专题7.2 工业生产中陌生方程式的书写-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义(解析版)
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专题7.2 工业生产中陌生方程式的书写
【考纲要求】
1.陌生非氧化还原反应方程式的书写
2.信息型氧化还原反应方程式的书写
3.信息型电极方程式的书写
【核心知识梳理】
一.考查内容
从原料到产品的过程中的物质转化——主要考查能够根据反应类型寻找对应的反应规律。
二.考点特点
化学方程式是最具有化学学科特征的一种化学用语,陌生方程式的书写是高考题中常见的题型,也是“信息量大”的一类题型,用于考查学生接受、整合化学信息和分析解决问题的能力,陌生方程式综合性强,能力要求高,也是考生失分较多的题型之一,因此,考前熟练掌握方程式书写的方法和技巧是提分的有效措施。
三.化工流程中化学方程式的书写
1.书写思路
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型:
(1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律;
(2)元素化合价有变化则为氧化还原反应,既遵循质量守恒定律,又遵循得失电子守恒规律。
2.流程中陌生的氧化还原反应的书写流程
(1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。
(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。
(3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
(4)根据质量守恒配平反应方程式。
四.分类突破
1.陌生非氧化还原反应方程式的书写
(1)书写的基本过程:“证据→推理→符号”
①“读”取题目中的有效信息(证据),
②写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征),
③再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),写出规范的方程式。
(2)“广义”的水解方程式书写
广义的水解观认为,无论是盐的水解还是非盐的水解,其最终结果都是参与反应的物质和水分别离解成两部分,再重新组合成新的物质。
【例题示范1】按照要求写出下列反应的方程式
1.写出亚硫酰氯(SOCl2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式:
_____________________________________________________________________________________。
2.一氯胺(NH2Cl)是一种重要的水消毒剂,写出产生消毒物质的化学方程式:
_____________________________________________________________________________________。
SOCl2+H2O===SO2↑+2HCl↑
NH2Cl+2H2O===NH3·H2O+HClO
(3)“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写方程式
【例题示范2】根据要求完成下列化学方程式:
(1)25 ℃,H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下:
H2C2O4
Ka1=5.36×10-2
Ka2=5.35×10-5
HF
Ka=6.31×10-4
则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为____________________________。
(2)多硼酸盐四硼酸钠(Na2B4O7)与硫酸反应可制硼酸(H3BO3),写出反应的化学方程式:___________________________________________。
H2C2O4+F-===HF+HC2O
Na2B4O7+H2SO4+5H2O===Na2SO4+4H3BO3
(4)应用“平衡转化”思想书写方程式
例.沉钴工艺流程如下图所示,请写出“沉钴”过程中的离子方程式:
________________________________________________________________________________。
[解题思路] 该反应的微观平衡移动过程如下:
Co2++2HCO===CoCO3↓+CO2↑+H2O
【精准训练1】
1.工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO,含有少量FeO、)制备镍并回收副产物黄铵铁矾[]的工艺流程如下。
回答下列问题:
(3)“深度沉铁”时,溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低,且的用量高于理论用量的原因是______________________________________________。溶液中转化为黄铵铁矾的离子方程式为_______________________________________________________________________________。
2.某小组利用含铅废料(主要含PbO、PbSO4和PbO2)制备化工产品三盐(PbSO4·3PbO·H2O)的工艺流程如图:
已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,Pb(OH)2具有两性,PbO2有强氧化性。请回答下列问题:
(7)合成三盐的化学方程式为__________________________________________________,解释“合成”需控制溶液的pH不能大于10的原因_________________________________________________。
3.铍有“超级金属”之称,是航天、航空、电子和核工业等领域不可替代的材料。以绿柱石[]为原料制备金属铍的工艺如下:
已知:难溶于水,可与过量结合成。
回答下列问题:
(2)烧结时;与绿柱石作用除生成易溶于水的外,还有铁、铝、硅的氧化物,该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。
(3)“过滤1”的滤液中需加入适量NaOH生成沉淀,但NaOH不能过量,原因是___________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
4.氟化工产业被称为“黄金产业”,我国是世界最大氟化工初级产品生产国和出口国。用工业副产品氟硅酸(H2SiF6)制备氟化铵(NH4F)联产氟化镁的流程如下:
回答下列问题:
(2)写出反应①的化学方程式______________________________________________________。
5.NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛应用于化学镀镍、生产电池、医药工业、催化行业以及印染工业等行业中。由一种废料(主要成分是铁镍合金,还含有铜、镁、硅的氧化物)为原料制取NiSO4·6H2O步骤如图:
已知:①镍能溶于稀酸但溶解不完全,通常表现为+2价;
②常温下Ksp(MgF2)=6.4×10-9,Ka(HF)=6.3×10-4;
(3)“除铁”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出其离子方程式__________________________。
(6)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的化学方程式为____
__________________________________________________________________________。
2.陌生氧化还原(或电极)反应方程式的书写
(1)新情境氧化还原反应方程式的书写程序
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
(2) 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
氧化剂
Cl2
O2
浓H2SO4
HNO3
KMnO4(H+)、MnO2
Fe3+
KClO3 、
ClO-
H2O2
还原产物
Cl-
O2-
SO2
NO、NO2
Mn2+
Fe2+
Cl-
H2O
还原剂
I-
S2-(H2S)
CO、C
Fe2+
NH3
SO2、SO
H2O2
氧化产物
I2
S
CO2
Fe3+
NO 、N2
SO42-
O2
(3)掌握书写信息型氧化还原反应的步骤(3步法)
第1步:根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂,还原性最强的为还原剂;根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物;根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第2步:根据溶液的酸碱性,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3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。
(4)氧化还原反应方程式的配平:
第1步:标出化合价变化了的元素的化合价。
第2步:列变化:分别标出化合价升高数和化合价降低数
第3步: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。
第4步:利用元素守恒,观察配平其他物质
(5)“补缺”的技巧
缺项化学方程式的配平:
配平化学方程式时,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-
3.陌生的电极反应方程式的书写
书写陌生电极反应式的基本思路
(1)确定电极反应物与产物:想原理,定物质;
注意:信息优先(没有信息则用常规知识)
(2)确定电子转移的数量:标变价,算数目;
(3)配平电极反应式:补全物,思介质。
配平的顺序:先后化合价升降法配;再用电荷守恒配;最后用质量守恒配。
【精准训练2】
1.氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe2+、Ni2+等杂质)的流程如下:
工业ZnO浸出液滤液滤液滤饼ZnO
提示:在本实验条件下,Ni2+不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。
资料:金属离子沉淀的pH
金属离子
Fe3+
Fe2+
Ni2+
Zn2+
开始沉淀
2.7
7.6
6.4
6.5
完全沉淀
3.7
9.6
8.4
8.5
回答下列问题:
(1)反应②的离子方程式为_____________________________________________________,在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是___________。
2.高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂,也是高能电池的电极材料。工业上,利用硫酸亚铁为原料,通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾,可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)有同学认为上述流程可以与氯碱工业联合。写出电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式_____________________________________________________________________________________。
(3)用高铁酸钾处理水时,不仅能消毒杀菌,还能将水体中的NH3、CN-转化成CO2、N2等无毒的物质,生成的氢氧化铁胶体粒子还能吸附水中悬浮杂质。试写出高铁酸钾处理含CN-废水时除去CN-的离子方程式______________________________________________________________________________。
3.磷酸亚铁锂()锂离子电池具有寿命长和高安全性的优点,是新能源汽车的动力电池之一、从废旧的
磷酸亚铁锂电池中提取锂、铁等金属材料意义重大。下图是废旧磷酸亚铁锂电池材料(主要成分为,含少量炭黑,有机物和等杂质)回收工艺流程:
(2)写出氧化时的化学方程式_________________________________________________________________。
(3)黄血盐(配离子结构如下图所示)溶液遇立即产生深蓝色普鲁士蓝沉淀,可用其检验“氧化”后溶液中 是否沉淀完全,沉淀反应的离子方程式为______________________________________________。
4.利用某冶金行业产生的钒炉渣(主要含V2O3及少量SiO2、P2O5等杂质)可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产流程如图:
已知:V2O5微溶于水,可溶于碱生成VO。向Na3VO4溶液中加酸,不同pH对应的主要存在形式如表:
pH
≥13
10.6~12
约8.4
3~8
约2
<1
存在形式
VO
V2O
V3O
V10O
V2O5
VO
回答下列问题:
(1)“焙烧”后V元素转化为NaVO3,该反应的化学方程式为____________________________________。
(4)“还原”过程中,生成VOSO4和一种常温下无色无味的气体化合物,该反应的离子方程式为____________________________________________________。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VO2+,该方法的缺点是_________________________________。
5.和都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为,还含有少量MgO、等杂质)来制备。工艺流程如下;
回答下列问题:
(2)“酸浸”后,钛主要以形式存在,写出相应反应的离子方程式____________________________。
(5)写出“高温煅烧②”中由制备的化学方程式___________________________________。
(6)一种钛酸锂二次电池原理如图,放电时由N极层状材料中脱出经由电解质嵌入M极层状材料中,充电时N极电极反应方程式为________________________________________________________,放电时M极每增重7g,负载中转移电子数为________________。
【真题感悟】
1.【2021全国高考甲卷】碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)的一种制备方法如下图所示:
①加入粉进行转化反应的离子方程式为___________________________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成_________________后可循环使用。
②通入的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为____________________________;若反应物用量比时,氧化产物为____________;当,单质碘的收率会降低,原因是________________________________________________________。
(2)以为原料制备的方法是:先向溶液中加入计量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反应得到,上述制备的总反应的离子方程式为_______________________________。
2.【2021河北高考】绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(4)工序③中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为______________________________________,可代替NaOH的化学试剂还有___________ (填化学式)。
3.【2021湖南高考】可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以形式存在,还含有、、、等物质。以独居石为原料制备的工艺流程如下:
回答下列问题:
(5)“沉铈”过程中,生成的离子方程式为________________________________,常温下加入的溶液呈______________________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知:的,的,);
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为,在高温条件下,、葡萄糖()和可制备电极材料,同时生成和,该反应的化学方程式为__________________________________。
4.【2020新课标Ⅰ】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如下表所示:
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
回答下列问题:
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成,同时还有________________离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
5.【2020新课标Ⅲ】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·L−1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
回答下列问题:
(1)为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。
6.【2020年山东新高考】用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题:
(1)MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为_______________。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________________ 。
7.【2019新课标Ⅰ】硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_____________________________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________________________。
8.【2019新课标Ⅱ】立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:
(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为___________________________。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为______________________________________________________________。
③沉淀器中反应的离子方程式为__________________________________________________。
9.【2019新课标Ⅲ】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式__________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式____________________________________________________________。
10.【2018新课标Ⅰ卷】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式_____________________________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
①pH=4.1时,Ⅰ中为__________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是___________________________________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为________________________________________________。电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为____________________________,该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1(以SO2计)。
【课时达标训练】
1.(2021·山西高三二模)硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:
(1) 浸取”时需要加热,此时盐酸与MnO2、PbS以及NaCl发生反应生成Na2PbCl4、S等物质,反应的化学方程式为_____________________________________________________;该步骤中FeS2和MnO2颗粒可以组成两个原电池,如图所示:
其中,MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率变慢。
FeS2原电池负极上的电极反应式为__________________________________________________。
(6) 用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃-60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为__________________。
2.(2021·广东广州市·高三二模)锂、铍等金属广泛应用于航空航天、核能和新能源汽车等高新产业。一种从萤石矿(主要含BeO、、及少量、、FeO、、)中提取铍的工艺如图:
已知:苯甲酸是一元弱酸,白色片状晶体,常温下微溶于水,温度升高,溶解度增大。
回答下列问题:
(1) 铍的化学性质与铝相似,写出BeO溶于NaOH溶液的化学方程式______________________________。
(4) “除铁”中发生反应的离子方程式:、______________________。
3.(2021·四川高三三模)以含锂的电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)和浓硫酸为原料,制备电池级碳酸锂,同时得到副产品冰晶石的工艺流程如下:
已知:LiOH易溶于水,Li2CO3微溶于水。回答下列问题:
(2) 碱解反应中,同时得到气体和沉淀,反应的离子方程式为______________________________________。
(5) 上述流程得到的副产品冰晶石的化学方程式________________________________________________。
(6) 电池级Li2CO3可由高纯度LiOH转化而来。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为________________________________________________。
4.(2021·山东高三模拟)三氧化二钴(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。以含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图所示。
已知:
Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+等。
Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表。
沉淀物
Fe(OH)3
Co(OH)2
Ni(OH)2
完全沉淀时的pH
3.7
9.0
9.2
(1) “酸浸”时发生的主要反应是________________________________________________(写离子方程式)。
(2) 写出高温煅烧时发生的化学反应方程式___________________________________________________。
5.(2021·眉县槐芽中学高三月考)硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等.用锌白矿(主要成分为ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质) 制备ZnSO4•7H2O的流程如图。
相关金属离了生成氢氧化物沉淀的pH (开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol•L-1计算)如表:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
6.4
8.0
(2) “置换”过程中,加入适量的锌粉,除与溶液中的Fe3+,H+反应外,另一主要反应的化学方程式为_____
__________________________________________________________________________。
(3) “氧化”一步中,发生反应的离子方程式为______________________________________________。
6.(2021·安徽淮南市·)工业上利用碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe、Mg、Ca的碳酸盐、Cu、Ni、Al的氧化物及少量不溶杂质)制备硫酸锰,其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1) “酸浸”中MnCO3溶解的离子方程式为_____________________________________________________。
(2) “除铝铁”步骤中加入MnO2发生反应的离子方程式为________________________________________。
7. (2021·广东惠州市·高三一模)工业上用粗铜电解精炼所产生的阳极泥[主要含硒化亚铜()和碲化亚铜()]为原料,进行综合回收利用的某种工艺流程如下:
已知:①是两性氧化物,微溶于水。
②25℃时,亚酸()的,。
(1) 写出工业上电解精炼铜的阴极电极反应式______________________________________________。
(2) “烧结”时的固体产物主要为、和,该过程中反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________。
(5) 还原过程的主要目的是将“烧结”时生成的少部分进行转化。
①“还原”时反应的离子方程式__________________________________________________________。
8.(2021·河南三门峡市·高三二模)钼酸锂(Li2MoO4)的外观为白色结晶粉末,易溶于水,难溶于有机溶剂,用于电极材料、金属陶瓷的制作。工业上以某精选钼矿(主要含MoS2,还含有少量CuFeS2)为原料制备Li2MoO4,其工艺流程如图:
回答下列问题:
(1) “滤液1”含有的离子主要有Fe2+、Cu2+、SO、C1-,“酸浸、氧化”过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的 离子方程式为_________________________________________________________________________。
(2) 写出“氧化、灼烧”时反应的化学方程式:_________________________________________________。
9.(2021·湖北高三模拟)五氧化二钒()是一种重要的工业催化剂,采用以下两种途径制备。
已知:①
②微溶于冷水,易溶于热水,难溶于乙醇
回答下列问题
(1) 途径Ⅰ“焙烧”中转化为的化学方程式是______________________________________。
(3) 途径Ⅱ“浸取”时,可产生,写出发生反应的离子方程式_____________________________,得到“滤渣③”的成分是__________________________________________________。
10.(2021·济南市·山东省实验中学高三一模)碳酸锰(MnCO3)是高性能磁性材料,金属钨是重要的战略物资。由黑钨矿(主要成分为FeWO4、MnWO4,少量SiO2)制取碳酸锰和金属钨的流程如下:
已知:①钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水,其钠盐易溶于水;
②和完全沉淀的pH分别为8和5;
③草酸(H2C2O4)具有酸性和还原性,能分解;
④常温时,Ksp[Mn(OH)2]=1×10-12.8
回答下列问题:
(2) 粉碎、焙烧”时MnWO4发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(3) MnO2与硫酸、草酸反应的离子方程式是__________________________________________________。
答案
【精准训练1】
1.答案
(3)将Fe2+氧化为Fe3+ 双氧水不稳定,受热易分解
解析 (3)溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低,且的用量高于理论用量的原因是双氧水不稳定,受热易分解;溶液中转化为黄铵铁矾的离子方程式为;
2.答案
(7)4PbSO4+6NaOH=PbSO4·3PbO·H2O+3Na2SO4+2H2O Pb2+会转化为Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三盐的产率
解析 向含铅废料(主要含PbO、PbSO4和PbO2)中加入Na2SO3溶液、Na2CO3溶液,PbO2有强氧化性,将Na2SO3
溶液氧化生成PbSO4,Na2CO3溶液将PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为CO+PbSO4=PbCO3+SO,然后过滤得到滤液1为Na2SO4溶液,向滤渣中加入硝酸酸溶,PbO、PbCO3都与硝酸反应生成Pb(NO3)2;然后向溶液中加入硫酸,生成PbSO4沉淀,过滤,滤液2的主要成分是HNO3,向滤渣中加入NaOH溶液,发生反应4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+ PbSO4•3PbO•PbSO4•H2O+2H2O,过滤、洗涤、干燥得到PbSO4•3PbO• H2O,滤液3中含有Na2SO4,据此分析解答。(7)合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+ PbSO4•3PbO• H2O+2H2O,“合成”需控制溶液的pH不能大于10,若pH大于10,Pb2+会转化为Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三盐的产率,故答案为:4PbSO4+6NaOH= PbSO4•3PbO• H2O+3Na2SO4+2H2O;Pb2+会转化为Pb(OH)2或者可溶的Pb(OH)、Pb(OH)、PbO等,降低了三盐的产率。
3.答案
(2)
(3)
解析 绿柱石的主要成分Be3Al2(SiO3)6,可表示为3BeO•Al2O3•6SiO2,由流程可知,烧结时发生Be3Al2(SiO3)6+2Na3FeF6 3Na2BeF4+Al2O3+Fe2O3+6SiO2,碾碎、水浸后,再过滤,分离出滤渣为Al2O3、Fe2O3、SiO2,滤液中加入NaOH生成Be(OH)2沉淀,若NaOH过量与Be(OH)2反应,降低Be的产率,Be(OH)2煅烧得BeO,BeO与C、Cl2反应得到BeCl2、CO,电解NaCl-BeCl2熔融混合物制备金属铍,沉氟时发生12NaF+Fe2(SO4)3=2Na3FeF6↓+3Na2SO4,难溶物循环利用,以此来解答。(2)Na3FeF6与Be3Al2(SiO3)6作用生成易溶于水的Na2BeF4和Fe2O3、Al2O3、SiO2等固体难溶物,该反应的化学方程式为,“滤渣1”中的酸性氧化物是:;
(3)因为Be(OH)2呈两性,“过滤1”的滤液中若加入的氢氧化钠过量,则会继续溶解而生成可溶性盐,所以后果是;
4.答案
(2)H2SiF6 + 6NH3 +(2+n) H2O = 6NH4F+SiO2▪nH2O↓
解析H2SiF6和氨气反应生成硅胶沉淀和氟化铵,滤液减压浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥得到氟化铵,母液中加入硫酸镁生成氟化镁沉淀,据此回答问题。(2)反应①是H2SiF6和氨气反应生成硅胶沉淀和氟化铵,据此写出反应的化学方程式为H2SiF6 + 6NH3 +(2+n) H2O = 6NH4F+SiO2▪nH2O↓,故答案为:H2SiF6 + 6NH3 +(2+n) H2O = 6NH4F+SiO2▪nH2O↓;
5.答案
(3) 6Fe3++4SO+6H2O+2Na++6MgO=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6Mg2+
(6)2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O
解析 废料与硫酸、过氧化氢混合,硫酸把单质Fe、Cu、Mg的氧化物溶解,部分Ni溶解,转化得到的离子有Fe2+、Cu2+、Mg2+,加入的H2O2具有氧化性,可以促进Ni的溶解,使其全部转化为Ni2+,同时把存在的Fe2+氧化为Fe3+;二氧化硅不溶于酸,则滤渣为二氧化硅;加入MgO、硫酸钠生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀;加入硫化氢,生成不溶于硫酸的硫化铜沉淀;加入NaF溶液,使Mg2+转化为MgF2沉淀除去;加入NaOH使镍生成沉淀。(3)“除铁”时加入Na2SO4溶液和MgO,根据元素守恒和电荷守恒,离子方程式为6Fe3++4SO+6H2O+2Na++6MgO=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6Mg2+;(6)NaClO具有强氧化性,Cl元素由+1价降低到-1价,则Ni元素由NiSO4中+2价升高到NiOOH中的+3价,根据得失电子守恒和元素守恒,化学方程式为2NiSO4+NaClO+4NaOH=2NiOOH↓+NaCl+2Na2SO4+H2O;
【精准训练2】
1.答案
(1)+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ 铁离子不能生成沉淀,从而无法除去
解析 工业级氧化锌(含有Fe2+、Ni2+等杂质)和稀硫酸反应后溶液中存在Fe2+、Zn2+和Ni2+,向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5,Ni(Ⅱ)不能被氧化,Fe2+被氧化而被除去,同时溶液中有MnO2生成,过滤后,向滤液中加入Zn,过滤,Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni,溶液中存在Zn2+,向滤液中加入碳酸钠溶液,生成碳酸锌沉淀,煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO,据此分析解答。(1)通过以上分析知,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,将Fe2+氧化生成铁离子、MnO2,Zn2+和Ni2+与酸性高锰酸钾溶液不反应,所以反应②中除掉的杂质离子是Fe2+,发生的离子反应有+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+,如果溶液的pH较低,溶液呈酸性,则不能生成Fe(OH)3和MnO2沉淀而导致无法除去Fe2+,故答案为:+3Fe2++7H2O═MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;铁离子不能生成沉淀,从而无法除去;
2.答案
(1)NaCl+H2ONaClO+H2↑
(3)10FeO+6CN-+22H2O=10Fe(OH)3(胶体)+6CO+3N2↑+14OH-
解析 实验室欲制备高铁酸钾,首先要分别制备铁黄和NaClO,将而二者混合后加入NaOH调节溶液pH得到高铁酸钠,通过Na与K的置换可以得到高铁酸钾粗产品。根据图像分析制备过程中最佳的制备温度和溶液pH;根据沉淀溶解平衡常数计算溶液中Fe3+的浓度;根据充电时的电池总反应方程式和充电时各电极的得失电子情况书写电极方程式。(1)电解饱和食盐水制取次氯酸钠的化学方程式NaCl+H2ONaClO+H2↑;(3)高铁酸钾具有氧化性,可以将CN-氧化为氮气和二氧化碳而除去,本身被还原为氢氧化铁胶体,在碱性溶液中二氧化碳变成碳酸根离子,反应的方程式为10FeO+6CN-+22H2O=10Fe(OH)3(胶体)+6CO+3N2↑+14OH-;
3.答案
(2)
(3)
解析 废旧磷酸亚铁锂电池材料(主要成分为,含少量炭黑,有机物和等杂质),放电拆解后焙烧,去除正极材料粉末中的炭黑和有机物,加入氢氧化钠溶液碱浸发生2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑,过滤得到滤液1中偏铝酸钠溶液,滤渣加入Na2S2O8溶液氧化亚铁滤渣生成FePO4,调节溶液pH生成磷酸铁沉淀,滤液2中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂。(2)加入Na2S2O8溶液氧化亚铁滤渣生成FePO4,氧化时的化学方程式。故答案为:;(3)黄血盐溶液遇立即产生深蓝色普鲁士蓝沉淀,可用其检验“氧化”后溶液中是否沉淀完全,沉淀反应的离子方程式为。故答案为:;
4.答案
(1)V2O3+O2+Na2CO3=2NaVO3+CO2↑
(4)2VO+HCOOH+2H+=2VO2++CO2↑+2H2O 生成有毒气体氯气
解析 钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)与Na2CO3在空气中焙烧得到NaVO3、Na2SiO3、Na3PO4,水浸,加入硫酸镁得到MgSiO3、Mg3(PO4)2沉淀,过滤后加入沉钒得到V2O5,再加入稀硫酸溶解得到VO,酸性条件下加入甲酸还原得到VO2+,在加入碳酸氢铵,得到氧钒碱式碳酸铵晶体。(1)“焙烧”后V元素转化为NaVO3,说明V2O3在焙烧过程中被氧化,根据电子守恒可知V2O3和O2的系数比为1:1,再结合元素守恒可得化学方程式为V2O3+O2+Na2CO3=2NaVO3+CO2↑;(4)还原过程中还原剂为HCOOH,所以生成的无色无味的气体化合物应为CO2,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2VO+HCOOH+2H+=2VO2++CO2↑+2H2O;浓盐酸中Cl-会被V2O5氧化为有毒气体氯气。
5.答案
(1) (5)
(6)
解析 、MgO、加入硫酸,与盐酸反应生成FeCl2、、MgCl2,和硫酸不反应,滤渣是,滤液①中含有FeCl2、、MgCl2,滤液①水解过滤生成沉淀,滤液②中含有FeCl2、MgCl2,滤液②加入过氧化氢把Fe2+氧化为Fe3+,加入磷酸生成FePO4沉淀,FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成。(2)“酸浸”时与盐酸反应生成FeCl2、,钛主要以形式存在,反应的离子方程式是;(5)FePO4、Li2CO3、H2C2O4灼烧生成、二氧化碳、水,由制备的化学方程式;(6)放电时由N极层状材料中脱出经由电解质嵌入M极层状材料中,放电时M是正极、N是负极,充电时N极是阴极,电极反应方程式为,放电时M极发生反应FePO4+e-+Li+= LiFePO4,所以每增重7g,负载中转移电子数为NA。
【真题感悟】
1.答案
(1)2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I- AgNO3 FeI2+Cl2= I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的进一步氧化 (2)
解析 (1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中,故答案为:2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;②通入的过程中,因I-还原性强于Fe2+,先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2= I2+FeCl2,若反应物用量比时即过量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当即过量特别多,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低,故答案为:FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的进一步氧化;(2)先向溶液中加入计量的,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入溶液,反应得到,上述制备的两个反应中I-为中间产物,总反应为与发生氧化还原反应,生成和,根据得失电子守恒、电荷守恒]及元素守恒配平离子方程式即可得:,故答案为:;
2.答案
(4)2Na2CrO4+2CO2+H2O= Na2Cr2O7+2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O Na2CO3
解析 由题给流程可知,铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应为,在熔融氢氧化钠作用下,Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠,氧化镁不反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣1和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠的滤液;将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀;向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠;向滤渣1中通入二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气,二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。(4)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为2Na2CrO4+2CO2+H2O= Na2Cr2O7+2NaHCO3↓,故答案为:2Na2CrO4+2CO2+H2O=Na2Cr2O7 +2NaHCO3↓;(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下,Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO3 8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应,故答案为:4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O;
3.答案
(5)↑ 碱性 (6)6++12=12+6CO↑+6H2O+6CO2↑
解析 焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸,转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,与硫酸不反应, 转化为Al2(SO4)3,转化为Fe2(SO4)3,转化为CaSO4和HF,酸性废气含HF;后过滤,滤渣Ⅰ为和磷酸钙、FePO4,滤液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,加氯化铁溶液除磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝,还含氢氧化铁;加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。(5)用碳酸氢铵“沉铈”,则结合原子守恒、电荷守恒可知生成的离子方程式为↑;铵根离子的水解常数Kh()=
≈5.7×10-10,碳酸氢根的水解常数Kh()==≈2.3×10-8,则Kh()
(2)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;Fe2+,VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O;
(5)NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。
解析 (2)“酸浸氧化”中,钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水,MnO2具有氧化性,Fe2+具有还原性,则VO+和VO2+被氧化成的同时还有Fe2+被氧化,反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=
Mn2++2Fe3++2H2O;VO+转化为时,钒元素的化合价由+3价升至+5价,1molVO+失去2mol电子,MnO2被还原为Mn2+,Mn元素的化合价由+4价降至+2价,1molMnO2得到2mol电子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,VO+转化为反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O,故答案为:Fe2+,VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O;(5)“调pH”中有沉淀生成,是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀,生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O,故答案为:NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。
5.答案
(1)+H++H2O=Al(OH)3↓或+H+=Al(OH)3↓+H2O。
(5)2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O;
解析 (1)滤液①中含有NaAlO2(或Na[Al(OH)4]),加入稀硫酸可发生反应+H++H2O=Al(OH)3↓或+H+=Al(OH)3↓+H2O。(5)由题干信息,硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀,即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀,ClOˉ被还原为Clˉ,则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O,故答案为:2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O;
6.答案
(1)MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S;
(5)Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。
解析 (1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更充分,提高反应速率;MnO2与BaS反应转化为MnO,Mn元素的化合价由+4价降低为+2价,根据元素价态规律可知-2价的S元素应被氧化得到S单质,则MnO2与BaS的系数比应为1:1,根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2,结合元素守恒可得化学方程式为:MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S;(5)碳化过程Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,促进碳酸氢根的电离,产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水,所以离子方程式为Mn2++HCO+NH3·H2O
=MnCO3↓+NH+H2O。
7.答案
(1)NH3+NH4HCO3(NH4)2CO3。
(4)2Mg2++2H2O+3CO32-Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-;
解析 (1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气,用碳酸氢铵溶液吸收,反应方程式为:NH3+NH4HCO3 (NH4)2CO3。(4)沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2∙MgCO3,沉镁过程的离子反应为:2Mg2++2H2O+3CO32-Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-;
8.答案
(2)①BaSO4+4CBaS+4CO↑ CO+H2OCO2+H2。
③S2−+Ba2++Zn2++BaSO4·ZnS↓
解析 重晶石与焦炭在回转炉中反应BaSO4+4CBaS+4CO↑,生成还原料BaS,硫化钡溶液与硫酸锌发生复分解反应S2−+Ba2++Zn2++BaSO4·ZnS↓,得到立德粉。①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,写出方程式;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,写出方程式CO+H2O
CO2+H2。③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,产物硫酸钡与硫化锌为沉淀,不可电离,写出离子方程式。
9.答案
(1) MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。
(6) Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O。
解析 (1) Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在,SiO2与硫酸不反应,所以滤渣I中除了S还有SiO2;在硫酸的溶浸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,方程式为:MnO2
+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。(6) 根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O。
10.答案
(1) 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
(2)NaHSO3 得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O-4e-=4H++O2↑ a
(4)S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+ 0.128
解析 (1)亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠,根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;(2)①碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性,说明生成物是酸式盐,即Ⅰ中为NaHSO3;②要制备焦亚硫酸钠,需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液,因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3过饱和溶液;(3)阳极发生失去电子的氧化反应,阳极区是稀硫酸,氢氧根放电,则电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。阳极区氢离子增大,通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。阴极是氢离子放电,氢氧根浓度增大,与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠,所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。(4)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.0001mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以SO2计)是。
【课时达标训练】
1.答案
(1) MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2+2H2O FeS2-2e-=Fe2++2S
(6) 4PbSO4+6OH- 3PbO•PbSO4•H2O+3SO+2H2O
解析 (1) “浸取”时需要加热,此时盐酸与MnO2、PbS以及NaCl发生反应生成Na2PbCl4、S等物质,反应的化学方程式为MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2+2H2O;故答案为MnO2+PbS+4HCl=PbCl2+S+MnCl2+2H2O;FeS2在原电池负极上失电子被氧化生成硫单质,电极反应式为FeS2-2e-=Fe2++2S。故答案为:FeS2-2e-=Fe2++2S;(6) 用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃-60℃反应可以制备三盐,三盐基硫酸(3PbO•PbSO4•H2O),根据质量守恒配平反应方程式:4PbSO4+6NaOH 3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O,该反应的离子方程式为4PbSO4+6OH- 3PbO•PbSO4•H2O+3SO+2H2O。故答案为:4PbSO4+6OH- 3PbO•PbSO4•H2O+3SO+2H2O。
2.答案
(2)
(4)
解析 (1) 由题意可知,铍的化学性质与铝的化学性质相似,氧化铝与氢氧化钠反应的化学反应方程式为:,类比化学反应方程式,氧化铍与氢氧化钠反应为非氧化还原反应,生成铍酸盐和水。所以氧化铍与氢氧化钠的反应的化学反应方程式为:。答案为:;(4) 根据流程图可知,除铁中,铁元素最终是以黄钠铁矾渣形式存在,所以是难溶于水的固体,根据题意可知,。答案为:;
3.答案
(2) 2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(5) 6HF+Na2SO4+NaAlO2=NaAlF6+H2SO4+2H2O
(6) Li2CO3+2C+2Fe PO42LiFePO4+3CO↑
解析 (2) 碱解反应中,硫酸铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳气体,反应的离子方程式为2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;(5) 偏铝酸钠、HF、硫酸钠反应生成Na3AlF6和H2SO4,反应的化学方程式为6HF+Na2SO4+NaAlO2=NaAlF6+H2SO4+2H2O;(6) 将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,根据化合价升降规律,可知生成的可燃性气体是CO,该反应的化学方程式为Li2CO3+2C+2Fe PO42LiFePO4+3CO↑。
4.答案
(1) Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++3H2O+O2↑
(2) 2Co2(OH)2CO3+O222Co2O3+2H2O+2CO2
解析(1) 含钴废料中含有Co2O3、NiO、Fe3O4,“酸浸”后的溶液中含有Co2+,“酸浸”时发生的主要反应为Co2O3氧化H2O2,生成O2和Co2+,反应的离子方程式为Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++3H2O+O2↑;故答案为:Co2O3+H2O2+4H+=2Co2++3H2O+O2↑;(2) 高温煅烧时,Co2(OH)2CO3被氧化为Co2O3,所以反应的化学方程式为2Co2(OH)2CO3+O222Co2O3+2H2O+2CO2;故答案为2Co2(OH)2CO3+O222Co2O3+2H2O+2CO2。
5.答案
(2) Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(3) 3Fe2+++7ZnO+9H+=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+7Zn2+
解析(2) “ 置换”过程中,加入适量的锌粉,发生置换反应:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4、 Zn+Fe2(SO4) 3=
2FeSO4+ZnSO4;(3) ”氧化”-步中,KMnO4溶液、纯ZnO与Fe2+反应生成MnO2和Fe(OH)3沉淀,发生反应的离子方程式为:3Fe2+++7ZnO+9H+=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+7Zn2+;
6.答案
(1)
(2)
解析 (1) “酸浸”中MnCO3与硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳、水,反应的离子方程式为。(2) “除铝铁”步骤中,加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为。
7.答案
(1)
(2)
(5) ①
解析 (1) 工业上电解精炼铜的阴极为铜离子得到电子生成铜,电极反应式为;
(2) 阳极泥主要含硒化亚铜(Cu2Se)和碲化亚铜(Cu2Te),通过在氧气和Na2CO3固体中烧结,生成Na2SeO3、Na2TeO3和Cu2O,通过元素守恒和电子转移守恒,得到Cu2Te发生的化学方程式为:2Cu2Te+2Na2CO3+3O22Cu2O+2Na2TeO3+2CO2;(5) ①根据流程烧结是产生的少量Na2SeO4被FeSO4还原为Na2SeO3除去,根据电子转移守恒和元素守恒,反应的离子方程式为2Fe2++SeO+2H+ = 2Fe3++SeO+H2O;
8.答案
(1) CuFeS2+16 Fe3++8H2O= Cu2++2SO+17Fe2++16H+
(2) 2MoS2+7O24SO2+2MoO2
解析 (1) “滤液1”含有的离子主要有Fe2+、Cu2+、SO、C1-,“酸浸、氧化”过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为CuFeS2+ 16Fe3++8H2O= Cu2++2SO+17Fe2++16H+。(2) “氧化、灼烧”时MoS2与氧气生成二氧化硫和钼,反应的化学方程式:2MoS2+7O24SO2+2MoO2。
9.答案
(1)
(3)
解析 (1) 钒废料(V2O3),加碳酸钙焙烧将转化为,V的化合价升高,则氧的化合价会降低,即生成物中有氧气,则化学方程式为:,故答案为:;(3) 经过浸取,可产生,则离子方程式为:;加入NaClO,可将亚铁离子氧化为铁离子,加合适的药品调pH至4,除去Fe3+得到,即滤渣③的成分是,故答案为:;;
10.答案
(2) 2MnWO4+2Na2CO3+O2=2Na2WO4+2MnO2+2CO2
(3) MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2↑+2H2O
解析 黑钨矿(主要成分为FeWO4、MnWO4,少量SiO2)中加入纯碱、通入空气后粉碎焙烧,生成CO2,SiO2和碳酸钠反应生成Na2SiO3,则滤液II中含有Na2SiO3;水浸后过滤得到滤液I、滤渣I,滤渣I中加入稀盐酸过滤,得到MnO2,滤液蒸干、灼烧得到固体A;滤液I调节溶液的pH然后过滤,得到滤渣II和滤液II,调节溶液的pH过滤得到H2WO4,则滤液I中还含有Na2WO4,所以焙烧时生成Na2WO4、Na2SiO3、MnO2、Fe2O3,所以滤渣I中含有MnO2、Fe2O3,滤液I中含有Na2WO4、Na2SiO3;氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁,氯化铁水解生成氢氧化铁和HCl,蒸干灼烧氢氧化铁固体分解生成氧化铁,则蒸干得到的固体A为Fe2O3;二氧化锰和草酸、硫酸控温加热得到MnSO4,向硫酸锰溶液中加入碳酸钠发生复分解反应得到MnCO3;滤液II调节溶液pH时得到滤渣II为H2SiO3;焙烧钨酸得到氧化钨,氧化钨发生铝热反应得到W;(2) 粉碎、焙烧”时MnWO4发生反应的化学方程式为:2MnWO4+2Na2CO3+O2=2Na2WO4+2MnO2+2CO2;(3) MnO2与硫酸、草酸反应生成硫酸锰,同时生成二氧化碳和水,离子方程式为MnO2+H2C2O4+2H+═Mn2++2CO2↑+2H2O;
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