内容正文:
素养提升练(一) 模型认知——情境型方程式的书写
探究点一 依据文字信息书写方程式
1.[2025·福建厦门双十中学阶段考] (1)铝与N在酸性或碱性条件下均可反应,为了降低饮用水中N的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将N还原为N2,写出该反应的离子方程式: (产物中铝元素以四羟基合铝酸根离子形式存在)。
(2)用NaClO-NaOH溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2,写出该反应的离子方程式: 。
2.按要求完成下列方程式。
(1)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出Cr2与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式: 。
(2)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)-碳粉还原法,若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2,写出煅烧时发生反应的化学方程式: 。
(3)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 。
(4)将ClO2通入KI和H2SO4的混合溶液中,发生反应的离子方程式为 。
探究点二 依据实验信息书写方程式
3.硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如图所示(D中发生的反应为CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS)。
(1)实验前,经检查装置的气密性良好。装置A中发生反应的化学方程式为
。
(2)反应进行至D中CS2消失时,熄灭A处的酒精灯,关闭K1和K2,移开水浴,将装置D继续加热至105 ℃,当NH4HS完全分解后(NH4HSH2S↑+NH3↑),打开K2,继续保持液温为105 ℃,缓缓滴入适量的KOH溶液,发生反应的化学方程式为
。
(3)装置E中,NH3被酸性K2Cr2O7溶液氧化为N2,反应的离子方程式为
。
4.KMnO4具有强氧化性,在实验室中和工业上常用作氧化剂。某实验小组欲制备KMnO4并测定其纯度。回答下列问题。
KMnO4的制备。制备原理如图所示。
已知:ⅰ.墨绿色锰酸钾(K2MnO4)在强碱性环境中能稳定存在,弱碱性环境中发生反应生成KMnO4;
ⅱ.相关物质的溶解度曲线如图所示。
(1)将KClO3和KOH两种固体在坩埚中加热,熔融后加入MnO2粉末并不断搅拌,继续加热后冷却可得含K2MnO4的墨绿色产物。
①该实验中所用坩埚的材质为 (填选项字母)。
A.陶瓷 B.石英 C.铁
②该反应的化学方程式为 。
(2)将(1)中所得墨绿色产物用KOH溶液浸取,并利用浸取液制备KMnO4,实验装置如图所示。
①仪器D的名称为 ,试剂X为 。
②当三颈烧瓶中pH计指示为11.4时,关闭止水夹,有大量MnO2固体生成。在三颈烧瓶中发生反应,配平该离子方程式: Mn+ CO2 Mn+ MnO2↓+ C。
③分离得到KMnO4固体的操作为先过滤、再 、过滤、洗涤、
干燥。
探究点三 依据流程或循环转化信息书写方程式
5.碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te,含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如图所示:
已知:TeO2微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应;元素Te在溶液中主要以Te4+、Te、HTe等形式存在。
回答下列问题:
(1)已知Te为第ⅥA族元素,TeO2被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为
。
(2)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2,反应的化学方程式为
;“还原”过程中,发生反应的离子方程式为 。
6.钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V,同时还有 离子被氧化。写出VO+转化为V反应的离子方程式: 。
7.根据提供的情境书写指定反应的方程式。
(1)通过如图所示转化可回收废旧锂电池电极材料LiCoO2(难溶于水)中的钴元素和锂元素。
写出反应1的离子方程式: 。
(2)活性自由基HO·可有效除去废水中的苯酚(C6H5OH)等有机污染物,原理如图所示。写出HO·除去苯酚反应的化学方程式: 。
(3)现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO,含少量Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的部分工艺流程如图所示。
①已知:“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、AsC等。写出该过程中生成[Zn(NH3)4]2+的相关离子方程式: 。
②“氧化除杂”的目的是将“AsC”转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去。写出该反应的离子方程式: 。
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素养提升练(一) 模型认知——情境型方程式的书写
1.(1)10Al+6N+4OH-+18H2O10[Al(OH)4]-+3N2↑
(2)ClO-+2OH-+2Ag+Cl-+Ag2O2↓+H2O
2.(1)Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
(2)3Na2SO4+8C3Na2S+4CO↑+4CO2↑
(3)4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O
(4)2ClO2+10I-+8H+5I2+4H2O+2Cl-
3.(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O
(3)2NH3+Cr2+8H+N2+2Cr3++7H2O
[解析] (1)装置A中NH4Cl固体和消石灰混合加热制取NH3,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。(2)NH4HS完全分解后,D中溶液含有NH4SCN,继续保持液温为105 ℃,缓缓滴入适量的KOH溶液,反应生成KSCN、NH3和H2O,化学方程式为NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O。(3)装置E中NH3被酸性K2Cr2O7溶液氧化为N2,Cr2则被还原为Cr3+,离子方程式为2NH3+Cr2+8H+N2+2Cr3++7H2O。
4.(1)①C ②3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)①球形干燥管 饱和NaHCO3溶液
②3 2 2 1 2 ③蒸发浓缩、冷却结晶
[解析] 高温熔融时发生反应3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O,制得墨绿色固体K2MnO4,将所得固体用KOH溶液浸取,将浸取液移至三颈烧瓶中,装置A为实验室制取CO2装置,盐酸易挥发,装置B为饱和碳酸氢钠溶液,用于吸收CO2中的HCl气体,装置C通入CO2至溶液pH为11.4时停止通CO2,发生反应:
3Mn+2CO22Mn+MnO2↓+2C,生成高锰酸钾,装置D为尾气处理装置,将装置C中所得悬浊液过滤、洗涤沉淀,将滤液和洗涤液合并后蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,制得产品。
(1)①氢氧化钾为强碱,能与SiO2反应,石英的主要成分为SiO2、陶瓷中含有SiO2和硅酸盐,故熔融时用到的仪器是铁坩埚,C正确。②根据图示和已知信息知,氯酸钾、KOH、MnO2发生氧化还原反应生成水、K2MnO4、氯化钾,化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O。(2)①根据仪器构造知,仪器D为球形干燥管;试剂X用于吸收CO2中的HCl气体,为饱和NaHCO3溶液。②K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4、MnO2,该反应为3Mn+2CO22Mn+MnO2↓+2C。③KMnO4溶于水,MnO2不溶于水,先过滤,根据溶解度曲线知,KMnO4溶解度受温度影响较大,故分离得到KMnO4固体的方法为过滤后,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
5.(1)Na2TeO3
(2)Cu2Te+2O2+2H2SO42CuSO4+TeO2+2H2O Te4++2SO2+4H2O2S+ Te↓+8H+
[解析] (1)Te与S同主族,SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3,所以TeO2与浓NaOH溶液反应生成盐的化学式为Na2TeO3。(2)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te与氧气、硫酸反应生成硫酸铜和TeO2,反应的化学方程式是Cu2Te+2O2+2H2SO42CuSO4+TeO2+2H2O;“还原”过程中,四氯化碲与二氧化硫反应生成单质碲和硫酸,反应的离子方程式是Te4++2SO2+4H2O2S+ Te↓+8H+。
6.Fe2+ VO++MnO2+2H+V+Mn2++H2O
[解析] Fe3O4与稀硫酸反应:Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,“酸浸氧化”过程中,因Fe2+具有还原性,从而也能被MnO2氧化生成Fe3+;VO+被氧化为V,MnO2则被还原为Mn2+,溶液呈酸性,结合守恒规律,离子方程式为VO++MnO2+2H+V+Mn2++H2O。
7.(1)2LiCoO2+6H++S2Li++2Co2++S+3H2O
(2)4HO·+C6H5OH+H2O3CH3COOH
(3)①ZnO+2NH3·H2O+2N[Zn(NH3)4]2++3H2O ②2AsC+2H2O2+6NH3·H2OAs2O5(胶体)+10Cl-+6N+5H2O
[解析] (1)“沉钴”时得到Co(OH)2,可以推知反应1中LiCoO2 与H2SO4、Na2SO3反应生成Co2+和S,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2LiCoO2+6H++S2Li++2Co2++S+3H2O。(2)依据流程图可知HO·除去苯酚(C6H5OH)时反应生成乙酸,化学方程式为4HO·+C6H5OH+H2O3CH3COOH。(3)①已知:“溶浸”后浸出液中含[Zn(NH3)4]2+等,则氧化锌和过量氨水、氯化铵生成[Zn(NH3)4]2+的离子方程式为ZnO+2NH3·H2O+2N[Zn(NH3)4]2++3H2O。②过氧化氢具有氧化性,“氧化除杂”过程中AsC和过氧化氢、氨水反应的离子方程式为2AsC+2H2O2+6NH3·H2OAs2O5(胶体)+10Cl-+6N+5H2O。
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