重难04 催化机理图分析（重难专练）（全国适用）（原卷版及解析）

重难04催化机理图分析内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、催化剂与催化机理1.催化剂：存在少量就能显著改变反应速率，反应结束时，其自身的质量、组成和化学性质基本不变的物质。2.催化特点：①高效性，可以大大地加快反应速率。②选择性，反应不同，催化剂不同。③同等程度地加快正、逆反应的速率。④不能改变反应的可能性和平衡常数。3.催化剂的催化机理：催化剂的催化过程一般是催化剂跟其中的一种反应物首先发生反应，生成过渡物，然后再跟另外的反应物反应，生成产物，同时催化剂重新生成。催化剂生成的过渡物比没有催化剂生成的过渡物的能量要低，因而使反应更加容易发生和进行。这就是改变了其反应历程。即催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。4.催化剂与活化能、焓变催化剂能降低反应所需活化能，化学反应速率加快，但不影响焓变∆H的大小，不影响平衡。5.活化能（1）正反应的活化能：反应物到最高点的能量差Ea正＝E1kJ·mol－1（2）逆反应的活化能：生成物到最高点的能量差Ea逆＝E2kJ·mol－1（3）活化能和反应热的关系①放热反应：Ea正＜Ea逆②吸热反应：Ea正＞Ea逆（4）活化能和反应速率的关系①关系：活化能越大，反应速率越慢②决速反应：活化能最大的反应或速率最慢的反应③决速浓度：最慢反应中反应物的浓度决定总反应的反应速率二、循环机理图的解题思路1．循环机理图中物质的判断（1）有进有出的物质参与反应，常作催化剂；（2）只进不出的为反应物、原料；（3）不进只出的物质为生成物、产品。2．循环转化机理图像的解读对于“循环”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③。在机理图中，先找到确定的反应物，反应物一般是通过一个箭头进入整个历程的物质，(产物一般多是通过一个箭头最终脱离这个历程的物质)与之同时反应的就是催化剂，并且经过一个完整循环之后又会生成；中间产物则是这个循环中的任何一个环节。如下图中，MoO3则是该反应的催化剂，图中剩余的三个物质均为中间产物。3.循环机理图题的解题思路（1）通览全图，找准一“剂”三“物”①催化剂：催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上②反应物：通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物；③生成物：通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物；④中间体：通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[]”标出。（2）逐项分析得答案：根据第一步由题给情境信息，找出催化剂、反应物、生成物、中间体，再结合每一选项设计的问题逐项分析判断，选出正确答案。（建议用时：15分钟）1．（2025·河南卷）在负载的催化剂作用下，可在室温下高效转化为，其可能的反应机理如图所示。下列说法错误的是A．该反应的原子利用率为B．每消耗可生成C．反应过程中，和的化合价均发生变化D．若以为原料，用吸收产物可得到2．（2025·云南卷）铜催化下，由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是A．Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B．Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成C．Ⅳ的示意图为 D．催化剂Cu可降低反应热3．某课题组提出，可催化与环氧化合物合成环状碳酸酯，反应的机理如图所示。下列说法正确的是A．物质Ⅰ为离子液体，沸点比较低 B．物质Ⅰ与环氧化合物通过配位键形成物质ⅡC．物质Ⅲ为该合成总反应的催化剂 D．物质Ⅲ与反应转化为物质Ⅳ属于加成反应4．（2023·江苏卷）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是A．该反应的B．该反应的平衡常数C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为5．中国科学院化学研究所韩布兴院士/康欣晨研究员课题组使用原子分散的Fe-N-C材料为催化剂，以草酸和硝酸盐或氮氧化物为原料(N2和CO2分别为氮源和碳源)，进行了电催化C-N偶联制备甘氨酸。原理如图所示(OA为HOOC-COOH，GX为HOOC-CHO，GC为HOOC-CH2OH)。下列叙述正确的是A．活化能：反应ⅱ>反应ⅲB．在阳极区生成甘氨酸C．OA→GX反应式为D．反应ⅳ的原子利用率等于100%6．一定条件下，与在活性表面转化为，其部分反应机理如图所示。已知：在催化剂不同离子表面会出现电性差异。下列说法正确的是A．的空间构型是三角锥形B．生成理论上转移C．反应过程中只有极性键的断裂与生成D．步骤I中吸附在上的与中的碳结合（建议用时：15分钟）1．（2025·北京卷）乙烯、醋酸和氧气在钯()催化下高效合成醋酸乙烯酯()的过程示意图如下。下列说法不正确的是A．①中反应为B．②中生成的过程中，有键断裂与形成C．生成总反应的原子利用率为D．催化剂通过参与反应改变反应历程，提高反应速率2．（2025·江苏卷）与通过电催化反应生成，可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是A．过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成B．过程Ⅱ中发生了氧化反应C．电催化与生成的反应方程式：D．常温常压、无催化剂条件下，与反应可生产3．（东北三省精准教学联盟2025-2026学年高三上学期10月联考）实现双碳目标，化学转化制备精细化学品是重要的研究方向。利用离子液体作催化剂，在温和条件下活化和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的路径可能如下：下列说法不正确的是A．总反应的原子利用率为100%B．反应过程中有极性键和非极性键的形成和断裂C．若以环氧氯丙烷为原料，合成产物的结构简式为D．碳酸丙烯酯为极性分子，易溶于氯仿()等有机溶剂4．（浙江省稽阳联谊2026届高三上学期一模）三唑(平面结构)水溶液微滴表面接触发生反应，可能的反应机理如图所示。根据上述反应机理，下列叙述不正确的是A．三唑在反应循环中起催化作用B．反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成C．微粒和中碳原子和氮原子的杂化方式均为D．换成，总反应为：5．（2023·新课标卷）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。下列说法错误的是A．、和均为极性分子B．反应涉及、键断裂和键生成C．催化中心的被氧化为，后又被还原为D．将替换为，反应可得6．如图所示可实现与氨水直接将醇氧化氰化生成腈，下列说法错误的是

A．反应a→b反应类型为氧化反应B．反应b→c的历程可能是先加成后脱水C．常温下，物质a与b均易溶于水D．用a制备1mol物质d，过程中生成7．某金属烷氧基化合物催化和甲醇(MeOH)合成碳酸二甲酯()的反应机理如图。已知：①会降低该催化剂的活性；②反应中插入催化剂的Sn-O键中得以活化。下列说法正确的是A．插入催化剂后形成Sn-O键、C-O键和C-C键B．Ⅲ为该反应的催化剂C．与甲醇合成碳酸二甲酯的反应为加成反应D．加入缩醛可以提高碳酸二甲酯的产率（建议用时：15分钟）1．（2024·河北卷）我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺()以捕获，使放电时还原产物为。该设计克服了导电性差和释放能力差的障碍，同时改善了的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。对上述电池放电时的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。下列说法错误的是A．捕获的反应为B．路径2是优先路径，速控步骤反应式为C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同D．三个路径速控步骤均涉及转化，路径2、3的速控步骤均伴有再生2．（2023·湖南卷）是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。

下列说法错误的是A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强B．M中的化合价为C．该过程有非极性键的形成D．该过程的总反应式：3．地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质，转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物)已知碱性：下列说法错误的是A．Y中既含极性键也含非极性键B．①→⑦过程均涉及到N化合价的改变C．25℃同浓度水溶液的pH：D．完全转化为时，转移的电子4．伯醇(记为)和叔醇(记为)发生酯化反应的机理如下图所示。下列说法不正确的是A．用标记醇羟基，可以分析叔丁醇与乙醇在酯化反应中的断键情况B．两个历程中均起到催化剂的作用C．两个历程中均有碳原子的杂化轨道类型发生改变D．两种酯化反应的机理均为羧基中的羟基与醇羟基的氢原子结合成水5．甲苯与乙酰氯()在无水催化下发生反应，部分反应机理如图所示。下列说法错误的是A．

B．该反应的决速步是步骤ⅡC．甲苯与乙酰氯反应过程中有反应发生D．已知稳定性：，则虚线可表示，与的反应历程6．乙烷催化氧化为乙醛在合成化学和碳资源利用等方面均有重大意义。在催化下乙烷氧化成乙醛的机理如图所示。下列说法正确的是A．、中C原子杂化方式均为B．一定不能改变乙烷氧化成乙醛的转化率C．根据图示机理，可推测X、Y分别为、D．每生成1mol，消耗的物质的量小于2mol

重难03陌生情境中氧化还原型化学(离子)方程式的书写内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”一、新情境氧化还原反应化学（离子）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二、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（1）常见的氧化剂及还原产物预测氧化剂还原产物KMnO4Mn2＋(酸性)；MnO2(中性)；MnOeq\o\al(2－,4)(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3＋浓硝酸NO2稀硝酸NOH2SO4(浓)SO2X2(卤素单质)X－H2O2OH－(碱性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)Cl2Cl－HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO－)Cl－、Cl2NaClO3Cl2、ClO2、Cl－PbO2Pb2＋Fe3＋Fe2＋（2）常见的还原剂及氧化产物预测还原剂氧化产物Fe2＋Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SOeq\o\al(2－,3)、NaHSO3)SOeq\o\al(2－,4)S2－(或H2S、NaHS)S、SO2(或SOeq\o\al(2－,3))、SOeq\o\al(2－,4)H2C2O4、C2Oeq\o\al(2－,4)COeq\o\al(2－,3)、CO2H2O2O2I－(或HI、NaI)I2、IOeq\o\al(－,3)COCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋H2H＋(酸性)、H2O(碱性)三、掌握书写信息型氧化还原反应化学（离子）方程式的步骤(4步法)第1步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物第2步：按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式，根第3步：根据电荷守恒和溶液的酸碱性，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4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。四、氧化还原反应化学（离子）方程式的配平步骤：①标出化合价变化了的元素的化合价。②列变化：分别标出化合价升高数和化合价降低数③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。④利用元素守恒，观察配平其他物质五、“补缺”的技巧缺项化学（离子）方程式的配平：配平化学（离子）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-注：绝不可能出现的情况：H+→OH-或者OH-→H+。（建议用时：10分钟）1．（2025·云南卷）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是A．可与NaOH溶液反应B．盐酸在该工艺中体现了还原性C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池D．制备纳米Si：【答案】B【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2，纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si，加盐酸将MgO转化为MgCl2，过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。【解析】A．SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A正确；B．盐酸参与的反应为：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，没有体现还原性，B错误；C．高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电池，C正确；D．SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si，反应的化学方程式为，D正确；答案选B。2．（2023·北京卷）下列离子方程式与所给事实不相符的是A．制备84消毒液(主要成分是)：B．食醋去除水垢中的：C．利用覆铜板制作印刷电路板：D．去除废水中的：【答案】B【解析】A．Cl2和NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，除了Cl2和H2O不能拆写其余均可拆写为离子，A项正确；B．食醋为弱酸不能拆写为离子，反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O，B项错误；C．FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2，反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，C项正确；D．Na2S将Hg2+转化为沉淀除去，反应为Hg2++S2−=HgS↓，D项正确；故选B。3．（2025·广东卷）我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。氢氧化物（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有(写一条)。（2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：。（6）①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为和。②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注。③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是(写一条)。【答案】（1）搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等（2）4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+（6）2NH3N2+3H2Fe2O3+3H22Fe+3H2O没有污染物产生【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到Fe单质，滤液1在常温下沉铝，滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物，最终得到产品NixCuyNz。【解析】（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等；（2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+；（6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、Fe2O3+3H22Fe+3H2O；②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下：；③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO气体产生。4．（2025·吉林·“BEST”合作体六校第三次联考）工业上常利用作汽车尾气的吸收剂，它可以在光催化作用下使有机污染物降解，工业上利用主要成分为的含铈矿石制，其工艺流程如下：（1）上述流程中与盐酸反应的离子方程式。【答案】（1）【分析】氟碳铈矿焙烧时和氧气反应生成和，化学方程式为：，加入稀盐酸和转化为存在于滤液中，转化为沉淀，中加入溶液得到沉淀；滤液中的和碳酸氢铵混合发生反应生成沉淀，灼烧沉淀得到，据此解答。【解析】（1）与盐酸发生氧化还原反应生成和氯气，反应的离子方程式为；5．硼化钛(结构式为)常用于制备导电陶瓷材料和材料。I．工业上以高钛渣(主要成分为、、、和，另有少量、)为原料制取的流程如图。已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置。②高温下易挥发。③可溶于热的浓硫酸形成；④滤液I可用于制备高能氟化剂。回答下列问题：（1）“热还原”中发生反应的化学方程式为，的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是。【答案】（1）易挥发，只有部分参加了反应【分析】高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，另有少量MgO、Fe2O3)中加稀盐酸，Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3转化为对应的盐酸盐，二氧化硅、TiO2不溶解，过滤，滤渣中加浓硫酸酸解，二氧化硅不溶解，成为滤渣，TiO2溶解生成，然后水解、过滤，得TiO2‧xH2O，然后脱水所得物质在电弧炉热还原得TiB2。【解析】（1）“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是B2O3高温下蒸气压大，易挥发，只有部分参加了反应；6．（北京市朝阳区2025届高三一模考试化学试题）是一种重要的化工产品。以黄铁矿烧渣(主要成分为，含少量等)生产的过程如下。资料：i．生成，开始沉淀时，沉淀完全时ii．生成，开始沉淀时，沉淀完全时（1）碱浸①烧渣在碱浸前需粉碎，其作用是。②溶解的化学方程式是。（2）酸浸取相同质量铁精粉，酸浸相同时间，测得铁浸出率随硫酸浓度变化如下图所示。①浓度低于，随浓度增大，铁浸出率增大的原因是。②浓度高于，随浓度增大，铁浸出率降低的可能原因是。（3）还原用离子方程式表示的作用：。【答案】（1）增大烧渣的接触面积，提高反应速率（2）浓度增大，铁精粉与酸反应的速率加快硫酸浓度增大，铁的硫酸盐析出，覆盖在铁精粉的表面，阻碍反应进行（3）【分析】黄铁矿烧渣(主要成分为，含少量等)用NaOH碱浸除去SiO2和Al2O3，铁精粉为铁的氧化物，加入硫酸酸浸得到含有Fe2+和Fe3+的溶液B，再加入FeS2还原把Fe3+还原为Fe2+，溶液C经过铁粉精制最终得到FeSO4溶液。【解析】（1）①烧渣在碱浸前需粉碎，其作用是增大烧渣的接触面积，提高反应速率；②Al2O3为两性氧化物，能溶于NaOH溶液，反应的化学方程式为：；（2）①由图可知，浓度低于，随浓度增大，铁浸出率增大，原因是随硫酸浓度增大，氢离子浓度增大，铁精粉与酸反应的速率加快；②浓度高于，随浓度增大，铁浸出率减小，原因是：硫酸浓度增大，铁的硫酸盐达到饱和析出，覆盖在铁精粉的表面，阻碍反应进行；（3）加入FeS2还原Fe3+为Fe2+，S元素被氧化为硫酸根离子，根据电子守恒和电荷守恒及原子守恒，反应的离子方程式为：；7．(24-25高三下·广东梅州·一模)五氧化二钒是接触法制取硫酸的催化剂，具有强氧化性。从废钒催化剂(主要成分为：、、、和等)中回收的一种生产工艺流程如下图所示：已知：价钒在溶液中主要以和的形式存在，两者转化关系为。（1）写出基态钒原子的价层电子排布式。（2）“废渣I”的主要成分为。“还原”后的溶液中含有阳离子、、、，“还原”过程中发生反应的离子方程式为。【答案】（1）（2）【分析】利用废钒催化剂(主要成分为：、、、和等)回收的工艺流程为：将废钒催化剂加入在硫酸作用下进行还原，不溶于酸，过滤后在废渣I中，得到含阳离子、、、的滤液，再加有机萃取剂HA进行萃取，分液得有机层，再加入试剂X进行反萃取，分液后有机萃取剂进入萃取环节循环使用，得到酸性水溶液，加氧化，再加KOH调节pH，过滤得废渣II和含钒滤液，加入沉钒得，最后煅烧得产品，据此分析解答。【解析】（1）钒为23号元素，位于周期表中第四周期第VB族，则基态钒原子的价层电子排布式为：。故答案为：。（2）根据分析，废渣I为难溶于硫酸的；“还原”过程中被在酸性作用还原为，则反应的离子方程式为：。故答案为：；。（建议用时：10分钟）1．（2025·黑吉辽蒙卷）化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一，以水样消耗氧化剂的量折算成消耗的量(单位为)来表示。碱性不与反应，可用于测定含Cl⁻水样的COD，流程如图。下列说法错误的是A．Ⅱ中发生的反应有B．Ⅱ中避光、加盖可抑制被氧化及的挥发C．Ⅲ中消耗的越多，水样的COD值越高D．若Ⅰ中为酸性条件，测得含水样的COD值偏高【答案】C【分析】I中KMnO4与水样中的有机物在碱性条件下反应得到MnO2，溶液中剩余有KMnO4，II中在酸性条件下KMnO4、MnO2与I-反应得到I2单质和Mn2+，III中生成的I2再用Na2S2O3滴定。【解析】A．II中和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn2+，存在MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O，A正确；B．II中避光防止I2升华挥发，加盖防止I-被氧气氧化，B正确；C．整个反应中，KMnO4得电子生成Mn2+，有机物和碘离子失去电子数目与KMnO4得电子数目相等，III中消耗的Na2S2O3越多，说明生成的I2单质越多，也说明有机物消耗的KMnO4的量少，水样中的COD值越低，C错误；D．若I中为酸性条件，Cl-会与KMnO4反应，水样中的COD值偏高，D正确；答案选C。2．（2024·北京卷）下列方程式与所给事实不相符的是A．海水提溴过程中，用氯气氧化苦卤得到溴单质：B．用绿矾()将酸性工业废水中的转化为C．用溶液能有效除去误食的D．用溶液将水垢中的转化为溶于酸的：【答案】D【解析】A．氯气氧化苦卤得到溴单质，发生置换反应，离子方程式正确，A正确；B．可以将氧化成，离子方程式正确，B正确；C．结合生成沉淀，可以阻止被人体吸收，离子方程式正确，C正确；D．与反应属于沉淀的转化，不能拆分，正确的离子方程式为CaSO4+=CaCO3+，D错误；本题选D。3．（2024·全国卷）对于下列过程中发生的化学反应，相应离子方程式正确的是A．试管壁上的银镜用稀硝酸清洗：B．工业废水中的用去除：C．海水提溴过程中将溴吹入吸收塔：D．用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度：【答案】C【解析】A．试管壁上的银镜用稀硝酸清洗，银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮气体，该反应的离子方程式为，A不正确；B．由于的溶解度远远小于，因此，工业废水中的用去除，该反应的离子方程式为，B不正确；C．海水提溴过程中将溴吹入吸收塔，在水溶液中将还原为，该反应的离子方程式为，C正确；D．用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度，被氧化为，属于弱酸，该反应的离子方程式为，D不正确；综上所述，本题选C。4．下列离子方程式能用来解释相应实验现象或正确描述其反应的是选项实验操作或现象离子方程式A向悬浊液中滴加几滴溶液，白色沉淀变为红褐色沉淀B向溶液通入过量产生淡黄色沉淀C向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体D二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色【答案】A【解析】A．向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴0.1mol/LFeCl3溶液，发生沉淀的转化，白色Mg(OH)2沉淀变为红褐色Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为3Mg(OH)2(s)+2Fe3+(aq)2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)，A项正确；B．向Na2S溶液中通入过量SO2产生淡黄色沉淀，发生反应生成S、NaHSO3，反应的离子方程式为2S2-+5SO2+2H2O=3S↓+4，B项错误；C．向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气体，反应生成HClO和NaHCO3，反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+，C项错误；D．题给离子方程式不平，正确的离子方程式为5SO2+2+2H2O=2Mn2++5+4H+，D项错误；故选A。5．（2025·甘肃卷）研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿色工艺，部分流程如下：已知：熔点314℃，沸点460℃分解温度：，，，高于（1）设计焙烧温度为600℃，理由为。（2）将通入和的混合溶液可制得，该反应的化学方程式为。【答案】（1）使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，同时使As2O3沸腾收集（2）4++2=3+CO2【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫，因沸点低被蒸出，设计温度为600℃，根据已知信息，硫酸铜被分解，生成氧化铜，硫酸锌和硫酸铅未分解，加水浸取后，硫酸锌溶于水形成溶液被分离出去，留下氧化铜，硫酸铅，加硫酸溶解，硫酸铅不溶于硫酸，氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜，过滤分离，浸出渣为硫酸铅，浸出液主要为硫酸铜，硫酸铜经过电解或置换法转化为铜，据此解答。【解析】（1）设计焙烧温度为600℃，使硫酸铜分解，而硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集，故答案为：使硫酸铜分解，硫酸锌和硫酸铅不分解，使As2O3沸腾收集；（2）将通入和的混合溶液可制得，根据元素守恒可知还生成了二氧化碳，该反应的化学方程式为4++2=3+CO2，故答案为：4++2=3+CO2。6．（2024·吉林卷）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）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为。【答案】（1）【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。【解析】（1）“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：；7．（2025·河南卷）一种从预处理得到的贵金属合金粉[主要成分为、(铑)、，含有少量]中尽可能回收铑的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸溶1”的目的是。（2）已知“酸溶2”中转化为，则生成该物质的化学方程式为；“滤渣”的主要成分是(填化学式)。（3）“沉铑”中得到的沉淀经“灼烧”后分解成铑单质，但夹杂少量和，则“高温还原”中发生反应的化学方程式为。【答案】（1）溶解Fe，使其进入溶液，从而通过过滤实现分离（2）SiO2（3）、【分析】贵金属合金粉[主要成分为、(铑)、，含有少量]中尽可能回收铑的工艺流程中，加入浓盐酸溶解其中Fe，过滤后实现分离，再向滤渣中加入王水(浓盐酸与浓硝酸混合酸)氧化溶解Rh，转化为，Pt转化为相关可溶物，SiO2不溶，过滤后进行分离；煮沸滤液除去盐酸、硝酸，再加入浓盐酸、DETA将部分铑元素沉淀，过滤后，滤渣进行灼烧分解为Rh、和，再用H2进行高温还原得到铑单质，向滤液中加入NH4Cl将铂元素相关化合物转化为沉淀除去，加入SnCl2将(III)转化为，再加入Zn进行还原，生成Rh，由于Zn过量有剩余，加入浓盐酸溶解过量的Zn，实现Zn与Rh分离，过滤获得铑粉，以此分析解答。【解析】（1）原料合金粉主要成分为Fe、Rh、Pt和少量SiO2，Fe易溶于酸(如盐酸或硫酸)，而Rh和Pt在常温下不易被非氧化性酸溶解，SiO2不溶于酸，因此“酸溶1”使用非氧化性酸溶解Fe生成可溶性盐，过滤后Fe(II)进入滤液，剩余滤渣主要为Rh、Pt和SiO2，实现初步分离，故答案为：溶解Fe，使其进入溶液，从而通过过滤实现分离。（2）“酸溶2”中转化为，Rh元素化合价由0升高至+3，HNO3中N元素化合价由+5降低至+3，结合化合价升降守恒以及原子守恒可知反应化学方程式为；由上述分析可知该过程中滤渣的主要成分为SiO2。（3）“高温还原”过程中，和均被H2还原为Rh，Rh元素化合价均由+3降低至0，根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为、。8.（2025·重庆重点中学·联考）硼化钛(TiB2)可以显著提高材料的硬度、增加耐磨性和耐腐蚀性。用钛渣(主要成分为SiO2、Al2O3和CaO，还有少量Fe2O3和MgO)为原料制取TiB2的流程如下。已知：高温下易挥发。（2）“酸浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为。（4）“酸解”时TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO2+，发生反应的化学方程式为；【答案】（1）（2）【分析】工业上以高钛渣(主要成分为、SiO2、Al2O3和CaO，还有少量Fe2O3和MgO)为原料制取TiB2，加入稀盐酸，只有SiO2不会溶解，可溶于热的浓硫酸形成，在沸水中形成，脱水后在电弧炉中与和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO，据此分析解题。【解析】（1）“酸浸”时Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式为。（2）“酸解”时TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO2+，发生反应的化学方程式为；9.金属铌(Nb)可以用于超导体、制作高温合金、改善钢性能。由铌钽精矿[主要成分为、(五氧化二钽)、、等]生产Nb粉的流程如下：已知：①与少量氢氟酸反应生成，与过量氢氟酸反应生成；②工业仲辛醇的结构为（1）Nb的原子序数比钒(V)大18，位于元素周期表区，最高正价为。（2）“酸解”得到的废气成分为。（3）“沉铌”过程无电子转移，则“沉铌”的化学反应方程式为。【答案】（1）d+5（2）（3）【分析】铌钽精矿和过量的氢氟酸反应，废渣为氟化钙，废气为四氟化硅，得到滤液为和含有钽的化合物，经过工业仲辛醇的萃取，使钽的化合物和分离，然后进行“沉铌”和还原得到单质铌。【解析】（1）Nb的原子序数比钒(V)大18，Nb在V的下一周期，位于第五周期第ⅤB族，价电子数为5，处于d区，最高正价为+5价。（2）铌钽精矿中的二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅即为废气；（3）根据信息：与过量氢氟酸反应生成，“沉铌”过程为非氧化还原反应，根据元素守恒可写出方程式：。10.（2025·福建省重点中学·联考）氮化钛()常作仿金饰品，乳酸亚铁常作补铁制剂。以钛铁矿(主要含，还含少量、)为原料制备氮化钛和乳酸亚铁的工艺如图。回答下列问题：部分物质的熔点、沸点数据如表所示：物质熔点/℃-25648.87141667沸点/℃136.4109014123287（1）“熔炼”时，温度在，反应还能得到一种具有还原性和可燃性的气体。“熔炼”的化学方程式为。（2）利用溶液和过量溶液制备的离子方程式为。【答案】（1）（2）【分析】由题给流程可知，向钛铁矿粉末中加入过量的硫酸溶液，将钛酸亚铁转化为亚铁离子和TiO2+离子，氧化铝转化为硫酸铝，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到滤液；向滤液中通入水蒸气，将滤液中的TiO2+离转化为TiO2·nH2O，过滤TiO2·nH2O和滤液；TiO2·nH2O煅烧分解生成二氧化钛，二氧化钛与碳、氯气高温条件下熔炼反应生成四氯化钛，四氯化钛高温条件下与镁反应生成钛，钛高温条件下与氮气反应生成氮化钛；调节滤液pH，将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到硫酸亚铁溶液；向溶液中加入碳酸氢铵溶液，过滤得到碳酸亚铁，碳酸亚铁溶于乳酸得到乳酸亚铁溶液，乳酸亚铁溶液经分离提纯得到乳酸亚铁产品。【解析】（1）由分析可知，“熔炼”时发生的反应为二氧化钛与碳、氯气高温条件下熔炼反应生成四氯化钛和一氧化碳，反应的化学方程式为；（2）硫酸亚铁溶液与过量碳酸氢铵溶液反应生成硫酸铵、碳酸亚铁沉淀、二氧化碳和水，反应的离子方程式为。11．(24-25高三·广东深圳·一模)一种从石煤灰渣（主要含及等）中提取钒的工艺流程如下：已知：萃取剂（HR）与阳离子的结合能力：；萃取的原理为；“中间盐”中的金属阳离子均为+3价；含的硫酸盐难溶于水；。（1）“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液。①为提高浸取率，可采取的措施是（任写一条）。②发生反应的化学方程式为。（2）“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表：阳离子浓度10.790.00410.110.029据此分析“溶液3”可在工序循环利用。（3）“中间盐”的一种含钒物质为；“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在。该含钒物质“溶解”时发生反应的离子方程式为。【答案】（1）“适当升温”“搅拌”“将灰渣进一步粉碎”“适当增加酸的浓度”等，答案合理即可（2）酸浸（3）【分析】酸浸时，溶于稀硫酸，得到，而SiO2不溶于稀硫酸而除去，溶液1中加入固体，得到，而溶液2中加入添加剂，得到中间盐，“中间盐”中一种含钒物质为在热水、空气、酸性条件下溶解，“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在，加入铁粉会将三价铁离子还原为二价铁离子，氨水调节溶液pH后，经萃取、反萃取得到钒溶液，最终得到钒材料，回答下列问题。【解析】（1）①为提高浸取率，可采取的措施有：适当增加酸的浓度、适当提高反应温度、搅拌、将灰渣进一步粉碎等；②根据题干信息，“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液，与硫酸反应生成VO₂⁺的化学方程式为：；（2）根据表中阳离子浓度，溶液3中主要阳离子为H⁺、VO₂⁺、Al³⁺和Fe³⁺，由于H⁺浓度最高，溶液3可以在酸浸工序循环利用，以充分利用其中的酸；（3）由题干信息：含的硫酸盐难溶于水，“中间盐”的一种含钒物质为发生溶解工序，已知“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在，“溶解”时发生反应的离子方程式为：；（建议用时：20分钟）1．（2024·广西卷）化学与生活息息相关。下列离子方程式书写正确的是A．用溶液处理水垢中的B．明矾用于净水：C．抗酸药中的可治疗胃酸过多：D．用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的【答案】A【解析】A．用溶液处理水垢中的CaSO4，生成溶解度更小的碳酸钙，，A项正确；B．水解方程式不对，明矾是硫酸铝钾晶体，溶于水，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，可用于净水：，不写沉淀符号，B项错误；C．物质拆分不对，抗酸药中的可治疗胃酸过多，属于难溶性碱，离子方程式：，C项错误；D．未配平方程式，用酸化的KI淀粉溶液检验加碘盐中的，D项错误；故答案选A。2．（2024·湖北卷）过量与以下的溶液反应，下列总反应方程式错误的是溶液现象化学方程式A产生淡黄色沉淀B溶液由棕黄色变浅绿色C溶液褪色，产生白色沉淀D(含酚酞)溶液由红色变无色【答案】A【解析】A．过量与的溶液反应，生成产生的淡黄色沉淀是S，还生成，过量不能生成，因此，总反应的化学方程式为，A错误；B．过量与的溶液反应，生成，总反应的化学方程式为，B正确；C．过量与的溶液反应，生成的白色沉淀是，总反应的化学方程式为,C正确；D．水解使溶液显碱性，其水溶液能使酚酞变红；过量与的溶液反应，生成，溶液显酸性，因此，溶液由红色变无色，总反应的化学方程式为，D正确；综上所述，本题选A。3．碱式氯化铝[，]具有强吸附能力，可作高效净水剂。工业上可利用铝土矿废渣(主要成分为Al、、AlN，FeO、，等)制备碱式氯化铝，流程如下：下列方程式书写错误的是A．“水解”时发生的化学方程式：B．“酸溶”时生成的离子方程式：C．“除杂”时发生的离子方程式：D．“干燥”时发生的化学方程式：【答案】C【分析】废渣中加热水，氮化铝会发生水解生成氢氧化铝和氨气，加入盐酸后铝与盐酸反应生成氢气，、FeO、均可溶于盐酸得到含Al3+、Fe2+、Fe3+的溶液，加入三氧化二铝调节pH，可将Fe3+转化为沉淀除去，加入高锰酸钾可将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+再转化为沉淀除去，高锰酸钾被还原为二氧化锰，经过喷雾干燥氯化铝转化为碱式氯化铝。【解析】A．废渣中加热水，氮化铝会发生水解生成氢氧化铝和氨气，“水解”时发生的化学方程式：，A正确；B．加入盐酸后铝与盐酸反应生成氢气和氯化铝，离子方程式为：，B正确；C．加入高锰酸钾和硫酸锰后，滤液喷雾干燥即可获得碱式氯化铝，因此Mn元素应该转化为二氧化锰进入滤渣，离子方程式为：，C错误；D．经过喷雾干燥氯化铝转化为碱式氯化铝，，D正确；故选C。4．（2025·山东卷）采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含及等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下：已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。回答下列问题：（1）“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为时有生成，该反应的化学方程式为。“高温焙烧”温度