突破07-工艺流程综合题(陌生方程式的书写)(解析版)-备战2020年高考化学之突破物质结构性质与工艺流程题

突破07突破工艺流程综合题（2）（陌生方程式的书写）限时：40分钟1.按要求书写方程式（1）酸性环境中脱硫过程示意图如下：过程i的离子反应方程式为_________________________________。（2）将CO2和H2分离得到H2的过程如示意图：吸收池中发生反应的离子方程式是____________________________________________。（3）利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：回答下列问题：①H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，写出此反应的离子方程式：_____________________。②加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化为CrOeq\o\al(2－,4)，写出该反应的离子方程式_________________________________________。③写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：_______________________。（4）若乙酸钴[(CH3COO)2Co]在空气中最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n(X)∶n(CO)∶n(CO2)∶n(C2H6)＝1∶4∶2∶3(空气中的成分不参与反应)，则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为_________________________________________________。（5）强氧化剂NaClO会将CN－氧化，生成N2、COeq\o\al(2－,3)和Cl－等无毒无害物质，可用该反应处理含氰废水(破氰)，反应的离子方程式为____________________________。（6）酸性环境中，纳米Fe/Ni去除NOeq\o\al(－,3)分两步，将步骤ⅱ补充完整：ⅰ.NOeq\o\al(－,3)＋Fe＋2H＋=NOeq\o\al(－,2)＋Fe2＋＋H2O；ⅱ.eq\x()________＋eq\x()________＋eq\x()H＋=eq\x()Fe2＋＋eq\x()________＋eq\x()________。（7）NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如下图所示(其中H2O和NaCl略去)NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为___________________________________。【答案】（1）H2S＋2Fe3＋=2Fe2＋＋S↓＋2H＋（2）COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)（3）①2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋8H＋②Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋2OH－=2CrOeq\o\al(2－,4)＋H2O③2CrOeq\o\al(2－,4)＋3SO2＋12H2O=2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2OH－（4）3(CH3COO)2Coeq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑（5）2CN－＋5ClO－＋2OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋5Cl－＋H2O（6）1NOeq\o\al(－,2)3Fe831NHeq\o\al(＋,4)2H2O（7）2NH3＋3NaClO=N2＋3H2O＋3NaCl【解析】（4）乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n(X)∶n(CO)∶n(CO2)∶n(C2H6)＝1∶4∶2∶3，X为钴的氧化物，有(CH3COO)2Co→X＋4CO＋2CO2＋3C2H6，根据原子守恒，推出X为Co3O4，反应方程式为3(CH3COO)2Coeq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑。（5）强氧化剂NaClO会将CN－氧化，生成N2、COeq\o\al(2－,3)，NaClO被还原为Cl－等无毒无害物质，一个CN－失去5个电子，一个ClO－获得2个电子，根据得失电子守恒和电荷守恒可知，该反应的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋2OH－=2COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋5Cl－＋H2O2.[（2017·北京节选）)SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放，其工作原理：（1）尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：_________________________。（2）反应器中NH3还原NO2的化学方程式：__________________________________________。（3）当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒，用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：____________________________________________。【答案】（1）CO(NH2)2＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋CO2↑（2）8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O（3）2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O=2(NH4)2SO4【解析】本题侧重于考查学生的分析能力，注意把握题给信息。（1）根据问题（2）暗示尿素CO(NH2)2]水溶液热分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和CO2，结合原子守恒即可正确书写方程式。（2）反应器中NH3还原NO2生成氮气和水，为氧化还原反应。根据得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式。（3）SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合得失电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式。3.【2017新课标3卷节选】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_____。（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。【答案】（1）2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应（2）铁Al(OH)3（3）小2+2H++H2O【解析】（1）FeO·Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，根据电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，则熔融时不能使用陶瓷容器。（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；滤液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，调节溶液pH并过滤后得滤渣2为Al(OH)3及含硅杂质。4.SO2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用Na2SO3吸收尾气中SO2使之转化为NaHSO3，再以SO2为原料设计原电池，然后电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4，装置如下：（1）甲图中A电极上的反应式为__________________________________________________。（2）甲图中B与乙图________(填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图Z中Na＋向________(填“Y”或“W”)中移动。（3）该电解池阴极的电极反应式为__________________________；阳极的电极反应式为___________________________。【答案】（1）SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)（2）DY（3）2HSOeq\o\al(－,3)＋2e－=2SOeq\o\al(2－,3)＋H2↑HSOeq\o\al(－,3)＋H2O－2e－=SOeq\o\al(2－,4)＋3H＋【解析】（1）从题目信息可知，二氧化硫反应生成硫酸，所以二氧化硫作负极，失去电子和水结合生成硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。（2）甲图中A为负极，B为正极，因为乙图中C极附近加入亚硫酸氢钠得到亚硫酸钠，说明氢元素化合价降低生成氢气，所以C极为阴极，连接电源的负极，即A连接C，B连接D；进行电解时乙图中钠离子向阴极移动，即向Y中移动。（3）阴极是亚硫酸氢根离子反应生成亚硫酸根离子和氢气，电极反应式为＋。5.LiFePO4可作为新型锂离子也池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4，同时得到的绿矾(FeSO4·7H2O)与磷酸和LiOH反应可制各LiFePO4，LiFePO4的制备流程如下图所示：请回答下列问题：（1）酸溶时FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为____________________。（4）滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu2O，Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2↑。则该装置中铜电极应连接直流电源的__________极，石墨电极的电极反应式为____________________，当有0.1molCu2O生成时电路中转移__________mol电子。【答案】FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O正2H2O+2e-=H2↑+2OH-0.2【解析】（1）酸溶时FeTiO3与硫酸反应生成FeSO4和TiOSO4，化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O；综上所述，本题答案是：FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O。（4）根据电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2↑可知，Cu发生氧化反应，做阳极，应与电源的正极相连；石墨电极的为电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；根据该反应可知2e-~Cu2O，所以当有0.1molCu2O生成时电路中转移0.2mol电子。6.（2013全国卷I节选）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用．某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等．充电时，该锂离子电池阴极发生的反应为6C+xLi++xe﹣═LixC6．现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）．回答下列问题：（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为．（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式．（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是．（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式．（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1﹣xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式．【答案】（1）+3（2）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；（3）2LiCoO2+H2O2+3H2SO4Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O、H2O2H20+O2↑；有氯气生成，污染较大，引入氯离子杂质，在后续步骤中难以分离（4）CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O；（5）Li1﹣xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C【解答】解：（1）根据化合物中，化合价的代数和为0知，LiCoO2中，Co元素的化合价为+3价（2）正极中含有铝，铝易溶于强碱溶液生成AlO2﹣，反应的离子方程式为2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2，生成物有Li2SO4和CoSO4，反