重难03 陌生情境中氧化还原型(离子)方程式的书写(重难专练)(山东专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
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内容正文:
重难03 陌生情境中氧化还原型(离子)方程式的书写
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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
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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、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
二、熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物
(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、掌握书写信息型氧化还原反应化学(离子)方程式的步骤(4步法)
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。
四、氧化还原反应化学(离子)方程式的配平步骤:
① 标出化合价变化了的元素的化合价。
② 列变化:分别标出化合价升高数和化合价降低数
③ 根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。
④ 利用元素守恒,观察配平其他物质
五、 “补缺”的技巧
缺项化学(离子)方程式的配平:
配平化学(离子)方程式时,有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒,总的原则是酸性溶液中不能出现OH-,碱性溶液中不能出现H+,具体方法如下:
酸性环境
碱性环境
反应物中少氧
左边加H2O,右边加H+
左边加OH-,右边加H2O
反应物中多氧
左边加H+,右边加H2O
左边加H2O,右边加OH-
注:绝不可能出现的情况:H+→OH- 或者OH-→H+。
(建议用时:10分钟)
1.(24-25 高三上·山东泰安·期末)以大洋锰结核(主要由锰、铁的氧化物组成,还含有Cu元素)为原料制备脱硫剂MnxOy的工艺流程如下。
已知:氨浸时,CO将结核中的MnO2转化为MnCO3。下列说法错误的是
A.“氨浸”时,快速鼓入CO可起到搅拌加快反应速率的作用
B.铜元素以Cu2+的形式进入“氨浸”的浸出液中
C.“浸锰”时主要反应的离子方程式:MnCO3+2NH=Mn2++2NH3↑+H2O+CO2 ↑
D.上述过程中NH3(或NH3·H2O)、(NH4)2SO4可循环利用
【答案】B
【分析】由流程可知大洋锰结核(主要由锰、铁的氧化物组成,还含有Cu元素),氨浸时,CO将结核中的MnO2转化为MnCO3;过滤得到MnCO3和Fe2O3;滤渣加硫酸铵溶液,其中碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳,过滤出Fe2O3;再经过滤,滤液中加碳酸铵使锰离子转化为碳酸锰,过滤后,煅烧碳酸锰得到脱硫剂MnxOy,据此分析解答;
【解析】A.“氨浸”时,快速鼓入CO可起到搅拌,有利于大洋锰结核与氨水充分接触,加快反应速率,故A正确;
B.Cu2+与氨水反应首先生成Cu(OH)2,Cu(OH)2继续与氨水反应最终生成进入浸出液中,故B错误;
C.由上述分析可知浸锰时的主要离子反应为:MnCO3+2NH=Mn2++2NH3↑+H2O+CO2 ↑,故C正确;
D.由流程可知,上述过程中NH3(或NH3·H2O)、(NH4)2SO4可循环利用,故D正确;
故选:B。
2.(24-25 高三上·山东泰安·期末)重金属废液绿色化处理一直是化学工作者研究的重点。某实验室废液主要含硝酸银、卤化银、铬酸银等废液废渣,处理方法之一是沉淀—还原法。主要步骤如下:
已知。下列说法错误的是
A.两次过滤所得沉淀均可用水洗涤
B.黑色固体与还原铁粉反应的方程式为
C.产生的尾气用过量溶液可完全吸收
D.该流程的回收率约为
【答案】C
【分析】废液中加入饱和硫化钠溶液,使银离子结合硫离子形成硫化银沉淀,过滤,得到硫化银固体,再加入铁粉和硫化银混合,加入盐酸,铁将银离子还原成单质银,同时产生H2S,过滤洗涤得到灰色颗粒,最后经加热得到银块,据此解答。
【解析】A.洗涤硫化银、银单质都可以用水,则两次过滤所得沉淀均可用水洗涤,A正确;
B.硫化银被铁还原成银,同时生成氯化亚铁和硫化氢,反应的方程式为:,B正确;
C.4.96g黑色固体是硫化银,物质的量是,加入2.3g铁粉,物质的量是0.041mol,根据反应:,铁粉过量,加入0.2mol盐酸,所以尾气中不仅有H2S,有挥发的HCl,还有铁和盐酸反应生成的氢气,氢气不能用氢氧化钠溶液吸收,则产生的尾气用过量NaOH溶液不能完全吸收,C错误;
D.n(Ag2S)=0.02mol,理论上得到银的质量为0.04mol×108g/mol=4.32g,则Ag的回收率为,D正确;
故选C。
3.(2025·山东卷)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,低温分解生成,高温则完全分解为气体;在完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为,“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。
【答案】(1) Fe2O3、CaSO4
【分析】采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取等元素,加入硫酸铵低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等,产生的气体有氨气,氮气等,氨气用稀硫酸吸收,得到硫酸铵溶液,得到的硫酸盐经高温焙烧,只有硫酸铁发生了分解,产生三氧化硫气体和氧化铁,水浸后,过滤分离出滤渣,滤渣主要为二氧化硅,氧化铁,及硫酸钙,后续萃取分离,将铜元素萃取到有机相中,最终得到硫酸铜溶液,水相主要含有钴元素和锰元素,加入硫化钠,调节pH,生成硫化钴,过滤分离最终得到硫酸钴溶液,滤液中加入碳酸氢铵,生成碳酸锰沉淀,据此解答。
【解析】(1)低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,二氧化锰与硫酸氢铵反应,转化为硫酸锰和氮气,根据电子得失守恒可知还有氨气生成,化学方程式为:;根据已知条件,高温焙烧的温度为650℃,只有硫酸铁发生分解,生成三氧化硫气体和氧化铁,二氧化硅,氧化铁,硫酸钙等在水中溶解度都较小,所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有,Fe2O3、CaSO4;故答案为:;Fe2O3、CaSO4。
4.(2025·山东淄博·三模)用钒渣(主要化学成分为V2O3,含少量CaO、Fe2O3和SiO2) 制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知:I.酸性条件下,+4价、+5价V分别以VO2+、形式存在。II.HA的萃取原理为Mn+(水层)+nHA(有机层)nH+(水层)+MAn(有机层);酸性溶液中,HA对萃取能力强,对的萃取能力较弱。回答下列问题:
(1)“焙烧”时V2O3 转化为NaVO3,该反应的化学方程式为 。
(2)“转化”工序加铁粉的主要作用是 。
(3)“萃取”后,水层溶液的pH的变化为 (填“增大”“不变”或“减小”)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)将还原为、将还原为
(3)减小
【分析】钒渣(主要化学成分为V2O3,含少量CaO、Fe2O3和SiO2)加入Na2CO3,在足量空气中进行焙烧,主要发生反应,加入稀硫酸进行酸浸,得到含VO2+、、、等的溶液和滤渣,向溶液中加入铁粉进行转化,将还原为、将还原为,由于,HA对萃取能力强,对的萃取能力较弱,加入HA将进行萃取,加入稀硫酸进行反萃取,得到含的溶液,加入NaClO3进行氧化,发生反应,将氧化为,加入NH3·H2O和NH4Cl进行沉钒,得到NH4VO3,将NH4VO3煅烧得到V2O5,据此回答。
【解析】(1)焙烧时,V2O3、Na2CO3与空气中氧气在高温下发生反应,将V2O3转化为;
(2)HA对萃取能力强,对的萃取能力较弱,向溶液中加入铁粉进行转化,将还原为、将还原为,还原后不被萃取,实现与V分离;
(3)由萃取原理Mn+(水层)+nHA(有机层)nH+(水层)+MAn(有机层),生成,“萃取”后,水层溶液的pH减小;氧化时,被NaClO3氧化为,离子方程式:。
5.(2025·山东菏泽·二模)以锗矿石(NiS、ZnS、,含等杂质)为主要原料制备Ge、Ni和的工艺流程如下:
已知:①锗在硫酸中的存在形式:时主要为,时主要为沉淀;
②和(以计)开始沉淀的pH分别为6.2和6.9,完全沉淀时的pH分别为8.2和8.9.
回答下列问题:
(1)“氧化酸浸”时,控制溶液,浸渣的主要成分为和S,则反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
【分析】向锗矿石(NiS、ZnS、,含等杂质)中加入H2SO4和H2O2进行氧化酸浸,氧化酸浸时,发生、、反应,将S元素氧化为S单质,不反应,过滤得到滤渣为S、,过程中得到硫酸锌、硫酸镍,需注意:锗在硫酸中的存在形式:时主要为,时主要为沉淀,加入氧化锌调节pH,操作1为过滤,滤渣为氧化锗,经还原得到锗;滤液含有硫酸锌、硫酸镍,加入稀硫酸调pH后萃取,分液,萃余液为硫酸镍,加入Ni(OH)2后电解得到Ni;有机相中经反萃取得到硫酸锌溶液,结晶得到,据此回答。
【解析】(1)由信息可知“氧化酸浸”时,控制溶液,锗在硫酸中的存在形式主要为,故反应的离子方程式为。
(建议用时:15分钟)
1.(2025·山东青岛·二模)从铅阳极泥熔炼产生的砷锑烟尘(主要含)中提取砷和氧化锑的工艺流程如下:
已知:25°C时,的;。
下列说法正确的是
A.“滤渣”的主要成分为Pb和
B.“沉砷”过程发生反应
C.“水解”中,高浓度的不利于水解
D.“脱氯”中,一定时,氨水浓度越大脱氯率越高
【答案】C
【分析】利用砷锑烟尘提取As和的工艺流程为:将砷锑烟尘(主要含)先加HCl酸浸,过滤,其中Pb生成的微溶,Ag难溶于盐酸中,以滤渣除去,得到含和的滤液,在“沉砷”过程中加入把还原为单质As过滤分离,在滤液中再加水对进行水解得到,加入氨水进行脱氯,最后得到产品,据此分析解答。
【解析】A.将砷锑烟尘加HCl酸浸,Pb与HCl生成的微溶,Ag难溶于盐酸中,以滤渣除去,所以“滤渣”的主要成分为和,A错误;
B.为弱酸酸式根离子,不能拆开,所以“沉砷”过程中发生的反应为:,B错误;
C.“水解”中发生的反应为:,高浓度的会导致水解平衡向左移动,同时还会使右移,不利于水解,C正确;
D.根据“脱氯”中发生的反应:,当一定时,脱氯率也固定,跟氨水浓度无关,D错误;
故答案为:C。
2.(2025·山东淄博·一模)用黄铜矿(主要成分,含少量)冶炼铜的一种工艺流程如图所示:
已知:“一次浸取”后的滤渣主要为、S、;。下列说法错误的是
A.“一次浸取”反应方程式为
B.滤液1在空气中加热蒸干灼烧后,可得
C.“二次浸取”后滤渣中的混合物可用热的溶液分离
D.“调节”中每生成,转移电子
【答案】C
【分析】黄铜矿(主要成分,含少量),加氯化铁进行浸取,“一次浸取”后的滤渣主要为、S、;可知被氯化铁氧化生成和S;过滤后滤渣加NaCl溶液二次浸取,转化为;过滤所得滤液加盐酸调节pH,转化为Cu,据此分析解答。
【解析】A.结合已知被氯化铁氧化生成和S,氯化铁被还原为氯化亚铁,根据得失电子守恒以及元素守恒得反应方程式:,故A正确;
B.滤液1主要成分为氯化亚铁,在空气中加热会被氧化为氯化铁,蒸干过程中氯化铁水解生成氢氧化铁,灼烧得到氧化铁,故B正确;
C.二次浸取后滤渣为S和SiO2,两者均能与NaOH反应,因此不能用热的溶液分离,故C错误;
D.“调节”时发生反应:,每生成,转移电子,故D正确;
故选:C。
3.(24-25 高三上·山东滨州·期末)利用绿柱石(,杂质有FeO和等)生产BeO的一种工艺流程如下。
已知:煅烧时绿柱石转化为Be、Al、Si的氧化物。
下列说法错误的是
A.残渣主要成分为
B.该流程中能循环使用的物质有
C.沉铍时,将pH从8.0提高到8.5,滤液中浓度降低
D.BeO、与足量C高温可制备:
【答案】AD
【分析】绿柱石煅烧生成、,用硫酸“浸取”,过滤,残渣为,浸取液含有BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,加硫酸铵调节pH=1.5生成硫酸铝铵晶体沉淀除铝;过滤,滤液加氨水pH=5.1生成氢氧化铁沉淀和硫酸铵除铁;过滤,滤液继续加氨水调节pH=8.0生成Be(OH)2沉淀和硫酸铵,Be(OH)2加热分解生成BeO。
【解析】A.不与硫酸反应,也不溶于水,残渣主要成分为,故A错误;
B.该流程中,最终得到的滤液中含有硫酸铵,能循环到“调节pH=1.5除铝”步骤中使用,故B正确;
C.沉铍时,将pH从8.0提高到8.5,氢氧根离子浓度增大,Be(OH)2的溶度积常数不变,所以滤液中浓度降低,故C正确;
D.BeO、与足量C高温可制备同时生成一氧化碳,反应方程式为,故D错误;
选AD。
4.(2022·山东卷)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为_______。
【答案】(1)6HF+SiO2=2H+++2H2O
【解析】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。
5.(2025·山东临沂·三模)利用工业烟尘(主要成分为、、、、等)制备和的流程如下。
已知:该工艺条件下,,,,;易形成胶体吸附含锗微粒。
回答下列问题:
(1)“一段低酸还原”中生成的离子方程式为 ;的作用是 ;酸浓度不宜过大的原因是 。
(4)“沉锌铁”过程中,生成的离子方程式为 。
【答案】(1) 将还原为,防止胶体对锗的吸附 防止产生或,污染空气
(4)
【分析】工业烟尘(主要成分为、、、、等)中加ZnSO3、H2SO4进行“一段低酸还原”、“二段高酸还原”后得铅渣,将“一段低酸还原”和“二段高酸还原”所得物质混合后加单宁酸沉锗,过滤得滤液和滤渣,滤液中加双氧水氧化、加碳酸氢钠溶液沉锌铁得ZnFeO4,滤渣焙烧后加浓盐酸氯化蒸馏,然后加水水解得。
【解析】(1)在“一段低酸还原”中,与反应生成和,离子方程式为;中S元素化合价为 + 4价,具有还原性,其作用是将还原为,防止胶体对锗的吸附;若酸的浓度过大,即c(H+)过大,则会产生SO2或H2S,两者有毒、会污染空气,所以酸浓度不宜过大的原因是:防止产生或,污染空气。
(4)“沉锌铁”过程中,反应物有、、、,产物有,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,离子方程式为。
6.(2025·山东聊城·二模)电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:①(NH4)2PtCl4易溶于水;②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水;Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题:
(1)Se在元素周期表中的位置是 ,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则PdSe发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”的目的是 。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-,其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)“分金”加入过量草酸的目的;①析出金属Au,② 。
(5)“沉钯”之前,测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2mol·L-1,加入等体积的NH4Cl溶液充分反应,测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6mol·L-1,则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为 (忽略溶液混合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
【答案】(1)第四周期第ⅥA族
(6)
【分析】阳极泥加入纯碱(碳酸钠)、空气焙烧,然后加入水,浸取过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3滤液a,分离出滤渣,滤渣加入稀硫酸酸浸溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b,分离出含Au、Pt、Pd的滤渣,加入浓盐酸和氯气氯浸,金属、、被氧化为配离子:、、,加入草酸将还原为金单质、还原为,过滤分离出金单质,滤液加入氯化铵得到含滤液c和沉淀。
【解析】(1)Se与O位于同一个主族,其在元素周期表中的位置是第四周期第ⅥA族;PdSe中Pd为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pd转化为单质,反应中Pd化合价由+2变为0,空气中氧气参与反应,氧化合价由0变为-2,Se化合价由-2变为+4得到,结合电子守恒、质量守恒,PdSe发生反应的化学方程式为;
(6)“沉铂”总反应为和氯酸根离子发生氧化还原反应生成,反应中Pt化合价由+2变为+4、氯酸根离子中氯化合价由+5变为-1,结合电子守恒、质量守恒,反应为。
7.(2025·山东泰安·一模)氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是,含、等杂质)为原料制备的流程如下:
已知:
①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。
②25℃时,几种金属离子沉淀的pH如表所示:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
1.9
3.4
6.4
7.0
完全沉淀的pH
3.2
4.7
7.6
9.0
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成三种氧化物(其中Fe的氧化物形式为),其化学方程式为 。
(5)氧缺位体分解水制氢分两步:
第一步 (完成方程式);
第二步:。
【答案】(1)
(5)
【分析】氧气具有氧化性,已知,酸浸后溶液中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Al3+和Fe3+,“焙烧”时生成三种氧化物,结合质量守恒可知,“焙烧”中黄铜矿的与氧气反应生成SO2、CuO、Fe3O4,加入硫酸将金属氧化物转化相应硫酸盐溶液,滤渣1为不反应的二氧化硅,加入Cu还原铁离子为Fe2+,加入CuO调pH使Al3+完全沉淀,而Cu2+、Fe3+不沉淀,滤渣2主要成分是氢氧化铝沉淀,含少量铜、氧化铜;加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,加入过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4,Fe3+与弱碱氨水反应生成Fe(OH)3沉淀,[Cu(NH3)4]SO4经系列操作生成CuO,灼烧时CuO与氢氧化铁反应生成CuFe2O4,在氮气做保护气下煅烧生成,以此解答。
【解析】(1)由分析可知,“焙烧”时生成三种氧化物(其中Fe的氧化物形式为),结合质量守恒可知,另外两种氧化物为SO2、CuO,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
(5)第一步是氧缺位体与水反应生成氢气和完全氧化的CuFe2O4,第二步是CuFe2O4在高温下分解生成氧缺位体和氧气,方程式为:。
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·二模)某小组设计如下工艺流程回收废旧印刷电路板中的铜,下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为:
B.操作③使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
C.操作④以石墨为电极材料,溶液pH增大
D.上述化工流程中可以循环使用的物质有、、RH
【答案】A
【分析】废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作①是过滤,反应Ⅰ是将Cu转化为,Cu元素化合价由0价变为+2价,所以Cu是还原剂,则双氧水是氧化剂,将Cu氧化;反应Ⅱ是与有机物RH反应,生成CuR2,同时生成、;互不相溶的液体采用分液方法分离,所以操作②是分液;向有机层中加入稀硫酸,根据流程图知,生成CuSO4和HR,然后采用分液方法分离得到HR,以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电、阴极上铜离子放电;电解硫酸铜溶液时能得到硫酸,硫酸能循环利用。
【解析】A.反应Ⅰ得到铜氨溶液,根据得失电子守恒、离子守恒、原子守恒,离子方程式为:,A正确;
B.操作③是分液,使用的玻璃仪器为烧杯、分液漏斗,B错误;
C.操作④以石墨为电极材料,电解总反应:,则溶液pH减小,C错误;
D.根据分析知,上述化工流程中可以循环使用的物质有、、RH、,D错误;
故选A。
2.(2023·山东卷)盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下:
已知:常温下,。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中的在水中存在平衡:(常温下,);与溶液反应可制备硼砂。常温下,在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该水解反应的离子方程式为_____,该溶液_____。
【答案】(1)
【分析】由流程可知,卤水中加入盐酸脱镁后过滤,所得滤液经浓缩结晶后得到晶体,该晶体中含有Na+、Li+、Cl-、等,焙烧后生成HCl气体;烧渣水浸后过滤,滤液中加生石灰后产生沉淀,在此条件下溶解度最小的是,则滤渣Ⅰ的主要成分为;由于微溶于水,精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀,则滤渣Ⅱ为;精制Ⅱ所得滤液经操作X后,所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠,浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂,得到。
【解析】(1)含硼固体中的在水中存在平衡:(常温下,);与溶液反应可制备硼砂。常温下.在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该水解反应的离子方程式为,由B元素守恒可知,和的浓度均为,,则该溶液。
3.(2025·山东潍坊·二模)以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下:
已知:①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbCl、AsCl3等;物质X、SbCl3、AsCl3均易水解;“酸浸”和“电解”过程无气体放出;
②25℃时,Ksp(PbSO4)=2.55×10-8,Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。
回答下列问题:
(3)“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3,反应的化学方程式为 。
【答案】(3)2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As+3H3PO3+3NaCl+3HCl
【分析】辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S5和SiO2等)中加入过量盐酸和物质X进行“酸浸”,矿石中的硫化物转化为可溶的氯化物和硫,二氧化硅不参与反应,过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和含有物质X、SbCl3、、AsCl3等的滤液;向滤液中加入金属Y,该过程应发生氧化还原反应;“除砷”步骤中加入NaH2PO2,将溶液中的三氯化砷还原为砷,过滤得到砷和滤液;向滤液中加入稀硫酸,将转化为PbSO4沉淀,过滤后得到SbCl3溶液和主要含PbSO4的滤渣;向滤渣中加入NaCl溶液浸取得到PbCl2;电解SbCl3溶液,Sb3+在阴极得到电子发生还原反应生成Sb,在阳极失去电子生成SbCl5,由此可知物质X为SbCl5,电解得到的SbCl5可以返回“酸浸”步骤循环使用;金属Y为Sb,将“酸浸”浸出液中的SbCl5还原为SbCl3,据此解答。
【解析】(3)“除砷”过程中发生氧化还原反应,As3+被还原为As,则AsCl3作氧化剂,NaH2PO2作还原剂,根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3,结合氧化还原规律可得反应的化学方程式为:2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As+3H3PO3+3NaCl+3HCl。
4.(2025·山东日照·二模)利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为 、还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示:
已知:①溶解度随温度升高而减小。②、易与转化为稳定配离子;③ , , 。
回答下列问题:
(4)“沉锰”时需要调pH=5,此时锰以形式存在,加入溶液后,溶液先变成紫红色,后紫红色又褪去。则溶液变紫红色发生反应的离子方程式为 。
【答案】(4)
【分析】三元锂离子电池正极材料粉碎灼烧除去炭黑、有机粘合剂,铝箔转化为氧化铝,碱浸后氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,酸浸时加入硫酸和过氧化氢将金属转化成离子,通过加一水合氨、草酸铵“沉钴”除去钴元素,产生的是CoC2O4•2H2O,说明此时钴元素的价态为+2价,说明加入的过氧化氢作为还原剂还原钴元素为+2价,加入K2S2O8溶液通过氧化还原将锰元素转化为二氧化锰,加入碳酸钠和氢氧化钠除镍,最后将锂离子转化成碳酸锂。
【解析】
(4)首先被氧化为,离子方程式为。
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重难03 陌生情境中氧化还原型(离子)方程式的书写
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一、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
二、熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物
(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、掌握书写信息型氧化还原反应化学(离子)方程式的步骤(4步法)
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。
四、氧化还原反应化学(离子)方程式的配平步骤:
① 标出化合价变化了的元素的化合价。
② 列变化:分别标出化合价升高数和化合价降低数
③ 根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。
④ 利用元素守恒,观察配平其他物质
五、 “补缺”的技巧
缺项化学(离子)方程式的配平:
配平化学(离子)方程式时,有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒,总的原则是酸性溶液中不能出现OH-,碱性溶液中不能出现H+,具体方法如下:
酸性环境
碱性环境
反应物中少氧
左边加H2O,右边加H+
左边加OH-,右边加H2O
反应物中多氧
左边加H+,右边加H2O
左边加H2O,右边加OH-
注:绝不可能出现的情况:H+→OH- 或者OH-→H+。
(建议用时:10分钟)
1.(24-25 高三上·山东泰安·期末)以大洋锰结核(主要由锰、铁的氧化物组成,还含有Cu元素)为原料制备脱硫剂MnxOy的工艺流程如下。
已知:氨浸时,CO将结核中的MnO2转化为MnCO3。下列说法错误的是
A.“氨浸”时,快速鼓入CO可起到搅拌加快反应速率的作用
B.铜元素以Cu2+的形式进入“氨浸”的浸出液中
C.“浸锰”时主要反应的离子方程式:MnCO3+2NH=Mn2++2NH3↑+H2O+CO2 ↑
D.上述过程中NH3(或NH3·H2O)、(NH4)2SO4可循环利用
2.(24-25 高三上·山东泰安·期末)重金属废液绿色化处理一直是化学工作者研究的重点。某实验室废液主要含硝酸银、卤化银、铬酸银等废液废渣,处理方法之一是沉淀—还原法。主要步骤如下:
已知。下列说法错误的是
A.两次过滤所得沉淀均可用水洗涤
B.黑色固体与还原铁粉反应的方程式为
C.产生的尾气用过量溶液可完全吸收
D.该流程的回收率约为
3.(2025·山东卷)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下,低温分解生成,高温则完全分解为气体;在完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为,“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有 (填化学式)。
4.(2025·山东淄博·三模)用钒渣(主要化学成分为V2O3,含少量CaO、Fe2O3和SiO2) 制备V2O5的工艺流程如图所示。
已知:I.酸性条件下,+4价、+5价V分别以VO2+、形式存在。II.HA的萃取原理为Mn+(水层)+nHA(有机层)nH+(水层)+MAn(有机层);酸性溶液中,HA对萃取能力强,对的萃取能力较弱。回答下列问题:
(1)“焙烧”时V2O3 转化为NaVO3,该反应的化学方程式为 。
(2)“转化”工序加铁粉的主要作用是 。
(3)“萃取”后,水层溶液的pH的变化为 (填“增大”“不变”或“减小”)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
5.(2025·山东菏泽·二模)以锗矿石(NiS、ZnS、,含等杂质)为主要原料制备Ge、Ni和的工艺流程如下:
已知:①锗在硫酸中的存在形式:时主要为,时主要为沉淀;
②和(以计)开始沉淀的pH分别为6.2和6.9,完全沉淀时的pH分别为8.2和8.9.
回答下列问题:
(1)“氧化酸浸”时,控制溶液,浸渣的主要成分为和S,则反应的离子方程式为 。
(建议用时:15分钟)
1.(2025·山东青岛·二模)从铅阳极泥熔炼产生的砷锑烟尘(主要含)中提取砷和氧化锑的工艺流程如下:
已知:25°C时,的;。
下列说法正确的是
A.“滤渣”的主要成分为Pb和
B.“沉砷”过程发生反应
C.“水解”中,高浓度的不利于水解
D.“脱氯”中,一定时,氨水浓度越大脱氯率越高
2.(2025·山东淄博·一模)用黄铜矿(主要成分,含少量)冶炼铜的一种工艺流程如图所示:
已知:“一次浸取”后的滤渣主要为、S、;。下列说法错误的是
A.“一次浸取”反应方程式为
B.滤液1在空气中加热蒸干灼烧后,可得
C.“二次浸取”后滤渣中的混合物可用热的溶液分离
D.“调节”中每生成,转移电子
3.(24-25 高三上·山东滨州·期末)利用绿柱石(,杂质有FeO和等)生产BeO的一种工艺流程如下。
已知:煅烧时绿柱石转化为Be、Al、Si的氧化物。
下列说法错误的是
A.残渣主要成分为
B.该流程中能循环使用的物质有
C.沉铍时,将pH从8.0提高到8.5,滤液中浓度降低
D.BeO、与足量C高温可制备:
4.(2022·山东卷)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为_______。
5.(2025·山东临沂·三模)利用工业烟尘(主要成分为、、、、等)制备和的流程如下。
已知:该工艺条件下,,,,;易形成胶体吸附含锗微粒。
回答下列问题:
(1)“一段低酸还原”中生成的离子方程式为 ;的作用是 ;酸浓度不宜过大的原因是 。
(4)“沉锌铁”过程中,生成的离子方程式为 。
6.(2025·山东聊城·二模)电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质,以该阳极泥为原料,分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:①(NH4)2PtCl4易溶于水;②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水;Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。
回答下列问题:
(1)Se在元素周期表中的位置是 ,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质,则PdSe发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”的目的是 。
(3)“氯浸”工艺中,金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子:[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-,其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)“分金”加入过量草酸的目的;①析出金属Au,② 。
(5)“沉钯”之前,测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2mol·L-1,加入等体积的NH4Cl溶液充分反应,测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6mol·L-1,则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为 (忽略溶液混合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
7.(2025·山东泰安·一模)氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是,含、等杂质)为原料制备的流程如下:
已知:
①酸浸后溶液中的金属离子有、、和。
②25℃时,几种金属离子沉淀的pH如表所示:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
1.9
3.4
6.4
7.0
完全沉淀的pH
3.2
4.7
7.6
9.0
回答下列问题:
(1)“焙烧”时生成三种氧化物(其中Fe的氧化物形式为),其化学方程式为 。
(5)氧缺位体分解水制氢分两步:
第一步 (完成方程式);
第二步:。
(建议用时:10分钟)
1.(2025·山东泰安·二模)某小组设计如下工艺流程回收废旧印刷电路板中的铜,下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为:
B.操作③使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
C.操作④以石墨为电极材料,溶液pH增大
D.上述化工流程中可以循环使用的物质有、、RH
2.(2023·山东卷)盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下:
已知:常温下,。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)含硼固体中的在水中存在平衡:(常温下,);与溶液反应可制备硼砂。常温下,在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该水解反应的离子方程式为_____,该溶液_____。
3.(2025·山东潍坊·二模)以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下:
已知:①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbCl、AsCl3等;物质X、SbCl3、AsCl3均易水解;“酸浸”和“电解”过程无气体放出;
②25℃时,Ksp(PbSO4)=2.55×10-8,Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。
回答下列问题:
(3)“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3,反应的化学方程式为 。
4.(2025·山东日照·二模)利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为 、还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示:
已知:①溶解度随温度升高而减小。②、易与转化为稳定配离子;③ , , 。
回答下列问题:
(4)“沉锰”时需要调pH=5,此时锰以形式存在,加入溶液后,溶液先变成紫红色,后紫红色又褪去。则溶液变紫红色发生反应的离子方程式为 。
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