内容正文:
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第一部分 基础过关
第一章 物质及其变化
微专题训练——
陌生方程式的书写
1.完成下列填空:
(1)某反应中反应物与生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物x。已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol e-生成x,则x的化学式为________,试写出该反应的化学方程式:___________________________ _____________________________________。
(2)溶解在水中的O2在碱性条件下可以将Mn2+氧化成MnO(OH)2,反应的离子方程式为__________________________________。
而I-在酸性条件下可以将MnO(OH)2还原成Mn2+,I-被氧化成I2,该反应的离子方程式为___________________________________________。
Br2
4H2SO4+5AsH3+8KBrO3
===5H3AsO4+4Br2+4K2SO4+4H2O
2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O
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2.(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:
“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为______________________________________、______________________________。
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Cl-
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Fe2+
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②结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用:_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有_____________________________________________________。
Cl-是为了与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,使平衡正向移动,提高Ag2S的浸出率;H+是为了抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀
2[AgCl2]-+Fe===Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+
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4.钽酸锂(LiTaO3)是一种功能材料。一种以钽渣(主要成分是Ta2O3·FeO,含少量杂质油脂和Al2O3等)为原料制备钽酸锂的流程如下:
已知:+5价Ta具有氧化性;常温下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33。
请回答下列问题:
(1)“焙烧”中发生的主要反应的化学方程式为
__________________________________________________________。
(2)“沉钽”中,如果用盐酸替代硫酸,会发生副反应产生有毒气体,反应过程中1 mol NaTaO3得到2 mol电子生成Ta3+,写出该副反应的离子方程式:_________________________________。
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0.02125 mol/L
0.10375 mol/L
偏大
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6.金属钒在新能源动力电池中有重要作用。含钒尖晶石是钒渣中最主要的含钒物相,其主要成分有V2O3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2。采用以下工艺流程制备V2O5。
(1)“焙烧”过程中被氧化的元素为__________________,写出V2O3与Na2CO3反应的化学方程式:______________________________________。
(2)“沉淀1”的成分是________。
V、Fe(或钒、铁)
Fe2O3
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(3)“滤液1”中铝元素所发生反应的离子方程式为
________________________________。
(4)“沉淀2”加热分解后固体产物的用途:___________________________ (任写一种)。
(5)“沉钒”析出NH4VO3晶体时,需要加入过量(NH4)2CO3,结合平衡移动原理解释原因:__________________________________________________________ ____________________________________________________________。
(6)该工艺流程中可回收再循环利用的物质有_____________________。
[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
生产光导纤维或制单质硅等
(NH4)2CO3、Na2CO3
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a
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NO
将NO与足量O2混合通入NaOH溶液中
除去Ag中混有的铁粉
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R
(3)将NCl3与NaClO2(亚氯酸钠)按物质的量之比1∶6混合,在溶液中恰好反应生成ClO2,试写出该反应的离子方程式:____________________________________________。
(4)在用ClO2进行水处理时,除了杀菌消毒外,还能除去水中的Fe2+和Mn2+。试写出用ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2的离子方程式:_______________________________________________ (ClO2反应后的产物为ClOeq \o\al(-,2))。
NCl3+6ClOeq \o\al(-,2)+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-
Mn2++2ClO2+2H2O===MnO2↓+2ClOeq \o\al(-,2)+4H+
3Co2++MnOeq \o\al(-,4)+7H2O===3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+
3Mn2++2MnOeq \o\al(-,4)+2H2O===5MnO2↓+4H+
3.(2023·北京卷节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
eq \x( )Fe3++Ag2S+eq \x( )________eq \x( )________+2[AgCl2]-+S
4Ta2O3·FeO+4Na2CO3+5O2eq \o(=====,\s\up17(焙烧))8NaTaO3+2Fe2O3+4CO2
TaOeq \o\al(-,3)+6H++2Cl-===Ta3++Cl2↑+3H2O
5.(2025·长春市东北师大附中高三摸底考试)取20.00 mL两种一元弱酸HCOOH和CH3COOH的混合溶液,用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定至反应终点,消耗25 mL NaOH。再取相同的上述溶液,加入50 mL、0.02 mol/L KMnO4的强碱性溶液,待其反应完成后,将溶液酸化,加入30 mL 0.2 mol/L Fe2+溶液,将剩余的MnOeq \o\al(-,4)和MnOeq \o\al(2-,4)歧化生成的MnOeq \o\al(-,4)和MnO2全部还原至Mn2+,剩余的Fe2+溶液用上述KMnO4溶液在酸性条件下反应至终点消耗18.5 mL。
已知:①KMnO4在强碱性条件下还原产物为MnOeq \o\al(2-,4);MnOeq \o\al(2-,4)在酸性条件下发生歧化反应;
②HCOOH具有还原性,酸性条件下被氧化为CO2,CH3COOH不能被酸性高锰酸钾氧化。
5Fe2++8H++ MnOeq \o\al(-,4)===Mn2++
5Fe3++4H2O、MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
(1)加入KMnO4的强碱性溶液中发生有电子转移反应的离子方程式为_____________________________________________。
(2)酸化后MnOeq \o\al(2-,4)发生歧化反应的离子方程式为__________________________________。
(3)加入Fe2+溶液后发生反应的离子方程式为______________________________ ______________________________________________________。
(4)溶液中的HCOOH的浓度为_______________;CH3COOH的浓度为______________。
(5)若溶液酸化后将MnO2过滤除掉,其他操作不变,则测得的HCOOH浓度将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2MnOeq \o\al(-,4)+HCOOH+4OH-===COeq \o\al(2-,3)+3H2O+ 2MnOeq \o\al(2-,4)
3MnOeq \o\al(2-,4)+4H+===2MnOeq \o\al(-,4)+2H2O+MnO2↓
解析 (4)设20 mL溶液中HCOOH为x mol,CH3COOH为y mol,HCOOH~NaOH、CH3COOH~NaOH,可得x+y=0.0025。一开始50 mL高锰酸钾溶液氧化甲酸后有剩余,加入亚铁离子把剩余的MnOeq \o\al(-,4)和MnOeq \o\al(2-,4)歧化生成的MnOeq \o\al(-,4)和MnO2全部还原变成Mn2+后亚铁离子有剩余,再追加18.5 mL高锰酸钾,最终68.5 mL的高锰酸钾全部转变为锰离子,故存在得失电子守恒:0.02×0.0685×5=2x+0.2×0.03×1,解得x=0.000425,y=0.002075,c(HCOOH)=eq \f(0.000425 mol,0.02 L)=0.02125 mol/L,c(CH3COOH)=eq \f(0.002075 mol,0.02 L)=0.10375 mol/L。
(5)若溶液酸化后将MnO2过滤除掉,其他操作不变,则甲酸的测得数值偏大,测得的HCOOH浓度将偏大。
Na2CO3+V2O3+O2eq \o(=====,\s\up17(焙烧))2NaVO3+CO2
溶液中存在NH4VO3(s)NHeq \o\al(+,4)(aq)+VOeq \o\al(-,3)(aq),加入过量(NH4)2CO3,增大NHeq \o\al(+,4)浓度,有利于促进NH4VO3晶体析出,提高产率
7.(2025·安徽省巢湖市第一中学高三月考)在照相底片的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解。从废定影液{主要含有[Ag(S2O3)2]3-、Br-等}中回收Ag并制取催化剂PdAg@Cu2O的流程如图所示:
已知:①S2Oeq \o\al(2-,3)的结构如图所示:
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②Ag++2S2Oeq \o\al(2-,3)[Ag(S2O3)2]3-
K稳=3.2×1013、Ksp(AgBr)=5.0×10-13。
请回答下列问题:
(1)写出Na2S2O3溶液溶解AgBr生成
Na3[Ag(S2O3)2]的离子方程式:______________________________________,该反应的化学平衡常数为________。
(2)在Ag++2S2Oeq \o\al(2-,3)[Ag(S2O3)2]3-配合反应中,作配位原子的不可能是________(填字母)。
a.S2Oeq \o\al(2-,3)中的中心S原子
b.S2Oeq \o\al(2-,3)中的端基S原子
AgBr+2S2Oeq \o\al(2-,3)===[Ag(S2O3)2]3-+Br-
(3)向滤液1中通入足量氯气后,通过一系列操作可分离出Br2。通入足量氯气后,Cl2发生的氧化还原反应主要有S2-+4Cl2+4H2O===SOeq \o\al(2-,4)+8Cl-+8H+、2Br-+Cl2===Br2+2Cl-、__________________________________________。
(4)“酸溶”过程中产生的有害气体是________(填化学式),实验室消除该有害气体的方法为______________________________________。
(5)操作A的目的是________________________。
(6)在制备PdAg@Cu2O的反应中,NH2OH被氧化成无污染物(N2),若获得0.5 mol PdAg@Cu2O,理论上至少需要NH2OH________g。
S2Oeq \o\al(2-,3)+4Cl2+5H2O===2SOeq \o\al(2-,4)+8Cl-+10H+
解析 废定影液{主要含有[Ag(S2O3)2]3-、Br-等}中加入Na2S溶液,与[Ag(S2O3)2]3-反应生成Ag2S沉淀,过滤后,所得滤液1中含有Br-、S2-、S2Oeq \o\al(2-,3);将Ag2S通入空气焙烧,生成粗银和SO2;将粗银放入稀硝酸中溶解,生成AgNO3等,加入盐酸将银离子转化为AgCl沉淀;加入铁粉,将AgCl还原为Ag,过滤所得的Ag中混有Fe,加入足量盐酸溶解Fe、过滤、洗涤、干燥,得纯银;纯银与K2PdCl4、PVP混合后,得到PdAg,再先后与CuCl2、NaOH,NH2OH、HCl混合后,得到PdAg@Cu2O。
(1)Na2S2O3溶液溶解AgBr生成Na3[Ag(S2O3)2]和NaBr,离子方程式为AgBr+2S2Oeq \o\al(2-,3)===[Ag(S2O3)2]3-+Br-,该反应的化学平衡常数K=2-,3)eq \f(c{[Ag(S2O3)2]3-}·c(Br-),c2(S2O))
=K稳·Ksp(AgBr)=3.2×1013×5.0×10-13=16。
(2)在Ag++2S2Oeq \o\al(2-,3)[Ag(S2O3)2]3-配合反应中,S2Oeq \o\al(2-,3)中的中心S原子不存在孤电子对,不能作配位原子,S2Oeq \o\al(2-,3)中的端基S原子存在孤电子对,可作配位原子,则配位原子不可能是a。
(6)在制备PdAg@Cu2O的反应中,NH2OH被氧化成无污染物(N2),依据得失电子守恒,可得出关系式:2NH2OH~Cu2O,若获得0.5 mol PdAg@Cu2O,理论上至少需要NH2OH的物质的量为0.5 mol×2=1 mol,质量为1 mol×33 g/mol=33 g。
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