高三化学一轮复习考点训练化工流程中陌生化学方程式的书写答案+详解.docx
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高三化学一轮复习考点训练化工流程中陌生化学方程式的书写答案+详解
化工流程中陌生化学方程式的书写
1.(2020·山东淄博、滨州一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“灼烧”可在石英坩埚中进行
B.母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl
C.“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法
D.“转化”反应中,生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1
答案 D
解析 “灼烧”时,KOH会与石英坩埚中的二氧化硅反应,A项错误;结晶后的母液中有KMnO4、KCl、KHCO3,B项错误;“结晶”环节采用加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法,C项错误;由2H2O+3K2MnO4+4CO2===2KMnO4+MnO2↓+4KHCO3可知,氧化产物为KMnO4,还原产物为MnO2,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1,D项正确。
2、以软锰矿粉(主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取高纯MnO2的流程如下:
(1)酸浸时所发生主要反应的离子方程式为_____________。
(2)焙烧MnCO3的装置如下图所示:
焙烧时所发生反应的化学方程式为__________。
【答案】2Fe2++MnO2+4H+
2Fe3++Mn2++2H2O
【解析】
(1)酸浸时所发生主要反应是二氧化锰被硫酸亚铁还原,反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++
Mn2++2H2O,
(2)在空气中焙烧碳酸锰生成二氧化锰,反应的化学方程式为2MnCO3+O2
2MnO2+2CO2。
3、亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])俗称黄血盐,易溶于水和丙酮,是食盐的一种抗结剂,用含NaCN(N显-3价)的废液合成黄血盐的主要工艺流程如图:
(1)在流程图“反应器”中发生的主要反应的方程式为_______________。
(2)电镀银时,电镀液不能直接用硝酸银溶液,可将其转变为K4[Ag2(CN)6]溶液,写出AgCl与黄血盐溶液制取电镀液的离子方程式_________________。
【答案】
(1)6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl
(2)2AgCl+[Fe(CN)6]4-=Fe2++[Ag2(CN)6]2-+2Cl-
【解析】
(1)NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙,发生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl;
(2)电镀液不能直接用硝酸银溶液,可将其转变为K4[Ag2(CN)6],AgCl与黄血盐制取电镀液可将其转变为K4[Ag2(CN)6],反应的离子方程式为:
2AgCl+[Fe(CN)6]4-=Fe2++[Ag2(CN)6]4-+2Cl-。
4、CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。
以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下:
步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。
生成晶种的化学方程式为_______。
【答案】4FeSO4+8NaOH+O2
4FeOOH+4Na2SO4+2H2O
【解析】
(1)该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2,产物为FeOOH,反应的方程式为4FeSO4+8NaOH+O2
4FeOOH+4Na2SO4+2H2O。
5、软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2。
闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质。
现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。
①中发生多个反应,其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________。
【答案】3MnO2+2FeS+6H2SO4Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O
【解析】①中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色S物质析出,溶液变为棕黄色,说明有Fe3+生成,发生反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O。
6、工业上用铬铁矿(FeO、Cr2O3、含SiO2、Al2O3杂质)生产红矾钠(Na2Cr2O7)的工艺流程如下:
(1)写出步骤③发生反应的离子方程式___________________。
(2)向橙红色的红钒钠溶液中滴入氨氧化钠溶液,变为黄色Na2CrO4溶液,写出该转化过程的离子方程式______________。
【答案】AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
【解析】
(1)向滤液中通入CO2,生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(2)向橙红色的红钒钠溶液中滴入氢氧化钠溶液,变为黄色Na2CrO4 溶液,写出该转化过程的离子方程式:
Cr2O72-+2OH-=2CrO42-+H2O。
7.下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。
回答下列问题:
(1)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料________(写化学式)。
(2)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:
____________________________________________________________________。
解析
(1)由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,显然该耐磨材料为原子晶体SiC。
(2)煤燃烧产生的SO2与Mg(OH)2反应生成MgSO3,MgSO3具有还原性,易被空气中的氧气氧化为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O。
答案
(1)SiC
(2)2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O
8.根据题目信息,完成有关化学方程式:
(1)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成该反应的离子方程式:
________(D)+24ClO
+24H+===
ClO2↑+
CO2↑+
________。
(2)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为______________________________________________________________________________。
高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________。
(3)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为____________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的离子方程式为____________________________________________________________________________。
答案
(1)1 C6H12O6 24 6 18 H2O
(2)2Fe3++2I-===2Fe2++I2 2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO
+3Cl-+5H2O
(3)2S2-+O2+2H2O===4OH-+2S↓
(4)PbO2+4H++2Cl-
Pb2++Cl2↑+2H2O
解析
(2)FeCl3与氢碘酸反应生成棕色物质,根据现象可知生成碘单质,则I-被氧化为I2,Fe3+被还原成Fe2+,可以写出Fe3++I-―→Fe2++I2,然后根据得失电子守恒、电荷守恒配平。
FeCl3与KClO反应时,根据题目信息可知Fe3+被氧化为FeO
,则ClO-被还原成Cl-,可以写出Fe3++ClO-―→FeO
+Cl-,然后根据氧化还原反应中得失电子守恒可以得到2Fe3++3ClO-―→2FeO
+3Cl-,再结合溶液呈强碱性和电荷守恒,在左边补上OH-,右边补上H2O,然后配平即可。
(3)Na2S溶液长期放置有硫生成,则一定有氧气参加反应,可以根据氧化还原反应规律写出S2-+O2+H2O―→OH-+S↓,再根据电荷守恒、得失电子守恒配平方程式。
9、以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为
原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。
其工作流程如下:
过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
i:
2Fe2++PbO2+4H++SO42−=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii:
……
①写出ii的离子方程式:
________________。
【答案】
2Fe3++Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2+
【解析】催化剂通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,加快化学反应速率,而本身的质
量和化学性质反应前后保持不变。
根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+,离子方程式为2Fe3++Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2+。
10.磷化铝(AlP)和磷化氢(PH3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)磷元素位于元素周期表第________周期________族。
AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体,该反应的另一种产物的化学式为________。
(2)PH3具有强还原性,能与CuSO4溶液反应,配平该反应的化学方程式:
CuSO4+
PH3+
H2O===
Cu3P↓+
H3PO4+
H2SO4
(3)工业制备PH3的流程如图所示。
①白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为
_____________________________,次磷酸属于________(填“一”“二”或“三”)元酸。
②若起始时有1molP4参加反应,则整个工业流程中共生成________molPH3。
(不考虑产物的损失)
答案
(1)三 ⅤA Al(OH)3
(2)24 11 12 8 3 24
(3)①P4+3NaOH+3H2O===PH3↑+3NaH2PO2 一②2.5
解析
(1)AlP与H2O反应生成PH3气体,另一种产物的化学式是Al(OH)3。
(2)反应中Cu由+2价变为+1价,部分P由-3价变为+5价,根据得失电子守恒法可将方程式配平。
(3)①由流程图可知白磷和烧碱溶液反应生成PH3和NaH2PO2,产物中H原子个数比O原子个数多,因此反应物中除P4、NaOH外还应有H2O参与,据此可写出反应的化学方程式。
由于使用的烧碱过量,所以得到的NaH2PO2应是次磷酸的正盐,即次磷酸属于一元酸。
②1molP4与烧碱溶液发生反应P4+3NaOH+3H2O===PH3↑+3NaH2PO2,生成1molPH3和3molNaH2PO2,3molNaH2PO2与硫酸发生反应2NaH2PO2+H2SO4===Na2SO4+2H3PO2,生成3molH3PO2,3molH3PO2再发生分解反应2H3PO2===PH3↑+H3PO4,又生成1.5molPH3,所以整个工业流程中共生成PH32.5mol。
11、以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质)生产Sr(OH)2·xH2O的工艺如下:
(3)滤渣2为混有CaCO3的SrCO3,写出生成SrCO3的化学方程式______________。
【答案】SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4
【解析】滤渣2为混有CaCO3的SrCO3,写出生成SrCO3的化学方程式SrSO4+2NH4HCO3=SrCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4。
12.五氧化二钒(V2O5)是一种两性氧化物,具有强氧化性,其制备方法如下图所示。
下列关于五氧化二钒的说法中错误的是( )
A.五氧化二钒的结构式为
B.V2O5溶于碱生成VO
C.“沉钒”涉及反应的化学方程式为6NaVO3+2H2SO4+2NH4Cl===(NH4)2V6O16+2Na2SO4+2H2O+2NaCl
D.V2O5+6HCl(浓)===2VOCl2+Cl2↑+3H2O,生成1molCl2转移电子数为2NA
答案 B
解析 根据五氧化二钒的化学式(V2O5)及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为+5价,因此A中所示的结构式正确;根据题干信息知V2O5是一种两性氧化物,既可与酸反应,也可与碱反应,其与碱的反应属于复分解反应,各元素化合价不变,故B错误;根据题目所给流程图可知,“沉钒”是使钒元素以沉淀形式析出,发生的是复分解反应,各元素化合价不发生改变,故C正确;V2O5具有强氧化性,其与盐酸反应时可将Cl-氧化成氯气,生成1molCl2失去2mole-,D正确。
13、研究发现钼酸钠可减缓金属的腐蚀速率。
工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2,含少量重金属化合物)制备钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)的途径如图所示:
回答下列问题:
途径①制备钼酸钠溶液,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为_____________。
【答案】MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O
【解析】途径①制备钼酸钠溶液,用NaClO在碱性条件下氧化MoO3,同时有SO42-生成,生反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O。
14.钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用,从钛白水解工业废酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、SO
等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图:
请回答下列问题:
(1)在钛白水解工业废酸中,加入H2O2是为了使TiO2+转化为难萃取的[Ti(O2)(OH)(H2O)4]+,
[Ti(O2)(OH)(H2O)4]+中Ti的化合价为________。
(2)钪的萃取率(E%)与O/A值[萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比]的关系如下图,应选择的合适O/A值为________。
温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表,合适的萃取温度为10~15℃,其理由是
________________________________________________________________________。
T/℃
5
10
15
25
30
钪的萃取率/%
91.3
96
97.1
97.3
98.0
钛的萃取率/%
0.94
0.95
2.10
3.01
4.20
(3)已知钪与铝类似,其氢氧化物具有两性。
反萃取步骤中,加入NaOH使溶液呈碱性,碱性条件下双氧水可以氧化锰离子生成滤渣Ⅰ,写出该反应的离子方程式__________________。
(4)草酸钪“灼烧”的化学方程式为________________________________________________。
(5)若该钛白水解废酸中含Sc3+的浓度为16mg·L-1,从1m3该废酸中提取得到21.6gSc2O3,则钪的提取率为________(保留两位有效数字)。
答案
(1)+4
(2)1∶4 温度为10~15℃时,钪的萃取率较高,且钛的萃取率较低(合理即得分) (3)Mn2++H2O2+2OH-===MnO2↓+2H2O
(4)2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2 (5)88%
解析
(1)[Ti(O2)(OH)(H2O)4]+中存在过氧根离子(O
)和OH-,故化合物中Ti为+4价。
(2)在10~15℃钪萃取率较大,而钛的萃取率较低,钪的相对纯度较高。
(4)草酸根中碳的化合价是+3价,在灼烧草酸钪时会被氧化为CO2,则化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O2
2Sc2O3+12CO2。
(5)1m3废酸中Sc3+的质量为16g,21.6gSc2O3中钪的质量为21.6g×
≈14g,故钪的提取率为
×100%≈88%。
15.分解水制氢的一种原理如图,下列关于该原理的说法正确的是( )
A.反应过程中化合价改变的元素共有H、O、S
B.涉及的反应类型只有分解反应和化合反应
C.理论上,每生成16gO2,就能得到标准状况下22.4LH2
D.理论上,每分解18gH2O,就需向体系内再补充32gSO2
答案 C
解析 反应Ⅰ:
SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI;
反应Ⅱ:
2HI
H2↑+I2;
反应Ⅲ:
2H2SO4
2SO2↑+2H2O+O2↑。
16、锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。
以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:
已知:
①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;
“浸出”时,Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。
【答案】Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S
【解析】根据题给信息,Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫,浸出液中含有SbCl3;因此反应产生SbCl3和S;正确答案:
Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S。
17、无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中的电离方程式为______________________________________。
(2)工业上用ag铝土矿粉(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程如图所示:
已知:
物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
57.6
180(升华)
300(升华)
1023
①步骤Ⅰ中焙烧时除了生成三种固体单质外,还可以使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是______________________________________________________(要求写出两种),
步骤Ⅰ中生成非金属单质的反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。
②步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,用足量的NaOH冷溶液吸收,写出吸收过程中发生反应的离子方程式___________________________________________
_______________________________________________________________。
解析
(1)AlCl3在水溶液中能完全电离,属于强电解质,电离方程式为AlCl3===Al3++3Cl-。
(2)①步骤Ⅰ中焙烧时,固体水分挥发,可以防止后续步骤生成的AlCl3水解;气孔数目增多,可以增大步骤Ⅱ中反应物的接触面积,加快反应速率。
由题意知,铝土矿粉中含有SiO2杂质,SiO2与焦炭在高温下反应生成单质Si,故步骤Ⅰ中生成非金属单质的反应的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑。
②步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,主要有Cl2、O2和CO2,用足量的NaOH冷溶液吸收时,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O和CO2+2OH-===CO
+H2O。
答案
(1)AlCl3===Al3++3Cl-
(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解;增大步骤Ⅱ中反应物的接触面积,加快反应速率 SiO2+2C
Si+2CO↑
②Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O、CO2+2OH-===CO
+H2O
18、硒(34Se)与氧同主族,硒元素及其化合物与人体健康、工业生产密切相关。
某科研小组以阳极泥(主要成分是Se,含有CuSe、Ag2Se等杂质)为原料,提炼硒的流程如下:
请回答下列问题:
(1)写出高温下用焦炭还原B的化学方程式___________________。
(2)溶液C中析出硒的离子方程式____________________。
(3)向Na2SeO3溶液中滴加稍过量的乙酸,其离子方程式为__________________。
已知:
Ka1(H2SeO3)=2.7×10-3、Ka2(H2SeO3)=2.5×10-8、Ka(CH3COOH)=1.8×10-5。
【答案】Na2SeO4 +4C
Na2Se +4CO↑2Se2- +O2 +2CO2=2Se↓+2CO32- (或2Se2- +O2 +4CO2 +2H2O=2Se↓
+4HCO3-)SeO32-+CH3COOH=HSeO3- +CH3COO-
【解析】
(1).A是Na2SeO3,通入空气后蒸干,得到的固体B是Na2SeO4,高温下用焦炭还原Na2SeO4得到Na2Se 和CO,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:
Na2SeO4 +4C
Na2Se +4CO↑,故答案为:
Na2SeO4 +4C
Na2Se +4CO↑;
(2)在滤液C中通入空气,氧气可把还原性强的Se2- 氧化为单质Se,通入CO2可以减弱反应后溶液的碱性,有利于Se的析出,依题意可知该反应的离子方程式为:
2Se2- +O2 +2CO2=2Se↓+2CO32- (或2Se2- +O2 +4CO2 +2H2O=2Se↓+4HCO3-),故答案为:
2Se2- +O2 +2CO2=2Se↓+2CO32- (或2Se2- +O2 +4CO2 +2H2O=2Se↓+4HCO3-);
(3)由H2SeO3和CH3COOH的电离常数可知,酸性强弱的顺序为:
H2SeO3>CH3COOH>HSeO3-,则向Na2SeO3溶液中滴加稍过量的乙酸,反应生成HSeO3-和CH3COO-,离子方程式为:
SeO32-+CH3COOH=HSeO3- +CH3COO-,故答案为:
SeO32-+CH3COOH=HSeO3- +CH3COO-。
19、铜是与人类关系密切的有色金属。
已知:
常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:
2Cu+===Cu2++Cu。
大多数+1价铜的化合物是难溶物,如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。
一定条件下,在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
(1)已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式:
______________________________________________________。
(2)写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的反应的离子方程式:
_________________________________________________________________。
(3)将CuH溶解在适量的稀硝酸中,完成以下化学方程式:
________CuH+________HNO3===______
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