重难01 陌生化学(离子)方程式的书写(重难专练)(天津专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
2025-12-20
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2份
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51页
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1025人阅读
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21人下载
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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.55 MB |
| 发布时间 | 2025-12-20 |
| 更新时间 | 2026-01-07 |
| 作者 | 四叶草syc |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55536626.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重难01 陌生化学(离子)方程式的书写
(
内容导航
速度提升
技巧掌握
手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:
快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:
总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数
:
聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分:
聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:
挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
)
一、陌生氧化还原反应方程式的书写与配平
1.配平原则
2.书写方法
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
X-
O2、O3
H2O或OH-或O2-或O
含较高价态元素的化合物
氧化物
MnO2
含氧酸
浓H2SO4
SO2
HNO3
或
HClO
Cl-
盐
KMnO4(H+)
K2Cr2O7(H+)
Fe3+
Fe2+或Fe
NaClO
Cl-
过氧化物
Na2O2、H2O2
或
(2)常见的还原剂
物质类型
举例
对应氧化产物
活泼的金属单质
Na、Fe、Al
Na+、Fe2+或Fe3+、Al3+
某些非金属单质
H2、C、S
H+、CO或CO2、SO2
含较低价
态元素的
化合物
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或SO
氢化物
NH3
或
H2S
或
离子
SO
SO
Fe2+
Fe3+
I-
I2
(3)一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2:Cu Fe
HCN:C N
CuH:Cu H
Si3N4:Si N
H3PO2:P
K2FeO4:Fe
LiNH2:N
AlN:N
Na2S2O3:S
CuCl:Cu
Li2NH:N
VO:V
C2O:C
FeO:Fe
4.配平方法
(1)正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从反应物着手配平。
(2)逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从生成物着手配平。
(3)缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现有的某些物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数(系数)。
(4)缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
①补项原则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
+2H+结合1个O→
+H2O提供1个O→
中性
+H2O结合1个O→
+H2O提供1个O→
碱性
+H2O结合1个O→2OH-
+2OH-提供1个O→
②组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
性溶液
组合二
H2O
H+
酸性或中性溶液
组合三
OH-
H2O
性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性或中性溶液
5.方程式分类
1.工艺流程中的氧化还原方程式的书写
(1)细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
(2)确定未知反应的反应物和生成物,根据题意分析溶液环境,配平氧化还原方程式。
2.实验探究中的氧化还原方程式的书写
(1)细读题干寻找实验目的,通读题目中从实验步骤中了解操作步骤,结合装置分析实验过程,与实验目的相对应。
(2)根据题意确定反应物和生成物,结合溶液环境配平方程式,注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
3.电化学试题中氧化还原反应方程式的书写
(1)有关原电池原理的电极方程式的书写,负极失去电子,发生氧化反应;氧化剂在正极上得到电子,发生还原反应。根据得失电子相等,从而配平电极方程式。
(2)有关电解原理的电极方程式的书写,还原剂在阳极上失去电子,发生氧化反应;氧化剂在阴极上得到电子,发生还原反应。再根据得失电子相等,从而配平电极反应式。
4.循环转化关系图中氧化还原方程式的书写
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
二、陌生非氧化还原反应方程式的书写与配平
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 、
,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:10分钟)
一、依据实验信息书写方程式
1.(2023·天津·高考真题)研究人员进行了一组实验:
实验一:如图,研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器,随后加入锌粉,随后加热。一段时间后反应完全,停止加热,锌粉仍有剩余,向反应所得溶液中加入一块铜片,并接触剩余的锌,铜片表面出现银白色金属,并伴随少量气体产生。
实验二:研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热,直到铜片表面变黄,立刻停止加热,置入水中冷却。
已知:
(3)写出氢氧化钠与锌反应的离子方程式: 。
(4)写出实验一中构成的原电池正负极反应:负极: ;正极: 。
2.(25-26高三上·天津·期中)化学专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:
回答下列问题:
(5)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
二、依据流程信息书写方程式
3.(25-26高三上·天津·月考)铁黄(FeOOH)难溶于水,可作颜料,也是制备饮水处理剂高铁酸钾的原料。以烧渣(主要成分为、CuO、等)为原料生产铁黄的流程如图。
(3)“还原”涉及的离子方程式有 、 。
(4)“氧化”中参与反应的离子方程式为 。
4.(25-26高三上·天津和平·阶段练习)锌钴渣(含ZnO、CoO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2)中回收钴和锌的工艺如下:
已知:
物质
回答下列问题:
(3)“沉钴”中发生反应的离子方程式为 。溶液1中含有的金属阳离子主要有Na+和 。
(5)“合成”中发生反应的化学方程式为 。
三、依据反应机理图书写方程式
5.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、的混合溶液中反应回收S,其物质转化过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应过程中,、可以循环利用
B.由图示的转化可得出:氧化性的强弱顺序为
C.过程③中,溶液的酸性减弱
D.回收S的总反应为:
四、依据电化学信息书写方程式
6.(2025·天津武清·二模)利用铝-电池电解溶液制备的装置如图所示。N极为铝电极,其余电极为石墨电极,下列说法错误的是
A.双极膜产生的移向M极
B.外电路中通过时,氢氧化钠溶液的质量增加2.7g
C.装置工作时,消耗的气体与生成的气体的物质的量相等
D.Q极电极方程式:
7.(25-26高三上·天津武清·月考)中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性-电池,实现了和HCOOH之间的高效可逆转换,其反应原理如图所示:已知双极膜可将水解离为和,并实现其定向通过。下列说法错误的是
A.当外电路通过1 mol电子时,双极膜中解离水的物质的量为1 mol
B.放电时,Pd电极表面的电极反应为:
C.放电时和充电时,Pd电极的电势均高于Zn电极
D.充电时,由双极膜移向Zn电极
8.(2025·天津·高考真题)以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下,与O2反应生成CO2和H2O,进一步将CO2转化成高附加值的化学品,可减少污染和碳排放。
(5)一定条件下,以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐,其装置原理如图。
①电极a是 极,电极反应式为 ;
②电解过程中,电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”);
③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。
(建议用时:10分钟)
一、依据实验信息书写方程式
9.(2023·天津·高考真题)铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
(3)在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,写出该反应化学方程式: 。反应中,H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
10.(2022·天津·高考真题)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,回答下列问题:
Ⅰ.的制备
制备流程图如下:
(4)为增大溶液的浓度,向稀溶液中加入纯Fe粉后通入。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 。
二、依据流程信息书写方程式
11.(25-26高三上·天津·阶段练习)工业上常用氧化法生产高铁酸钾,其主要生产流程如图:
已知:
Ⅰ.和溶液在常温下反应可以制得漂白液,当温度高于70℃时可以反应生成;
Ⅱ.在温度低于198 ℃或强碱性条件下相当稳定,其稳定性随减小而降低,其氧化性随减小而逐渐显现;
Ⅲ.不溶于乙醇等有机溶剂,是一种高效多功能新型非氯绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。
(1)写出温度高于70 ℃时氯气和发生反应的离子方程式: 。
(2)写出反应③的化学方程式: 。
(4)实验室也可以用氯气与在氢氧化钾溶液中反应制备少量,写出该反应的离子方程式 ,该反应中每制得2 mol K2FeO4,消耗的氯气在标准状况下的体积为 ;在高铁酸钾溶液中滴加盐酸,有黄绿色气体产生,原因是 (用文字描述)。
12.(25-26高三上·天津·月考)回答下列问题:
Ⅰ.胆矾是一种重要化工原料,某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、]制备胆矾。流程如下。
(2)步骤②中,在存在下Cu溶于稀,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.
(5)可溶于浓盐酸,Pb元素转化为,该反应的离子方程式 。
(6)单质金与盐酸、反应转化为的化学方程式为 。
(7)在碱性条件下,可将废水中的氧化为无毒的、,该反应发生的离子方程式为 。
三、依据反应机理图书写方程式
13.(2025·全国卷·高考真题)研究发现水微滴表面有强电场,能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应,可能的反应机理如图所示。
根据上述反应机理,下列叙述错误的是
A.三唑在反应循环中起催化作用 B.换成,可生成
C.碳原子轨道的杂化存在从到的转变 D.总反应为
14.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
四、依据电化学信息书写方程式
15.(2025·天津·一模)羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图所示),实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A.d极是阳极
B.a电极的电极反应式:
C.d极区苯酚被氧化的化学方程式为
D.系统工作时,每转移消耗1mol苯酚
16.(2024高三·全国·专题练习)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时[I区中转化为,溶液中,以存在],下列叙述不正确的是
A.为负极,Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.放电时,Ⅱ区溶液浓度会增大
C.放电时,I区的变大
D.电池总反应:
(建议用时:20分钟)
一、依据实验信息书写方程式
17.(25-26高三上·天津滨海新·月考)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量和,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体和胆矾晶体。请回答下列问题:
(2)在步骤Ⅱ时,图示装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。原因是 (用离子方程式解释);为避免固体C减少,可采取的改进措施 。
(3)溶液E中不存在Fe3+的理由是 ;(用离子方程式解释)向溶液E中滴加足量NaOH溶液,观察到的现象为 。
(4)从环保和成本角度考虑,工业用固体F制备CuSO4溶液的离子方程式: 。
(5)某小组探究绿矾高温分解的产物,加热后残留固体为红棕色粉末,其它产物均为气态。写出绿矾高温分解反应的化学方程式 。该小组用以下试剂逐一检验反应生成的混合气体,混合气体通过试剂的顺序是 (选择合适试剂,填序号)。
①BaCl2溶液 ②Ba(NO3)2溶液 ③ 品红溶液 ④无水CuSO4
18.(25-26高三上·天津河西·期中)铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。
②与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出该反应的离子方程式: 。
(3)高铁酸钾()易溶于水,微溶于浓溶液;在,强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出。用作水处理剂时的原理如图1所示。某小组利用次氯酸盐在碱性环境中氧化铁离子制备,实验装置如图2(夹持、加热等装置略)。
①根据图1,分析在过程i中的作用有 ;写出过程ii铁元素发生变化的离子方程式: 。
②图2A中反应的化学方程式为 ;装置B中作用是 ;在D处方框内画出需补充的装置并标注试剂名称 。
③图2,C中总反应的离子方程式为 。已知该反应为放热反应。氯气与强碱溶液在低温下生成次氯酸盐,温度稍高时生成氯酸盐。为了提高氯气的利用率,减少副反应的发生,除了控制氯气产生的速率外,还应采取的措施是 ;实验时保持KOH过量的原因是 。
19.(25-26高三上·天津滨海新·月考)亚硝酰氯(NOCl是一种黄色气体,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃),是有机物合成中的重要试剂,某实验小组设计由与足量在通常条件下反应制备,并测定产品中的含量。
步骤1.制备NOCl
按如图所示装置进行实验(夹持装置略)。
已知:①遇水发生反应:
②。
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
二、依据流程信息书写方程式
20.(25-26高三上·天津·阶段练习)铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。
(1)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如下图所示:
①通入可以实现Ⅰ的转化,写出反应Ⅰ的离子方程式: 。
②预测物质E中铁元素具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
③写出反应Ⅱ的化学方程式: 。
④实现反应Ⅲ的转化,可选择含N元素的试剂为 。
21.(25-26高三上·天津南开·开学考试)下图是铁元素的“价类二维图”,回答:
(1)X的化学式 。
(2)新制的Y与空气接触易被氧化,反应的化学方程式是 。
(3)FeCl2溶液在空气中易变质,可用于检验FeCl2溶液已完全变质的试剂是_______。
A.Cl2 B.KSCN溶液 C.盐酸 D.K3[Fe(CN)6]溶液
(4)Na2FeO4是一种新型、高效的水处理剂。湿法制备原理是在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为-1价,反应的离子方程式为 。
(5)硫酸渣产生的固体废料(主要含Fe2O3、FeO、SiO2),含氯废气主要含(Cl2和HCl的混合气)是海绵钛冶炼过程中产生的,利用两种废料来制备聚合氯化铁[Fe2(OH)nCl6-n]m。模拟该生产过程如下图所示:
①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+,分步写出上述转化的离子方程式 、 。
②过滤、除杂后所得废渣的主要成分是 。
③制备聚合氯化铁时,在搅拌条件下,向高浓度的FeCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液,不能快速滴加NaOH溶液的原因是 。
22.(24-25高三上·天津河西·期中)下图是铁元素的“价类二维图”,回答:
(1)X的化学式 。
(2)新制的Y与空气接触易被氧化,反应的化学方程式是 。
(3)溶液在空气中易变质,可用于验溶液已完全变质的试剂是_______。
A. B.KSCN溶液 C.盐酸 D.溶:
(4)是一种新型、高效的水处理剂。湿法制备原理是在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为价,反应的离子方程式为 。
(5)硫酸渣产生的固体废料(主要含),含氯废气主要含(和HCl的混合气)是海绵钛冶炼过程中产生的,利用两种废料来制备聚合氯化铁。模拟该生产过程如下图所示:
①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为,分步写出上述转化的离子方程式 、 。
②过滤、除杂后所得废渣的主要成分是 。
③制备聚合氯化铁时,在搅拌条件下,向高浓度的溶液中缓慢滴加NaOH溶液,不能快速滴加NaOH溶液的原因是 。
④硫酸渣浆液中水与硫酸渣的质量比称为液固比。其他条件相同时,在相同时间内,不同液固比对铁元素利用率的影响如下图,液固比为3:1和5:1时铁元素利用率均较高,而实际工业生产中选择液固比为3:1,从后续处理能耗的角度分析,原因是 。
⑤为测定聚合氯化铁液体产品中铁元素的质量分数,取ag样品加水稀释,在不断搅拌下加入NaOH溶液调至,此时铁元素全部转化为沉淀,过滤、洗涤并灼烧所得沉淀,最终得到bg红棕色固体。则产品中铁元素的质量分数为 。
23.(24-25高三上·天津红桥·期中)工业废水任意排放,会造成环境污染。“协同去污,变废为宝”,为处理工业废水提供了新思路。电镀厂产生大量含FeSO4、CuSO4的电镀废液,皮革厂产生大量含K2Cr2O7的废液。两厂联合处理废水,回收Cu并生产铁红和媒染剂Cr2(SO4)3·6H2O,工艺流程如图:
(4)滤液与含K2Cr2O7的废液反应的离子方程式为 。
(6)已知Cr(OH)3化学性质与Al(OH)3类似,选择合适的化学试剂,先将流程中的Cr2(SO4)3溶液转化为氢氧化铬,再转化成可用于陶瓷和搪瓷的着色剂Cr2O3。转化过程中发生的主要的方程式为:
离子方程式① 。
化学方程式② 。
三、依据反应机理图书写方程式
24.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
25.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中发生了氧化反应
C.电催化与生成的反应方程式:
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
四、依据电化学信息书写方程式
26.(2025·天津和平·一模)Li-O2电池比能量高,有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2↑)对电池进行充电。下列叙述不正确的是
A.充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,负极反应:Li-e-=Li+
27.(24-25高三上·天津·期末)目前新能源汽车多采用三元锂电池,某三元锂电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是
A.充电时,需连接,,且B极为阳极
B.放电时,A极发生的反应为:
C.放电时,电子流向为A极→用电器→B极
D.外电路每通过1mol电子时,通过隔膜的质量为7g
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一、陌生氧化还原反应方程式的书写与配平
1.配平原则
2.书写方法
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
物质类型
举例
对应还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
X-
O2、O3
H2O或OH-或O2-或O
含较高价态元素的化合物
氧化物
MnO2
Mn2+
含氧酸
浓H2SO4
SO2
HNO3
NO或NO2
HClO
Cl-
盐
KMnO4(H+)
Mn2+
K2Cr2O7(H+)
Cr3+
Fe3+
Fe2+或Fe
NaClO
Cl-
过氧化物
Na2O2、H2O2
H2O或OH-
(2)常见的还原剂
物质类型
举例
对应氧化产物
活泼的金属单质
Na、Fe、Al
Na+、Fe2+或Fe3+、Al3+
某些非金属单质
H2、C、S
H+、CO或CO2、SO2
含较低价
态元素的
化合物
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或SO
氢化物
NH3
N2或NO
H2S
S或SO2
离子
SO
SO
Fe2+
Fe3+
I-
I2
(3)一些特殊物质中元素化合价判断
CuFeS2:Cu+2 Fe+2
HCN:C+2 N-3
CuH:Cu+1 H-1
Si3N4:Si+4 N-3
H3PO2:P+1
K2FeO4:Fe+6
LiNH2:N-3
AlN:N-3
Na2S2O3:S+2
CuCl:Cu+1
Li2NH:N-3
VO:V+5
C2O:C+3
FeO:Fe+(8-n)
4.配平方法
(1)正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从反应物着手配平。
(2)逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从生成物着手配平。
(3)缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现有的某些物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数(系数)。
(4)缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
①补项原则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
+2H+结合1个O→H2O
+H2O提供1个O→2H+
中性
+H2O结合1个O→2OH-
+H2O提供1个O→2H+
碱性
+H2O结合1个O→2OH-
+2OH-提供1个O→H2O
②组合方式
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性或中性溶液
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性或中性溶液
5.方程式分类
1.工艺流程中的氧化还原方程式的书写
(1)细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
(2)确定未知反应的反应物和生成物,根据题意分析溶液环境,配平氧化还原方程式。
2.实验探究中的氧化还原方程式的书写
(1)细读题干寻找实验目的,通读题目中从实验步骤中了解操作步骤,结合装置分析实验过程,与实验目的相对应。
(2)根据题意确定反应物和生成物,结合溶液环境配平方程式,注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
3.电化学试题中氧化还原反应方程式的书写
(1)有关原电池原理的电极方程式的书写,负极失去电子,发生氧化反应;氧化剂在正极上得到电子,发生还原反应。根据得失电子相等,从而配平电极方程式。
(2)有关电解原理的电极方程式的书写,还原剂在阳极上失去电子,发生氧化反应;氧化剂在阴极上得到电子,发生还原反应。再根据得失电子相等,从而配平电极反应式。
4.循环转化关系图中氧化还原方程式的书写
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
二、陌生非氧化还原反应方程式的书写与配平
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:10分钟)
一、依据实验信息书写方程式
1.(2023·天津·高考真题)研究人员进行了一组实验:
实验一:如图,研究人员将氢氧化钠溶液加入反应容器,随后加入锌粉,随后加热。一段时间后反应完全,停止加热,锌粉仍有剩余,向反应所得溶液中加入一块铜片,并接触剩余的锌,铜片表面出现银白色金属,并伴随少量气体产生。
实验二:研究人员将实验一得到的带有银白色金属的铜片加热,直到铜片表面变黄,立刻停止加热,置入水中冷却。
已知:
(3)写出氢氧化钠与锌反应的离子方程式: 。
(4)写出实验一中构成的原电池正负极反应:负极: ;正极: 。
【答案】(3)
(4) Zn-2e-+4OH-= 、2H2O+2e-=H2+2OH-
【解析】(3)已知Zn和NaOH溶液反应的化学方程式为:,离子方程式为:。
(4)锌比铜活泼,实验一中构成的原电池的负极为Zn,Zn失去电子生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:Zn-2e-+4OH-=,正极为Cu,正极由产生的锌离子得到电子转变为锌而产生银白色的金属、同时H2O得到电子生成少量H2,电极方程式为:、2H2O+2e-=H2+2OH-。
2.(25-26高三上·天津·期中)化学专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图:
回答下列问题:
(5)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
【答案】(5)
【解析】(5)氨盐水是氨气、NaCl的混合溶液,通入CO2气体生成NaHCO3和NH4Cl,总反应的方程式为;
二、依据流程信息书写方程式
3.(25-26高三上·天津·月考)铁黄(FeOOH)难溶于水,可作颜料,也是制备饮水处理剂高铁酸钾的原料。以烧渣(主要成分为、CuO、等)为原料生产铁黄的流程如图。
(3)“还原”涉及的离子方程式有 、 。
(4)“氧化”中参与反应的离子方程式为 。
【答案】(3)
(4)
【解析】(3)根据分析,X为铁粉,则“还原”涉及反应的离子方程式为:,;
(4)氧化中,氧气充当氧化剂,Fe2+充当还原剂,被氧化到+3价,根据电子得失守恒、电荷守恒和元素守恒,得离子方程式为,;
4.(25-26高三上·天津和平·阶段练习)锌钴渣(含ZnO、CoO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2)中回收钴和锌的工艺如下:
已知:
物质
回答下列问题:
(3)“沉钴”中发生反应的离子方程式为 。溶液1中含有的金属阳离子主要有Na+和 。
(5)“合成”中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(3)
(5)或
【解析】(3)由分析可知,“沉钴”中NaClO将氧化为,然后形成沉淀,则发生反应的离子方程式为;根据元素去向分析可知,溶液1中含有的金属阳离子主要有和,故答案为:;;
(5)分析流程可知“合成”中与发生反应生成Co2(OH)2CO3,反应的化学方程式为或;
三、依据反应机理图书写方程式
5.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、的混合溶液中反应回收S,其物质转化过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.反应过程中,、可以循环利用
B.由图示的转化可得出:氧化性的强弱顺序为
C.过程③中,溶液的酸性减弱
D.回收S的总反应为:
【答案】B
【解析】A.反应过程中有,以及三个反应,所以、可以循环利用,故A正确;
B.在反应过程中Cu的化合价均为+2价未发生改变,但有和,所以氧化性的强弱顺序为,故B错;
C.过程③中的反应为,则氢离子被消耗,所以过程③中,溶液的酸性减弱,故C正确;
D.由反应过程中有,以及三个反应可得回收S的总反应为:,故D正确;
答案选B。
四、依据电化学信息书写方程式
6.(2025·天津武清·二模)利用铝-电池电解溶液制备的装置如图所示。N极为铝电极,其余电极为石墨电极,下列说法错误的是
A.双极膜产生的移向M极
B.外电路中通过时,氢氧化钠溶液的质量增加2.7g
C.装置工作时,消耗的气体与生成的气体的物质的量相等
D.Q极电极方程式:
【答案】B
【分析】M电极二氧化碳得电子发生还原反应生成甲酸,N电极Al失电子发生氧化反应生成[Al(OH)4]-,可知M是正极、N是负极;N与电解池P相连,P为阴极,M与电解池Q相连,Q是阳极。
【解析】A.双极膜产生H+和OH-,原电池中M极为正极,阳离子(H+)移向正极,A正确;
B.外电路通过0.3 mol e-时,负极Al溶解0.1 mol(质量2.7 g),但双极膜解离水产生的OH-(0.3 mol)也移向NaOH溶液,溶液质量增加应为7.8 g,并非2.7 g,B错误;
C.原电池消耗CO2(2e-~1CO2),电解池生成H2(2e-~1H2),电子转移相同时,n(CO₂)=n(H₂),C正确;
D.Q极为电解池阳极,Mn2+失电子被氧化为MnO2,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,D正确;
故选B。
7.(25-26高三上·天津武清·月考)中科院福建物构所首次构建了一种可逆水性-电池,实现了和HCOOH之间的高效可逆转换,其反应原理如图所示:已知双极膜可将水解离为和,并实现其定向通过。下列说法错误的是
A.当外电路通过1 mol电子时,双极膜中解离水的物质的量为1 mol
B.放电时,Pd电极表面的电极反应为:
C.放电时和充电时,Pd电极的电势均高于Zn电极
D.充电时,由双极膜移向Zn电极
【答案】D
【分析】由图中可知,放电时,Zn失去电子发生氧化反应,Zn为电池的负极,电极反应为 ,CO2得电子生成HCOOH,电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH,则多孔Pd为电池的正极;充电时,Zn为阴极,多孔Pd为阳极,电极反应与原电池相反。
【解析】A.放电时,Pd电极每转移2mol电子需2mol H+,双极膜解离1mol水提供1mol H+和1mol OH-,则转移1mol电子时解离1mol水,故A正确;
B.放电时Pd电极为正极,CO2发生还原反应生成HCOOH,电极反应为CO2+2H++2e-=HCOOH,故B正确;
C.放电时Pd为正极,充电时Pd为阳极,则两种情况下Pd电极电势均高于Zn电极,故C正确;
D.充电时Zn电极为阴极、Pd为阳极,OH⁻移向阳极,H+移向Zn电极,故D错误;
选D。
8.(2025·天津·高考真题)以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下,与O2反应生成CO2和H2O,进一步将CO2转化成高附加值的化学品,可减少污染和碳排放。
(5)一定条件下,以CO2和CH3OH为原料制备HCOOH和甲酸盐,其装置原理如图。
①电极a是 极,电极反应式为 ;
②电解过程中,电极b一侧的溶液pH将 (填“升高”“不变”或“降低”);
③电解过程中通过阳离子交换膜的离子为 。
【答案】(5) 阴 降低 K+
【解析】(5)①由图可知,电极a上转化为,碳元素化合价降低,发生还原反应,为阴极,电极反应式为,故答案为阴极;。
②由图可知,电极b上转化为,碳元素化合价升高,发生氧化反应,为阳极,电极反应式为, 反应过程中消耗,溶液的pH降低,故答案为降低。
③电解过程中,阳离子向阴极(电极a)移动,左侧溶液中有,所以通过阳离子交换膜的离子为,故答案为。
(建议用时:10分钟)
一、依据实验信息书写方程式
9.(2023·天津·高考真题)铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
(3)在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,写出该反应化学方程式: 。反应中,H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
【答案】(3) Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2
【解析】(3)
在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2,根据氧化还原反应配平可得,该反应化学方程式为:Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O,由于反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2,导致反应中,H2O2实际消耗量总是大于理论,H2O2为共价化合物,故其电子式为:,故答案为:Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O;反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2;;
10.(2022·天津·高考真题)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法,回答下列问题:
Ⅰ.的制备
制备流程图如下:
(4)为增大溶液的浓度,向稀溶液中加入纯Fe粉后通入。此过程中发生的主要反应的离子方程式为 。
【答案】(4)、
【解析】(4)为增大溶液的浓度,向稀溶液中加入纯Fe粉后通入,先是铁和铁离子反应生成亚铁离子,再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子,此过程中发生的主要反应的离子方程式为、;故答案为:、。
二、依据流程信息书写方程式
11.(25-26高三上·天津·阶段练习)工业上常用氧化法生产高铁酸钾,其主要生产流程如图:
已知:
Ⅰ.和溶液在常温下反应可以制得漂白液,当温度高于70℃时可以反应生成;
Ⅱ.在温度低于198 ℃或强碱性条件下相当稳定,其稳定性随减小而降低,其氧化性随减小而逐渐显现;
Ⅲ.不溶于乙醇等有机溶剂,是一种高效多功能新型非氯绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。
(1)写出温度高于70 ℃时氯气和发生反应的离子方程式: 。
(2)写出反应③的化学方程式: 。
(4)实验室也可以用氯气与在氢氧化钾溶液中反应制备少量,写出该反应的离子方程式 ,该反应中每制得2 mol K2FeO4,消耗的氯气在标准状况下的体积为 ;在高铁酸钾溶液中滴加盐酸,有黄绿色气体产生,原因是 (用文字描述)。
【答案】(1)3Cl2+6OH-+5Cl-+3H2O
(2)Na2FeO4+2KOH= K2FeO4+2NaOH
(4) 3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-=2+6Cl-+8H2O 67.2 随着盐酸加入,溶液pH减小,高铁酸钾氧化性增强,氧化Cl-生成Cl2
【解析】(1)温度高于70 ℃时氯气和NaOH发生反应,生成NaClO3、NaCl等,离子方程式为3Cl2+6OH-+5Cl-+3H2O。
(2)反应③中,Na2FeO4与KOH发生复分解反应,Na2FeO4转化为溶解度较小的K2FeO4,化学方程式为Na2FeO4+2KOH= K2FeO4+2NaOH 。
(4)实验室也可以用氯气与Fe(OH)3在氢氧化钾溶液中反应制备少量K2FeO4,该反应的离子方程式为3Cl2+2Fe(OH)3+10OH-=2+6Cl-+8H2O;由反应可建立关系式:3Cl2~2 K2FeO4,该反应中每制得2 mol K2FeO4,消耗的氯气的物质的量为3 mol,在标准状况下的体积为3 mol×22.4 L/mol=67.2 L;根据已知Ⅱ可知,在高铁酸钾溶液中滴加盐酸,有黄绿色气体产生,则在酸性较强溶液中,高铁酸钾能将Cl-氧化为Cl2,原因是:随着盐酸加入,溶液pH减小,高铁酸钾氧化性增强,氧化Cl-生成Cl2。
12.(25-26高三上·天津·月考)回答下列问题:
Ⅰ.胆矾是一种重要化工原料,某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、]制备胆矾。流程如下。
(2)步骤②中,在存在下Cu溶于稀,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.
(5)可溶于浓盐酸,Pb元素转化为,该反应的离子方程式 。
(6)单质金与盐酸、反应转化为的化学方程式为 。
(7)在碱性条件下,可将废水中的氧化为无毒的、,该反应发生的离子方程式为 。
【答案】(2)
(5)
(6)
(7)
【解析】(2)酸性条件下,H2O2体现强氧化性,与Cu反应,反应的化学方程式为;
(4)ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量将氧化为,理由是经步骤③加热浓缩时,C溶液中的H2O2已经完全分解;
ⅱ.较简单的方案的思路是,在不引入其他干扰因素的情况下,除去溶液中的Cu2+,再向滤液中加入含有I-的溶液,观察是否有明显实验现象,故答案为:取少量滤液D,向其中加入适量的Na2S溶液,使Cu2+恰好完全沉淀,静置后再向上层清液中加入KI溶液,溶液不变色,说明I-不能被氧化;
(5)Pb元素的化合价降低,Pb3O4氧化剂,则浓盐酸被氧化成Cl2,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,反应的离子方程式为:;
(6)该反应中,Au元素的化合价从0升到+3价,则H2O2作氧化剂、被还原成H2O,根据电子得失守恒、原子守恒,反应的化学方程式为;
(7)该反应中,C元素的化合价从+2升到+4价,N元素的化合价从-3升到0价,CN-是还原剂,则Cl2为氧化剂,化合价从0降到-1价,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,反应的离子方程式为。
三、依据反应机理图书写方程式
13.(2025·全国卷·高考真题)研究发现水微滴表面有强电场,能引发反应。三唑水溶液微滴表面接触发生反应,可能的反应机理如图所示。
根据上述反应机理,下列叙述错误的是
A.三唑在反应循环中起催化作用 B.换成,可生成
C.碳原子轨道的杂化存在从到的转变 D.总反应为
【答案】B
【解析】A.由机理图可知,三唑在反应循环中,化学性质和质量没有变化,作催化剂,A正确;
B.由机理图可知,换成,可生成,B错误;
C.由机理图可知,转化为,因此碳原子轨道的杂化存在从到的转变,C正确;
D.由机理图可知,和反应生成和,总反应为,D正确;
故选B。
14.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
【答案】D
【分析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水,据此解答。
【解析】A.结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,故A正确;
B.步骤③为放热反应,,即正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B正确;
C.在催化循环中V的化合价由+5降低到+3,所以起氧化作用,故C正确;
D.根据分析,步骤③生成的物质Z是,故D错误;
答案选D。
四、依据电化学信息书写方程式
15.(2025·天津·一模)羟基自由基()是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种用羟基自由基将苯酚氧化为和的原电池-电解池组合装置(如图所示),实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A.d极是阳极
B.a电极的电极反应式:
C.d极区苯酚被氧化的化学方程式为
D.系统工作时,每转移消耗1mol苯酚
【答案】D
【分析】图为将苯酚氧化为CO2和H2O的原电池-电解池组合装置;由图可知,左侧为原电池,a极六价铬转化为三价铬发生还原反应,为正极,则b为负极;右侧为电解池,与负极相连的c为阴极、则d为阳极;
【解析】A.由分析可知,d为阳极,A正确;
B.a电极的电极反应为得到电子发生还原反应生成氢氧化铬:,B正确;
C.d极区为阳极区,苯酚被氧化发生氧化反应和羟基自由基(·OH)反应生成二氧化碳和水,化学方程式为,C正确;
D.苯酚被氧化发生氧化反应生成二氧化碳和水,根据电子守恒可知,C6H5OH~28e-,故系统工作时,每转移28mole-时,d极、b极各消耗1mol苯酚,共消耗2mol苯酚,D错误;
故选D。
16.(2024高三·全国·专题练习)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。电池放电时[I区中转化为,溶液中,以存在],下列叙述不正确的是
A.为负极,Ⅱ区的通过隔膜向Ⅲ区迁移
B.放电时,Ⅱ区溶液浓度会增大
C.放电时,I区的变大
D.电池总反应:
【答案】A
【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知,Ⅲ区Zn为电池的负极,电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH),Ⅰ区MnO2为电池的正极,电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O;电池在工作过程中,阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移,因此Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动,据此分析;
【解析】A.根据分析,为负极,Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动,A错误;
B.根据分析,Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动,Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动,Ⅱ区溶液浓度会增大,B正确;
C.放电时,I区的电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,变大,C正确;
D.根据正、负极电极分析,电池总反应:,D正确;
故选A。
(建议用时:20分钟)
一、依据实验信息书写方程式
17.(25-26高三上·天津滨海新·月考)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量和,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体和胆矾晶体。请回答下列问题:
(2)在步骤Ⅱ时,图示装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。原因是 (用离子方程式解释);为避免固体C减少,可采取的改进措施 。
(3)溶液E中不存在Fe3+的理由是 ;(用离子方程式解释)向溶液E中滴加足量NaOH溶液,观察到的现象为 。
(4)从环保和成本角度考虑,工业用固体F制备CuSO4溶液的离子方程式: 。
(5)某小组探究绿矾高温分解的产物,加热后残留固体为红棕色粉末,其它产物均为气态。写出绿矾高温分解反应的化学方程式 。该小组用以下试剂逐一检验反应生成的混合气体,混合气体通过试剂的顺序是 (选择合适试剂,填序号)。
①BaCl2溶液 ②Ba(NO3)2溶液 ③ 品红溶液 ④无水CuSO4
【答案】(2) Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 在a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的试剂瓶,除去HCl
(3) Fe+2Fe3+=3Fe2+或Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 出现白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(4)2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O
(5) ④①③
【解析】(2)在步骤Ⅱ时,图示装置制取CO2并通入溶液A中,CO2与NaOH反应,再与溶液反应,生成Al(OH)3,一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少,是因为浓盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中含有HCl,HCl与Al(OH)3反应生成氯化铝和水,离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;为避免固体C减少,可在a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的试剂瓶,除去HCl;
(3)固体B中含有Fe、Cu、Fe2O3,加入过量稀硫酸,先发生氧化铁和稀硫酸反应,再发生铁离子和铜、铁反应,最后是铁和稀硫酸反应,过滤,所得滤液E主要为FeSO4,故溶液E中不存在Fe3+,离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+或Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;所得溶液E中含有FeSO4和过量的稀硫酸,向溶液E中滴加足量NaOH溶液,NaOH溶液先与稀硫酸反应,再与FeSO4发生反应生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故观察到的现象为:出现白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;
(4)从环保和成本角度考虑,工业用Cu、硫酸和氧气反应生成CuSO4和H2O,离子方程式:2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O;
(5)绿矾高温分解生成的红棕色粉末为Fe2O3,其余产物为SO2、SO3和H2O,化学方程式为:;混合气体中含有SO2、SO3和H2O(g),先用无水CuSO4检验水,若无水CuSO4变蓝,则证明含有水,将剩余气体通入BaCl2溶液,SO2与BaCl2溶液不反应,SO3与BaCl2溶液反应生成BaSO4,若产生白色沉淀,则证明含有SO3,再通入品红溶液,若品红溶液褪色,则证明含有SO2,故混合气体通过试剂的顺序是④①③。
18.(25-26高三上·天津河西·期中)铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。
②与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出该反应的离子方程式: 。
(3)高铁酸钾()易溶于水,微溶于浓溶液;在,强碱性溶液中比较稳定,在酸性、中性溶液中易分解放出。用作水处理剂时的原理如图1所示。某小组利用次氯酸盐在碱性环境中氧化铁离子制备,实验装置如图2(夹持、加热等装置略)。
①根据图1,分析在过程i中的作用有 ;写出过程ii铁元素发生变化的离子方程式: 。
②图2A中反应的化学方程式为 ;装置B中作用是 ;在D处方框内画出需补充的装置并标注试剂名称 。
③图2,C中总反应的离子方程式为 。已知该反应为放热反应。氯气与强碱溶液在低温下生成次氯酸盐,温度稍高时生成氯酸盐。为了提高氯气的利用率,减少副反应的发生,除了控制氯气产生的速率外,还应采取的措施是 ;实验时保持KOH过量的原因是 。
【答案】(2)
(3) 消毒 除去HCl 将C装置置于冰水中水浴 高铁酸钾在碱性环境中稳定,同时降低高铁酸钾的溶解度
【解析】(2)②Co(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:2Co(OH)3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+6H2O。
(3)①根据图1,分析K2FeO4在过程ⅰ中化合价降低,杀灭细菌,则作用为杀菌消毒;过程ⅱ铁离子发生水解,发生变化的离子方程式Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;
②图2,A中制取氯气,反应的化学方程式为;装置B中饱和食盐水,作用是除去HCl;氯气有毒,需要进行为期吸收,D处方框内需补充的装置为;
③图2,C中为铁离子再碱性条件下和氯气反应生成高铁酸钾,总反应的离子方程式为;该反应为放热反应,氯气与强碱溶液在低温下生成次氯酸盐,温度稍高时生成氯酸盐,为了提高氯气的利用率,减少副反应的发生,除了控制氯气产生的速率外,还应采取的措施是将C装置置于冰水中水浴;实验时保持KOH过量的原因高铁酸钾在碱性环境中稳定,同时降低高铁酸钾的溶解度。
19.(25-26高三上·天津滨海新·月考)亚硝酰氯(NOCl是一种黄色气体,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃),是有机物合成中的重要试剂,某实验小组设计由与足量在通常条件下反应制备,并测定产品中的含量。
步骤1.制备NOCl
按如图所示装置进行实验(夹持装置略)。
已知:①遇水发生反应:
②。
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1)。
【解析】(1)A中制备氯气的反应为。
二、依据流程信息书写方程式
20.(25-26高三上·天津·阶段练习)铁及其化合物在生产、生活中有着重要作用。按要求回答下列问题。
(1)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如下图所示:
①通入可以实现Ⅰ的转化,写出反应Ⅰ的离子方程式: 。
②预测物质E中铁元素具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
③写出反应Ⅱ的化学方程式: 。
④实现反应Ⅲ的转化,可选择含N元素的试剂为 。
【答案】(1) 氧化性
【解析】(1)根据价类二维图,可知A为Fe,B为FeO,C为Fe(OH)2,D为Fe(OH)3,E为;反应Ⅰ为Fe3+转化为Fe2+,因此反应为;E为,铁的化合价为+6价,处于高价,
因此具有氧化性;反应II是实现Fe(OH)2到Fe(OH)3的转化,方程式为;反应III是实现FeO转化成Fe3+,被氧化选择的含氮氧化剂为硝酸;由步骤ⅰ及其现象可推知铁盐X易溶于水,
21.(25-26高三上·天津南开·开学考试)下图是铁元素的“价类二维图”,回答:
(1)X的化学式 。
(2)新制的Y与空气接触易被氧化,反应的化学方程式是 。
(3)FeCl2溶液在空气中易变质,可用于检验FeCl2溶液已完全变质的试剂是_______。
A.Cl2 B.KSCN溶液 C.盐酸 D.K3[Fe(CN)6]溶液
(4)Na2FeO4是一种新型、高效的水处理剂。湿法制备原理是在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为-1价,反应的离子方程式为 。
(5)硫酸渣产生的固体废料(主要含Fe2O3、FeO、SiO2),含氯废气主要含(Cl2和HCl的混合气)是海绵钛冶炼过程中产生的,利用两种废料来制备聚合氯化铁[Fe2(OH)nCl6-n]m。模拟该生产过程如下图所示:
①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+,分步写出上述转化的离子方程式 、 。
②过滤、除杂后所得废渣的主要成分是 。
③制备聚合氯化铁时,在搅拌条件下,向高浓度的FeCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液,不能快速滴加NaOH溶液的原因是 。
【答案】(1)Fe2O3
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(3)D
(4)
(5) FeO+2H+=Fe2++H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- SiO2 快速滴加NaOH溶液会导致OH-局部浓度增大,有Fe(OH)3沉淀生成
【解析】(1)X是+3价铁元素的氧化物,化学式是Fe2O3;
(2)Y是Fe(OH)2,与空气接触易被氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)FeCl2溶液在空气中完全变质为FeCl3溶液,Fe2+遇到K3[Fe(CN)6],溶液变为蓝色,K3[Fe(CN)6]可检验是否存在Fe2+,故若不变蓝则完全氧化,选D;
(4)在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为-1价生成NaCl,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:;
(5)①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+,先是FeO和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O,然后FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,反应的离子方程式分别为FeO+2H+=Fe2++H2O、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②根据分析,过滤除杂后所得废渣的主要成分是SiO2;
③上述制备过程中,快速滴加NaOH溶液会导致OH-局部浓度增大,有Fe(OH)3沉淀生成。
22.(24-25高三上·天津河西·期中)下图是铁元素的“价类二维图”,回答:
(1)X的化学式 。
(2)新制的Y与空气接触易被氧化,反应的化学方程式是 。
(3)溶液在空气中易变质,可用于验溶液已完全变质的试剂是_______。
A. B.KSCN溶液 C.盐酸 D.溶:
(4)是一种新型、高效的水处理剂。湿法制备原理是在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为价,反应的离子方程式为 。
(5)硫酸渣产生的固体废料(主要含),含氯废气主要含(和HCl的混合气)是海绵钛冶炼过程中产生的,利用两种废料来制备聚合氯化铁。模拟该生产过程如下图所示:
①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为,分步写出上述转化的离子方程式 、 。
②过滤、除杂后所得废渣的主要成分是 。
③制备聚合氯化铁时,在搅拌条件下,向高浓度的溶液中缓慢滴加NaOH溶液,不能快速滴加NaOH溶液的原因是 。
④硫酸渣浆液中水与硫酸渣的质量比称为液固比。其他条件相同时,在相同时间内,不同液固比对铁元素利用率的影响如下图,液固比为3:1和5:1时铁元素利用率均较高,而实际工业生产中选择液固比为3:1,从后续处理能耗的角度分析,原因是 。
⑤为测定聚合氯化铁液体产品中铁元素的质量分数,取ag样品加水稀释,在不断搅拌下加入NaOH溶液调至,此时铁元素全部转化为沉淀,过滤、洗涤并灼烧所得沉淀,最终得到bg红棕色固体。则产品中铁元素的质量分数为 。
【答案】(1)Fe2O3
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(3)B
(4)
(5) FeO+2H+=Fe2++H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- SiO2 快速滴加NaOH溶液会导致OH-局部浓度增大,有Fe(OH)3沉淀生成 液固比为3︰1时,溶液浓度大,溶剂水含量少,蒸发浓缩时能耗低
【分析】硫酸渣浆液中通入模拟含氯废气,Fe2O3和稀盐酸反应生成FeCl3和H2O,FeO和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O,FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,SiO2和稀盐酸不发生反应,经过滤除杂后,所得废渣主要成分为SiO2,所得滤液为FeCl3溶液,蒸发浓缩后加入NaOH溶液,可得聚合氯化铁,据此回答。
【解析】(1)X是+3价铁元素的氧化物,化学式是Fe2O3。
(2)Y是Fe(OH)2,与空气接触易被氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(3)FeCl2溶液在空气中易变质为FeCl3溶液,Fe3+遇到KSCN溶液,溶液变为红色,故选B。
(4)在强碱环境下,用次氯酸钠与氢氧化铁反应制得,氯元素被还原为价生成NaCl,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
(5)①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+,先是FeO和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O,然后FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,反应的离子方程式分别为FeO+2H+=Fe2++H2O、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
②根据分析,过滤除杂后所得废渣的主要成分是SiO2;
③上述制备过程中,快速滴加NaOH溶液会导致OH-局部浓度增大,有Fe(OH)3沉淀生成;
④液固比为3:1时铁元素利用率已较高,因后续流程中需进行蒸发浓缩,工业生产中选择液固比较小的3:1,可以减少需要蒸发的水量,降低能耗;
⑤取ag样品加水稀释,在不断搅拌下加入NaOH溶液调至pH=3.5,此时铁元素全部转化为Fe(OH)3沉淀,过滤、洗涤并灼烧所得沉淀,最终得到bg红棕色固体为氧化铁,n(Fe)=2×=mol,m(Fe)=mol×56g/mol=0.7bg,则产品中铁元素的质量分数为。
23.(24-25高三上·天津红桥·期中)工业废水任意排放,会造成环境污染。“协同去污,变废为宝”,为处理工业废水提供了新思路。电镀厂产生大量含FeSO4、CuSO4的电镀废液,皮革厂产生大量含K2Cr2O7的废液。两厂联合处理废水,回收Cu并生产铁红和媒染剂Cr2(SO4)3·6H2O,工艺流程如图:
(4)滤液与含K2Cr2O7的废液反应的离子方程式为 。
(6)已知Cr(OH)3化学性质与Al(OH)3类似,选择合适的化学试剂,先将流程中的Cr2(SO4)3溶液转化为氢氧化铬,再转化成可用于陶瓷和搪瓷的着色剂Cr2O3。转化过程中发生的主要的方程式为:
离子方程式① 。
化学方程式② 。
【答案】(4)6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
(6)
【解析】(4)由分析可知,滤液与K2Cr2O7发生的反应为酸性条件下,溶液中亚铁离子与重铬酸根离子反应生成铁离子、铬离子和水,铁化合价由+2变为+3、铬化合价由+6变为+3,结合电子守恒,反应的离子方程式为6Fe2++Cr2O+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O;
(6)已知Cr(OH)3化学性质与Al(OH)3类似,则可以加入弱碱氨水将Cr2(SO4)3溶液转化为氢氧化铬沉淀,燃烧煅烧氢氧化铬得到Cr2O3,转化过程中发生的主要的方程式为:离子方程式①,化学方程式②。
三、依据反应机理图书写方程式
24.(2025·北京·高考真题)乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。
下列说法不正确的是
A.①中反应为
B.②中生成的过程中,有键断裂与形成
C.生成总反应的原子利用率为
D.催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【解析】A.①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:,A正确;
B.②中生成的过程中,有C-H断开和C-O的生成,存在键断裂与形成,B正确;
C.生成总反应中有H2O生成,原子利用率不是,C错误;
D.是反应的催化剂,改变了反应的历程,提高了反应速率,D正确;
答案选C。
25.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中发生了氧化反应
C.电催化与生成的反应方程式:
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
【答案】A
【解析】A.过程Ⅱ为:和在酸性条件下被还原为和的反应,生成了N—H等极性共价键;过程Ⅲ为与生成的反应,生成了C—N极性共价键,A正确;
B.过程Ⅱ是得电子的还原反应,N元素的化合价由降为,C元素的化合价由降为,B错误;
C.所给离子方程式电荷不守恒,根据反应机理图可知,过程Ⅱ需要外界提供电子,则正确的反应方程式为,C错误;
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应生成或,D错误;
故选A。
四、依据电化学信息书写方程式
26.(2025·天津和平·一模)Li-O2电池比能量高,有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2↑)对电池进行充电。下列叙述不正确的是
A.充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,负极反应:Li-e-=Li+
【答案】C
【分析】充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+═2Li++O2),即阴阳极反应式相加得到充电时总反应:Li2O2=2Li+O2,由图可知,放电时Li→Li+,失去电子,金属Li电极为负极,O2→Li2O2,氧气得到电子,光催化电极为正极,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑,A正确;
B.充电时,电子驱动阴极反应,空穴驱动阳极反应,即充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;
C.放电时,根据原电池“同性相吸”,则Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;
D.放电时,负极反应为充电时阴极反应的逆过程即为:Li-e-=Li+,D正确;
故答案为:C。
27.(24-25高三上·天津·期末)目前新能源汽车多采用三元锂电池,某三元锂电池的工作原理如图所示,下列说法不正确的是
A.充电时,需连接,,且B极为阳极
B.放电时,A极发生的反应为:
C.放电时,电子流向为A极→用电器→B极
D.外电路每通过1mol电子时,通过隔膜的质量为7g
【答案】B
【分析】连接K2、K3时,装置为原电池,锂离子向正极移动,则A为负极,电极反应为:LixC6-xe-=xLi++6C,B极正极,电极反应为Li1-xNiaCobMncO2+xLi++xe-=LiNiaCobMncO2;连接K1、K2时,装置为电解池,A极为阴极,B极为阳极。
【解析】A.连接K2、K3时,装置为原电池,A为负极、B为正极,则充电时,需连接K1、K2,且B极为阳极,故A正确;
B.放电时,连接K2、K3,装置为原电池,A为负极,A极发生的反应为:LixC6-xe-=xLi++6C,故B错误;
C.连接K2、K3时,装置为原电池,放电时电子从负极流出经过用电器流入正极,即电子流向为A极→用电器→B极,故C正确;
D.内外电路转移电荷数相等,当外电路通过1 mol 电子时,通过隔膜的Li+的物质的量1 mol,其质量为1mol×7gmol-1=7g,故D正确;
故选B。
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