（全国通用）高考化学二轮热点题型归纳与变式演练 专题06 有关工艺流程和实验探究方程式的书写（解析+原卷）学案

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【题型一】工艺流程中的氧化还原方程式的书写…………………………………………….……1
【题型二】实验探究中的氧化还原方程式的书写………………………………………….………3
二、最新模考题组练…………………………………………………………………………….…………6
【题型一】 工艺流程中的氧化还原方程式的书写
【典例分析】K2Cr2O7能与硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Cr3+和CO2，该反应的离子方程式为
分析：
第一步：依题意，铬元素的化合价降低，故K2Cr2O7是氧化剂，Cr3+是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4（碳元素化合价为+3价）是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”把离子方程式初步写成：,由 AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT ，铬元素降了3价，1ml共得到6mle－，由C2O42－ AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT CO2，碳元素升了1价，失 2e－
1mlC2O42－共失去2mle－，故在C2O42－前配3，在氧化产物CO2前配6，在前配1，在还原产物前配2，即。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，＋3C2O42－＋H＋ AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT 2＋6CO2↑＋H2O
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
＋3C2O42－＋14H＋ △
2＋6CO2↑＋7H2O
【提分秘籍】
工艺流程中的氧化还原方程式的书写方法
1．细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
2．确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。
3．配平步骤：
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——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方程式进行配平。
第3步：根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
第4步：根据质量守恒配平反应方程式。
【变式演练】
1．2020年5月课题组公布了提取钒铬的工艺流程：
已知：
①钒铬渣中含有，及等；
②时，的溶度积常数为；。
回答下列问题：
(4)写出“煅烧”时反应的化学方程式______(已知“沉钒”时析出正五价钒的含氧酸铵盐)。
(5)“还原”溶液中的时发生反应的离子方程式为______，
【答案】
(4) (5)
【解析】
(4)由分析可知，正五价钒的含氧酸铵盐为，“煅烧”时反应的化学方程式为，故答案为：；
(5)由分析可知，“还原”溶液中的时发生反应的离子方程式为；
2．三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反应的化学方程式为___________。
【答案】2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O
【解析】
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧生成三氧化二镍、CO、CO2、水蒸气，根据得失电子守恒，发生反应的化学方程式为2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O；
【题型二】 实验探究中的氧化还原方程式的书写
【典例分析】醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：
（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。
【答案】（2）①Zn＋2Cr3＋＝Zn2+＋2Cr2+
【解析】
（2）①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，说明Cr3＋被锌还原为Cr2＋，反应的离子方程式为Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋；过量锌将CrCl3全部还原成CrCl2；
【提分秘籍】
实验探究中的氧化还原方程式的书写方法
1．细读题干寻找实验目的，通读题目中从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实验过程，与实验目的相对应。
2．根据题意确定反应物和生成物，结合溶液环境配平方程式，注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
3．配平步骤：
第1步：根据题干信息或实验探究内容，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——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方程式进行配平。
第3步：根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
第4步：根据质量守恒配平反应方程式。
【变式演练】
1．（2019年北京卷）化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含干扰测定的物质）。
Ⅰ．用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a ml·L−1 KBrO3标准溶液；
Ⅱ．取v1 mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜色呈棕黄色；
Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入v2 mL废水；
Ⅳ．向Ⅲ中加入过量KI；
Ⅴ．用b ml·L−1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v3 mL。
已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色
（2）Ⅱ中发生反应的离子方程式是_______________________________。
（2）+5Br-+6H+=3Br2 +3H2O
2．氯苯（）是重要的化工原料，某同学通过查阅资料后设计了如图所示的装置制备粗氯苯。（夹持装置及加热装置已省略）
（1）若试剂Ⅰ为紫黑色固体，写出装置A中发生反应的离子方程式：___________________。
【答案】（1）
3．.某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题:
3.装置F中发生反应的化学方程式是__________
5.装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式:__________
【答案】3.
5.3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
【解析】
3.F装置中发生
5.C中的反应物是NH3与Cl2,产生的白烟是固体NH4Cl,另一生成物是空气的主要成分N2,反应方程式为3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
1．工业上用粗铜电解精炼所产生的阳极泥[主要含硒化亚铜(Cu2Se)和碲化亚铜(Cu2Te)]为原料，进行综合回收利用的某种工艺流程如下：
已知：①是两性氧化物，微溶于水。
②25℃时，亚碲酸()的，。
（1）“烧结”时的固体产物主要为、和，该过程中反应的化学方程式为___________。
（5）还原过程的主要目的是将“烧结”时生成的少部分进行转化，写出“还原”时反应的离子方程式___________。
【答案】
（1）2Cu2Se＋2Na2CO3＋3O22Cu2O＋2Na2SeO3＋2CO2
（5）2Fe2+＋SeO＋2H+ = 2Fe3+＋SeO＋H2O
【分析】
（1）
阳极泥主要含硒化亚铜Cu2Se 和碲化亚铜Cu2Te，通过在氧气和Na2CO3固体中烧结，生成、和，通过元素守恒和电子转移守恒，得到Cu2Se发生的化学方程式为：2Cu2Se＋2Na2CO3＋3O22Cu2O＋2Na2SeO3＋2CO2；
（5）
根据流程烧结是产生的少量被FeSO4还原为除去，根据电子转移守恒和元素守恒，反应的离子方程式为2Fe2+＋SeO＋2H+ = 2Fe3+＋SeO＋H2O；
2．某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇制备联合生产，大大提高原料利用率，并减少环境污染。流程如下：
回答下列问题：
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学方程式__________________，
【答案】（2） 2FeTiO3+7 Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO
【解析】
（2）钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛，根据元素守恒及流程图可知，同时有氯化铁、CO生成，化学方程式为2FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO；
3．工业上使用催化剂时常需要载体，纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)与锌精矿(主要成分为ZnS)酸性共融法制备MnO2及纳米ZnO的工艺流程如图。回答下列问题：
（3）写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式___(无单质硫生成)。
（5）Na2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2+反应生成SO和紫色MnO。用Na2S2O8检验水相中的Mn2+时发生反应的离子方程式为___。
【答案】
（3）ZnS+4MnO2+4H2SO4=ZnSO4+4MnSO4+4H2O
（5）2Mn2++5S2O+8H2O=2MnO+10SO+16H+
【解析】（3）由图可知ZnS与MnO2发生反应生成硫酸锌和硫酸锰，其方程式为：ZnS+4MnO2+4H2SO4=ZnSO4+4MnSO4+4H2O；
（5）Na2S2O8与Mn2+反应生成SO和紫色MnO的离子方程式为2Mn2++5S2O+8H2O=2MnO+10SO+16H+。
4．Cr(Ⅵ)对A体具有致癌、致突变作用。铁氧体法(铁氧体是组成类似于Fe3O4的复合氧化物，其中部分Fe(Ⅲ)可被Cr(Ⅲ)等所代换)是目前处理Cr(Ⅵ)废水的常见方法之一，其工艺流程如下：
(2)铁氧体法处理含Cr2O废水的工艺流程中：
①“反应槽”中发生反应的离子方程式为______。
【答案】Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】
(2)①反应槽中，Cr2O在酸性条件下氧化Fe2+，生成Fe3+和Cr3+，根据Fe和Cr得失电子守恒，用H+平衡电荷，则离子方程式为Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
5．草酸钴是一种重要的化工材料，广泛应用于有机合成。一种以铜钴矿粉(主要成分为，还含一定量)为原料，生产草酸钴晶体()的工艺流程如下：
已知：①“浸出”液含有的离子主要有、、、、；
②草酸钴晶体难溶于水。
回答下列问题：
(3)“氧化”过程中发生的主要反应的离子方程式为____________________。

【答案】
【解析】
(3)由流程梳理可知，“氧化”过程中，过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应生成，反应的离子方程式为；“
6．三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反应的化学方程式为___________。
【答案】2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O
【解析】
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧生成三氧化二镍、CO、CO2、水蒸气，根据得失电子守恒，发生反应的化学方程式为2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O；
7．三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钴矿石制备的工艺流程如图所示。
已知：铜钴矿石主要含有、、，其中还含有一定量的、和等。请回答下列问题：
(4)向“沉铜”后的滤液中加入溶液，写出滤液中的金属离子与反应的离子方程式_______。
(6)在空气中高温煅烧得到的化学方程式是_______。
【答案】(4)
(6)
【解析】
(4) “沉铜”后的滤液中含有Fe2+，向其中加入NaClO3溶液，NaClO3会将Fe2+氧化为Fe3+，则根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可知滤液中的Fe2+与NaClO3反应的离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；
(6) 由题中可知CC2O4•2H2O在空气中高温煅烧得到C2O3，CC2O4中C的化合价为+2价，生成C2O3(C的化合价为+3价)，化合价升高，说明空气中的O2作为氧化剂参与了反应，而C2O42-具有一定还原性也被O2氧化成CO2，故产物分别为C2O3和CO2，根据元素守恒，可推测出产物中还有H2O生成。在根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应方程式为4CC2O4·2H2O+3O22C2O3+8CO2+8H2O；
8．（2018年江苏卷）以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2为原料可制备N2H4·H2O（水合肼）和无水Na2SO3，其主要实验流程如下：
已知：①Cl2+2OH−ClO−+Cl−+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
（1）步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为____________________________________；
【答案】（1）3Cl2+6OH−5Cl−+ClO3−+3H2O
【解析】
（1）温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O，反应的化学方程式为3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，离子方程式为3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。
9．和是高中阶段最常见的两种氧化剂，经查阅资料氧化能力强于，能将氧化。为了验证该结论，某学生设计了如下图所示的实验装置进行实验（夹持装置略去），该学生利用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气。请回答下列问题：
（1）圆底烧瓶A中发生反应的化学方程式是_______________。
【答案】（1）
【解析】
（1）A是制取氯气的装置，其中高锰酸钾被还原为。
10．（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入（两端用夹子夹好）。在一定温度下按图示装置进行实验。

【答案】（2）①红棕色气体慢慢变浅
②
③Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界大气压
【解析】
（2）由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用将还原生成，结合实验条件可知反应为，为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外界大气压，因此产生倒吸现象。
11．亚硝酸钠()是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组设计了如下图所示的装置制备 (A中加热装置已略去，NO可与过氧化钠粉末发生化合反应，也能被酸性氧化成)。
（4）E中发生反应的离子方程式为___________。
【答案】
（4）
【分析】
（4）
由信息可知，E装置的作用是利用高锰酸钾溶液的强氧化性氧化吸收有毒气体一氧化氮，避免污染空气，反应的离子方程式为：；
12．ClO2又称百毒净，可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。
已知：NaClO2温度高于60℃会分解为NaCl与NaClO3。
回答下列问题：
（2）装置A用于制备ClO2，该反应的化学方程式为___________。
【答案】
（2）
【分析】
（2）NaClO3中氯元素化合价从+5降低到+4，H2C2O4中碳元素化合价从+3价升高到+4价，酸性条件下生成CO2，根据得失电子守恒和原子守恒，写出该反应的化学方程式为。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开,推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中
①Y管中 。
②反应的化学方程式为
。
将注射器活塞退回原处并同定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝 聚
打开
③ 。
④ 。