热点01 陌生化学(离子)方程式的书写-2024年高考化学【热点·重点·难点】专练(新高考专用)
展开在高考化学中,经常涉及陌生情景中的化学方程式书写,这部分内容是高中化学的重、难点知识,也是高考必考的内容。
预计2024年高考化学中,该部分考题将会结合化学工艺流程、综合实验进行考察,伴随陌生度较高的新信息和新情境,灵活度较高,涉及陌生氧化还原反应方程式的书写,而且以离子反应的形式出现可能性更大。
信息“新”、内容别致、陌生度高是这部分考题的特点,它要求学生通过有效自学,敏捷地接受试题给出的新信息,并将题给信息与课本知识有机地结合起来,达到以旧带新、触类旁通的作用,进而产生新思路,发现新规律,创造性地解决问题。
【策略1】知识储备——明确一些特殊物质中元素的化合价
【策略2】书写关键——识记常见氧化剂、还原剂及产物预测
(1)常见的氧化剂及还原产物预测
(2)常见的还原剂及氧化产物预测
【策略3】熟练书写复杂氧化还原反应方程式的步骤及常见误区
(1)“读”取题目中的有效信息,找出发生氧化还原反应的物质或离子。
①常见强氧化性物质或离子:Na2O2、Fe3+、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H+)。
②常见强还原性物质或离子:Fe2+、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SOeq \\al(2-,3))、H2S(Na2S、NaHS、S2-)、HI(NaI、I-)等。
(2)依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示,或给出的生成物),写出主要反应物和生成物的化学式。
(3)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、氧化产物的相应计量数。
(4)根据原子守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+、OH-或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
【误区1】误认为酸碱性不同对产物无影响。溶液的酸碱性不同产物也不同,如高锰酸钾的还原产物:
【误区2】忽视溶液的酸碱性条件。
①在酸性条件下,离子方程式中不能出现OH-;在碱性条件下,离子方程式中不能出现H+。
②酸性条件下多氧配H+,另一侧补水;碱性条件下多氧配水,另一侧补OH-。
(5)再依据质量守恒,写出规范的方程式。
考向一 氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
1.(2023·重庆·统考高考真题·节选)是一种用途广泛的磁性材料,以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表:
回答下列问题:
(3)反应釜2中,加入和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为 。
②为加快反应速率,可采取的措施有 。(写出两项即可)。
2.(2023·辽宁·统考高考真题·节选)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
回答下列问题:
(3)“氧化”中,用石灰乳调节,被氧化为,该反应的离子方程式为 (的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为、 (填化学式)。
(5)“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成,该反应的化学方程式为 。
3.(2023·海南·统考高考真题·节选)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域,是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(,还含有一定量的FeO和)生产BeO的一种工艺流程如下。
回答问题:
(4)无水可用作聚合反应的催化剂。BeO、与足量C在600~800℃制备的化学方程式为 。
考向二 非氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
4.(2023·山东·统考高考真题·节选)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 。
5.(2023·湖北·统考高考真题·节选)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、C等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(2)烧渣是LiCl、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,用化学方程式表示其原因 。
(4)已知,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。
6.(2023·浙江·统考高考真题·节选)工业上煅烧含硫矿物产生的可以按如下流程脱除或利用。
已知:
请回答:
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的可以在炉内添加通过途径Ⅰ脱除,写出反应方程式 。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素 ;写出实验过程中涉及的反应方程式 。
(建议用时:35分钟)
1.(2023·江苏南通·统考模拟预测·节选)电催化还原是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(2)一种铜基复合电极材料的制备方法:将一定量分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得,溶液呈蓝色。写出还原的离子方程式: 。
2.(2023·北京西城·统考二模·节选)制备纳米Fe并对其还原去除水中的硝酸盐污染物进行研究。
已知:i.纳米Fe具有很高的活性,易被氧化使表面形成氧化层
ii.纳米Fe将还原为的转化关系如下:
(2)酸性条件下,纳米Fe和反应生成和的离子方程式是 。
(4)水体中含有的与反应,会降低的去除率。与反应的离子方程式是 。
3.(2023·江苏南通·统考三模·节选)单宁酸-硫酸体系中,低品位软锰矿(质量分数为29%)中的Mn(Ⅳ)可被还原为而浸出。其浸出过程如图所示。
(2)写出葡萄糖还原生成的离子反应方程式: 。
4.(2023·北京海淀·校考一模)正极材料为LiCO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应除了得到LiFePO4外,还有另外一种酸式盐产物,请写出共沉淀的化学方程式为 。
②高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善诚信后的LiFePO4的导电性能外,还能 。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O被氧化成SO,LiCO2在溶解过程中反应的化学方程式为 。
②已知C的氧化物与Fe的氧化物类似。C(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为 (填化学式),在350~400℃范围内,剩余固体的成分为 (填化学式)。
5.(2023上·江西校考一模·节选)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉(ZnS和BaSO4的混合物):
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________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差,其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的______(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为___________________。
6.(2023·福建厦门·校考一模·节选)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:先向溶液中加入过量的,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_____________________。
(3)溶液和溶液混合可生成沉淀和,若生成,消耗的至少为_______。在溶液中可发生反应。实验室中使用过量的与溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量的原因是______________。
7.(2023·浙江金华·校考一模·节选)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的步骤如图:
已知:镍能溶于稀酸但溶解不完全,通常表现为+2价。
(1)“溶解”时加入H2O2溶液的目的是_______________。
(2)“除铁”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出其离子方程式:____________________
(3)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____________________________。
8.(2023·陕西渭南·统考模拟预测·节选)某小组同学探究与新制悬浊液的反应。
资料:为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸;能与氨水反应生成,该物质在空气中会立即被氧化成而使溶液显蓝色。
(1)装置B的作用是控制气体的流速,则B中试剂是 。
(2)通入前,实验Ⅰ、Ⅱ中产生蓝色絮状沉淀的离子方程式为 。
(3)实验Ⅰ通入后产生砖红色沉淀,该反应的化学方程式为 。分析实验Ⅰ一段时间后砖红色沉淀消失的可能原因 。
(4)同学们对实验Ⅱ中白色沉淀的成分继续探究。
①甲同学取少量白色沉淀,洗净后加入氨水,得到蓝色溶液,此过程中反应的离子方程式为:、 。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为,实验方案如下:
填写下表空格:
(5)实验Ⅰ和实验Ⅱ中与新制悬浊液均发生了 反应,反应现象的不同与 有关。
9.(2023·广东梅州·模拟预测·节选)铊(Tl)在工业中的用途非常广泛,其中铊锡合金可用作超导材料;铊镉合金是原子能工业中的重要材料。铊主要从铅精矿焙烧产生的富铊灰(主要成分PbO、ZnO、Fe2O3、FeO、Tl2O等)中提炼,具体工艺流程如图:
已知:萃取剂选用对铊有很高选择性的酰胺类萃取剂CH3CONR2的二乙苯溶液,萃取过程的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4。
(1)“浸取”过程中生成可溶性的TlCl,该反应的离子方程式为_____________________。
(2)“反萃取”过程中发生反应的化学方程式为_____________________。
(3)“还原、氧化、沉淀”过程中TlCl发生反应的离子方程式为_____________________。
10.(2024·广西·校联考一模·节选)NaClO2在工业生产中常用作漂白剂、脱色剂、消毒剂、拔染剂等。实验室中可用H2O2和NaOH混合溶液吸收ClO2的方法制取NaClO2,现利用如下装置及试剂制备NaClO2晶体:
已知:①NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
②ClO2气体浓度较大时易发生爆炸。
(2)装置A中生成ClO2的化学方程式为 。
11.(2023·四川绵阳·统考一模·节选)电解锌的生产过程中产生大量富钴渣,主要含金属Zn、Cd及CO、MnO和FeO。采用以下工艺可利用富钴渣生产高纯锌:
回答下列问题:
(1)在“溶浸”中,需搅拌并控制温度85℃,其目的是 。
(2)加入H2O2后生成FeOOH的化学方程式为 。
(3)“滤液①”中含有的金属离子有Cd2+、C2+、 。
(4)“除锰钴”中,生成MnO2的离子方程式为 。
12.(2023·河南·校联考模拟预测·节选)以某废锌渣(主要成分为及一定量的、、、、)为原料制备碳酸锌的工艺流程如图:
已知:相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如表所示:
回答下列问题:
(3)“浸出”时除直接溶于硫酸外,有部分在酸性条件下与发生了氧化还原反应。
①“浸出”步骤中,滤渣I的主要成分除硫单质外还有 (填化学式)。
②写出在酸性条件下与反应的化学方程式: 。
(4)“转化”步骤中,发生的主要反应的离子方程式为 ;的加入量高于理论值的主要原因为 。
13.(2023·四川雅安·统考模拟预测·节选)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):
某温度下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”中NaOH的作用除了去除催化剂表面的油脂外,还具有作用是 (用化学方程式表示)。为回收金属,通常用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀,该沉淀的化学式为 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子除了“Ni2+”,还有 。
(3)“转化”中加入H2O2的主要作用是 (用离子方程式表示)。
14.(2024·广西·校联考一模·节选)工业上常用炼钢残渣(主要含FeO•V2O3,还有少量铁粉、SiO2、Al2O3等杂质)为原料提取金属钒,其工艺流程如图所示:
已知:焙烧后铁全部转化为+3价氧化物。
(1)“研磨”的目的是 ,“磁选”后分离出的X为 。
(2)“焙烧”过程中,若转移电子数为2.5NA,则被氧化的FeO•V2O3为 ml。
(3)“酸浸”时,生成V2O5的离子方程式为 。
15.(2023·内蒙古赤峰·统考一模)叠氮化钠()不溶于乙醚,微溶于乙醇,易溶于水,常用于汽车安全防护袋的气源,汽车发生剧烈碰撞时,立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合肼()并利用其进一步反应制取的流程如下:
已知:①易溶于水,具有强还原性,易被氧化成N2;
②一定条件下,碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成
(1)写出反应器1中生成水合肼的化学方程式: 。
(2)反应器2中加入无水乙醚的作用是 。
(3)已知亚硝酸乙酯的结构简式为。写出反应器2中生成NaN3和的化学方程式: 。若生成39gNaN3,则该反应中转移电子的物质的量为 。
(4)反应器1要控制 NaClO溶液的用量,其主要目的是 。
(5)某实验室设计了如图所示装置制备。双极膜是阴、阳复合膜,层间的解离成OH-和H+并可分别通过阴、阳膜定向移动。
①双极膜中产生的 (填“H⁺”或“OH-”)移向多孔铂电极。
②石墨电极反应式为 。
(6)对于反应中生成的碳酸钠,可以通过以下过程转化为亚硫酸钠。
常用作还原性漂白剂。在测定某液体葡萄糖中残留量时,取50.0mL样品,先通入足量 Cl2,再加入足量盐酸酸化的氯化钡溶液,充分反应,过滤,洗涤,干燥,称量固体质量为0.11g。通入足量Cl2发生反应的离子方程式为 ,该样品中残留量为 g·L−1。(以SO2计,结果保留1位小数)
陌生化学(离子)方程式的书写
考向一 氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
考向二 非氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
CuFeS2:Cu为+2,Fe为+2,S为-2;
K2FeO4:Fe为+6;
FePO4:Fe为+3;
LiFePO4:Fe为+2;
Li2NH、LiNH2、AlN:N为-3;
N2H4:N为-2;
Na2S2O3:S为+2;
S2Oeq \\al(2-,8):S为+6;
VOeq \\al(+,2):V为+5;
C2Oeq \\al(2-,4):C为+3;
HCN:C为+2;N为-3;
CuH:Cu为+1,H为-1;
BHeq \\al(-,4):B为+3、H为-1;
FeOeq \\al(n-,4):Fe为+(8-n);
Si3N4:Si为+4,N为-3;
MnO(OH):Mn为+3;
CrOeq \\al(2-,4):Cr为+6;
氧化剂
还原产物
KMnO4
Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnOeq \\al(2-,4)(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+
还原剂
氧化产物
Fe2+
Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)
SO2(或H2SO3、SOeq \\al(2-,3)、NaHSO3)
SOeq \\al(2-,4)
S2-(或H2S、NaHS)
S、SO2(或SOeq \\al(2-,3))、SOeq \\al(2-,4)
H2C2O4、C2Oeq \\al(2-,4)
COeq \\al(2-,3)、CO2
H2O2
O2
I-(或HI、NaI)
I2、IOeq \\al(-,3)
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)
物质
溶度积
物质
序号
物质a
C中实验现象
通入前
通入后
Ⅰ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
Ⅱ
溶液
产生蓝色絮状沉淀
开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
试剂1
试剂2
蒸馏水
现象1
现象2
金属离子
开始沉淀
5.5
1.3
6.5
7.0
3.3
刚好完全沉淀
8.0
3.2
9.2
8.8
4.7
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01ml·L-1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10-5ml·L-1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
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