化学工艺流程 题型一 工艺流程中陌生方程式的书写(原卷版)Word（17页）

题型一 工艺流程中陌生方程式的书写 一、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 KMnO4 (酸性) K2Cr2O7 (酸性) 浓硝酸 稀硝酸 H2O2 X2 (卤素) NaClO (或ClO－) KClO3 Fe3＋ PbO2 对应还 原产物 Mn2＋ Cr3＋ NO2 NO H2O X－ Cl－ Cl－ Fe2＋ Pb2＋ 2．常见的还原剂及氧化产物预测 还原剂 Fe2＋ SO2 SO S2O S2－ H2C2O4 H2O2 I－ CO NH3 陌生方程式的书写是高考题中常见的题型，往往通过陌生情境下题干语言或化工流程，给出 反应发生的环境，写出反应的化学方程式。书写一些不曾熟悉的化学反应方程式的过程，实际是 对信息的加工过程，由于信息题大多数是由题干和若干问题两部分组成，其中题干给出一系列解 题所要的条件、知识、启发性提示等。陌生情景中的化学方程式在书写时，要先根据材料信息写 出反应物与生成物的化学式，然后再去配平即可。审题耐心，准确提取试题相关信息。 (H2SO3) (H2S) (HI) 对应氧 化产物 Fe3＋ SO SO SO S CO2 O2 I2 CO2 N2或 NO 二、陌生非氧化还原反应方程式的书写 运用“证据 推理 符号”思路，书写新情境化学方程式的基本思路为：“读取”流程中的有效 信息(证据)，找出主要的反应物和生成物(推理)，再依据质量守恒定律和电荷守恒规律写出反应的化学(离 子)方程式，书写步骤如下： 第一步：分析流程图的入口和出口，确定反应物和生成物以及反应条件。有些生成物可依据物质类别 通性及元素价态规律判断 第二步：初步表示出反应过程：反应物I+反应物Ⅱ→生成物I+生成物Ⅱ 关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。 (1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律，①判断产物，②根据化合价升降相等配平。 (2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。 第三步：①氧化还原反应依据电子守恒(升价=降价)、电荷守恒(补H+或OH-)，原子守恒配平；②非氧 化还原反应主要依据电荷守恒和原子守恒，不起缺失物质，配平方程式 三、“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- 1．(2023•山东卷，18 节选) (2)已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3在浓 溶液中发生反应的化学方程 式为______________________________。 2．(2023•江苏卷，17 节选)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 (1)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的化学方程式为___________；载人航天器内，常用LiOH 固体而很少用KOH 固体吸收空气中的CO2，其原因是___________。 3．(2023•全国乙卷，27 节选)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿 (MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al 等元素)制备LiMn2O4的流程如下： (5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定， 应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。 (6)缎烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。 4． (2023•广东卷，18 节选)Ni、Co 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2+、 Co2+、Al3+、Mg2+)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2+、Co2+、Co3+与NH3形成可溶 于水的配离子：lgKb(NH3·H2O)=-4.7；Co (OH)2易被空气氧化为Co (OH)3； (3)“氨浸”时，由Co (OH)3转化为[Co (NH3)6]2+的离子方程式为 。 5．(2022•湖北省选择性考试，16 节选)(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料 后，发现文献对常温下的Li2CO3有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究 LiHCO3的性质，将饱和 溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴 有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下LiHCO3___________(填“稳定”或“不 稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。 6．(2022•河北省选择性考试，15 节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝 Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下： (3)还原工序中，不生成S 单质的反应的化学方程式为_______。 (5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中 的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程 式为_______。 7．(2021·全国甲卷，26 节选)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___________________________。 8．(2021·全国乙卷，26 节选)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pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 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：__________________________________。 9．(2021·河北，15 节选)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)。 10．(2021·湖南，17 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________________________。 1． 1．(2024·浙江省浙江省舟山中学适应性考试节选) (3)已知浓盐酸和浓硝酸混合配制王水时也会产生亚 硝酰氯(NOCl)，写出该反应的化学方程式 。 2．(2024·浙江省浙南名校联盟高三第一次联考节选)如图所示可以分离并回收废旧芯片中的几种贵金属。 已知，①HAuCl4是一种强酸：②Pd(NH3)2C12难溶。 请回答： (1)含金固体可溶于HNO3和NaCl 的混合溶液，并产生NO，请写出反应的离子方程式： 。 3．(2024·浙江省诸暨市高三适应性考试节选)五羰基铁是一种黄色液体，熔点-20℃，沸点103℃，可 以用细铁粉和 制备，流程如下： (4)写出反应③的方程式： 。 4．(2024· 江浙高中(县中)发展共同体高三联考节选)Ni、Co 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石 硝酸浸取液(含Ni2+、Co2+、Mg2+)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程 如下： 已知：①氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。 ②常温下，Ni2+、Co2+、Co3+均可与NH3形成可溶于水的配离子。 (3)“氨浸”时，由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2+的离子方程式为 。 5．(2024·浙江省Z20 名校联盟高三联考节选)高氯酸三碳酰肼合镍(GTN)的组成可表示为[Ni(CHZ3) ( ClO4)2]，其中CHZ 为碳酰肼(结构简式为： )。已知N2H4、NH2OH (羟胺)具有类似于 NH3的碱性。 (1)请用方程式解释羟胺水溶液呈碱性 。工业上常用尿素和NaClO - NaOH 溶液反应实现转化2 得到N2H4和两种常见钠盐，反应的化学方程式为 。 6．(2024·浙江省金丽衢十二校高三联考模拟预测)工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、 Cl-)生产CuCl 和蚀刻液重新生成的流程如下： 已知：CuCl 是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇。 (3)写出上述流程中生成CuCl 的化学方程式 。 7．(2024· 浙江省强基联盟高三联考节选)某小组设计实验探究铜被碘氧化的产物及铜元素的价态。 已知：①I2易溶于KI 溶液，发生反应I2+I- I3 -(红棕色)； ②铜元素被氧化可能存在的形式有 [Cu(NH3)4]2+(蓝色)、[CuI2]-(无色)； ③ [Cu(NH3)2]+(无色)，易被空气氧化。 (2)用离子方程式表示步骤Ⅱ中发生的反应 。 8．(2024·浙江省县域教研联盟高三选考模拟节选)黄铜矿的主要成份为CuFeS2，现有如下转化关系制 备有关物质。 已知：沉淀D 的摩尔质量为 。请回答： (3)生成沉淀D 的离子反应方程式 。 9．(2024·重庆市名校联盟高三联考节选)氧化亚铜(Cu2O)用途广泛，干法生产Cu2O 粉末的主要工艺流 程如下： (7)粉碎机中，发生的变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。 (8)800~900℃时，煅烧炉中发生化合反应，该反应的化学方程式为 。 10．(2024·福建福州市八县一中高三联考节选)电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原 材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO4 2- 等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图： (4)“混合沉锂”的离子方程式为 。 (5)Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式 。 11．(2024·山东枣庄高三期中节选)钒酸钇(YVO4)广泛应用于光纤通信领域，一种用废钒催化剂(含 V2O5、K2O、SiO2少量Fe2O3制取YVO4的工艺流程如下： 已知：V2O2(OH)4既能与强酸反应，又能与强碱反应。 回答下列问题： (2)“还原酸浸”时，钒以VO2+浸出，“浸出液”中还含有的金属离子是 。V2O5被还原的离子方 程式为 。 (4)结合“碱溶”和“沉钒”可知，ClO3 -、VO3 -氧化性更强的是 ，“沉钒”时发生反应的化学 方程式为 。 12．(2024·重庆渝中高三联考节选)铝酸铋[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸药及抗溃疡药，具有中和胃酸和收 敛作用。以辉铋矿(主要成分为 Bi2S3，含有：SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程 如图所示： (3)滤渣1 的主要成分为S 和 ，“浸取”步骤中生成S 的主要离子反应为 。 (6)在碱性溶液中，可用[Sn(OH)4]2⁻鉴定Bi3+存在，Bi3+被还原为Bi，[Sn(OH)4]2⁻自身变为[Sn(OH)6]2⁻， 该反应的离子方程式为 。 13．(2024·福建省龙岩市一级校联盟高三半期联考节选)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，还含有 少量的 )为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下： (2)写出“氧化除锰”时反应的离子方程式： 。 (4)写出“沉锌”时反应的离子方程式： 。 14．(2024·黑龙江省哈尔滨市重点三校高三期末联考节选)HDS 废催化剂是石油精炼加氢脱硫工序中产 生的危险固体废弃物，但又富含钼、镍等有价金属，是一种重要的二次资源。以下是工业从HDS 中回收钼 的工艺流程： (3) Ni(MoO4)碱浸时有Na2MoO4、NaHCO3生成，该反应的离子方程式为 。 (4)采用碳酸根型 萃取钼的反应为：(R4N)2CO3+ Na2MoO4=(R4N)2MoO4+Na2CO3。参考有关文献资 料可知：一些阴离子被R4N+萃取的顺序为HCO3 -＞MoO4 -＞CO3 2-，则加入NH4HCO3反萃取发生的化学方程 式为： 。 15 ．以红土镍矿( 主要含有Fe2O3 、FeO 、NiO 、SiO2 等) 为原料，获取净水剂黄钠铁矾 [NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下： (1)“氧化”过程发生的离子方程式为___________________________________________________________ (2)向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2＋)中加入N2H4·H2O，在碱性条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子 方程式：________________________________________________________________________ 16．以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁 酸钾(K2FeO4)的工艺流程如下： “氧化”时发生反应的离子方程式为_____________________________________________ 17．实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α－Fe2O3。其主要实验流程 如下： 将提纯后的FeSO4溶液与氨水NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。生成FeCO3沉淀的离子方程式 为_________________________________________________________________________ 18．ZrO2 常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量 FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取： 已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋ (1)“熔融”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为___________________________________________。 (2)滤渣Ⅲ的成分是Zr(CO3)2·nZr(OH)4。“调pH＝8.0”时，所发生反应的离子方程式为__________。 19．三氧化二钴(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。以含钴废料(主要成分 为Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图所示 已知：Ⅰ．“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H＋、Co2＋、Fe3＋、Ni2＋等。 Ⅱ．部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如下表。 沉淀物 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 完全沉淀时的 pH 3.7 9.0 9.2 (1)“酸浸”时发生的主要反应是__________________________________________________(写离子方程式) (2)写出高温煅烧时发生的化学反应方程式_____________________________________________________。 20．工业上“中温焙烧——钠化氧化法”回收电镀污泥中的铬已获技术上的突破。其工艺流程如下： [查阅资料]①电镀污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO 等物质；水浸后溶液中含有 Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质 ②Na2SO4、Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表： 温度 化学式 20 ℃ 60 ℃ 100 ℃ Na2SO4 19.5 45.3 42.5 Na2Cr2O7 183 269 415 Na2CrO4 84 115 126 请回答： (1)操作①的名称是______， “水浸”后的溶液呈______性 (2)“焙烧氧化”过程中Cr(OH)3转化成Na2CrO4的化学方程式为__________________。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分有Zn(OH)2和X，生成X 的离子反应方程式为______________________________ ___________。 (4)“酸化浓缩”时，需继续加入H2SO4，使Na2CrO4转化成Na2Cr2O7，反应的离子方程式为__________ ________。 21．从分金渣(主要成分为AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示： 已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50 (1)“预处理”时主要反应的化学方程式为___________________