体在隔绝空气条件下加热到800 ℃,生成红棕色固体,还生成等物质的量的硫的氧化物,该反应的化学方程式为 。
答案 2(FeSO4·7H2O)Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑
3.(3分)(2023·连云港调研)硫脲[CS(NH2)2]与酸性KMnO4溶液反应转化为两种无毒的气体及S,同时生成Mn2+,该反应的离子方程式为 。
答案 14Mn+5CS(NH2)2+32H+===14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5S+26H2O
4.(3分)(2023·南京六校联合体)过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]可用于检验废水中的Cr3+是否超标,如果超标,溶液会变成橙色(Cr2),写出该反应的离子方程式: 。
答案 2Cr3++3S2+7H2O===Cr2+6S+14H+
5.(4分)(2023·扬州调研)用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备Cu2O的一种工艺流程如下:
(1)“酸浸”中CuS发生反应的离子方程式为 。
(2)“除锰”时的离子方程式为 。
答案 (1)CuS+MnO2+4H+===Cu2++Mn2++S+2H2O
(2)Mn2++NH3·H2O+HC===MnCO3↓+N+H2O
6.(3分)(2023·海安期末)称取研细的CoCl2·6H2O 10.0 g和NH4Cl 5.0 g于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,2支分液漏斗中分别装有25 mL浓氨水、5 mL 30%的H2O2溶液,控制反应温度为60 ℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得[Co(NH3)6]Cl3溶液。由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为 。
答案 2Co2++2N+H2O2+10NH3·H2O===2[Co(NH3)6]3++12H2O
7.(3分)(2023·南通四模)一种铜基复合电极材料Au/Cu2O的制备方法:将一定量Cu2O分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加HAuCl4(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得Au/Cu2O,溶液呈蓝色。写出Cu2O还原HAuCl4的离子方程式: 。
答案 3Cu2O+6H++2AuC===2Au+6Cu2++3H2O+8Cl-
8.(4分)(2023·连云港期中调研)(1)在弱酸性条件下,Fe2+与N反应得到Fe(OH)3和N2,其反应的离子方程式为 。
(2)城市污水中的N可以用沉淀法除去。在搅拌下向污水中加入MgCl2和Na2HPO4溶液,再加入NaOH调节溶液的pH,生成MgNH4PO4沉淀,其反应的离子方程式为 。
答案 (1)10Fe2++2N+24H2O===10Fe(OH)3↓+N2↑+18H+
(2)Mg2++N+HP+OH-===MgNH4PO4↓+H2O
9.(3分)(2023·常州期末)以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)为原料制备超细氧化铋的工艺流程如下:
“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4。该反应的化学方程式为 。
答案 2Bi2S3+6MnO2+9O22Bi2O3+6MnSO4
10.(4分)(2023·镇江期末)SCR催化剂广泛应用于燃煤烟气的处理,其主要成分为WO3、TiO2、V2O5,还含有少量CaO、Al2O3、Fe2O3等。一种从废SCR催化剂中回收钨的工艺如下:
(1)“酸浸还原”中,V2O5转化成可溶于水的VOC2O4,该反应的化学方程式为 。
(2)“碱浸”时,WO3转化为W的离子方程式为 。
答案 (1)V2O5+3H2C2O4===2VOC2O4+2CO2↑+3H2O
(2)WO3+2OH-===W+H2O
解析 (1)V2O5与H2C2O4反应得到VOC2O4,该反应中V元素化合价从+5价变为+4价,则C元素化合价从+3价变为+4价,反应中有CO2生成,其反应的化学方程式为V2O5+3H2C2O4===2VOC2O4+2CO2↑+3H2O。(2)“碱浸”时WO3与OH-反应生成W,故反应的离子方程式为WO3+2OH-===W+H2O。
11.(6分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称海波,广泛应用于照相定影及纺织业等领域。某化学实验小组利用如图装置制备Na2S2O3·5H2O。
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式: 。
(2)三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将Na2CO3溶于水配成溶液,再将Na2S固体溶于Na2CO3的溶液中,a处混合气体中存在CO2,写出乙中反应的离子方程式: 。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4(浓)===SO2↑+Na2SO4+H2O
(2)C+2S2-+4SO2===3S2+CO2
12.(6分)稀土金属(RE)属于战略性金属,我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。
已知:①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16.4,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32.9,Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20。③当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5 mol·L-1时,可认为已沉淀完全。
(1)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)3所发生反应的离子方程式为 ,
“滤液2”中铝元素的存在形式为 (填化学式)。
(2)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O,将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体,发生反应的化学方程式为 。
答案 (1) Ce+9OH-===Ce(OH)3+3P+6H2O Na[Al(OH)4]
(2)2Ce2·10H2O+3O22Ce2O3+12CO2+20H2O
13.(4分)将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合,加热至90 ℃并不断搅拌。反应生成Cu2O,同时有SO2气体产生。反应结束后,经过滤、洗涤、干燥得到Cu2O粉末。制备装置如图所示。
制备Cu2O时,原料理论配比为n(Na2SO3)∶n(CuSO4)=3∶2,该反应的化学方程式为 。
答案 3Na2SO3+2CuSO4===Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑
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