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重难03陌生情境中氧化还原型化学(离子)方程式的书写

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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

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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根据根据溶液的根据根据原子

合价确定未知产物中元素电子酸碱性确定电荷守恒确定

→→→→

的化合价;根据溶液的酸守恒参与反应的守恒并配平其

碱性确定未知物的类别配平HOH配平他物质

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

2+2-

KMnO4Mn(酸性);MnO2(中性);MnO4(碱性)

3+

K2Cr2O7(酸性)Cr

浓硝酸NO2

稀硝酸NO

H2SO4(浓)SO2

X2(卤素单质)X

H2O2OH(碱性);H2O(酸性)

Na2O2NaOH(或Na2CO3)

Cl2Cl

--

HClO、NaClO、Ca(ClO)2(或ClO)Cl、Cl2

NaClO3Cl2、ClO2、Cl

2+

PbO2Pb

Fe3+Fe2+

(2)常见的还原剂及氧化产物预测

还原剂氧化产物

2+3+

FeFe(酸性);Fe(OH)3(碱性)

2-2-

SO2(或H2SO3、SO3、NaHSO3)SO4

2-2-2-

S(或H2S、NaHS)S、SO2(或SO3)、SO4

2-2-

H2C2O4、C2O4CO3、CO2

H2O2O2

--

I(或HI、NaI)I2、IO3

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,根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还

原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。

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.SiO2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

650℃

D.制备纳米Si:SiO22MgSi2MgO

【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

650℃

SiO2+2MgSi+2MgO,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.Cl2制备84消毒液(主要成分是NaClO):Cl22OHClClOH2O

2

B.食醋去除水垢中的CaCO3:CaCO32HCaH2OCO2

C.利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3Cu2Fe2Cu2

222

D.Na2S去除废水中的Hg:HgSHgS

【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

2+-

子,A项正确;B.食醋为弱酸不能拆写为离子,反应为2CH3COOH+CaCO3=Ca+2CH3COO+CO2+H2O,

3+2+2+

B项错误;C.FeCl3将Cu氧化为CuCl2而自身被还原为FeCl2,反应为2Fe+Cu=2Fe+Cu,C项正确;

2+2+2−

D.Na2S将Hg转化为沉淀除去,反应为Hg+S=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Fe(OH)3Al(OH)3Cu(OH)2Ni(OH)2

39332016

Ksp298K2.8101.3102.2105.510

(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Fe2O3的离子方程式为:。

高压

___O___HO___FeO______H

2223

(6)①“700℃加热”步骤中,混合气体中仅加少量H2,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。

FeO

②“电解”时,23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

高压

2++

(2)4Fe+O2+4H2O2Fe2O3↓+8H

加热

o

催化剂700C

()

62NH3加热、加压N2+3H2Fe2O3+3H22Fe+3H2O

没有污染物产生

2+2+2+3+

【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸,浸取液中含有Fe、Cu、Ni、Al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;

32+

(2)由于通入SO2“酸浸”,故浸取液中不含有Fe,“高压加热”时,Fe在酸性条件下被氧化为Fe2O3,离

高压

2++

子方程式为:4Fe+O2+4H2O2Fe2O3↓+8H;

加热

()①氨气分解为和,还原得到单质和水,化学方程式为:催化剂、

6N2H2H2Fe2O3Fe2NH3加热、加压N2+3H2

700oC

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Fe2O3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CeO2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CeCO3F的含铈矿石制CeO2,其工艺流程如下:

(1)上述流程中CeO2与盐酸反应的离子方程式。

3

【答案】(1)2Cl8H2CeO22Ce4H2OCl2

【分析】氟碳铈矿CeCO3F焙烧时和氧气反应生成CeO2CeF4和CO2,化学方程式为:

焙烧

,加入稀盐酸和,转化为存在于滤液中,转

4CeCO3FO23CeO2CeF44CO2H3BO3CeO2CeCl3CeF4

化为沉淀CeBF,CeBF中加入溶液得到KBF沉淀;滤液中的和碳酸氢铵混合发生反应生

4343KCl4CeCl3

成沉淀,灼烧沉淀得到,据此解答。

Ce2CO33CeO2

【解析】

3

(1)CeO2与盐酸发生氧化还原反应生成Ce和氯气,反应的离子方程式为

3

2Cl8H2CeO22Ce4H2OCl2;

5.硼化钛(结构式为BTiB)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。

I.工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、Sb2O3、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2

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B2O3易挥发。

2

③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO;④滤液I可用于制备高能氟化剂SbF5。

回答下列问题:

(1)“热还原”中发生反应的化学方程式为,B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,

原因是。

高温

【答案】(1)TiO2B2O35CTiB25COB2O3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,

2+

成为滤渣,TiO2溶解生成TiO,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。

高温

【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)Fe3O4是一种重要的化工产品。以黄铁矿烧渣(主要成

分为Fe2O3Fe3O4,含少量SiO2Al2O3等)生产Fe3O4的过程如下。

2

资料:i.0.1mol/LFe生成Fe(OH)2,开始沉淀时pH6.3,沉淀完全时pH8.3

3

ii.0.1mol/LFe生成Fe(OH)3,开始沉淀时pH1.5,沉淀完全时pH2.8

(1)碱浸

①烧渣在碱浸前需粉碎,其作用是。

②NaOH溶解Al2O3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

①浓度低于c1molL,随浓度增大,铁浸出率增大的原因是。

1

②浓度高于c1molL,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FeS2的作用:。

【答案】(1)增大烧渣的接触面积,提高反应速率Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4

(2)cH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

322

(3)FeS214Fe8H2O15Fe2SO416H

、、

【分析】黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3Fe3O4,含少量SiO2Al2O3等)用NaOH碱浸除去SiO2和Al2O3,

2+3+3+2+

铁精粉为铁的氧化物,加入硫酸酸浸得到含有Fe和Fe的溶液B,再加入FeS2还原把Fe还原为Fe,

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:Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4;

1

(2)①由图可知,浓度低于c1molL,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;

1

②浓度高于c1molL,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+2+

(3)加入FeS2还原Fe为Fe,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

322

的离子方程式为:FeS214Fe8H2O15Fe2SO416H;

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:V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等)中回收V2O5的一种生产工艺流程如下图所示:

已知:5价钒在溶液中主要以VO2和VO3的形式存在,两者转化关系为VO2H2OVO32H。

(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VO2、Fe2、K、H,“还原”过

程中V2O5发生反应的离子方程式为。

【答案】(1)3d34s2

222

(2)SiO2V2O54HSO3SO42H2O2VO

【分析】利用废钒催化剂(主要成分为:V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等)回收V2O5的工艺流程为:

2

将废钒催化剂加入K2SO3在硫酸作用下进行还原,SiO2不溶于酸,过滤后在废渣I中,得到含阳离子VO、

Fe2、K、H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KClO3氧化,再加KOH调节pH,过滤得废渣

II和含钒滤液,加入NH4Cl沉钒得NH4VO3,最后煅烧NH4VO3得产品V2O5,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:3d34s2。

故答案为:3d34s2。

2

(2)根据分析,废渣I为难溶于硫酸的SiO2;“还原”过程中V2O5被K2SO3在酸性作用还原为VO,则反应

222

的离子方程式为:V2O5SO34H2VOSO42H2O。

222

故答案为:SiO2;V2O5SO34H2VOSO42H2O。

(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

1

量折算成消耗O2的量(单位为mgL)来表示。碱性KMnO4不与Cl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

2

A.Ⅱ中发生的反应有MnO22I4HMnI22H2O

B.Ⅱ中避光、加盖可抑制I被O2氧化及I2的挥发

C.Ⅲ中消耗的Na2S2O3越多,水样的COD值越高

D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl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

-2+

条件下KMnO4、MnO2与I反应得到I2单质和Mn,III中生成的I2再用Na2S2O3滴定。

2+

【解析】A.II中MnO4和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn,存在

-+2+

MnO2+2I+4H=Mn+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;

2+

C.整个反应中,KMnO4得电子生成Mn,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:2Br+Cl2Br2+2Cl

2-3+2+2-+3+3+

B.用绿矾(FeSO47H2O)将酸性工业废水中的Cr2O7转化为Cr:6Fe+Cr2O7+14H6Fe+2Cr+7H2O

2+2-2+

C.用5%Na2SO4溶液能有效除去误食的Ba:SO4+BaBaSO4

2+2-

D.用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为溶于酸的CaCO3:Ca+CO3CaCO3

【答案】D

2-2+

【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.Cr2O7可以将Fe氧

3+2-2+2+

化成Fe,离子方程式正确,B正确;C.SO4结合Ba生成BaSO4沉淀,可以阻止Ba被人体吸收,离

子方程式正确,C正确;D.Na2CO3与CaSO4反应属于沉淀的转化,CaSO4不能拆分,正确的离子方程式

22

为CaSO4+CO3=CaCO3+SO4,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:Ag2HNO3AgNO2H2O

B.工业废水中的Pb2用FeS去除:Pb2S2PbS

2

C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2SO22H2O2BrSO44H

22

D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2MnO45C2O416H2Mn10CO28H2O

【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3Ag+4H+NO3=3Ag+NO+2H2O,A不正确;B.由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业

废水中的Pb2+用FeS去除,该反应的离子方程式为Pb2++FeS=PbSFe2,B不正确;C.海水提溴过程中将

-

溴吹入SO2吸收塔,SO2在水溶液中将Br2还原为Br,该反应的离子方程式为

-2

Br2+SO2+2H2O=2Br+SO4+4H,C正确;D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化

+2+

为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为2MnO4+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2+8H2O,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

向Mg(OH)2悬浊液中滴加几滴

32

A0.1molLFeCl3溶液,白色沉淀变为红褐3Mg(OH)2(s)2Fe(aq)2Fe(OH)3(s)3Mg(aq)

色沉淀

向Na2S溶液通入过量SO2产生淡黄色沉

2

BSO22S2H2O3S4OH

向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳气

C2ClOCOHO2HClOCO2

体223

22

D二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色3SO22MnO44H2Mn3SO43H2O

【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

3+2+

红褐色Fe(OH)3沉淀,反应的离子方程式为3Mg(OH)2(s)+2Fe(aq)2Fe(OH)3(s)+3Mg(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

2--

2S+5SO2+2H2O=3S↓+4HSO3,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+HCO3,C项错误;D.题给离子方程式不平,正

-2+2-+

确的离子方程式为5SO2+2MnO4+2H2O=2Mn+5SO4+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、As2O3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:As2O3熔点314℃,沸点460℃

℃℃

分解温度:CuO1100℃,CuSO4560,ZnSO4680,PbSO4高于1000℃

8

KspPbSO41.810

(1)设计焙烧温度为600℃,理由为。

(2)将SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3,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)4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2

【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、As2O3及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫,As2O3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SO2通入Na2CO3和Na2S的混合溶液可制得Na2S2O3,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4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+CO2,故答案为:

4SO2+Na2CO3+2Na2S=3Na2S2O3+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Au颗粒被FeS2、FeAsS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,FeS2发生反应的离子方程式为。

细菌

32+

【答案】(1)4FeS215O22H2O4Fe8SO44H

【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3+、2、(),加碱调节值,3+转化为胶体,可起到絮凝作

FeSO4AsVpHFeFeOH3

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,

2

得到含AuCN的浸出液,加入Zn进行“沉金”得到Au和含ZnCN的滤液②。

24

3+2

【解析】(1)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe和SO4,离子方程式为:

细菌

32+

4FeS215O22H2O4Fe8SO44H;

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Fe、Rh(铑)、Pt,含有少量SiO2]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Rh转化为H3RhCl6,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Rh2O3和RhCl3,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)Rh6HClHNO3H3RhCl6NO2H2OSiO2

高温高温

()、

3Rh2O33H22Rh3H2O2RhCl33H22Rh6HCl

【分析】贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt,含有少量SiO2]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,Rh转化

为H3RhCl6,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、Rh2O3和RhCl3,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Rh(III)转化为

4-

RhSnCl,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

35

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Rh转化为H3RhCl6,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Rh6HClHNO3H3RhCl6NO2H2O;

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,Rh2O3和RhCl3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

高温高温

升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为、。

Rh2O33H22Rh3H2O2RhCl33H22Rh6HCl

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TiO₂、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

B₂O₃易挥发。

(2)“酸浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为。

2+

(4)“酸解”时TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO,发生反应的化学方程式为;

【答案】()+3+

1Al2O3+6H=2Al+3H2O

Δ

(2)TiO2+H2SO4TiOSO4+H2O

【分析】工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,还有少量Fe2O3和MgO)为原料制取TiB2,

2+2+

加入稀盐酸,只有SiO2不会溶解,TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO,TiO在沸水中形成TiO2xH2O,脱水

后在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO,据此分析解题。

【解析】()酸浸时与盐酸反应生成氯化铝和水,反应的离子方程式为+3+。

1“”Al2O3Al2O3+6H=2Al+3H2O

Δ

2+

(2)“酸解”时TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO,发生反应的化学方程式为TiO2+H2SO4TiOSO4+H2O;

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Nb2O5、Ta2O5(五氧

化二钽)、SiO2、CaO等]生产Nb粉的流程如下:

已知:①Nb2O5与少量氢氟酸反应生成HNbF6,与过量氢氟酸反应生成H2NbF7;

②工业仲辛醇的结构为

(1)Nb的原子序数比钒(V)大18,Nb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)SiF4

()

3H2NbF77NH3H2ONbOH57NH4F2H2O

【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H2NbF7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H2NbF7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:Nb2O5与过量氢氟酸反应生成H2NbF7,“沉铌”过程为非氧化还原反应,根据元素守恒可写

出方程式:。

H2NbF77NH3H2ONbOH57NH4F2H2O

(福建省重点中学联考)氮化钛常作仿金饰品,乳酸亚铁FeCHO常作补铁制剂。

10.2025··(Ti3N4)3532

以钛铁矿(主要含

FeTiO3,还含少量Al2O3、SiO2)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TiCl4MgMgCl2Ti

熔点/℃-25648.87141667

沸点/℃136.4109014123287

(1)“熔炼”时,温度在800900℃,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FeSO4溶液和过量NH4HCO3溶液制备FeCO3的离子方程式为。

800900℃

【答案】(1)TiO22C2Cl2TiCl42CO

2

(2)Fe2HCO3FeCO3CO2H2O

【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

800900℃

和一氧化碳,反应的化学方程式为TiO22C2Cl2TiCl42CO;

(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

2

式为Fe2HCO3FeCO3CO2H2O。

、、

11.(24-25高三·广东深圳·一模)一种从石煤灰渣(主要含V2O5SiO2Al2O3及Fe2O3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:Fe3VO2Al3Fe2;萃取VO2的原理为

23

2HRVOVOR22H;“中间盐”中的金属阳离子均为+3价;含V的硫酸盐难溶于水;

KAlOH41033。

sp3

(1)“酸浸”时,钒主要以VO2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)。

②V2O5发生反应的化学方程式为。

(2)“

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