重难02 陌生情境中氧化还原型化学(离子)方程式的书写(重难专练)(广东专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
2026-01-06
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2份
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30页
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内容正文:
重难02 陌生情境中氧化还原型化学(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、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.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
2.(2021·广东·高考真题)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A.放入水中:
B.通过灼热铁粉:
C.铜丝插入热的浓硫酸中:
D.通入酸性溶液中:
3.(2025·广东汕头·一模)下列有关硫及其化合物的离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量:
B.将少量通入溶液中:
C.向溶液中加入足量稀硝酸:
D.用酸性溶液滴定溶液:
4.(2022·广东卷,18节选)稀土()包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸熔点为;月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持价不变;的,开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1) “氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是_______。
(2)“过滤1”前,用溶液调pH至_______的范围内,该过程中发生反应的离子方程式为_______。
5.(2021·广东·高考真题,18节选)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,的,;;;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为 。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀为 。
(3)“沉钼”中,为7.0。生成的离子方程式为 。
(建议用时:10分钟)
6.(2025·广东·模拟预测)钴在新能源、航空航天、电子信息等战略性新兴产业中具有不可替代的作用。以某炼锌废渣[含有Zn、Pb、Cu、Fe、Co、Mn(Ⅱ)等的氧化物及锌和铜的单质]为原料提取钴的一种流程如图所示。下列说法正确的是
A.浸渣的成分仅有
B.“沉锰”条件下物质的还原性:
C.“沉锰”后的滤液中金属阳离子主要有
D.“沉钴”时发生反应的离子方程式为
7.(2025·广东阳江·阶段测试)实验室用生产发光二极管(LED)的废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg)制备,一种流程如下。
已知:Ga和In均为第IIIA族元素,In难溶于NaOH溶液。
下列说法不正确的是
A.Ga元素位于元素周期表的p区
B.Ⅰ中,GaN生成的反应:
C.从沉淀1中可以提取和Mg
D.IⅢ中,为使充分沉淀,需加入过量的硫酸
8.(2025·广东实验中学·阶段测试)以卤水(主要以形式存在)为原料提取碘的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.氧化剂1可以是,也可以是适量的
B.“吸附”步骤中,高分子树脂能与形成共价键,达到富集碘元素的目的
C.“脱附”的离子方程式:
D.“精制”过程可以是加热升华,再冷凝
9.(2025·广东·高考真题,18节选)我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有 (写一条)。
(2)“高压加热”时,生成的离子方程式为: 。
10.(2025·广东肇庆·一模)铋酸钠(,难溶于水)是常用的氧化剂,是活性电极。以辉铋矿(主要成分为,含、杂质)和软锰矿(主要成分是)为原料联合焙烧制备和的工艺流程如下:
已知:①“焙烧”后产物为、、、和。
②氧化性强弱:。
③常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全时的见下表。
金属离子
开始沉淀
7.6
2.7
8.1
4.5
沉淀完全
9.6
3.7
10.1
5.5
(1)“焙烧”时采用逆流操作,即粉碎的矿粉从焙烧炉上部加入,空气从下部进入,这样操作的目的是 。
(2)“酸浸”时发生氧化还原反应的离子方程式为 。“酸浸”后,滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)“还原”时加入的目的为 。
(4)“沉铋”时,调节溶液pH的范围为 。
(5)“氧化”时,由生成的化学方程式为 。
(建议用时:20分钟)
11.(2025·广东中山·模拟预测)某同学进行如下兴趣实验:
反应原理:①
②
③(橙红)
现象:立即产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色
下列说法不正确的是
A.反应②中每生成单质转移电子数
B.可以利用②反应的原理在厨房中实现检验食盐加碘(淀粉碘化钾试纸额外提供)
C.该实验条件下,反应速率:③②
D.氧化性强弱顺序:
12.(2025·广东深圳·模拟预测)铟烟灰渣[含等]为主要原料制备In和活性ZnO的工艺流程如下:
已知:①常温下,一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的
Zn2+
Fe2+
Fe3+
In3+
开始沉淀
6.5
6.3
1.5
3.5
完全沉淀
8.5
8.3
2.8
4.8
②在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子:。
回答下列问题:
(1)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)。
(2)“还原除砷时,可将溶液中的H3AsO4转化,发生反应的化学方程式是 。
(3)加入铁粉“还原”的目的是 。
(4)“反萃取”中,可通过 提高萃取率。
(5)“滤液2”可在 (填操作单元)再利用。
(6)“调pH”中可选用的试剂X为 。使用H2O2的目的有 ,H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因是 ;pH应控制的范围是 。
(7)“灼烧”时,发生反应的化学方程式是 。
13.(2025·广东·模拟预测)红土镍矿中含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物,一种从红土镍矿中提取金属并综合利用的工艺流程如图所示:
已知:常温下部分物质的溶度积如表所示:
氢氧化物
回答下列问题:
(1)为提高“焙烧”效率,可采取的措施为 (任写一种);尾气中的碱性气体可再生利用,该气体为 (填化学式)。
(2)“溶出过滤”后,“硅渣”与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)“氧化”的目的为 ,写出该反应的离子方程式,并用双线桥表示电子转移的方向和数目: 。
14.(2025·广东·模拟预测)钒是一种重要的金属材料,应用于钢铁、合金、电池等领域。某科研小组以废钒渣(主要成分为V2O4、Fe3O4、SiO2、Al2O3)为原料制备V2O5,其工艺流程如下:
已知:①在酸性条件下钒的氧化物以VO2+形式存在。
②溶液中与可以相互转化为:。
③“萃取”和“反萃取”所涉及的反应:。
回答下列问题:
(1)提高废钒渣“酸浸”浸取速率的措施有 (任写一种)。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式),其重要的用途有 (任写一种);“氧化1”时,发生反应的离子方程式为 。
(3)在实验室进行“萃取”和“反萃取”实验需要的玻璃仪器有 ;“反萃取”需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)条件下进行。
(4)“沉钒”时通入氨气的作用是 。
(5)“煅烧”NH4VO3的过程中,每一步所得固体均为纯净物,固体残留率随温度的变化关系如图所示。
T1 ℃时,剩余固体的化学式为 ;写出温度由T1 ℃升至T2 ℃时发生反应的化学方程式: 。
15.(2025·广东广州·三模)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、Cu等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
①PtTe中Pt为+2价,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态均转化为单质。
②易溶于水,难溶于水;③;
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”中,PtTe发生反应的化学方程式为 。
(2)滤液b溶质的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属被氧化为配离子:。
①的转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有 。
16.(2024·广东·高考真题,18节选)镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中,是一种新型阴离子交换膜,允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知:
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中,和以微粒形式存在,最多可与2个配位,其他金属离子与的配位可忽略。
(1)“电解”中,反应的化学方程式为 。
(2)“浸取”中,由形成的离子方程式为 。
(3)“还原”的目的:避免 元素以 (填化学式)微粒的形式通过,从而有利于的分离。
17.(2023·广东·高考真题,18节选)均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中,利用氨浸工艺可提取,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:氨性溶液由、和配制。常温下,与形成可溶于水的配离子:;易被空气氧化为;部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题:
(1)活性可与水反应,化学方程式为 。
(2)常温下,的氨性溶液中, (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时,由转化为的离子方程式为 。
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重难技巧突破
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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、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.(2022·广东·高考真题)下列关于的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是
A.碱转化为酸式盐:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化物转化为碱:
D.盐转化为另一种盐:
【答案】B
【解析】A.向氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化碳,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为:CO2+OH-=,故A错误;
B.氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐,其离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C.钠的过氧化物为Na2O2,可以和水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式里Na2O2不能拆成离子,故C错误;
D.硅酸钠溶于水,在离子方程式里要写成离子,故D错误;
故选B。
2.(2021·广东·高考真题)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是
A.放入水中:
B.通过灼热铁粉:
C.铜丝插入热的浓硫酸中:
D.通入酸性溶液中:
【答案】D
【解析】A.放入水中化学方程式应该是:,A选项中氧元素不守恒,A错误;
B.通过灼热铁粉应高温条件下生成四氧化三铁和氢气,B错误;
C.铜丝插入热的浓硫酸中生成的气体不是氢气,应是二氧化硫,C错误;
D.通入酸性溶液中,被氧化为,被还原为,再根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得离子方程式为,D正确;
故选D。
3.(2025·广东汕头·一模)下列有关硫及其化合物的离子方程式书写正确的是
A.向溶液中通入过量:
B.将少量通入溶液中:
C.向溶液中加入足量稀硝酸:
D.用酸性溶液滴定溶液:
【答案】B
【解析】A.向溶液中通入过量,反应生成亚硫酸氢钠:,A错误;
B.将少量通入溶液中,反应生成CuS和硫酸,离子方程式为:,B正确;
C.向溶液中加入足量稀硝酸,发生氧化还原反应,离子方程式为:,C错误;
D.用酸性溶液滴定溶液,发生氧化还原反应,离子方程式为:,D错误;
故选B。
4.(2022·广东卷,18节选)稀土()包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸熔点为;月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持价不变;的,开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1) “氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是_______。
(2)“过滤1”前,用溶液调pH至_______的范围内,该过程中发生反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)Fe2+
(2) 4.7pH<6.2
【解析】由流程可知,该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取,得到浸取液中含有、、、、、等离子,经氧化调pH使、形成沉淀,经过滤除去,滤液1中含有、、等离子,加入月桂酸钠,使形成沉淀,滤液2主要含有MgSO4溶液,可循环利用,滤饼加盐酸,经加热搅拌溶解后,再冷却结晶,析出月桂酸,再固液分离得到RECl3溶液。
(1)由分析可知,“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子,需要将Fe2+氧化为Fe3+,以便后续除杂,所以化合价有变化的金属离子是Fe2+,故答案为:Fe2+;
(2)由表中数据可知,沉淀完全的pH为4.7,而开始沉淀的pH为6.2~7.4,所以为保证、沉淀完全,且不沉淀,要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内,该过程中发生反应的离子方程式为,故答案为:4.7pH<6.2;;
5.(2021·广东·高考真题,18节选)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:
已知:25℃时,的,;;;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为 。
(2)“沉铝”中,生成的沉淀为 。
(3)“沉钼”中,为7.0。生成的离子方程式为 。
【答案】 +6 +=↓
【分析】由题中信息可知,废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后,铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠,经水浸、过滤,分离出含镍的固体滤渣,滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到的沉淀X为氢氧化铝,滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,过滤得到钼酸钡。
【解析】(1)“焙烧”中,有生成,其中Na和O的化合价为+1和-2,根据化合价的代数和为0可知,元素的化合价为+6。
(2)“沉铝”中,偏铝酸钠转化为氢氧化铝,因此,生成的沉淀为。
(3)滤液II中含有钼酸钠,加入氯化钡溶液后生成沉淀,该反应的离子方程式为+=↓。
(建议用时:10分钟)
6.(2025·广东·模拟预测)钴在新能源、航空航天、电子信息等战略性新兴产业中具有不可替代的作用。以某炼锌废渣[含有Zn、Pb、Cu、Fe、Co、Mn(Ⅱ)等的氧化物及锌和铜的单质]为原料提取钴的一种流程如图所示。下列说法正确的是
A.浸渣的成分仅有
B.“沉锰”条件下物质的还原性:
C.“沉锰”后的滤液中金属阳离子主要有
D.“沉钴”时发生反应的离子方程式为
【答案】D
【分析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰等元素的+2价氧化物及锌和铜的单质,经稀硫酸酸浸时,铜不溶解,Zn及其它+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液;然后通入硫化氢沉铜生成沉淀;过滤后,滤液中加入将锰离子氧化为二氧化锰除去,同时亚铁离子也被氧化为铁离子;再次过滤后,用氢氧化钠调节,铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去铁元素;第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴,得到。
【解析】A.“酸浸”步骤中,Cu不溶解,Zn单质及其它元素的+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其它元素均转化为相应的+2价阳离子进入溶液,浸渣的成分为铜和硫酸铅,A错误;
B.“沉锰”步骤中,将锰离子氧化为二氧化锰除去,二氧化锰为氧化产物,离子方程式为:,反应中为氧化剂,为还原产物,还原性顺序应为,B错误;
C.加入 后,亚铁离子也被氧化为铁离子,同时引入了,因此“沉锰”后的滤液中金属阳离子为,C错误;
D.“沉钴”时加入次氯酸钠把氧化为,同时生成,被还原为氯离子,结合得失电子守恒及电荷、原子守恒可得离子方程式为,D正确;
故答案选D。
7.(2025·广东阳江·阶段测试)实验室用生产发光二极管(LED)的废料(主要成分为难溶于水的GaN,含少量In、Mg)制备,一种流程如下。
已知:Ga和In均为第IIIA族元素,In难溶于NaOH溶液。
下列说法不正确的是
A.Ga元素位于元素周期表的p区
B.Ⅰ中,GaN生成的反应:
C.从沉淀1中可以提取和Mg
D.IⅢ中,为使充分沉淀,需加入过量的硫酸
【答案】D
【分析】LED的废料主要含有难溶于水的GaN,以及少量In、Mg金属,已知Ga与In同族,且In难溶于NaOH溶液,因此加入NaOH溶液发生的反应为:,则沉淀1主要为In、Mg,滤液1主要为;向滤液1中加入硫酸,得到Ga(OH)3沉淀,滤液2主要成分为Na2SO4,加热Ga(OH)3分解生成Ga2O3。
【解析】A.元素周期表的p区是指最外层电子填充在p轨道上的元素组成的区域,包括第IIIA族,Ga元素位于元素周期表第IIIA族,属于p区,A正确;
B.由分析可知,步骤Ⅰ中GaN生成的反应:,B正确;
C.由分析可知,沉淀1主要为In、Mg,故从沉淀1中可以提取和Mg,C正确;
D.Ga(OH)3是两性氢氧化物,因此若硫酸过量,Ga(OH)3会与过量硫酸反应而溶解,不能得到Ga(OH)3沉淀,所以不能加入过量硫酸,D错误;
故答案选D。
8.(2025·广东实验中学·阶段测试)以卤水(主要以形式存在)为原料提取碘的工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.氧化剂1可以是,也可以是适量的
B.“吸附”步骤中,高分子树脂能与形成共价键,达到富集碘元素的目的
C.“脱附”的离子方程式:
D.“精制”过程可以是加热升华,再冷凝
【答案】B
【分析】由题给流程可知,卤水酸化后,通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘,用高分子树脂吸附溶液中的碘,向吸附后的树脂中加入亚硫酸钠溶液将碘还原为碘离子得到解脱液,向解脱液中通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘,粗产品再升华纯化得到纯碘产品。
【解析】A.由分析可知,卤水酸化后,通入氯气或加入过氧化氢等氧化剂将碘离子氧化为碘,故A正确;
B.“吸附”步骤中,高分子树脂与之间是通过范德华力连接,故B错误;
C.由分析可知,“脱附”发生的反应为亚硫酸钠溶液与碘反应生成硫酸钠和氢碘酸,反应的离子方程式为:,故C正确;
D.碘易升华,精制”过程可以是加热升华,再冷凝得到纯碘,故D正确;
故选B。
9.(2025·广东·高考真题,18节选)我国是金属材料生产大国,绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。
已知:多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。
氢氧化物
(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有 (写一条)。
(2)“高压加热”时,生成的离子方程式为: 。
【答案】(1)搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等
(2)4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+
【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸,浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等,调节pH=3.0,通入空气加热得到Fe2O3,Fe2O3可以通过还原得到Fe单质,也可以用电解得到Fe单质,滤液1在常温下沉铝,滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物,最终得到产品NixCuyNz。
【解析】(1)“酸浸”中,提高浸取速率的措施有:搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等;
(2)
由于通入“酸浸”,故浸取液中不含有,“高压加热”时,Fe2+在酸性条件下被氧化为,离子方程式为:4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+;
10.(2025·广东肇庆·一模)铋酸钠(,难溶于水)是常用的氧化剂,是活性电极。以辉铋矿(主要成分为,含、杂质)和软锰矿(主要成分是)为原料联合焙烧制备和的工艺流程如下:
已知:①“焙烧”后产物为、、、和。
②氧化性强弱:。
③常温下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全时的见下表。
金属离子
开始沉淀
7.6
2.7
8.1
4.5
沉淀完全
9.6
3.7
10.1
5.5
(1)“焙烧”时采用逆流操作,即粉碎的矿粉从焙烧炉上部加入,空气从下部进入,这样操作的目的是 。
(2)“酸浸”时发生氧化还原反应的离子方程式为 。“酸浸”后,滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)“还原”时加入的目的为 。
(4)“沉铋”时,调节溶液pH的范围为 。
(5)“氧化”时,由生成的化学方程式为 。
【答案】(1)增大反应物接触面积,提高反应速率
(2)
(3)将还原为,避免沉铋时元素进入产品
(4)
(5)
【分析】辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS2、SiO2杂质)和软锰矿(主要成分是MnO2)在空气中焙烧,得到Fe2O3、Bi2O3、SiO2、Mn2O3、MnSO4的混合固体,水浸后过滤MnSO4溶于水存在于滤液中(通过电解得到MnO2),Fe2O3、Bi2O3、SiO2、Mn2O3不溶于水存在于滤渣中,将滤渣用浓盐酸处理,SiO2不溶于浓盐酸,存在于滤渣,Mn2O3与浓盐酸反应生成MnO2和氯气,得到含有Fe3+、Bi3+、Mn2+的滤液,加入Bi将Fe3+转化成Fe2+进入滤液,条件pH为3.0使Bi3+转化为Bi(OH)3;“氧化”时,Bi(OH)3与Cl2、NaOH反应生成NaBiO3、NaCl和H2O。
【解析】(1)矿粉从焙烧炉上部加入,空气从下部进入,这样操作可以增大反应物接触面积,提高反应速率;
(2)由上述分析可知,“酸浸”过程中,除SiO2外,其余氧化物均溶于盐酸,且Mn2O3与盐酸发生氧化还原反应,反应的离子方程式为;滤渣为SiO2;
(3)由上述分析可知,加入铋的目的是还原Fe3+,将Fe3+转化成Fe2+进入滤液,避免沉铋时元素进入产品;
(4)根据表格信息可知,应将pH控制在,避免其它金属离子混入Bi(OH)3中;
(5)由流程可知,“氧化”时,Bi(OH)3与Cl2、NaOH反应生成NaBiO3、NaCl和H2O,故反应的化学方程式为;
(建议用时:20分钟)
11.(2025·广东中山·模拟预测)某同学进行如下兴趣实验:
反应原理:①
②
③(橙红)
现象:立即产生橙红色沉淀,几秒钟后溶液颜色变为蓝色
下列说法不正确的是
A.反应②中每生成单质转移电子数
B.可以利用②反应的原理在厨房中实现检验食盐加碘(淀粉碘化钾试纸额外提供)
C.该实验条件下,反应速率:③②
D.氧化性强弱顺序:
【答案】D
【解析】A.反应②中的I元素由+5价下降到0价,每生成单质,消耗0.1mol,转移0.5mol电子,数目为0.5×6.02×1023=,A正确;
B.厨房中可用食醋提供H+,淀粉碘化钾试纸提供I-和淀粉,加碘盐中的在酸性条件下与I-反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,可检验加碘盐,B正确;
C.实验中立即产生橙红色沉淀(反应③),几秒钟后溶液变蓝(反应②生成I2),说明反应③速率大于②,C正确;
D.反应②中是氧化剂,既是氧化产物也是还原产物,则氧化性:,反应③是非氧化还原反应,无法判断Hg2+的氧化性强弱,D错误;
故选D。
12.(2025·广东深圳·模拟预测)铟烟灰渣[含等]为主要原料制备In和活性ZnO的工艺流程如下:
已知:①常温下,一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的
Zn2+
Fe2+
Fe3+
In3+
开始沉淀
6.5
6.3
1.5
3.5
完全沉淀
8.5
8.3
2.8
4.8
②在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子:。
回答下列问题:
(1)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)。
(2)“还原除砷时,可将溶液中的H3AsO4转化,发生反应的化学方程式是 。
(3)加入铁粉“还原”的目的是 。
(4)“反萃取”中,可通过 提高萃取率。
(5)“滤液2”可在 (填操作单元)再利用。
(6)“调pH”中可选用的试剂X为 。使用H2O2的目的有 ,H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因是 ;pH应控制的范围是 。
(7)“灼烧”时,发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)PbSO4、SiO2
(2)2H3AsO4+2SO2=As2O3+2H2SO4+H2O
(3)将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+进入有机相
(4)适当提高酸的浓度、多次萃取
(5)沉锌
(6)ZnO、ZnCO3 氧化Fe2+为Fe3+,便于生成沉淀除去,同时不引入新杂质且无污染 产生的Fe3+催化H2O2分解 2.8≤pH<6.5
(7)ZnCO3·2Zn(OH)23ZnO+CO2↑+2H2O
【分析】热溶解时得到In3+、Zn2+、Fe3+、H3AsO4、SiO2、PbSO4、SO2等,水浸得到浸渣1为SiO2、PbSO4,还原除砷时,H3AsO4与SO2生成As2O3,加入铁粉还原Fe3+,在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子,再加入稀硫酸反萃取,得到In3+,加入锌粉置换得到粗In,电解精炼得到纯In;萃取后的水相中含有Zn2+、Fe2+等,加入H2O2氧化Fe2+,加入ZnO或者ZnCO3调pH得到氢氧化铁沉淀,加入碳酸氢铵溶液沉锌,再经灼烧得到活性氧化锌。
【解析】(1)根据分析知,“浸渣1”的主要成分是SiO2、PbSO4;
(2)H3AsO4转化发生反应的化学方程式是2H3AsO4+2SO2=As2O3+2H2SO4+H2O;
(3)根据分析知,加入铁粉“还原”的目的是将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+进入有机相;
(4)“反萃取”中,可通过适当提高酸的浓度、多次萃取提高萃取率;
(5)“滤液2”主要成分是硫酸锌,最好进入沉锌再利用;
(6)锌与铁可以还原Fe3+,为了不引入新杂质,加入ZnO或者ZnCO3调pH得到氢氧化铁沉淀;加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续通过调节pH使其沉淀除去;H2O2的使用量远大于理论计算量,可能的原因是产生的Fe3+催化H2O2分解;控制pH使Fe3+沉淀,而Zn2+不沉淀,则pH应控制的范围是2.8≤pH<6.5;
(7)“灼烧”时,发生反应的化学方程式是ZnCO3·2Zn(OH)23ZnO+CO2↑+2H2O。
13.(2025·广东·模拟预测)红土镍矿中含有铁、铝、硅、镁、镍等元素的氧化物,一种从红土镍矿中提取金属并综合利用的工艺流程如图所示:
已知:常温下部分物质的溶度积如表所示:
氢氧化物
回答下列问题:
(1)为提高“焙烧”效率,可采取的措施为 (任写一种);尾气中的碱性气体可再生利用,该气体为 (填化学式)。
(2)“溶出过滤”后,“硅渣”与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)“氧化”的目的为 ,写出该反应的离子方程式,并用双线桥表示电子转移的方向和数目: 。
【答案】(1)粉碎红土镍矿、适当升温、搅拌等
(2)
(3)将溶液中的转化为,便于后续除去
【分析】该流程以红土镍矿为原料,先与硫酸铵焙烧,焙烧尾气经吸收处理,焙烧产物水浸过滤后,硅渣经氢氧化钠溶液处理最终得到硅灰石;滤液经氯气氧化(将溶液中的转化为)、氨气调 pH 得到滤渣1(氢氧化铁),再经碳酸氢铵沉铝得到氢氧化铝(进一步转化为铝),后续依次经氨气沉镍、氨气沉镁得到氢氧化镁,沉镍后的滤液最终得到晶体,实现了铁、铝、硅、镁、镍等元素的分步分离与综合利用,各环节通过试剂调控和分离操作精准实现金属资源的提取与副产品的回收。
【解析】(1)提高“焙烧”效率可采取的措施有粉碎红土镍矿、适当升温、搅拌等;硫酸铵在焙烧过程中会产生,则碱性气体为。
(2)“硅渣”是不与硫酸铵反应的与NaOH溶液反应的化学方程式为。
(3)“氧化”后“调pH”是除去溶液中的铁元素,由于的大于的,需将溶液中的转化为,便于后续除去,“氧化”反应的离子方程式为。
14.(2025·广东·模拟预测)钒是一种重要的金属材料,应用于钢铁、合金、电池等领域。某科研小组以废钒渣(主要成分为V2O4、Fe3O4、SiO2、Al2O3)为原料制备V2O5,其工艺流程如下:
已知:①在酸性条件下钒的氧化物以VO2+形式存在。
②溶液中与可以相互转化为:。
③“萃取”和“反萃取”所涉及的反应:。
回答下列问题:
(1)提高废钒渣“酸浸”浸取速率的措施有 (任写一种)。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式),其重要的用途有 (任写一种);“氧化1”时,发生反应的离子方程式为 。
(3)在实验室进行“萃取”和“反萃取”实验需要的玻璃仪器有 ;“反萃取”需要在 (填“酸性”“碱性”或“中性”)条件下进行。
(4)“沉钒”时通入氨气的作用是 。
(5)“煅烧”NH4VO3的过程中,每一步所得固体均为纯净物,固体残留率随温度的变化关系如图所示。
T1 ℃时,剩余固体的化学式为 ;写出温度由T1 ℃升至T2 ℃时发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1)搅拌、将废钒渣粉碎、适当提高酸浸温度(任写一种,合理即可)
(2) 制造玻璃、制造光导纤维(任写一种,合理即可)
(3)分液漏斗、玻璃棒、烧杯 酸性
(4)通入氨气形成碱性环境,使正向移动,同时增大溶液中浓度,有利于形成沉淀,提高沉钒效率
(5)
【分析】废钒渣(主要成分为V2O4、Fe3O4、SiO2、Al2O3)加入硫酸酸浸,V2O4、Fe3O4、Al2O3分别转化为、、、进入滤液,滤渣1主要成分为二氧化硅,加入过氧化氢将转化为,再调pH使、转化氢氧化铁、氢氧化铝沉淀进入滤渣2,通过萃取、反萃取提升浓度,加入溶液将氧化为,通入氨气,加入氯化铵溶液沉钒,生成,煅烧生成,据此回答。
【解析】(1)提高废钒渣“酸浸”浸取速率的措施有搅拌、将废钒渣粉碎、适当提高酸浸温度等。
(2)根据分析可知,“滤渣1”的主要成分为,其重要的用途有制造玻璃、制造光导纤维等;“氧化1”时,发生反应的离子方程式为。
(3)在实验室进行“萃取”和“反萃取”实验需要的玻璃仪器有:分液漏斗、玻璃棒、烧杯;“萃取”和“反萃取”所涉及的反应:,为了提高的产率,反萃取剂主要提高氢离子浓度,使得向反萃取方向进行,故“反萃取”需要在酸性条件下进行。
(4)“沉钒”时通入氨气的作用是:通入氨气形成碱性环境,使正向移动,同时增大溶液中浓度,有利于形成沉淀,提高沉钒效率。
(5)的相对分子质量为117,T1 ℃时,固体质量损失为14.53 %,大约为17,结合铵盐受热分解一般产生氨气,故推测产物为;酸分解一般生成氧化物为水,又损失了9,可分析为2个失去一个水生成,故由T1 ℃升至T2 ℃时发生反应的化学方程式:。
15.(2025·广东广州·三模)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、Cu等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
①PtTe中Pt为+2价,“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态均转化为单质。
②易溶于水,难溶于水;③;
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”中,PtTe发生反应的化学方程式为 。
(2)滤液b溶质的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氯浸”工艺中,金属被氧化为配离子:。
①的转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有 。
【答案】(1)
(2)
(3)2:1 将还原为,便于后续使含Pt物质与含Pd物质分离
【分析】阳极泥(含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质)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的滤液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,加入氯气和浓盐酸氯浸,金属Au、Pt、Pd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的滤液c和沉淀,据此分析;
【解析】(1)PtTe中Pt为+2价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt转化为单质,反应中Pt元素的化合价由+2变为0,空气中氧气参与反应,氧元素的化合价由0变为-2,Te元素的化合价由-2变为+4得到,结合电子守恒、质量守恒,PtTe发生反应的化学方程式为;
(2)根据分析,滤液b溶质的主要成分是;
(3)①,Pd元素的化合价由0变为+4,为还原剂,氯气中氯元素的化合价由0变为-1,为氧化剂,结合电子守恒存在,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;
②草酸具有还原性,由分析结合流程,“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au外,还有将还原为,便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离;
16.(2024·广东·高考真题,18节选)镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中,是一种新型阴离子交换膜,允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知:
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中,和以微粒形式存在,最多可与2个配位,其他金属离子与的配位可忽略。
(1)“电解”中,反应的化学方程式为 。
(2)“浸取”中,由形成的离子方程式为 。
(3)“还原”的目的:避免 元素以 (填化学式)微粒的形式通过,从而有利于的分离。
【答案】(1)2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
(2)Ga3++4Cl-=[GaCl4]-
(3)铁 [FeCl4]-
【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧,金属转化为氧化物,焙烧后的固体加入盐酸浸取,浸取液加入铝片将Fe3+进行还原,得到原料液,原料液利用LAEM提取,[GaCl4]-通过交换膜进入II室并转化为Ga3+,II室溶液进一步处理得到镓,I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝;
【解析】(1)“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质,反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;
(2)“浸取”中,由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-=[GaCl4]-;
(3)由已知,浸取液中,Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在,LAEM是一种新型阴离子交换膜,允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区,为了避免铁元素以[FeCl4]-的微粒形式通过LAEM,故要加入铝片还原Fe3+,从而有利于Ga的分离;
17.(2023·广东·高考真题,18节选)均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中,利用氨浸工艺可提取,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:氨性溶液由、和配制。常温下,与形成可溶于水的配离子:;易被空气氧化为;部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题:
(1)活性可与水反应,化学方程式为 。
(2)常温下,的氨性溶液中, (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时,由转化为的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)>
(3)或
【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值,过滤,得到滤液主要是硝酸镁,结晶纯化得到硝酸镁晶体,再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸,过滤,向滤液中进行镍钴分离,,经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液,向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。
【解析】(1)活性可与水反应,化学方程式为;故答案为:。
(2)常温下,的氨性溶液中,,,,则>;故答案为:>。
(3)“氨浸”时,与亚硫酸根发生氧化还原反应,再与氨水反应生成,则由转化为的离子方程式为或;故答案为:或。
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