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突破高考化学工艺流程题的策略和方法
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突破高考化学工艺流程题的策略和方法
一、工业流程题中常用的关键词
酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）
碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）
氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子 氧化物：调节pH促进水解（沉淀）
控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度
二、工业流程题中常见的操作
（一）原料的预处理
①粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。如某装置中使用带多孔球泡的导管。
②水浸：与水接触反应或溶解。
③酸浸：通常用硫酸溶，出现盐酸与硝酸考虑在溶浸步骤发生氧化还原反应，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。注意酸溶时若含有二氧化硅一般为沉淀。
④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，
⑤灼烧、焙烧、煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解。
（二）控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH值的控制。
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足：
A、能与H＋反应，使溶液pH值增大；
B、不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值（原理：CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3与H+反应，使溶液中H+浓度减小，PH上升）。
②蒸发、反应时的气体氛围：抑制物质的水解，提高产率
③加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动（正向移动或逆向移动，由题意而定）
④降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤趁热过滤：防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
有机溶剂洗涤：减少晶体溶解损失，带走水分利于干燥得到固体
减压蒸馏：降低物质的沸点，减少物质的挥发，防止热稳定性差物质受热分解
（三）控温的方法与目的
题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内（可用水浴或油浴来控制）：
一般有以下几个目的：
a、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，如侯德榜制碱中，将CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（30+2）℃，可得NaHCO3晶体，温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在80－90℃，目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。
b、使催化剂的活性达到最好：如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时，选择的温度是500℃左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。
c、防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170℃，原因是就是在140℃时会有乙醚产生。
d、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。
三、常见文字叙述方法
1．洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2－3次。
2．从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－降温结晶－过滤－（洗涤-干燥）。
3. 判断沉淀剂过量：将反应后的混合物静置一段时间，取少量上清液，置于一洁净试管中，再加少量沉淀剂，若没有沉淀生成，则证明沉淀剂已过量
4.沉淀是否洗涤干净的操作：取最后一次洗涤液少量于试管中，加某某试剂，若不产生某某现象，则证明沉淀洗涤干净（注意常见铁离子、亚铁离子、硫酸根、碳酸根、氯离子、铵根离子、卤离子的检验方法）
5.关于ksp的相关计算：当某离子浓度小于等于1*10-5mol/L认为该离子沉淀完全
6.选择合适的PH范围方法：一般根据离子开始沉淀与沉淀完全PH值进行判断，要求选择大于等于杂志完全沉淀PH值，小于主产物开始沉淀PH值，注意含有Fe2+一般先加氧化剂氧化，再沉淀。
7.可循环物质：一般结合试剂线与反应副产物进行确定，流程图中箭头既指入又指出一般循环使用
四、工艺流程中涉及反应的书写方法
1.化工流程题中主要涉及的5类离子反应
（1） 反应难溶物溶解的离子反应
ZnCO3溶于稀硫酸：
ZnCO3＋2H＋=== Zn2＋＋H2O＋CO2↑
Cr(OH)3溶于盐酸：
Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
Al(OH)3溶于强碱：
Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O
（2）沉淀转化的离子反应
ZnS转化为CuS：
ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋
AgCl转化为AgI：
AgCl＋I－===AgI＋Cl－
Mg(OH)2转化为Fe(OH)3：
3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
（3）同种元素在同种价态、不同pH条件下转化的离子反应
CrO在酸性条件下转化为Cr2O：
2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O
V2O5在酸浸时转化为VO2+：
V2O5＋2H＋===2VO2+＋H2O
Cr(OH)3在碱性条件下转化为Cr(OH)4-：
Cr(OH)3＋ OH－=== Cr(OH)4-
（4） 与量有关的离子反应
向Ca(OH)2溶液中滴加NaHCO3溶液
NaHCO3溶液少量：
HCO3-＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
NaHCO3溶液过量：
2HCO3-＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2＋2H2O
向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液
加Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀：H＋＋OH－＋SO42-＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O
加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性：2H＋＋2OH－＋SO42-＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O
2、 离子不能共存类型
发生复分解反应而不能大量共存
生成难溶物或微溶物
如Ba2＋和CO生成BaCO3，H＋和SiO生成H2SiO3，Cu2＋和OH－生成Cu(OH)2等
生成气体或挥发性物质
如H＋与CO、HCO、SO、HSO、S2－、HS－等；NH和OH－生成NH3(加热)等
生成难电离物质
如H＋与CH3COO－生成弱酸CH3COOH、与OH－结合生成H2O等；NH和OH－生成NH3·H2O等
发生氧化还原反应而不能大量共存
具有较强氧化性的离子(如MnO、ClO－、 Fe3＋等)与具有较强还原性的离子(如Fe2＋、S2－、I－、SO等)不能共存
NO与I－、S2－与SO、Cl－与ClO－等在酸性条件下不能共存，而在碱性条件下可共存
发生相互促进的水解反应而不能大量共存
某些弱碱阳离子与某些弱酸阴离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。如Al3＋与AlO、HCO、CO、S2－，Fe3＋与AlO、HCO、CO等发生相互促进的水解反应生成沉淀或气体
发生络合反应而不能大量共存
若离子间发生络合反应，则这些离子不能共存。如Fe3＋与SCN－不能共存，Cu2＋与NH3·H2O不能共存
一、氧化还原反应类型的方程式书写
1、直接提取【题目信息直接给出了反应物、生成物】
例题1：【2016全国Ⅰ-28】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式______ 。
【改编】 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中的离子方程式 。
【变式训练1】【2019全国Ⅱ-26】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在回转窑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 。
【变式训练2】【2019全国Ⅲ-26】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：
（1）“滤渣1”含有S，写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
【变式训练3】【2018江苏-20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（3）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式： 。
2、判断推理【题目信息中部分主要反应物和生成物的信息是未知的，需依据化学学科知识或原理推断出未知物质。】
例题2：【2018全国Ⅰ-27】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：
（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 。
【变式训练4】【2017全国Ⅰ-27】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式： 。
【变式训练5】【黄冈八模测试（五）-28】某实验室废液含NH4+、Na+、Fe3+、Cr3+、SO42-、PO43-等离子，现通过如下流程变废为宝制备K2Cr2O7。
（3）步骤②含Cr物质发生的主要反应的离子方程式为 。
【变式训练6】【2020广州一测-26改编】实验室以活性炭为催化剂，用CoCl2·6H2O制取三氯化六氨合钴(Ⅲ)。制备流程如下：
步骤③“氧化”在60℃进行，发生的反应化学方程式为 。
二、电极反应式的书写【分析电池类型，牢记放电顺序】
例题3：【2018广州一测-27】高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。制备 NH4ClO4的工艺流程如下：
（ 1） 电解 NaClO3溶液时， ClO3-在 极发生反应， 其电极反应式为 。
【变式训练7】【2019江苏-20】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式 。
【变式训练8】【2018全国Ⅰ-27】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：
（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 。
【变式训练9】【2018全国Ⅲ-27】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如左下图所示。
【改编】①写出电解时阳极的电极反应式 。
【变式训练10】【2018天津-10】（3）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如右上图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式： 。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
该电池的总反应式： 。
【变式训练11】【2018江苏-20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式： 。
【变式训练12】【2018全国Ⅱ-26】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为 。
【变式训练13】【2011广东32】由熔盐电解法获得的粗铝含有一-定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下:
（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以Al2Cl7—和A1Cl4—形式存在，铝电极的主要电极反应式为 。
三、非氧化还原反应的书写
1.特殊条件下的非氧化还原反应【根据题目所给反应物的量、反应条件等判断生成物】
例题4：【2018江苏-16】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为 。
【变式训练14】【2018北京-26】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度：Ca5(PO4)3(OH)
（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式 。
（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有少量SO42−残留，原因是 ；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是 。
【变式训练15】【2015增城调-27】白钨矿(主要成分为CaWO4,还含有二氧化硅、氧化铁等杂质),在1000°C下与纯碱反应生成Na2WO4的化学反应方程式为 。
2.多平衡体系非氧化还原反应【结合溶液中存在的平衡，分析反应机理并判断生成物】
例题5：【2019全国I-26】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药等工业。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：
（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 。
【变式训练16】【2019全国II-26】立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
③沉淀器中反应的离子方程式为___________________________________________________。
【变式训练17】部分弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
电离平衡常数(25 ℃)
K＝1.77×10－4
K1＝1.3×10－7
K2＝7.1×10－15
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
K＝3.0×10－8
将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出该反应的离子方程式 。
答案
例题1：2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4
改编：2ClO2 +H2O2+2OH- = 2ClO2- +O2 ↑+2 H2O
变式训练1、BaSO4+4CBaS+4CO↑ CO+H2O（g）CO2+H2
变式训练2、MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
变式训练3、2HNO2+(NH2)2CO2N2↑+CO2↑+3H2O
例题2：S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋
变式训练4、2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑
变式训练5、2Cr(OH)3 +3H2O2 +4OH- =2CrO42- +8H2O
变式训练6、2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl+H2O2 = 2[Co(NH3)6]Cl3+2NH3+2H20
例题3：阳 ClO3-+H2O - 2e- =ClO4-+2H+
变式训练7、CO2+H++2e−HCOO− 或CO2+HCO3-+2e−HCOO−+ CO32-
变式训练8、2H2O－4e－4H++O2↑
变式训练9、I2+ 12OH--10e- = 2IO3- +6H2O
变式训练10、Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+） 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
变式训练11、HNO2−2e−+H2O3H++NO3−
变式训练12、Zn2++2e－Zn
变式训练13、阳 7AlCl4—+Al — 3e— == 4Al2Cl7—
例题4.（1）SO2+OH−HSO3−
变式训练14、（3）2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
（5）CaSO4微溶 BaCO3+ SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 H2PO4-
变式训练15、CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑
例题5.（1） NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;
（4）2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-
变式训练16、③S2−+Ba2++Zn2++SO42-ZnS·BaSO4↓
变式训练17、 ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
一、工业流程题中常用的关键词
酸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH促进水解（沉淀）
碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀）
氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子 氧化物：调节pH促进水解（沉淀）
控制pH值：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离
煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气
趁热过滤：减少结晶损失；提高纯度
二、工业流程题中常见的操作
（一）原料的预处理
①粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。如某装置中使用带多孔球泡的导管。
②水浸：与水接触反应或溶解。
③酸浸：通常用硫酸溶，出现盐酸与硝酸考虑在溶浸步骤发生氧化还原反应，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。注意酸溶时若含有二氧化硅一般为沉淀。
④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，
⑤灼烧、焙烧、煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解。
（二）控制反应条件的方法
①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀——pH值的控制。
若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。
调节pH所需的物质一般应满足：
A、能与H＋反应，使溶液pH值增大；
B、不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值（原理：CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3与H+反应，使溶液中H+浓度减小，PH上升）。
②蒸发、反应时的气体氛围：抑制物质的水解，提高产率
③加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动（正向移动或逆向移动，由题意而定）
④降温反应的目的：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤趁热过滤：防止某物质降温时会析出
⑥冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
有机溶剂洗涤：减少晶体溶解损失，带走水分利于干燥得到固体
减压蒸馏：降低物质的沸点，减少物质的挥发，防止热稳定性差物质受热分解
（三）控温的方法与目的
题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内（可用水浴或油浴来控制）：
一般有以下几个目的：
a、防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，如侯德榜制碱中，将CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（30+2）℃，可得NaHCO3晶体，温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCO3分解。而在Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在80－90℃，目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。
b、使催化剂的活性达到最好：如工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时，选择的温度是500℃左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。
c、防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170℃，原因是就是在140℃时会有乙醚产生。
d、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。
三、常见文字叙述方法
1．洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2－3次。
2．从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－降温结晶－过滤－（洗涤-干燥）。
3. 判断沉淀剂过量：将反应后的混合物静置一段时间，取少量上清液，置于一洁净试管中，再加少量沉淀剂，若没有沉淀生成，则证明沉淀剂已过量
4.沉淀是否洗涤干净的操作：取最后一次洗涤液少量于试管中，加某某试剂，若不产生某某现象，则证明沉淀洗涤干净（注意常见铁离子、亚铁离子、硫酸根、碳酸根、氯离子、铵根离子、卤离子的检验方法）
5.关于ksp的相关计算：当某离子浓度小于等于1*10-5mol/L认为该离子沉淀完全
6.选择合适的PH范围方法：一般根据离子开始沉淀与沉淀完全PH值进行判断，要求选择大于等于杂志完全沉淀PH值，小于主产物开始沉淀PH值，注意含有Fe2+一般先加氧化剂氧化，再沉淀。
7.可循环物质：一般结合试剂线与反应副产物进行确定，流程图中箭头既指入又指出一般循环使用
四、工艺流程中涉及反应的书写方法
1.化工流程题中主要涉及的5类离子反应
（1） 反应难溶物溶解的离子反应
ZnCO3溶于稀硫酸：
ZnCO3＋2H＋=== Zn2＋＋H2O＋CO2↑
Cr(OH)3溶于盐酸：
Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
Al(OH)3溶于强碱：
Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O
（2）沉淀转化的离子反应
ZnS转化为CuS：
ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋
AgCl转化为AgI：
AgCl＋I－===AgI＋Cl－
Mg(OH)2转化为Fe(OH)3：
3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋
（3）同种元素在同种价态、不同pH条件下转化的离子反应
CrO在酸性条件下转化为Cr2O：
2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O
V2O5在酸浸时转化为VO2+：
V2O5＋2H＋===2VO2+＋H2O
Cr(OH)3在碱性条件下转化为Cr(OH)4-：
Cr(OH)3＋ OH－=== Cr(OH)4-
（4） 与量有关的离子反应
向Ca(OH)2溶液中滴加NaHCO3溶液
NaHCO3溶液少量：
HCO3-＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
NaHCO3溶液过量：
2HCO3-＋2OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2＋2H2O
向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液
加Ba(OH)2溶液至SO42-恰好沉淀：H＋＋OH－＋SO42-＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O
加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性：2H＋＋2OH－＋SO42-＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O
2、 离子不能共存类型
发生复分解反应而不能大量共存
生成难溶物或微溶物
如Ba2＋和CO生成BaCO3，H＋和SiO生成H2SiO3，Cu2＋和OH－生成Cu(OH)2等
生成气体或挥发性物质
如H＋与CO、HCO、SO、HSO、S2－、HS－等；NH和OH－生成NH3(加热)等
生成难电离物质
如H＋与CH3COO－生成弱酸CH3COOH、与OH－结合生成H2O等；NH和OH－生成NH3·H2O等
发生氧化还原反应而不能大量共存
具有较强氧化性的离子(如MnO、ClO－、 Fe3＋等)与具有较强还原性的离子(如Fe2＋、S2－、I－、SO等)不能共存
NO与I－、S2－与SO、Cl－与ClO－等在酸性条件下不能共存，而在碱性条件下可共存
发生相互促进的水解反应而不能大量共存
某些弱碱阳离子与某些弱酸阴离子因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。如Al3＋与AlO、HCO、CO、S2－，Fe3＋与AlO、HCO、CO等发生相互促进的水解反应生成沉淀或气体
发生络合反应而不能大量共存
若离子间发生络合反应，则这些离子不能共存。如Fe3＋与SCN－不能共存，Cu2＋与NH3·H2O不能共存
一、氧化还原反应类型的方程式书写
1、直接提取【题目信息直接给出了反应物、生成物】
例题1：【2016全国Ⅰ-28】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式______ 。
【改编】 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中的离子方程式 。
【变式训练1】【2019全国Ⅱ-26】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在回转窑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 。
【变式训练2】【2019全国Ⅲ-26】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：
（1）“滤渣1”含有S，写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
【变式训练3】【2018江苏-20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（3）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式： 。
2、判断推理【题目信息中部分主要反应物和生成物的信息是未知的，需依据化学学科知识或原理推断出未知物质。】
例题2：【2018全国Ⅰ-27】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：
（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 。
【变式训练4】【2017全国Ⅰ-27】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式： 。
【变式训练5】【黄冈八模测试（五）-28】某实验室废液含NH4+、Na+、Fe3+、Cr3+、SO42-、PO43-等离子，现通过如下流程变废为宝制备K2Cr2O7。
（3）步骤②含Cr物质发生的主要反应的离子方程式为 。
【变式训练6】【2020广州一测-26改编】实验室以活性炭为催化剂，用CoCl2·6H2O制取三氯化六氨合钴(Ⅲ)。制备流程如下：
步骤③“氧化”在60℃进行，发生的反应化学方程式为 。
二、电极反应式的书写【分析电池类型，牢记放电顺序】
例题3：【2018广州一测-27】高氯酸铵(NH4ClO4)可用作火箭推进剂等。制备 NH4ClO4的工艺流程如下：
（ 1） 电解 NaClO3溶液时， ClO3-在 极发生反应， 其电极反应式为 。
【变式训练7】【2019江苏-20】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式 。
【变式训练8】【2018全国Ⅰ-27】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：
（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 。
【变式训练9】【2018全国Ⅲ-27】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如左下图所示。
【改编】①写出电解时阳极的电极反应式 。
【变式训练10】【2018天津-10】（3）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如右上图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式： 。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−
6CO2+6O2−3C2O42−+6O2
该电池的总反应式： 。
【变式训练11】【2018江苏-20】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式： 。
【变式训练12】【2018全国Ⅱ-26】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为 。
【变式训练13】【2011广东32】由熔盐电解法获得的粗铝含有一-定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下:
（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以Al2Cl7—和A1Cl4—形式存在，铝电极的主要电极反应式为 。
三、非氧化还原反应的书写
1.特殊条件下的非氧化还原反应【根据题目所给反应物的量、反应条件等判断生成物】
例题4：【2018江苏-16】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为 。
【变式训练14】【2018北京-26】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度：Ca5(PO4)3(OH)
（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式 。
（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有少量SO42−残留，原因是 ；加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是 。
【变式训练15】【2015增城调-27】白钨矿(主要成分为CaWO4,还含有二氧化硅、氧化铁等杂质),在1000°C下与纯碱反应生成Na2WO4的化学反应方程式为 。
2.多平衡体系非氧化还原反应【结合溶液中存在的平衡，分析反应机理并判断生成物】
例题5：【2019全国I-26】硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药等工业。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：
（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 。
【变式训练16】【2019全国II-26】立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
③沉淀器中反应的离子方程式为___________________________________________________。
【变式训练17】部分弱酸的电离平衡常数如下表：
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
电离平衡常数(25 ℃)
K＝1.77×10－4
K1＝1.3×10－7
K2＝7.1×10－15
K1＝4.4×10－7
K2＝4.7×10－11
K＝3.0×10－8
将少量CO2气体通入NaClO溶液中，写出该反应的离子方程式 。
答案
例题1：2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4
改编：2ClO2 +H2O2+2OH- = 2ClO2- +O2 ↑+2 H2O
变式训练1、BaSO4+4CBaS+4CO↑ CO+H2O（g）CO2+H2
变式训练2、MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
变式训练3、2HNO2+(NH2)2CO2N2↑+CO2↑+3H2O
例题2：S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋
变式训练4、2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑
变式训练5、2Cr(OH)3 +3H2O2 +4OH- =2CrO42- +8H2O
变式训练6、2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl+H2O2 = 2[Co(NH3)6]Cl3+2NH3+2H20
例题3：阳 ClO3-+H2O - 2e- =ClO4-+2H+
变式训练7、CO2+H++2e−HCOO− 或CO2+HCO3-+2e−HCOO−+ CO32-
变式训练8、2H2O－4e－4H++O2↑
变式训练9、I2+ 12OH--10e- = 2IO3- +6H2O
变式训练10、Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+） 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
变式训练11、HNO2−2e−+H2O3H++NO3−
变式训练12、Zn2++2e－Zn
变式训练13、阳 7AlCl4—+Al — 3e— == 4Al2Cl7—
例题4.（1）SO2+OH−HSO3−
变式训练14、（3）2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
（5）CaSO4微溶 BaCO3+ SO42-+2H3PO4BaSO4+CO2↑+H2O+2 H2PO4-
变式训练15、CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑
例题5.（1） NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;
（4）2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-
变式训练16、③S2−+Ba2++Zn2++SO42-ZnS·BaSO4↓
变式训练17、 ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO
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