2023屆高中總復(fù)習(xí)第二輪專題一基本概念和基本原理第2講離子反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)

第2講離子反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)專題一2023高中總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGZONGFUXIYOUHUASHEJI內(nèi)容索引0102考情分析?備考定向高頻考點(diǎn)?探究突破03學(xué)科素養(yǎng)練——信息型氧化還原方程式、

離子方程式的書寫04新題演練?能力遷移考情分析?備考定向【專題知識脈絡(luò)】

【能力目標(biāo)解讀】

命題熱點(diǎn)考題統(tǒng)計(jì)考查能力分析離子方程式的書寫2022,全國甲,92021全國甲,26(2)2021全國乙,9、26(5)、27(4)2020全國Ⅰ,26(2)2020全國Ⅲ,112020全國Ⅲ,26(2)2020全國Ⅲ,27(1)(5)近幾年來,高考題對離子反應(yīng)的考查主要集中在離子方程式的書寫上,特別是有關(guān)氧化還原反應(yīng)型的離子方程式的書寫。問題設(shè)置情景新、陌生度高的離子方程式的書寫,常常是許多考生的短板,但只要夯實(shí)基礎(chǔ)知識,充分挖掘題給信息,這些問題就能迎刃而解。本部分題目注重考查學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決問題的能力。氧化還原反應(yīng)的知識與能量變化、電化學(xué)基礎(chǔ)有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,綜合離子共存2020全國Ⅱ,8氧化還原反應(yīng)的概念與規(guī)律2021全國甲,26(1)命題熱點(diǎn)考題統(tǒng)計(jì)考查能力分析氧化還原反應(yīng)方程式的配平與計(jì)算2020全國Ⅰ,26(2)2020全國Ⅱ,26(3)考查的可能性較大,特別是考查電子轉(zhuǎn)移數(shù)的計(jì)算等問題。本部分題目除考查學(xué)生的計(jì)算能力外,還在一定程度上考查學(xué)生的自學(xué)能力【熱點(diǎn)考題詮釋】

1.(2022全國甲)能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式為(

)。

D2.(2022廣東卷)下列關(guān)于Na的化合物之間轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(

)。B3.(2021全國乙)下列過程中的化學(xué)反應(yīng),相應(yīng)的離子方程式正確的是(

)。A解題要領(lǐng):通常條件下,硫酸鈣微溶于水,碳酸鈣難溶于水,利用溶解度小的沉淀可向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化,可用碳酸鈉溶液處理水垢中的硫酸鈣,水垢中的硫酸鈣以固體狀態(tài)存在,離子方程式中應(yīng)保留化學(xué)式,A項(xiàng)正確;過量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞鐵,正確的離子方程式為3Fe+8H++2

══3Fe2++2NO↑+4H2O,B項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸鋁溶液中滴加少量氫氧化鉀溶液應(yīng)該生成氫氧化鋁,C項(xiàng)錯(cuò)誤;硫化氫是弱電解質(zhì),離子方程式中應(yīng)該保留化學(xué)式(H2S),D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2020全國Ⅲ,改編)對于下列實(shí)驗(yàn),能正確描述其反應(yīng)的離子方程式的是(

)。A解題要領(lǐng):本題考查了離子方程式的正誤判斷。Na2SO3具有還原性,而Cl2具有氧化性,兩者會發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成Na2SO4和HCl,當(dāng)參加反應(yīng)的Cl2較少時(shí),反應(yīng)生成的HCl會與Na2SO3反應(yīng)生成NaHSO3,A項(xiàng)正確;CO2通入CaCl2溶液時(shí),CO2與CaCl2不反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O2溶液中加入FeCl3溶液時(shí),FeCl3作H2O2分解的催化劑,C項(xiàng)錯(cuò)誤;同濃度同體積的NH4HSO4溶液與NaOH溶液混合時(shí),發(fā)生反應(yīng):H++OH-══H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)?探究突破命題熱點(diǎn)一離子方程式的書寫【書寫離子方程式的思維路徑】【問題探究】如何判斷離子反應(yīng)的先后順序?(1)氧化還原型離子反應(yīng)。同一氧化劑(或還原劑)可能與多種還原劑(或氧化劑)反應(yīng),書寫此類反應(yīng)的離子方程式應(yīng)按如下程序:確定氧化劑(或還原劑)強(qiáng)弱順序→判斷反應(yīng)順序→據(jù)題給數(shù)據(jù)確定離子反應(yīng)。(2)復(fù)分解型離子反應(yīng)。如某溶液中含有Al3+、

、H+,向該溶液中逐滴加入NaOH溶液,OH-先與H+反應(yīng),再與Al3+反應(yīng)生成Al(OH)3,最后與

反應(yīng)。判斷方法采用“假設(shè)驗(yàn)證法”:假設(shè)某種離子先反應(yīng),若生成產(chǎn)物與其他成分能共存,則該離子優(yōu)先反應(yīng),否則該離子不能優(yōu)先反應(yīng)。例1鋁鞣劑主要成分為Al(OH)2Cl,主要用于鞣制皮革。利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑的一種工藝如圖所示。請回答下列問題。(1)產(chǎn)生氣體B的化學(xué)方程式為

。

(2)氧化時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)廢渣的主要成分為

(填化學(xué)式)。

分析推理:鋁灰主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等,加水后,AlN發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和NH3,為了不引入雜質(zhì),酸溶時(shí),應(yīng)加入鹽酸,加入鹽酸酸溶后,生成氯化鋁溶液和氯化亞鐵溶液,其中鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,加入過氧化氫溶液可氧化亞鐵離子為鐵離子,加入純堿調(diào)節(jié)溶液pH,使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,則廢渣為氫氧化鐵,氣體C為CO2,采用噴霧干燥制備鋁鞣劑。(1)酸溶時(shí),加入的酸是鹽酸,鋁與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,B為氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑;(2)酸溶后,生成氯化鋁溶液和氯化亞鐵溶液,加入過氧化氫溶液可氧化亞鐵離子為鐵離子,則氧化時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++2H++H2O2══2Fe3++2H2O;

(3)由以上分析可知,廢渣的主要成分為Fe(OH)3。答案:(1)2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑(2)2Fe2++2H++H2O2══2Fe3++2H2O(3)Fe(OH)3題后反思工藝流程中的離子方程式書寫方法1.細(xì)讀題干尋找提純對象,結(jié)合工藝流程示意圖分析被提純元素的存在形式及雜質(zhì)的去除情況。2.確定未知反應(yīng)的反應(yīng)物離子和生成物離子,根據(jù)題意分析溶液環(huán)境,配平離子方程式。題后反思工藝流程中的離子方程式書寫方法1.細(xì)讀題干尋找提純對象,結(jié)合工藝流程示意圖分析被提純元素的存在形式及雜質(zhì)的去除情況。2.確定未知反應(yīng)的反應(yīng)物離子和生成物離子,根據(jù)題意分析溶液環(huán)境,配平離子方程式。對點(diǎn)訓(xùn)練11.黃鐵礬法是硫酸體系中除鐵的常用方法,黃銨鐵礬是黃鐵礬中的一種[化學(xué)式可表示為(NH4)xFey(SO4)z(OH)w,摩爾質(zhì)量為480g·mol-1]。除去MnSO4酸性溶液中的Fe2+可向溶液中加入MnO2,充分?jǐn)嚢?然后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為1~3,升溫到95℃,靜置即可形成黃銨鐵礬沉淀。MnO2氧化Fe2+的離子方程式為

,靜置形成黃銨鐵礬過程中溶液的pH

(填“增大”“減小”或“不變”)。

答案:MnO2+4H++2Fe2+══Mn2++2Fe3++2H2O減小解析:MnO2氧化Fe2+的離子方程式為MnO2+4H++2Fe2+══Mn2++2Fe3++2H2O;靜置形成黃銨鐵礬過程中Fe3+發(fā)生水解,溶液的pH減小。2.重金屬元素鉻的毒性較大,含鉻廢水須經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放。Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+,同時(shí)還含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性較強(qiáng)。為回收利用,通常采用如下流程處理。注:部分陽離子在常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)的溶液的pH見下表。

氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3pH3.79.611.189(>9溶解)(1)氧化過程中可加入代替H2O2的試劑是

(填字母)。

A.Na2O2 B.HNO3C.FeCl3

D.KMnO4(2)還原過程中,每消耗172.8g

轉(zhuǎn)移4.8mole-,該反應(yīng)的離子方程式為

。

電解時(shí)陽極附近溶液中

轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式為

。

(1)加氧化劑的主要目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子,同時(shí)不能引入新的雜質(zhì),所以可以用Na2O2代替H2O2。命題熱點(diǎn)二離子共存【以離子共存為中心的解題思維路徑】【問題探究】判斷離子能否大量共存時(shí)有哪幾種隱含陷阱?(1)離子顏色。若限定溶液無色,則Cu2+、Fe2+、Fe3+、

等有色離子不能大量存在。酸性陷阱pH<7的溶液不一定呈酸性使酚酞溶液呈無色的溶液不一定呈酸性與Al反應(yīng)放出H2的溶液不一定呈酸性常溫下,由水電離的H+或OH-濃度小于10-7mol·L-1的溶液不一定呈酸性堿性陷阱pH>7的溶液不一定呈堿性使甲基橙溶液變黃色的溶液不一定呈堿性與Al反應(yīng)放出H2的溶液不一定呈堿性常溫下,由水電離出的H+或OH-濃度小于10-7mol·L-1的溶液不一定呈堿性(2)溶液酸、堿性。

(3)溶液中隱含情況。

(4)警惕相互促進(jìn)水解。

例2下列離子組在指定的反應(yīng)體系中能大量存在的是(

)。

答案:C題后反思(1)發(fā)生相互促進(jìn)水解反應(yīng)的各種離子均不能大量共存。(2)注意與量有關(guān)的反應(yīng)體系中,離子類型的判斷。(3)注意隱含的有氧化性的物質(zhì)。對點(diǎn)訓(xùn)練21.常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是(

)。B2.常溫下,下列離子組中能達(dá)到環(huán)境要求的是(

)。

D命題熱點(diǎn)三氧化還原反應(yīng)的概念與規(guī)律【應(yīng)用有關(guān)氧化還原反應(yīng)概念解題的思維路徑】【問題探究】氧化還原反應(yīng)的規(guī)律有哪些?(1)守恒律?；蟽r(jià)升高總數(shù)與降低總數(shù)相等,實(shí)質(zhì)是反應(yīng)中失電子總數(shù)與得電子總數(shù)相等。該規(guī)律可應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計(jì)算等。(2)強(qiáng)弱律。氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物。還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。強(qiáng)弱律的應(yīng)用:在適宜條件下,用氧化性(或還原性)較強(qiáng)的物質(zhì)可制備氧化性(或還原性)較弱的物質(zhì);用于比較物質(zhì)的氧化性或還原性的強(qiáng)弱。(3)優(yōu)先律。當(dāng)存在多種還原劑(或氧化劑)時(shí),氧化劑(或還原劑)通常先與還原性(或氧化性)最強(qiáng)的還原劑(或氧化劑)反應(yīng)。如向NaBr和NaI的混合溶液中通入Cl2,因I-的還原性強(qiáng)于Br-,則先發(fā)生反應(yīng):2I-+Cl2══2Cl-+I2,然后發(fā)生反應(yīng):2Br-+Cl2══2Cl-+Br2。(4)價(jià)態(tài)律。有多種價(jià)態(tài)的元素,處于最高價(jià)態(tài)時(shí)只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),處于最低價(jià)態(tài)時(shí)只具有還原性(如H2S中的S元素),處于中間價(jià)態(tài)時(shí)既有氧化性又有還原性(如SO2中的S元素)。價(jià)態(tài)律可應(yīng)用于判斷物質(zhì)的氧化性、還原性。(5)轉(zhuǎn)化律。

例3根據(jù)表中信息判斷,下列選項(xiàng)正確的是(

)。

序號反應(yīng)物生成物①KMnO4、H2O2、H2SO4K2SO4、MnSO4…②Cl2、FeBr2FeCl3、FeBr3③…Cl2、Mn2+…A.第①組反應(yīng)的其余產(chǎn)物只有O2B.第②組反應(yīng)中Cl2與FeBr2的物質(zhì)的量之比為1∶2C.第③組反應(yīng)中生成1molCl2,轉(zhuǎn)移電子10molD.氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?gt;Cl2>Fe3+>Br2分析推理:(1)①組反應(yīng)中,根據(jù)氫原子守恒,判斷還應(yīng)生成何種產(chǎn)物?還應(yīng)有H2O生成。(2)③組反應(yīng)中,Mn元素化合價(jià)降低,而Cl元素的化合價(jià)應(yīng)如何變化?Cl2是由Cl-被氧化得到的嗎?③組中的反應(yīng)是

氧化了Cl-,Cl的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià),則生成1

mol

Cl2,轉(zhuǎn)移電子為2

mol。(3)由②組反應(yīng)判斷,Fe3+能氧化Br-嗎?由②組反應(yīng)可知,Fe3+不能氧化Br-,所以氧化性:Br2>Fe3+。答案:B題后反思(1)應(yīng)在具體的反應(yīng)中來比較氧化性和還原性強(qiáng)弱,因?yàn)榧词瓜嗤奈镔|(zhì)其氧化性和還原性也會因濃度、反應(yīng)條件的改變而改變。(2)可以通過氧化性(或還原性)強(qiáng)弱來判斷反應(yīng)發(fā)生的可能性,即:氧化性(或還原性)強(qiáng)的物質(zhì)通過反應(yīng)能得到氧化性(或還原性)弱的物質(zhì),其反應(yīng)規(guī)律類似于我們平時(shí)所說的強(qiáng)酸制弱酸。對點(diǎn)訓(xùn)練31.(2022河北高三模擬)下列有關(guān)氧族元素的說法錯(cuò)誤的是(

)。A.油畫長時(shí)間放置后生成PbS變暗,涂刷過氧化氫翻新變白,體現(xiàn)了過氧化氫的漂白性B.化學(xué)工業(yè)中,常用硫化鈉作Hg2+、Cu2+等重金屬離子的沉淀劑C.在造紙和紡織工業(yè)中,用硫代硫酸鈉還原殘留的氯漂白劑D.保險(xiǎn)粉(Na2S2O4·2H2O)是工業(yè)上常用的還原劑,可以保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化A解析:油畫長時(shí)間放置后因生成PbS變暗,用H2O2涂刷后生成PbSO4變白,體現(xiàn)了H2O2的氧化性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;HgS、CuS難溶,可用Na2S作沉淀劑生成硫化物沉淀,離子方程式為Hg2++S2-══HgS↓,Cu2++S2-══CuS↓,B項(xiàng)正確;Na2S2O3中硫元素為+2價(jià)有還原性,在溶液中易被氯漂白劑氧化,可處理殘留的氯漂白劑,C項(xiàng)正確;Na2S2O4·2H2O中硫元素為+3價(jià)有還原性,可以保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化,D項(xiàng)正確。2.BMO(Bi2MoO6)是一種高效光催化劑,可用于光催化降解苯酚,原理如圖所示。下列說法正確的是(

)。A.該過程的總反應(yīng):C6H6O+O26CO2+3H2OB.該過程中BMO表現(xiàn)較強(qiáng)氧化性C.降解產(chǎn)物的分子中含有極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵D.反應(yīng)①和反應(yīng)②中被降解的苯酚的物質(zhì)的量之比為3∶1D解析:該過程用光催化降解苯酚生成二氧化碳和水,所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H6O+7O2

6CO2+3H2O,故A錯(cuò)誤;該過程中BMO是催化劑,BMO與O2在光作用下,BMO被氧化成BMO+,表現(xiàn)為還原性,故B錯(cuò)誤;降解苯酚的產(chǎn)物為二氧化碳和水,二氧化碳和水分子中都只含有極性共價(jià)鍵,故C錯(cuò)誤;①中1

mol

變?yōu)?2價(jià)的氧元素要得到3

mol

e-,而②中1

mol

BMO+變?yōu)?

mol

BMO只要得到1

mol

e-,氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等,所以反應(yīng)①②中被降解的苯酚的物質(zhì)的量之比為3∶1,故D正確。命題熱點(diǎn)四氧化還原反應(yīng)的配平與計(jì)算【有關(guān)氧化還原反應(yīng)方程式配平的思維路徑】【問題探究】1.如何配平缺項(xiàng)氧化還原反應(yīng)方程式?(1)方法:先用“化合價(jià)升降法”配平含有變價(jià)元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后由原子守恒確定未知物,再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。(2)補(bǔ)項(xiàng)原則:條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H+,少O(氧)補(bǔ)H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水),少O(氧)補(bǔ)OH-2.氧化還原反應(yīng)方程式的配平有哪些步驟?第1步:根據(jù)氧化還原順序規(guī)律確定氧化性最強(qiáng)的為氧化劑,還原性最強(qiáng)的為還原劑;根據(jù)化合價(jià)規(guī)律及題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物;根據(jù)氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)。第2步:根據(jù)溶液的酸堿性,通過在方程式的兩端添加H+或OH-的形式使方程式兩端的電荷守恒。第3步:根據(jù)原子守恒,通過在方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。例4已知工業(yè)鹽中含有NaNO2,外觀和食鹽相似,有咸味,人若誤食會引起中毒,致死量為0.3~0.5g。已知NaNO2能發(fā)生如下反應(yīng)(方程式已配平):分析推理:(1)常利用原子守恒配平化學(xué)方程式。反應(yīng)中由碘原子守恒可知x=2,由電荷守恒可計(jì)算y=4,由氫原子守恒可知z=2,該反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)降低,則

為氧化劑。(2)充分利用所給信息,判斷出生成物。鋁在堿性條件下會轉(zhuǎn)化成NaAlO2,鋁元素化合價(jià)升高,被氧化,氮元素化合價(jià)降低,被還原,由電子守恒和原子守恒可知,反應(yīng)為10Al+6NaNO3+4NaOH══10NaAlO2+3N2↑+2H2O。(3)根據(jù)反應(yīng)過程中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與某種物質(zhì)的關(guān)系,可進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。本題轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與N2的關(guān)系:3N2~30e-。過程中轉(zhuǎn)移0.5

mol電子,則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的N2體積為0.5

mol××22.4

L·mol-1=1.12

L。答案:(1)2

4

2

(2)10

6

410

NaAlO2

3

2

(3)1.12L【題型建?！?/p>

氧化還原反應(yīng)計(jì)算“三環(huán)節(jié)”對點(diǎn)訓(xùn)練41.金屬釩性能優(yōu)良,用途廣泛,有金屬“維生素”之稱。完成下列填空。(1)將廢釩催化劑(主要成分V2O5)與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合,充分反應(yīng)后生成VO2+等離子,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,完善并配平反應(yīng)的離子方程式。(3)V2O5能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生VO2+和一種黃綠色氣體,該氣體能與Na2SO3溶液反應(yīng)被吸收,則

、Cl-、VO2+還原性由大到小的順序是

。

(4)在20.00mL0.1mol·L-1

溶液中,加入0.195g鋅粉,恰好完全反應(yīng),則還原產(chǎn)物可能是

(填字母)。

A.VO2+

B. C.V2+ D.V答案:46.8mg學(xué)科素養(yǎng)練——信息型氧化還原方程式、離子方程式的書寫【素養(yǎng)必備】1.書寫方法。2.書寫關(guān)鍵——識記常見氧化劑、還原劑及產(chǎn)物預(yù)測。(1)常見的氧化劑及產(chǎn)物預(yù)測。氧化劑還原產(chǎn)物KMnO4Mn2+(酸性);MnO2(中性);(堿性)K2Cr2O7(酸性)Cr3+濃硝酸NO2稀硝酸NOX2(鹵素單質(zhì))X-H2O2OH-(堿性);H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO-)Cl-、Cl2NaClO3Cl2、ClO2、Cl-PbO2Pb2+(2)常見的還原劑及產(chǎn)物預(yù)測。

第三步:根據(jù)電荷守恒,結(jié)合溶液的酸堿性,在化學(xué)方程式兩端添加H+、OH-,使之滿足電荷守恒的要求;第四步:根據(jù)原子守恒,通過在化學(xué)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒;配平后的反應(yīng):第五步:檢查并確定離子方程式?！緦W(xué)科素養(yǎng)強(qiáng)化訓(xùn)練】1.碘酸鉀是一種重要的無機(jī)物,可用作食鹽中的加碘劑。其制備方法如下。Ⅰ.過氧化氫氧化法(1)合成步驟中加快化學(xué)反應(yīng)速率的措施是

。

(2)合成步驟中的化學(xué)方程式為

。

(3)當(dāng)合成溫度高于70℃時(shí),碘酸鉀產(chǎn)率會降低,請寫出可能的兩種原因

。

Ⅱ.氯酸鉀氧化法(4)在稀硝酸介質(zhì)中,用氯酸鉀氧化碘單質(zhì),然后用氫氧化鉀中和碘酸氫鉀[KH(IO3)2],補(bǔ)全反應(yīng)的化學(xué)方程式:KH(IO3)2+KOH══2KIO3+H2O。

(5)相對于氯酸鉀氧化法,過氧化氫氧化法的優(yōu)點(diǎn)是

。

答案:(1)粉碎、70℃、催化劑(2)I2+5H2O2

2HIO3+4H2O(3)過氧化氫分解、碘單質(zhì)升華、催化劑活性降低(任選兩條,答案合理即可)(4)6I2+11KClO3+3H2O══6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑(5)產(chǎn)物無污染解析:(1)粉碎碘單質(zhì),可增大固液接觸面積,加快反應(yīng)速率;加熱,升高溫度,可加快反應(yīng)速率;使用催化劑,可加快反應(yīng)速率。(2)合成步驟中,過氧化氫與碘單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘酸(HIO3),反應(yīng)的化學(xué)方程式為I2+5H2O22HIO3+4H2O。(3)當(dāng)合成溫度高于70

℃時(shí),過氧化氫易分解、碘單質(zhì)易升華、催化劑活性可能降低等,從而使碘酸鉀產(chǎn)率降低。(4)在稀硝酸介質(zhì)中,用氯酸鉀氧化碘單質(zhì),得到碘酸氫鉀[KH(IO3)2],根據(jù)得失電子守恒、元素質(zhì)量守恒配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:6I2+11KClO3+3H2O══6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。(5)氯酸鉀氧化法中有氯氣生成,相對于氯酸鉀氧化法,過氧化氫氧化法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物無污染。2.(2022廣西河池高三月考)輝銅礦石主要含有硫化亞銅(Cu2S)及少量脈石(SiO2)。一種以輝銅礦石為原料制備硝酸銅的工藝流程如圖所示:(1)寫出“浸取”過程中Cu2S溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)“礦渣”中除了S以外,還有

(填化學(xué)式);“回收S”過程中溫度控制在50~60℃之間,不宜過高或過低的原因是

。

(3)“保溫除鐵”過程中,加入CuO的目的是

;“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”過程中,要用HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH,目的是

。

(4)氣體NOx與氧氣混合后通入水中能生成流程中可循環(huán)利用的一種物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

;向“濾液M”中加入(或通入)

(填字母),能得到另一種流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)。

a.鐵b.氯氣c.錳酸鉀d.二氧化氮答案:(1)Cu2S+4Fe3+══2Cu2++4Fe2++S(2)SiO2溫度過高苯容易揮發(fā),溫度過低礦渣的溶解速率小(3)調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+水解,生成Fe(OH)3沉淀抑制Cu2+的水解(4)4NOx+(5-2x)O2+2H2O══4HNO3

b解析:向輝銅礦石中加入氯化鐵溶液溶解浸取過濾,將所得礦渣加入苯中進(jìn)行水浴加熱回收硫單質(zhì),離子方程式為Cu2S+4Fe3+══2Cu2++4Fe2++S;過濾后,向?yàn)V液中加入鐵還原鐵離子和置換金屬銅,再過濾,向?yàn)V液M中通入氯氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成的氯化鐵可循環(huán)使用;“保溫除鐵”加入硝酸溶液溶解金屬鐵和銅,加入氧化銅,調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)Fe3+水解,生成Fe(OH)3沉淀,從而除去鐵元素,過濾得到的濾液為硝酸銅溶液,在硝酸溶液中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌得到硝酸銅晶體。(1)通過以上分析可知,Fe3+作氧化劑,Cu2S作還原劑,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為Cu2S+4Fe3+══2Cu2++4Fe2++S。(2)輝銅礦中除含有Cu2S外,還含有脈石SiO2,加入FeCl3溶液時(shí),Cu2S與FeCl3反應(yīng)產(chǎn)生固體S,SiO2固體不參與反應(yīng),所以“礦渣”中除了S以外,還有SiO2;在使用苯“回收S”過程中溫度控制在50~60

℃之間,不宜過高或過低,溫度過高苯容易揮發(fā),溫度過低礦渣的溶解速率小。(3)“保溫除鐵”過程中,加入CuO能中和未反應(yīng)的硝酸,從而調(diào)節(jié)溶液的pH,促進(jìn)Fe3+水解,生成Fe(OH)3沉淀;在“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”過程中,要用HNO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH,目的是抑制Cu2+的水解。(4)氣體NOx與氧氣混合后通入水中能生成流程中可循環(huán)利用的一種物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NOx+(5-2x)O2+2H2O══4HNO3;向“濾液M”中通入Cl2,可以將FeCl2氧化為FeCl3,能得到另一種流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)。新題演練?能力遷移1.下列離子方程式的書寫及評價(jià)均合理的是(

)。

D2.室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(

)。

B3.錫酸鈉晶體(Na2SnO3·3H2O)在染料工業(yè)上用作媒染劑。以錫碲渣廢料(主要成分是SnO、TeO,還含有少量Fe、Sb、Pb、As等元素的氧化物)為原料,制備錫酸鈉晶體的工藝流程如圖。已知:水碎液中溶質(zhì)的主要成分為Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3,均為強(qiáng)電解質(zhì)。下列說法不正確的是(

)。C.“除Te”過程中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1D.“濃縮、結(jié)晶”時(shí),加入NaOH的主要目的是有利于錫酸鈉的結(jié)晶析出B解析:錫碲渣廢料(主要成分是SnO、TeO,還含有少量Fe、Sb、Pb、As等元素的氧化物)在通入空氣的情況下用NaOH堿溶,生成溶質(zhì)為Na2SnO3、Na3AsO4、Na3SbO4、Na2PbO2、Na2TeO3的水碎液,Fe的氧化物未溶解,成為水碎渣;往水碎液中加入Ba(OH)2、Na2S,水碎液中的Na3AsO4、Na2PbO2分別轉(zhuǎn)化為Ba3(AsO4)2、PbS沉淀;過濾后向所得濾液中加入Sn粒,濾液中的Na3SbO4轉(zhuǎn)化為濾渣Sb,Sn轉(zhuǎn)化為Na2SnO3;過濾后濾液中加入H2O2,濾液中的Na2TeO3被氧化為Na2TeO4沉淀;過濾后向所得濾液加入NaOH,再經(jīng)濃縮、結(jié)晶,得到Na2SnO3晶體。4.(2022山西臨汾高三模擬)金屬鈰可用于生產(chǎn)催化劑、電弧電極、特種玻璃等。現(xiàn)以氟碳鈰礦(CeFCO3,含F(xiàn)e2O3、FeO等雜質(zhì))為原料制備金屬鈰,其工藝流程如圖所示。請回答下列問題。(1)“焙燒Ⅰ”時(shí),空氣與礦料逆流而行的目的是

;CeFCO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)“酸浸”反應(yīng)體現(xiàn)了鹽酸的

性質(zhì),“濾渣Ⅰ”“濾渣Ⅱ”的主要成分分別為

、

(填化學(xué)式)。

(3)“調(diào)pH”時(shí),溶液中c(Ce3+)=0.1mol·L-1,為了除去雜質(zhì),同時(shí)避免損失Ce元素,25℃下,需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為3.0~7.0,由此可得Ksp[Ce(OH)3]=

(不考慮溶液體積變化)。

(4)“碳酸化”時(shí),不用(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液的原因是

。

(5)“熱還原”反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

答案:(1)增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率和原料利用率4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2(2)酸性、還原性Fe(OH)3

KBF4(3)1.0×10-22(4)(NH4)2CO3溶液堿性較強(qiáng),易生成Ce(OH)3(或堿式碳酸鈰)雜質(zhì)(5)3CeO2+4Al2Al2O3+3Ce解析:(1)從反應(yīng)速率的影響因素和原料是否充分利用的角度考慮,“焙燒Ⅰ”時(shí),空氣與礦料逆流而行的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率和原料利用率;焙燒時(shí)CeFCO3和空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),化學(xué)方程式為4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2。(2)“酸浸”過程中,鹽酸與金屬氧化物和金屬氟化物反應(yīng)生成了氯化物,Ce的化合價(jià)由+4價(jià)降低到+3價(jià),故“酸浸”反應(yīng)體現(xiàn)了鹽酸的酸性和還原性;Fe3+極易水解,“調(diào)pH”時(shí)會生成氫氧化鐵沉淀,故“濾渣Ⅰ”為Fe(OH)3;根據(jù)流程圖可知,加入氯化鉀溶液發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化,“濾渣Ⅱ”為KBF4。(3)分析可知,常溫下,pH越大雜質(zhì)離子越容易形成沉淀,且pH=7.0時(shí),Ce元素恰好不損失,則Ksp[Ce(OH)3]=c(Ce3+)·c3(OH-)=0.1×(10-7)3=1.0×10-22。(4)“碳酸化”時(shí),不用(NH4)2CO