2023版高考化学步步高大二轮复习讲义第一部分 专题5　题型专攻1　“陌生情景下”方程式的书写【解析版】

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1．书写方法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氧化剂还原产物预测KMnO4Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnO(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3＋浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X－H2O2OH－(碱性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO－)Cl－、Cl2NaClO3Cl2、ClO2PbO2Pb2＋  (2)常见的还原剂及氧化产物预测还原剂氧化产物预测Fe2＋Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SO)SOS2－(或H2S)S、SO2(或SO)、SOH2C2O4CO2H2O2O2I－(或HI)I2、IOCOCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋ 1．[2021·全国甲卷，26(2)]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：以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。答案　2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O解析　先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物即含I－的物质；再向混合溶液(含I－)中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I－为中间产物，总反应为IO与HSO发生氧化还原反应，生成SO和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平离子方程式即可得：2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O。2．[2021·全国乙卷，26(1)]磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH3.24.711.113.8 回答下列问题：“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：______________________________。答案　Al2O3＋4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O↑解析　氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al2O3＋4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2＋6NH3↑＋3H2O↑。3．[2021·河北，15(4)(5)]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)。答案　(4)2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋2NaHCO3↓　(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O　Na2CO3解析　(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2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋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＋16NaHCO38Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应。4．[2021·湖南，17(5)(6)节选]Ce2(CO3)3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CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下：回答下列问题：(5)“沉铈”过程中，生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为__________________________。(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________。答案　(5)6HCO＋2Ce3＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O＋3CO2↑　(6)6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O69CO↑＋6H2O↑＋6LiFePO4解析　(5)用碳酸氢铵“沉铈”，则结合原子守恒、电荷守恒可知，生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为6HCO＋2Ce3＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O＋3CO2↑。(6)由在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O可知，该反应中Fe价态降低，C价态部分降低、部分升高，结合得失电子守恒、原子守恒可知该反应的化学方程式为6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O69CO↑＋6H2O↑＋6LiFePO4。1．高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺流程图如下：“平炉”中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。答案　2MnO2＋4KOH＋O22K2MnO4＋2H2O解析　根据流程图可知，在“平炉”中MnO2、KOH、O2在加热时会反应生成K2MnO4，根据原子守恒、得失电子守恒可得发生反应的化学方程式为2MnO2＋O2＋4KOH2K2MnO4＋2H2O。2．在空气中加热Co(OH)2，使其转化为钴的氧化物。加热过程中，固体质量与温度的关系如下图所示。290～500 ℃，发生反应的化学方程式为________________________________。答案　6Co2O34Co3O4＋O2↑解析　从图中信息可知，加热前的反应物为Co(OH)2(0.930 g)，其物质的量为0.01 mol，依据钴元素的质量不变可知：n(Co)＝0.01 mol，m(Co)＝0.590 g，温度升至290 ℃时，转化为0.830 g某种钴的氧化物，该氧化物中n(O)＝＝0.015 mol，由此可以确定该氧化物为Co2O3；同理可以确定500 ℃时，n(O)＝≈0.013 3 mol，则生成的氧化物为Co3O4；所以290～500 ℃过程中，Co2O3转化为Co3O4，反应过程中Co元素化合价降低，氧元素化合价升高并转化为O2，故反应的化学方程式为6Co2O34Co3O4＋O2↑。3．根据“机理图”书写方程式。(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图：过程i反应的离子方程式为____________________________________________________。(2)酸性环境中，纳米Fe/Ni去除NO分两步，将步骤ⅱ补充完整：ⅰ.NO＋Fe＋2H＋===NO＋Fe2＋＋H2O；ⅱ.________＋________＋H＋===Fe2＋＋________＋________。(3)NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)：NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋(2)1　NO　3　Fe　8　3　1　NH　2　H2O(3)2NH3＋3NaClO===N2＋3H2O＋3NaCl