【高分攻略·微专题】备战2025年高考化学一轮复习考点微专题09 新情景条件下氧化还原反应方程式的书写

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氧化还原反应方程式的书写一般在填空题中出现较多,常结合化工生产流程及实验探究中考查,越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式(离子方程式)。要求考生要有效地接受、吸收、整合题目的信息,推断物质,利用守恒规律加以书写,充分体现出学科核心素养。
1.(2024·吉林·高考真题)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1)CuSO4
(2)
【解析】(1)“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4;
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,离子方程式为:;
2.(2024·湖南·高考真题)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
② ;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题:
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 ;
(2)“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
【答案】(1) ds 3d104s1
(2)
【解析】(1)Cu的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB族,位于ds区,其基态原子的价电子排布式为3d104s1;
(2)滤液1中含有Cu2+和H2SeO3,氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应,生成、和,反应的离子方程式为:;
1.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为 。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是 。
③为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
②实验表明溶解氧浓度过高,纳米Ag的抗菌性能下降,主要原因是 。
【答案】(1)
(2) 形成了以Fe为负极,AgCl为正极,盐酸为电解质溶液的原电池,正极AgCl得到电子,电极反应式为,生成Ag 洗涤,向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液,确保氯离子洗净,开启通风设备,向滤渣中加入足量稀HNO3,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化
(3) 纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降
【解析】(1)浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀,此时,;
(2)①在足量盐酸中静置,铁将AgCl转化为单质Ag,反应的化学方程式为:;
②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag,是因为形成了以Fe为负极,AgCl为正极,盐酸为电解质溶液的原电池,正极AgCl得到电子,电极反应式为,生成Ag;
③判断AgCl是否完全转化,即检验混合物中是否含有AgCl,若AgCl完全转化,则剩余固体全部为银,可完全溶于稀硝酸,若AgCl未完全转化,剩余AgCl不能溶于稀硝酸,则可用稀硝酸检验,稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物,反应需在通风设备中进行,反应后的溶液中存在氯离子,若未将滤渣洗净,氯离子会干扰实验,所以首先需要检验氯离子是否洗净,实验方案为:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤,洗涤,向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液,确保氯离子洗净,打开通风设备,向洗涤干净的滤渣中加入足量稀HNO3,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化;
(3)①纳米Ag溶解时被氧化为Ag+,离子方程式为:;
②溶解氧浓度过高,纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降,抗菌性能下降。
2.(2024·安徽·高考真题)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)位于元素周期表第 周期第 族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是 。
(3)“浸取2”步骤中,单质金转化为的化学方程式为 。
【答案】(1) 四 ⅠB
(2)Cu2+
(3)
【解析】(1)Cu的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB族;
(2)由分析可知,铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取,Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中,故浸取液1中含有的金属离子主要是Cu2+;
(3)浸取2步骤中,Au与盐酸、H2O2反应氧化还原反应,生成HAuCl4和H2O,根据得失电子守恒及质量守恒,可得反应得化学方程式为:;
新情景条件下氧化还原反应方程式的书写
新情景条件 归纳总结
1.工艺流程中的氧化还原方程式的书写 (1)细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。 (2)确定未知反应的反应物和生成物,根据题意分析溶液环境,配平氧化还原方程式。
2.实验探究中的氧化还原方程式的书写 (1)细读题干寻找实验目的,通读题目中从实验步骤中了解操作步骤,结合装置分析实验过程,与实验目的相对应。 (2)根据题意确定反应物和生成物,结合溶液环境配平方程式,注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
3.电化学试题中氧化还原反应方程式的书写 (1)有关原电池原理的电极方程式的书写,负极失去电子,发生氧化反应;氧化剂在正极上得到电子,发生还原反应。根据得失电子相等,从而配平电极方程式。 (2)有关电解原理的电极方程式的书写,还原剂在阳极上失去电子,发生氧化反应;氧化剂在阴极上得到电子,发生还原反应。再根据得失电子相等,从而配平电极反应式。
1.(2024·陕西榆林·模拟预测)钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一,我国钴资源缺乏,二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回收Li、Co的工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)酸溶时,转化为、,该反应的离子方程式为 ;若用盐酸代替和溶液,酸溶也可得到和溶液,但缺点是 。
(5)将和按物质的量之比混合,在空气中煅烧可制得,该反应的化学方程式为 。
【答案】
(2) 产生氯气,污染环境
(5)
【解析】(2)酸溶时,转化为、,钴元素化合价降低,则过氧化氢被氧化生成氧气,该反应的离子方程式为;若用盐酸代替和溶液,酸溶也可得到和溶液,但Cl-被氧化生成氯气,氯气有毒,即缺点为:产生氯气,污染环境;
(5)将和按物质的量之比混合,在空气中煅烧可制得,反应中钴元素化合价升高,氧气中氧元素化合价降低,根据元素种类可知产物中有二氧化碳,所以该反应的化学方程式为;
2.(2024·陕西安康·模拟预测)硅酸盐锆矿的主要成分为,还含有Fe、Al、Cu的氧化物,以该矿石为原料生产的工艺流程如图所示:
已知:“加热转化”后得到的成分有、、、和。
回答下列问题:
(1)“加热转化”时,提前将CO和按一定比例混合均匀后由硅酸盐锆矿的下端向上通入,其目的是 ;该过程中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 增大反应物的接触面积,缩短“氯化”时间,提高锆英石的转化率 ZrSiO4+4Cl2+4COZrCl4+SiCl4+4CO2
【解析】(1)“加热转化”时,提前将一氧化碳和氯气按一定比例混合均匀后由硅酸盐锆矿的下端向上通入可以增大反应物的接触面积,缩短“氯化”时间,提高锆英石的转化率,该过程中ZrSiO4发生的反应为400℃条件下ZrSiO4与一氧化碳、氯气反应生成四氯化硅、四氯化锆和二氧化碳,反应的化学方程式为ZrSiO4+4Cl2+4COZrCl4+SiCl4+4CO2,故答案为:增大反应物的接触面积,缩短“氯化”时间,提高锆英石的转化率;ZrSiO4+4Cl2+4COZrCl4+SiCl4+4CO2;
3.(2024·重庆·模拟预测)锗是一种战略性金属,用锌浸渣(主要含、,另含少量、以及)提取高纯和的工艺流程如下:
已知:①常温下,。②极易水解,沸点为。
请回答下列问题:
(1)基态的最外层电子排布式为 ,的晶体类型为 。
(2)“氧化酸浸”后产生的浸渣含有,写出反应的离子方程式 。
【答案】(1) 分子晶体
(2)
【解析】(1)Zn元素原子序数为30,是第四周期过渡金属元素,最外层电子排布式为4s2,GeCl4可被蒸馏分离,沸点较低,是分子晶体;
(2)“氧化酸浸”中H2O2做氧化剂,二硫化锗转化为硫酸锌、硫酸锗和硫,离子方程式为GeS2+2H2O2+4H+=Ge4++4H2O+2S;
4.(2024·河南·模拟预测)铈(Ce)及其化合物在现代工业中具有极为重要的用途,某化工厂以废旧的液晶显示器(含有、、等物质)为原料制备三氯化铈、氢氧化铈的流程如下:
已知:具有强氧化性,一般不与常见的无机酸反应。
请回答下列问题:
(2)“还原”过程中发生反应的离子方程式为 ,该过程不宜在较高温度下进行,原因是 。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。
【答案】(2) 温度过高,H2O2受热易分解
(3)
【解析】(2)“还原”过程中CeO2被H2O2还原为Ce3+,发生反应的离子方程式为,该过程不宜在较高温度下进行,原因是温度过高,H2O2受热易分解。
(3)“氧化”过程中Ce(OH)3被NaClO氧化为Ce(OH)4,发生反应的离子方程式为。
5.(2024·重庆·模拟预测)某研究小组用氨基钠 与N2O反应制备叠氮化钠并对制得的叠氮化钠产品纯度进行测定。已知氨基钠熔点为208℃,极易水解和氧化; N2O不与酸或碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸;SnCl2具有较强还原性。回答下列问题:
(1)制备叠氮化钠:连接好装置后,打开A中分液漏斗活塞,向圆底烧瓶中滴加浓硝酸,充分反应。
③若三颈烧瓶中参加反应的 和N2O物质的量之比为2∶1,则发生的化学反应方程式为 ,E装置的作用为 。
(2)测定产品纯度:取装置C中制得的叠氮化钠样品m克放入圆底烧瓶中进行纯度的测定,如下图。
①圆底烧瓶中反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+ NH3 吸收N2O,防止污染空气 防止倒吸
(2) ClO﹣+2N+H2O=Cl﹣+3N2↑+2OH﹣
【解析】(1)③由题意可知,三颈烧瓶中发生的反应为一氧化二氮与氨基钠共热反应生成叠氮化钠、氢氧化钠和氨气,反应的化学方程式为2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+ NH3;由分析可知,装置E中盛有的足量氯化亚锡溶液用于吸收未反应的一氧化二氮,防止污染空气,故答案为:2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+ NH3;吸收N2O,防止污染空气;
(2)①由题意可知,圆底烧瓶中发生的反应为次氯酸钠溶液与叠氮化钠反应生成氯化钠、强氧化和氮气,反应的离子方程式为ClO﹣+2N+H2O=Cl﹣+3N2↑+2OH﹣,故答案为:ClO﹣+2N+H2O=Cl﹣+3N2↑+2OH﹣;
6.(2024·宁夏石嘴山·模拟预测)铌(Nb)、钽(Ta)为同族元素,在航空航天、武器装备等领域发挥着重要作用。以含铌、钽的尾矿(主要Nb2O5、Ta2O5、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等)为原料制备Nb2O5、Ta2O5的工艺流程如下:
已知:①“碱浸”步骤中铌、钽发生的反应为:;。
②“转化”步骤中NaNbO3、NaTaO3分别转化成氟铌酸根(NbF)、氟钽酸根(TaF)。
回答下列问题:
(3)①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为 。
【答案】(3) 增大H+浓度,加快反应速率 Cl-会被、氧化
【解析】(3)①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为:;
7.(2024·湖北·一模)某工厂用废旧钴基合金制备(主要成分为,还含有、、、、等),工艺流程如下:
已知:①该工艺条件下,、不能氧化,部分金属氢氧化物沉淀时如下表
沉淀物
开始沉淀
完全沉淀
②室温下,,
回答下列问题:
(5)“氧化”时反应的离子方程式为 。
【答案】(5)
【解析】(5)“氧化”时加高锰酸钾把Co2+被氧化成,反应的离子方程式为;
8.(2024·湖北武汉·一模)回收废弃锂离子电池中的物质对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池的正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺路线如下:
已知:①;
②的溶液度曲线如图所示。
回答下列问题:
(2)“烧渣”是LiCl、和的混合物,“氯化焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(6)“煅烧”过程中生成的化学方程式为 。
【答案】(2)
(6)
【解析】(2)由题图可知,“氯化焙烧”的反应物为、,生成物为LiCl、、和,则发生反应的化学方程式为;
(6)由题意可知,“煅烧”过程中反应物有、,产物有,其中Co元素化合价升高、被氧化,由氧化还原原理及元素守恒可知,反应物中还有空气中的,生成物还有,反应的化学方程式为:;
1.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为 。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是 。
③为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
②实验表明溶解氧浓度过高,纳米Ag的抗菌性能下降,主要原因是 。
【答案】(1)
(2) 形成了以Fe为负极,AgCl为正极,盐酸为电解质溶液的原电池,正极AgCl得到电子,电极反应式为,生成Ag 洗涤,向最后一次洗涤液中滴加硝酸银溶液,确保氯离子洗净,开启通风设备,向滤渣中加入足量稀HNO3,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化
(3) 纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降
【解析】(1)浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀,此时,;
(2)①在足量盐酸中静置,铁将AgCl转化为单质Ag,反应的化学方程式为:;
②不与铁圈直接接触的AgCl也能转化为Ag,是因为形成了以Fe为负极,AgCl为正极,盐酸为电解质溶液的原电池,正极AgCl得到电子,电极反应式为,生成Ag;
③判断AgCl是否完全转化,即检验混合物中是否含有AgCl,若AgCl完全转化,则剩余固体全部为银,可完全溶于稀硝酸,若AgCl未完全转化,剩余AgCl不能溶于稀硝酸,则可用稀硝酸检验,稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物,反应需在通风设备中进行,反应后的溶液中存在氯离子,若未将滤渣洗净,氯离子会干扰实验,所以首先需要检验氯离子是否洗净,实验方案为:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤,洗涤,向最后一次洗涤液中滴加AgNO3溶液,确保氯离子洗净,打开通风设备,向洗涤干净的滤渣中加入足量稀HNO3,搅拌,若固体完全溶解,则AgCl完全转化,若固体未完全溶解,则AgCl未完全转化;
(3)①纳米Ag溶解时被氧化为Ag+,离子方程式为:;
②溶解氧浓度过高,纳米Ag与氧气生成Ag2O,使得Ag+浓度下降,抗菌性能下降。
2.(2023·天津·高考真题)铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
(3)在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,写出该反应化学方程式: 。反应中,H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
【答案】(3) Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2
【解析】(3)
在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备CuCl2,根据氧化还原反应配平可得,该反应化学方程式为:Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O,由于反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2,导致反应中,H2O2实际消耗量总是大于理论,H2O2为共价化合物,故其电子式为:,故答案为:Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O;反应生成Cu2+能够催化H2O2分解为H2O和O2;;
3.(2024·浙江·高考真题)固态化合物Y的组成为,以Y为原料实现如下转化。
已知:与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(3)酸性条件下,固体(微溶于水,其还原产物为无色的)可氧化为,根据该反应原理,设计实验验证Y中含有元素 ;写出转化为的离子方程式 。
【答案】(3) 取一定量Y于试管中,加入适量硝酸溶解,再加入适量NaBiO3,观察到溶液变为紫红色,则证明Y中含有锰元素
【解析】(3)①酸性条件下,固体NaBiO3可氧化Mn2+为,取一定量Y于试管中,加入适量硝酸溶解,再加入适量NaBiO3,观察到溶液变为紫红色,则证明Y中含有锰元素;
②根据题目信息可知。
4.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ、Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(绿色)、MnO(紫色)。
ⅱ、浓碱条件下,MnO可被OH-还原为MnO。
ⅲ、Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略):
实验 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是 。
(2)通入Cl2前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO氧化为MnO。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因: ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填化学式)氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是 。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因: 。
【答案】(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4) Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 4MnO+4OH-=4MnO+O2↑+2H2O NaClO 3ClO-+2MnO2+2OH-=2MnO+3Cl-+H2O 过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的MnO被还原为MnO的速率减小,因而实验Ⅲ未得到绿色溶液
【分析】在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,据此解答。
【解析】(1)根据以上分析可知B中试剂是饱和NaCl溶液;
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色的MnO2,则沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强。
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
②溶液紫色变为绿色是由于在浓碱条件下,MnO可被OH-还原为MnO,方程式为4MnO+4OH-=4MnO+O2↑+2H2O;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被NaClO氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为MnO,方程式为3ClO-+2MnO2+2OH-=2MnO+3Cl-+H2O。
④由于过量Cl2与NaOH反应产生NaClO,使溶液的碱性减弱,c(OH-)降低,溶液中的MnO被还原为MnO的速率减小,因而实验Ⅲ未得到绿色溶液。
5.(2023·河北·高考真题)闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离,同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下:
已知:室温下的。
回答下列问题:
(3)浸取工序的产物为,该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①,氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式 + 。
【答案】(3)
(5)
【解析】(3)由分析可知,浸取工序发生的反应为二氯化四氨合铜溶液与铜反应生成一氯化二氨合亚铜,反应的化学方程式为;氧化工序中一氯化二氨合亚铜发生的反应为一氯化二氨合亚铜溶液与氨水、氧气反应生成二氯化四氨合铜和水,反应的离子方程式为,故答案为:;;
(5)由题给方程式可知,溶液中加二氨合亚铜离子与氯离子、氢离子反应生成氯化亚铜沉淀和铵根离子,反应的离子方程式为+,故答案为:;;
6.(2023·重庆·高考真题)煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率来表示。研究小组设计测定的实验装置如下:

(2)①将煤样隔绝空气在加热1小时得焦炭,该过程称为 。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为 。
③装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量气。若气体X被完全吸收,则可依据和中分别生成的固体质量计算。
i.d中的现象是 。
ii.e中生成的固体为,反应的化学方程式为 。
【答案】(2) 干馏 有白色沉淀生成
【解析】(2)①将煤样隔绝空气在加热1小时得焦炭,即隔绝空气加强热使之分解,则该过程称为干馏;故答案为:干馏。
②装置Ⅱ中,高温下二氧化碳和焦炭反应生成一氧化碳,其发生反应的化学方程式为;故答案为:。
③i.d中二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水,其反应的现象是有白色沉淀生成;故答案为:有白色沉淀生成。
ii.e中生成的固体为,根据氧化还原反应分析得到CO变为碳酸铵,则反应的化学方程式为;故答案为:。
7.(2023·江苏·高考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为

(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃),氧化溶液中的离子方程式为 ;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中的氧化速率增大,其主要原因是 。

【答案】(2) pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率
【解析】(2)根据题意,O2氧化溶液中的,被氧化为,1molO2氧化2mol,故氧化溶液中的离子方程式为:;
pH增大,抑制的水解,反应物的浓度增大,故可加快氧化速率;
8.(2023·海南·高考真题)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 。
【答案】(4)BeO+Cl2+CCO+BeCl2
【解析】(4)BeO、与足量C在600~800°C生成BeCl2同时生成CO,化学方程式为BeO+Cl2+CCO+BeCl2;
9.(2023·浙江·高考真题)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 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
(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 。
【答案】(1)
(2) BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3) 取化合物A加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A中含有S元素 +2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
【分析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化碳,二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫,三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成A: ;
【解析】(1)氧气具有氧化性,能被四价硫氧化为六价硫,二氧化硫、空气中氧气、碳酸钙高温生成硫酸钙和二氧化碳,反应为;
(2)①A.硫的电负性大于碳、氢等,故燃煤中的有机硫主要呈负价,A错误;
B.根据分析可知,化合物A分子中与硫直接相连的基团中有-OH,故能电离出氢离子,具有酸性,B正确;
C.化合物A含有 基团,类似酯基-COO-结构,为硫酸和醇生成的酯,是一种无机酸酯,C正确;
D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收用于生产发烟硫酸,D正确;
故选BCD;
②一定压强下,化合物A分子只有1个-OH能形成氢键,而硫酸分子中有2个-OH形成氢键,故导致A的沸点低于硫酸;
(3)由分析可知,A为 ,A碱性水解可以生成硫酸根、甲醇,硫酸根离子能和钡离子生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,故实验设计为:取化合物A加入足量氢氧化钠,反应完全后加入盐酸酸化,无明显现象,再加入氯化钡生成白色沉淀,说明A中含有S元素;涉及反应为: +2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
10.(2023·浙江·高考真题)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是 ,X的化学式是 。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式 。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式 。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有
【分析】由化合物X与碳酸钠溶液反应生成白色固体A和无色溶液B可知,白色固体A可能为碳酸钙或碳酸钡沉淀,说明化合物X中含有钙离子或钡离子,由多步转化后溶液B得到白色沉淀H可知化合物X中一定含有氯元素和氧元素,由白色沉淀H的质量为1.435g可知,化合物X中含有氯元素的物质的量为=0.01mol,由白色固体A用0.0250mol盐酸溶解后,多余的酸用0.0150mol氢氧化钠溶液恰好中和可知,化合物X中含有钙元素或钡元素的物质的量为(0.0250mol—0.0150mol)×=0.005mol,若化合物X含有钡元素,白色固体A的质量为=0.005mol×197g/mol=0.985g>0.500g,所以X中含有钙元素,含有的氧元素物质的量为=0.04mol,则X中钙元素、氯元素、氧元素的物质的量比为0.005mol:0.01mol:0.04mol=1:2:8,则X的化学式为。
【解析】(1)由分析可知,X的组成元素钙原子、氯元素和氧元素,化学式为,故答案为:;;
(2)由图可知,B→C溶液呈棕黄色所发生的反应为高氯酸钠溶液与氢碘酸反应生成氯化钠、碘和水,反应的化学反应方程式为,故答案为:;
(3)由图可知,生成白色固体H的反应为氯化二氨合银与硝酸溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铵,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)由图可知,溶液Ⅰ为硝酸和硝酸铵的混合溶液,则检验溶液中氢离子铵根离子的操作为用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有,故答案为:用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有。
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氧化还原反应方程式的书写一般在填空题中出现较多,常结合化工生产流程及实验探究中考查,越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式(离子方程式)。要求考生要有效地接受、吸收、整合题目的信息,推断物质,利用守恒规律加以书写,充分体现出学科核心素养。
1.(2024·吉林·高考真题)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
2.(2024·湖南·高考真题)铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于时,可忽略该离子的存在;
② ;
③易从溶液中结晶析出;
④不同温度下的溶解度如下:
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题:
(1)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 ;
(2)“滤液1”中含有和,“氧化酸浸”时反应的离子方程式为 ;
1.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为 。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是 。
③为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
②实验表明溶解氧浓度过高,纳米Ag的抗菌性能下降,主要原因是 。
2.(2024·安徽·高考真题)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)位于元素周期表第 周期第 族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是 。
(3)“浸取2”步骤中,单质金转化为的化学方程式为 。
新情景条件下氧化还原反应方程式的书写
新情景条件 归纳总结
1.工艺流程中的氧化还原方程式的书写 (1)细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。 (2)确定未知反应的反应物和生成物,根据题意分析溶液环境,配平氧化还原方程式。
2.实验探究中的氧化还原方程式的书写 (1)细读题干寻找实验目的,通读题目中从实验步骤中了解操作步骤,结合装置分析实验过程,与实验目的相对应。 (2)根据题意确定反应物和生成物,结合溶液环境配平方程式,注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
3.电化学试题中氧化还原反应方程式的书写 (1)有关原电池原理的电极方程式的书写,负极失去电子,发生氧化反应;氧化剂在正极上得到电子,发生还原反应。根据得失电子相等,从而配平电极方程式。 (2)有关电解原理的电极方程式的书写,还原剂在阳极上失去电子,发生氧化反应;氧化剂在阴极上得到电子,发生还原反应。再根据得失电子相等,从而配平电极反应式。
1.(2024·陕西榆林·模拟预测)钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一,我国钴资源缺乏,二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回收Li、Co的工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)酸溶时,转化为、,该反应的离子方程式为 ;若用盐酸代替和溶液,酸溶也可得到和溶液,但缺点是 。
(5)将和按物质的量之比混合,在空气中煅烧可制得,该反应的化学方程式为 。
2.(2024·陕西安康·模拟预测)硅酸盐锆矿的主要成分为,还含有Fe、Al、Cu的氧化物,以该矿石为原料生产的工艺流程如图所示:
已知:“加热转化”后得到的成分有、、、和。
回答下列问题:
(1)“加热转化”时,提前将CO和按一定比例混合均匀后由硅酸盐锆矿的下端向上通入,其目的是 ;该过程中发生反应的化学方程式为 。
3.(2024·重庆·模拟预测)锗是一种战略性金属,用锌浸渣(主要含、,另含少量、以及)提取高纯和的工艺流程如下:
已知:①常温下,。②极易水解,沸点为。
请回答下列问题:
(1)基态的最外层电子排布式为 ,的晶体类型为 。
(2)“氧化酸浸”后产生的浸渣含有,写出反应的离子方程式 。
4.(2024·河南·模拟预测)铈(Ce)及其化合物在现代工业中具有极为重要的用途,某化工厂以废旧的液晶显示器(含有、、等物质)为原料制备三氯化铈、氢氧化铈的流程如下:
已知:具有强氧化性,一般不与常见的无机酸反应。
请回答下列问题:
(2)“还原”过程中发生反应的离子方程式为 ,该过程不宜在较高温度下进行,原因是 。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。
5.(2024·重庆·模拟预测)某研究小组用氨基钠 与N2O反应制备叠氮化钠并对制得的叠氮化钠产品纯度进行测定。已知氨基钠熔点为208℃,极易水解和氧化; N2O不与酸或碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸;SnCl2具有较强还原性。回答下列问题:
(1)制备叠氮化钠:连接好装置后,打开A中分液漏斗活塞,向圆底烧瓶中滴加浓硝酸,充分反应。
③若三颈烧瓶中参加反应的 和N2O物质的量之比为2∶1,则发生的化学反应方程式为 ,E装置的作用为 。
(2)测定产品纯度:取装置C中制得的叠氮化钠样品m克放入圆底烧瓶中进行纯度的测定,如下图。
①圆底烧瓶中反应的离子方程式为 。
6.(2024·宁夏石嘴山·模拟预测)铌(Nb)、钽(Ta)为同族元素,在航空航天、武器装备等领域发挥着重要作用。以含铌、钽的尾矿(主要Nb2O5、Ta2O5、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等)为原料制备Nb2O5、Ta2O5的工艺流程如下:
已知:①“碱浸”步骤中铌、钽发生的反应为:;。
②“转化”步骤中NaNbO3、NaTaO3分别转化成氟铌酸根(NbF)、氟钽酸根(TaF)。
回答下列问题:
(3)①“转化”步骤中NaNbO3转化为NbF的离子方程式为 。
7.(2024·湖北·一模)某工厂用废旧钴基合金制备(主要成分为,还含有、、、、等),工艺流程如下:
已知:①该工艺条件下,、不能氧化,部分金属氢氧化物沉淀时如下表
沉淀物
开始沉淀
完全沉淀
②室温下,,
回答下列问题:
(5)“氧化”时反应的离子方程式为 。
8.(2024·湖北武汉·一模)回收废弃锂离子电池中的物质对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池的正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺路线如下:
已知:①;
②的溶液度曲线如图所示。
回答下列问题:
(2)“烧渣”是LiCl、和的混合物,“氯化焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(6)“煅烧”过程中生成的化学方程式为 。
1.(2024·江苏·高考真题)贵金属银应用广泛。Ag与稀制得,常用于循环处理高氯废水。
(1)沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,当滴加溶液至开始产生沉淀(忽略滴加过程的体积增加),此时溶液中浓度约为 。[已知:,]
(2)还原。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置,充分反应得到Ag。
①铁将转化为单质Ag的化学方程式为 。
②不与铁圈直接接触的也能转化为Ag的原因是 。
③为判断是否完全转化,补充完整实验方案:取出铁圈,搅拌均匀,取少量混合物过滤, [实验中必须使用的试剂和设备:稀、溶液,通风设备]
(3)Ag的抗菌性能。纳米Ag表面能产生杀死细菌(如图所示),其抗菌性能受溶解氧浓度影响。
①纳米Ag溶解产生的离子方程式为 。
②实验表明溶解氧浓度过高,纳米Ag的抗菌性能下降,主要原因是 。
2.(2023·天津·高考真题)铜及其化合物在生产生活中有重要作用。
(3)在H2O2作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,写出该反应化学方程式: 。反应中,H2O2实际消耗量大于理论用量的原因是 。H2O2电子式为 。
3.(2024·浙江·高考真题)固态化合物Y的组成为,以Y为原料实现如下转化。
已知:与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(3)酸性条件下,固体(微溶于水,其还原产物为无色的)可氧化为,根据该反应原理,设计实验验证Y中含有元素 ;写出转化为的离子方程式 。
4.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:ⅰ、Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO(绿色)、MnO(紫色)。
ⅱ、浓碱条件下,MnO可被OH-还原为MnO。
ⅲ、Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略):
实验 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ 40%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是 。
(2)通入Cl2前,实验Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式为 。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是 。
(4)根据资料ⅱ,实验Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将MnO氧化为MnO。
①用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因: ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取实验Ⅲ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被 (填化学式)氧化,可证明实验Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取实验Ⅱ中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液紫色缓慢加深,发生反应的离子方程式是 。
④从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因: 。
5.(2023·河北·高考真题)闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离,同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下:
已知:室温下的。
回答下列问题:
(3)浸取工序的产物为,该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①,氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式 + 。
6.(2023·重庆·高考真题)煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的的转化率来表示。研究小组设计测定的实验装置如下:

(2)①将煤样隔绝空气在加热1小时得焦炭,该过程称为 。
②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为 。
③装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量气。若气体X被完全吸收,则可依据和中分别生成的固体质量计算。
i.d中的现象是 。
ii.e中生成的固体为,反应的化学方程式为 。
7.(2023·江苏·高考真题)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备,其实验过程可表示为

(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃),氧化溶液中的离子方程式为 ;在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中的氧化速率增大,其主要原因是 。

8.(2023·海南·高考真题)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 。
9.(2023·浙江·高考真题)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 。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的,通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是 。
A.燃煤中的有机硫主要呈正价 B.化合物A具有酸性
C.化合物A是一种无机酸酯 D.工业上途径Ⅱ产生的也可用浓吸收
②一定压强下,化合物A的沸点低于硫酸的原因是 。
(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 。
10.(2023·浙江·高考真题)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是 ,X的化学式是 。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式 。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式 。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子 。
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