2019高考化学 考点必练 专题09 化工流程中陌生化学化学方程式知识点讲解.doc

考点九 化工流程中陌生化学化学方程式知识点讲解一、根据题目信息书写方程式根据题目中的叙述，找出关键的字词，知道生成物是什么，写出化学方程式。典例1碱性环境下，Cl2可将水中的CN-转化为两种无毒的气体，写出离子方程式 。【答案】2CN-+8OH-+5Cl2=2CO2+N2+10Cl-+4H2O典例2一定温度下，将1mol N2O4置于密闭容器中，保持压强不变，升高温度至T1的过程中，气体由无色逐渐变为红棕色。温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色。若保持T2，增大压强，气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化的关系如图所示。温度在T1T2之间，反应的化学方程式是 。【答案】2NO22NO+O2【解析】温度由T1继续升高到T2的过程中，气体逐渐变为无色，且混合气体总的物质的量增大，说明NO2发生分解反应，应生成NO与O2，方程式为：2NO22NO+O2。典例3 硫与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是_。【答案】S+3Cl2+4H2O=H2SO4+6HCl【解析】解答本题的关键是生成两种强酸：H2SO4和HCl，再配平即可。典例4 向Na2CO3溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有NaHCO3生成，该反应的化学方程式是_。 Na2CO3浓溶液中通入氯气时，可产生气体CO2和化合物NaClO3。反应的化学方程式为 。【答案】 Na2CO3 +Cl2+ H2O = NaHCO3+HClO +NaCl3Cl2+3Na2CO3=3CO2+NaClO3+5NaCl【解析】向Na2CO3溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，是HClO，同时有NaHCO3生成，氯元素化合价有升有降，所以还应有NaCl。 Na2CO3浓溶液中通入氯气时，可产生气体CO2和化合物NaClO3，氯元素化合价有升有降，所以还应有NaCl。典例5铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入H2O2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。【答案】Cu+H2O2+2H+= Cu2+2H2O【解析】铜屑放入稀硫酸，再加入H2O2，铜屑可逐渐溶解，是Cu被氧化为Cu2+，化合价升高，H2O2中氧的化合价降低，酸性溶液中产生H2O。典例6工业上可用铝与软锰矿（主要成分为MnO2）反应来冶炼锰。 用铝与软锰矿高温冶炼锰的原理是（用化学方程式来表示） 。 MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中，MnO2溶解产生Mn2，该反应的离子方程式是 。【答案】 4Al + 3MnO2 2Al2O3 + 3Mn MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ O2+2H2O【解析】高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，反应的方程式为3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3，根据氧化还原反应可知Mn由+4价变为+2价，氧化合价肯定升高，所以产物有氧气生成，反应为MnO2+H2O2+2H+Mn2+O2+2H2O。典例7紫红色固体单质用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中。一段时间后固体由红色变为绿色主要成分为Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式是 。FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是 。【答案】2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO34FeCO3 + 6H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 4CO2典例8（2019届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三10月月考）铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1857 。（1）工业上以铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。高温氧化时反应的化学方程式为_。操作a由两种均发生了化学反应的过程构成的，其内容分别是_、铝热反应。（2）Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式_、_。（3）水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。处理含有Cr2O72-的污水方法通常为：用铁作电极电解污水，Cr2O72-被阳极区生成的离子还原成为Cr3+，生成的Cr3+与阴极区生成的OH结合生成Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为_，若要处理含10 mol Cr2O72-的污水，则至少需要消耗的铁为_g。转化为重要产品磁性铁铬氧体 (CrxFeyOz)：先向含CrO42-的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气（氧化部分Fe2+）并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出CrO42-在酸性条件下被Fe2+还原为Cr3+ 的离子方程式：_，若处理含1 mol CrO42-（不考虑其它含铬微粒）的污水时恰好消耗10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2+)n(Fe3+)=32时，铁铬氧体的化学式为_。【答案】+34Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼烧使 Cr(OH)3分解NaCrO2Cr2(SO4)32H2O+2e=2OH+H2 （或者2H+2e=H2）33603Fe2+ CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2OCr2Fe20O27操作a将Cr（OH）3经两步反应生成Cr，后一步为铝热反应，则第一步反应为灼烧使Cr（OH）3分解，两步反应的化学方程式为2Cr（OH）3Cr2O3+3H2O、2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr。（2）Cr（OH）3与Al（OH）3都属于两性氢氧化物，模仿Al（OH）3与NaOH、稀硫酸的反应，Cr（OH）3与NaOH、稀硫酸反应的化学方程式分别为Cr（OH）3+NaOH=NaCrO2+2H2O、2Cr（OH）3+3H2SO4=Cr2（SO4）3+6H2O，Cr（OH）3与NaOH、稀硫酸反应生成的盐的化学式为NaCrO2、Cr2（SO4）3。（3）以Fe作电极，阳极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-（或2H+2e-=H2）。在阳极区Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，Fe2+自身被氧化成Fe3+，1molCr2O72-得到6mol电子生成2molCr3+，1molFe2+失去1mol电子生成1molFe3+，根据得失电子守恒，n（Fe2+）=6n（Cr2O72-）=610mol=60mol，根据Fe守恒，至少需要消耗Fe的物质的量为60mol，至少需要消耗Fe的质量为60mol56g/mol=3360g。酸性条件下CrO42-被Fe2+还原为Cr3+，Fe2+被氧化成Fe3+，反应可写成Fe2+CrO42-+H+Fe3+Cr3+H2O，在反应中1molFe2+失去1mol电子，1molCrO42-得到3mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，CrO42-在酸性条件下被Fe2+还原为Cr3+的离子方程式为3Fe2+CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2O。根据Fe守恒，铁铬氧体中n（Fe2+）=10mol35=6mol，n（Fe3+）=10mol25=4mol，根据Cr守恒，铁铬氧体中n（Cr3+）=n（CrO42-）=1mol，根据电荷守恒，铁铬氧体中n（O2-）=26mol+34mol+31mol2=13.5mol，铁铬氧体中n（Cr）：n（Fe）：n（O）=1mol：10mol：13.5mol=2:20:27，铁铬氧体的化学式为Cr2Fe20O7。二、根据氧化还原反应判断产物陌生情景中的化学反应往往是氧化还原反应，在氧化还原反应中，元素化合价有升高必然有降低，根据化合价升降可判断出反应产物。【解题技巧】关键结合题目信息、流程图信息并熟记常见的氧化产物和还原产物判断生成物。1新情境氧化还原反应方程式的书写程序根据电子转移数或常见化合价确定未知产物中元素的化合价；根据溶液的酸碱性确定未知物的类别根据电子守恒配平根据溶液的酸碱性确定参与反应的或根据电荷守恒配平根据原子守恒确定并配平其他物质2. 熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物氧化剂Cl2O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H)、MnO2Fe3KClO3 、ClOH2O2还原产物ClO2SO2NO、NO2Mn2+Fe2ClH2O还原剂IS2(H2S)CO、CFe2NH3SO2、SOH2O2氧化产物I2SCO2Fe3NO 、N2SO42-O23 掌握书写信息型氧化还原反应的步骤(3步法)第1步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；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、氧化产物的相应化学计量数。第2步：根据溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H或OH的形式使方程式的两端的电荷守恒。第3步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。4. 氧化还原反应方程式的配平： 步骤: 标出化合价变化了的元素的化合价。 列变化：分别标出化合价升高数和化合价降低数 根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。 利用元素守恒，观察配平其他物质5. “补缺”的技巧缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现OH-，碱性溶液中不能出现H+，具体方法如下：酸性环境碱性环境反应物中少氧 左边加H2O，右边加H+左边加OH-，右边加H2O反应物中多氧左边加H+，右边加H2O左边加H2O，右边加OH-典例9（2019届广西南宁市第三中学高三10月月考）某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.84.7Mn(OH)28.810.4Ca(OH)212常温下，Ksp（CaF2）=3.9510-11回答下列问题：（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸_（填“是”或“否”）；操作I的名称为_。（2）取溶液加入KSCN溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中MnO2与FeS发生反应的离子方程式：_。（3）调节溶液的pH时，pH的范围为_；所用的物质X最好是_（填字母）。A盐酸 BNaOH溶液 C氨水 DMnCO3固体（4）滤渣为_，滤渣为_。（填化学式）（5）沉锰的化学方程式为_。（6）沉锰后过滤得到固体MnCO3，设计实验方案验证MnCO3固体是否洗涤干净：_。【答案】否过滤2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O4.7pH8.8DFe(OH)3、Al(OH)3CaF2MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3 + Na2SO4 + H2O + CO2取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净Fe（OH）3，过滤后分离出Al（OH）3、Fe（OH）3，滤液中含有钙离子和锰离子，加入NaF后将钙离子转化成CaF2沉淀，过滤后得到滤渣（CaF2沉淀）和滤液（主要含有硫酸锰），再加入碳酸氢钠，发生反应：MnSO4+2NaHCO3=MnCO3+Na2SO4+H2O+CO2，从而获得MnCO3；（1）二氧化锰将与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，所以不能将稀硫酸换成浓盐酸；操作得到的是S单质的沉淀，将该物质分离的方法为过滤，操作I的名称为过滤。（2）取溶液加入KSCN溶液，溶液呈现红色，说明有铁离子存在，所以在酸溶过程中FeS发生反应的离子方程式：2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O。（3）根据流程图，调节溶液的pH目的是除去Al3+、Fe3+，Mn2+不能生成沉淀，所以pH的范围为4.7pH8.8；由于不能引进杂质，则调节溶液的pH所用的物质X最好为MnCO3固体，选D。（4）调节溶液的pH目的是除去Al3+、Fe3+，铁离子和铝离子会完全生成氢氧化物沉淀，滤渣为滤渣为Al（OH）3、Fe（OH）3；加入NaF后转化成CaF2沉淀，滤渣为CaF2。（5）滤液中含有硫酸锰，硫酸锰与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸锰沉淀、硫酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：MnSO4+2NaHCO3=MnCO3+Na2SO4+H2O+CO2。（6）根据流程图，滤液中含有SO42-，验证MnCO3固体是否洗涤干净，可以检验洗涤液中是否含有SO42-，方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净。三、根据电子得失数目定量分析判断产物在书写陌生方程式的题目中，有一类题目给出了一定量的氧化剂或还原剂在反应中得到或失去的电子数，这就要求学生能根据一定量的氧化剂或还原剂在反应中得失电子数，判断出产物的化合价，从而判断出产物，写出方程式。典例10 硫单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体，该气体与含1.5 mol 氯的一种含氧酸（该酸的某盐常用于实验室制取氧气）的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.56.021023个电子转移时，该反应的化学方程式是_ _。【答案】SO2 + 2HClO3=H2SO4 +2 ClO2四、根据题中图像书写方程式典例11（上海市吴淞中学2017-2018学年高三上第一次调研考试）已知 Ca(OH)2 与 Cl2 反应的氧化产物与温度有关，在一定量的石灰乳中通入足量的氯气，二者恰好完全反应。生成 Cl-、ClO-、ClO3- 三种含氯元素的离子，其中 ClO- 、ClO3- 两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。（1）t1 时，开始有 ClO3-生成的原因是_。（2）t2 时，Ca(OH)2 与 Cl2 发生反应的总的化学方程式为_。（3）该石灰乳中含有 Ca(OH)2 的物质的量是_mol。【答案】反应放热使温度升高，在较高温度下可生成 ClO3-10Cl2+10Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O5（3）由图可知，t2时氢氧化钙与氯气恰好反应，n(ClO-)=2mol，故nCa(ClO)2=1mol， n(ClO3-)=1mol，故nCa(ClO3)2=0.5mol，根据方程式10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+10H2O可知，nCa(OH)2=10nCa(ClO3)2=0.5mol10=5mol；正确答案： 5。典例12（2019届山西省应县第一中学高三9月月考）高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂。工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程如下（部分条件和产物省略）：请回答下列问题：（1）提高锰酸钾浸出率（浸出锰酸钾质量与固体总质量之比）的措施有_ （任答一项即可）（2）写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：_。（3）从经济性考虑试剂X宜选择（填名称）：_。上述流程中，设计步骤IV和V的目的是_。（4）以惰性材料为电极，采用电解锰酸钾溶液的方法完成步骤III转化。阳极反应式为_。电解过程中，阴极附近电解质溶液的pH将_（填：增大、减小或不变）。（5）测定高锰酸钾样品纯度：向高锰酸钾溶液中滴定硫酸锰溶液，产生黑色沉淀。当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不变色，表明达到滴定终点。写出离子方程式：_【答案】加热、搅拌等2MnO24KOHO22K2MnO42H2O石灰乳（或生石灰）循环利用二氧化锰、氢氧化钾，提高原料利用率MnO42-e-MnO4-增大2MnO4-3Mn2+2H2O5MnO24H+为2，所以反应化学方程式为2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O。（3）试剂X是将碳酸钾反应生成氢氧化钾，所以从经济性考虑试剂X宜选择石灰乳（或生石灰），上述流程中，步骤IV和V都是物质循环利用，其目的是循环利用二氧化锰、氢氧化钾，提高原料利用率。（4）电解锰酸钾溶液时，阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为MnO42-e-=MnO4-，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH-，则阴极溶液的pH增大。（5）用高锰酸钾溶液滴定硫酸锰溶液，产生黑色沉淀，发生反应的离子方程式为2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+。