高考化学二轮总复习优化设计 专题四 氧化还原反应课件PPT

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考点一　氧化还原反应基本概念
考点二　氧化还原反应的规律
【要点归纳•再提升】
1.理清两条概念线索
2.常见的氧化剂、还原剂及其对应的产物(1)常见氧化剂及其对应还原产物。
H2O2作还原剂,氧化产物是O2
(2)常见还原剂及其对应氧化产物。　　强还原性,弱氧化性,也可以被还原为Fe单质
【经典对练•得高分】
考向1　氧化还原反应的判断真题示例1- 1.(2020山东卷)下列叙述不涉及氧化还原反应的是(　　)A.谷物发酵酿造食醋B.小苏打用作食品膨松剂C.含氯消毒剂用于环境消毒D.大气中NO2参与酸雨形成
1- 2.(2019北京卷)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是(　　)
答案 B解析 A项,主反应Fe+2FeCl3 === 3FeCl2属于氧化还原反应,A项不符合题意;B项,加入足量NaOH溶液发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀,过滤后用盐酸中和过量的NaOH得到不含MgCl2的NaCl溶液,B项符合题意;C项,除去Cl2中的HCl,可将混合气体通过饱和食盐水,然后再用浓硫酸干燥,C项不符合题意;D项,主反应3NO2+H2O === 2HNO3+NO属于氧化还原反应,D项不符合题意。
对点演练1- 1.(2021北京丰台一模)下列应用中利用了物质还原性的是(　　)A.明矾净化水B.漂白粉漂白织物C.纯碱去油污D.铁粉作食品脱氧剂
答案 D解析 明矾净化水是由于Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,生成的Al(OH)3胶体具有强吸附性,未发生氧化还原反应,A项不符合题意;漂白粉漂白织物是利用漂白粉具有强氧化性,而不是还原性,B项不符合题意;纯碱去油污是由于Na2CO3在水溶液中发生水解使溶液呈碱性,促进了油脂的水解,未发生氧化还原反应,C项不符合题意;铁粉作食品脱氧剂,是铁与氧气反应,反应中铁作还原剂,表现还原性,D项符合题意。
1- 2.(2021广东六校第三次联考)下列文献记载内容不涉及氧化还原反应的是(　　)A.《本草纲目》中“令人以灰(草木灰)淋汁,取碱浣衣”B.《梦溪笔谈》中“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”C.《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”D.《周易参同契》中“胡粉(碱式碳酸铅)投火中,色坏还为铅”
答案 A解析 草木灰主要成分为K2CO3,碳酸钾水解使溶液显碱性,水解反应不是氧化还原反应,A项符合题意;“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”涉及的反应为Fe置换出CuSO4中的Cu,有化合价的变化,属于氧化还原反应,B项不符合题意;“丹砂(HgS)烧之成水银”即HgS受热分解生成S和Hg,“积变又还成丹砂”即S和Hg又化合生成HgS,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C项不符合题意;“胡粉(碱式碳酸铅)投火中,色坏还为铅”即碱式碳酸铅受热分解生成铅单质,有化合价的变化,属于氧化还原反应,D项不符合题意。
考向2　氧化还原反应相关概念的判断真题示例2- 1.(双选)(2021山东卷)实验室中利用固体KMnO4进行如下实验,下列说法错误的是(　　)0.1 ml KMnO4　　足量浓盐酸　　↓　　　 　　 ↓　加热→固体→ 加热→气体单质H　　↓　　　 　　 ↓气体单质G　 酸性MnCl2溶液A.G与H均为氧化产物B.实验中KMnO4只作氧化剂C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应D.G与H的物质的量之和可能为0.25 ml
2- 2.(2020浙江卷)反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是(　　)A.1∶2B.1∶1C.2∶1D.4∶1
对点演练2- 1.(2021湖北四地七校联盟期中联考)水与下列物质反应时,水表现出还原性的是(　　)A.NaB.F2C.Na2OD.NO2
答案 B解析 Na与H2O生成氢气,H2O中H的化合价降低被还原,表现出氧化性,A项错误。H2O与F2反应生成O2和HF,H2O中O的化合价升高被氧化,表现出还原性,B项正确。H2O与Na2O反应生成NaOH,H2O中没有元素化合价发生变化,则H2O既没体现还原性又没体现氧化性,C项错误。H2O与NO2反应生成HNO3和NO,H2O中没有元素化合价发生变化,则H2O既没体现还原性又没体现氧化性,D项错误。
2- 2.(2021山东潍坊五县区阶段性监测)油画变黑,可用一定浓度的H2O2溶液擦洗修复,发生的反应为4H2O2+PbS === PbSO4+4H2O。下列说法正确的是(　　)A.PbS是氧化剂B.PbSO4是氧化产物C.Pb位于元素周期表的第五周期ⅣA族D.H2O2在反应中既体现还原性又体现氧化性
答案 B解析 PbS中S元素化合价升高,PbS是还原剂,A项错误。PbS→PbSO4,S元素化合价升高,PbS发生氧化反应,PbSO4是氧化产物,B项正确。Pb位于元素周期表的第六周期ⅣA族,C项错误。H2O2中氧元素化合价降低,在反应中只体现氧化性,D项错误。
A.溶液pH越小,K2FeO4越稳定B.K2FeO4净水是利用Fe(OH)3胶体吸附水中的Ca2+、Mg2+等离子C.上述反应中K2FeO4仅作氧化剂D.可利用K2FeO4的强氧化性对自来水杀菌、消毒
答案 D解析 若溶液pH减小,促使4 +10H2O === 4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑反应正向进行,所以溶液pH越小,K2FeO4越不稳定,A项错误。K2FeO4净水是利用Fe(OH)3胶体吸附水中的悬浮杂质,B项错误。K2FeO4中铁元素化合价降低、部分氧元素化合价升高生成氧气,K2FeO4既作氧化剂又作还原剂,C项错误。+6价的铁有强氧化性,可利用K2FeO4的强氧化性对自来水杀菌、消毒,D项正确。
答题规范 三步解答氧化还原反应概念的相关题目:
【易错防范•不失分】
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)浓硫酸具有强氧化性,不能干燥SO2、CO等还原性气体。(　　)(2)金属阳离子一定只具有氧化性。(　　)(3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原。(　　)(4)置换反应一定是氧化还原反应,化合反应、分解反应不一定是氧化还原反应。(　　)(5)某元素从游离态变为化合态,该元素可能被氧化也可能被还原。(　　)(6)H2O作为还原剂时,产物中一般有O2生成。(　　)(7)无单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应。(　　)
易错警示(1)有单质参与或生成的反应不一定是氧化还原反应,如O2和O3间的转化为非氧化还原反应。(2)元素由化合态变为游离态可能被氧化,也可能被还原。如HCl→Cl2,氯元素被氧化;KClO3→Cl2,氯元素被还原。
1.氧化还原反应中的“四大规律”
2.氧化性、还原性强弱比较的方法(1)依据反应原理判断。氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。　 　 比什么性,找什么剂,“产物”之性弱于“剂”
(2)依据元素周期表及相关物质的活动性顺序判断。①根据元素周期表判断。
②根据金属活动性顺序判断。
③根据非金属活动性顺序判断。
(3)依据电化学原理判断。①原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,还原性:负极>正极。 特例:Al、Mg和NaOH溶液构成原电池,因Mg不能与NaOH溶液反应,负极是相对不活泼的Al②电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
3.氧化还原反应方程式的配平步骤及方法
考向1　氧化还原反应的基本规律真题示例1- 1.(2021浙江卷)关于反应K2H3IO6+9HI === 2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是(　　)A.K2H3IO6发生氧化反应B.KI是还原产物C.生成12.7 g I2时,转移0.1 ml电子D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
答案 D解析 K2H3IO6中I的化合价是+7价,反应中得电子发生还原反应,A项错误;KI中的K、I元素的化合价在反应前后均未发生变化,B项错误;生成4 ml I2转移7 ml电子,12.7 g I2的物质的量是0.05 ml,则转移0.087 5 ml电子,C项错误;该反应中的还原剂是HI,氧化剂是K2H3IO6,两者的物质的量之比为7∶1,D项正确。
1- 2.(2021湖南卷)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是(　　)A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 ml e-B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉D.可用酸化的碘化钾淀粉溶液检验食盐中 的存在
据此可知,生成1 ml Cl2时,反应中转移20 ml e-,A项错误;根据电子转移情况,可判断反应中碘单质作还原剂,氯酸钾作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是11∶6,B项正确;工业上常将氯气通入石灰乳中制得漂白粉,C项正确;酸化的碘化钾溶液可与食盐中的碘酸根发生归中反应生成碘单质
对点演练1- 1.(2021河北联考)将含有H2S的废气(含大量空气)通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应来回收S,可同时实现资源利用和环境保护,其反应机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)A.可得出氧化性的强弱顺序:O2>Cu2+>SB.Fe3+体现氧化性的反应:2Fe3++CuS === 2Fe2++Cu2++SC.反应过程中FeCl3作催化剂D.保持混合溶液中FeCl3、CuCl2的量不变,34 g H2S反应时消耗O2的质量为16 g
答案 A解析 根据反应机理图可知,H2S先与Cu2+反应生成CuS,CuS被Fe3+氧化,发生的反应为2Fe3++CuS === 2Fe2++Cu2++S,废气中的氧气把Fe2+氧化为Fe3+,可继续循环反应吸收H2S。由上述分析可知氧化性的强弱顺序为O2> Fe3+>S,反应过程中Cu2+价态没有变化,不体现氧化性,A项错误。CuS被Fe3+氧化,发生的反应为2Fe3++CuS === 2Fe2++Cu2++S,体现了Fe3+的氧化性,B项正确。FeCl3参与反应被消耗后又生成,FeCl3作催化剂,实际氧化剂为氧气,即2H2S+O2 === 2S↓+2H2O,34 g H2S的物质的量为1 ml,则消耗的O2的物质的量为0.5 ml,其质量为32 g·ml-1×0.5 ml=16 g,C、D项正确。
1- 2.(2021广东惠州第一次调研)为防止废弃的硒单质(Se)造成环境污染,通常用浓硫酸将其转化成二氧化硒(SeO2),再用KI溶液处理后回收Se。发生的反应为:①Se+2H2SO4(浓) === 2SO2↑+SeO2+2H2O;②SeO2+4KI+4HNO3 === 4KNO3+Se+2I2+2H2O,下列说法错误的是(　　)A.①中SO2是还原产物,SeO2是氧化产物B.②中KI是还原剂,HNO3是氧化剂C.②中每生成0.2 ml I2共转移0.4 ml电子D.氧化性由强到弱的顺序:H2SO4(浓)>SeO2>I2
答案 B解析 反应①中,硒元素化合价升高被氧化,硒是还原剂,SeO2为氧化产物;硫元素化合价降低被还原,浓硫酸是氧化剂,SO2是还原产物,A项正确。反应②中,硒元素化合价降低被还原,二氧化硒为氧化剂;碘元素化合价升高被氧化,碘化钾是还原剂;氮元素化合价没有变化,硝酸既不是氧化剂也不是还原剂,B项错误。反应②中,生成2 ml碘单质,转移4 ml电子,则每生成0.2 ml I2共转移0.4 ml电子,C项正确。在同一反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,反应①中硫酸为氧化剂,二氧化硒为氧化产物,氧化性H2SO4(浓)>SeO2;反应②中SeO2为氧化剂,I2为氧化产物,氧化性SeO2>I2,则氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>I2,D项正确。
考向2　氧化还原反应的配平与相关计算真题示例2- 1.(2020北京卷)用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。
(1)酸溶后经　　　　操作,将混合物分离。 (2)浓、稀硝酸均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:  　。 
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同。①将溶金反应的化学方程式补充完整:②关于溶金的下列说法正确的是　　　　。 A.用到了HNO3的氧化性B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉将溶液中的1 ml HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是　　　　 ml。 
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。试剂1是　　　　,物质2是　　　　。 
答案 (1)过滤(2)3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(3)①Au+4NaCl+5HNO3 === HAuCl4+NO↑+2H2O+4NaNO3　②AC(4)2(5)NaCl溶液　Cu、Fe
解析 (1)Au(金)、Ag和Cu经酸溶后得到金和Cu2+、Ag+溶液,将固体和液体分开的操作是过滤。
(3)①根据化合价的变化规律可知,金的化合价从0价升高到+3价,作还原剂,硝酸作氧化剂,从+5价降低到+2价,产物有一氧化氮生成,根据质量守恒,生成物中还有水,反应的化学方程式为Au+4NaCl+5HNO3 === HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3。②溶金过程中硝酸的化合价降低,作氧化剂,具有强氧化性,用到了硝酸的氧化性,A项正确。王水中V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3,浓硝酸不能单独将Au溶解,王水中浓盐酸提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,B项错误。HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,C项正确。
(5)根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3与试剂3反应后得到的是[Ag(NH3)2]+,试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1中含有氯化铜溶液,向溶液中加入过量铁粉得到Cu和Fe2+,经过滤得到的物质2为Cu和Fe的混合物,再加入试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,除去过量的铁粉,[Ag(NH3)2]+经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离。
2- 2.(2021全国甲)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。(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,生成的沉淀与硝酸反应生成　　 　　后可循环使用。 
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入过量的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  　。 (3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 ml I2,消耗的KI至少为　　　 ml。I2在KI溶液中可发生反应: 。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是　 。 
A.反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂B.反应Ⅰ中每生成1 ml ,转移电子的物质的量为10 mlC.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
答案 B解析 A项,反应Ⅰ中Cu2S中Cu的化合价从+1价升高到+2价,S的化合价从-2价升高到+6价,Cu2S只作还原剂。B项,反应Ⅰ中每生成1 ml ,2 ml Cu+失去2 ml电子,1 ml S2-失去8 ml电子,总共转移电子的物质的量为10 ml。C项,用双线桥法分析反应Ⅱ,可得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1。D项,若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为3∶2。
2- 2.(2021北京石景山一模)重铬酸钾在工业中有广泛的应用,可用铬铁矿为原料制备。以铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制备重铬酸钾(K2Cr2O7)固体的工艺流程如下:
资料:① NaFeO2遇水强烈水解。(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是　 。 (2)步骤①发生多个反应,补全下列化学方程式。(3)熔块的主要成分为Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3和NaAlO2等可溶性盐,滤渣1为红褐色固体,写出步骤②NaFeO2水解的离子方程式: 　。 (4)结合化学用语解释步骤④调pH的目的是  　。 
(5)重铬酸钾纯度测定。
①滴定终点的颜色变化是　　　　　　　　　　　。 ②若实验共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度是　　　　(滴定过程中其他杂质不参与反应)。 
答案 (1)+6价(2)6　12　7　3　12　7(5)①由蓝色变为无色,且半分钟内不变色　②80%
解析 铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)加入碳酸钠、氯酸钾熔融、氧化后生成Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3和NaAlO2等,水浸后NaFeO2水解得到的滤渣1为红褐色氢氧化铁固体,滤液1含有Na2CrO4、Na2SiO3和NaAlO2,调节pH使Na2SiO3和NaAlO2转化为硅酸和氢氧化铝沉淀,即滤渣2,滤液2中含有Na2CrO4,调pH使铬酸钠转化为重铬酸钠,再加入氯化钾,生成重铬酸钾,获得产品。(1)K2Cr2O7中钾元素的化合价是+1价,氧元素的化合价是-2价,依据化合物中各元素化合价的代数和为0,可得Cr元素的化合价是+6价。
方法技巧电子守恒法解题的思维流程:(1)找出反应中的氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)一般情况下,找出一个原子或离子的得失电子数目,从而确定1 ml氧化剂或还原剂得失电子数目(注意化学式中原子或离子个数,如1 ml K2Cr2O7被还原为+3价的Cr得电子是2×3 ml)。(3)根据题目中各物质的物质的量和得失电子守恒列出等式:n(氧化剂)×变价原子数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子数×化合价变化值,从而求算出答案。
判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。(1)含处于最高价态的元素的化合物,一定具有强氧化性。(　　)(2)MnO2不与稀盐酸反应是因为H+浓度小。(　　)(3)元素的非金属性越强,相应的单质越活泼。(　　)(4)难失电子的物质一定易得电子。(　　)(5)锌粉加入硝酸铁、硝酸铜的混合溶液中,锌首先与硝酸铁反应置换出铁。(　　)(6)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。(　　)
易错警示(1)具有氧化性的物质和还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,但两者不发生氧化还原反应。(2)同种元素的高价态物质不一定比低价态物质的氧化性强。如HClO的氧化性强于HClO4的氧化性。
四、新情境下氧化还原型离子方程式的书写
【热点专攻】氧化还原型离子方程式的书写,能较好地考查学生对氧化还原反应和离子反应有关理论的理解和应用,这也是近几年高考的热点题型。氧化还原型离子方程式最能体现学科核心素养:电子得失和电荷守恒→变化观念与平衡思想,离子方程式的配平→模型认知,氧化性、还原性→宏观辨识与微观探析。氧化还原反应、离子反应是中学化学基础知识体系的核心,所有涉及氧化还原反应、离子反应的考点都是结合具体的化学物质进行命题的。
1.审题的关键点(1)根据所学知识和题目所给信息(包括图像、工艺流程图等),找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(2)使化合价升降的总数相等(得失电子总数相等),确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(3)观察方程式两边离子所带电荷数是否相等,若不相等,则要使电荷守恒,根据反应是在何种环境(酸性或碱性)中补充H+或OH-。若在酸性环境中,一边加H+(电荷守恒),另一边加H2O(原子守恒);若在碱性环境中,一边加OH-(电荷守恒),另一边加H2O(原子守恒)。
2.新情境下氧化还原反应方程式的书写与配平根据题目所给信息提炼反应物、生成物,进而分析反应中电子的得失情况,其流程为:
3.防范失分点(1)理解并记忆常见氧化剂或还原剂对应的反应产物。(2)运用“有升必有降”找出隐含反应物或生成物。(3)运用电子得失守恒时要看清化学式中变价元素的原子个数(特别是同种物质中的同种元素有不同化合价的升降变化)。(4)运用电荷守恒时,要准确把握H+与OH-的使用符合题中反应环境。
【题型突破】(2019全国Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题。(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 　　　。 (2)“滤渣1”的主要成分有　　　　　　　　　　　　。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是　　　　。 (3)根据H3BO3的解离反应: ,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是　　　　酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是　　　　　　　　　　　　。 (4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　　,母液经加热后可返回　　　　　　　　工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是　 。 
【解题思路】 (1)陌生反应化学方程式、离子方程式的书写:
(2)滤渣成分的判断:原料中含有Fe2O3、Al2O3、SiO2,这些物质与弱酸性的硫酸铵溶液均不发生反应,因此“滤渣1”包含Fe2O3、Al2O3、SiO2三种物质。Fe3+的检验:检验Fe3+最常用、最有效的试剂是KSCN溶液。(3)H3BO3类别的判断:
操作目的的分析判断要有证据意识、完整意识:
(4)陌生离子方程式的书写:
可循环利用物质的判断:根据元素质量守恒, 和 存在于母液中,即母液中主要成分为硫酸铵,可返回“溶浸”工序循环使用。碱式碳酸镁的分解:根据氢氧化镁和碳酸镁受热分解生成MgO可知,使Mg(OH)2·MgCO3分解生成MgO的方法是高温焙烧。
失分剖析一是只从H3BO3分子中含有3个H将H3BO3错判为三元酸;二是无法从流程图中提取有效信息,弄不清楚物质的变化过程而错写化学方程式和离子方程式。
应考训练1.(2021江苏如皋质量调研)按要求写出下列含氯物质转化的方程式。(1)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
①NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的离子方程式为 　 。 ②AgCl所发生“还原”反应的化学方程式为 　 。 (2)Cl2O可用作氯化剂,可由Cl2与潮湿的Na2CO3反应制得,反应的产物之一为NaHCO3。该反应的化学方程式为 　 。 (3)高氯酸钠是强氧化剂,可由电解NaClO3溶液制得。该反应的离子方程式为  　。 
(4)如图所示为几种含氯化合物的溶解度随温度的变化曲线。常温下将其中某两种物质的饱和溶液混合,会发生反应。该反应的化学方程式为  　。 
解析 “氧化”时,预处理后光盘碎片中的Ag和NaClO溶液反应得到AgCl,通过“过滤”除去残渣,“还原”时,NaOH、N2H4和AgCl反应得到Ag。(1)①NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,则该反应的离子方程式为4Ag+4ClO-+2H2O === 4AgCl+4OH-+O2↑。②结合流程可知AgCl发生“还原”反应时,AgCl为氧化剂,N2H4为还原剂,还原产物为Ag,氧化产物为N2,结合元素质量守恒和得失电子守恒可知AgCl发生“还原”反应的化学方程式为4AgCl+N2H4+4NaOH === 4Ag+N2↑+4H2O+4NaCl。(2)Cl2与潮湿的Na2CO3反应,氧化产物为Cl2O,还原产物为NaCl,结合元素质量守恒、得失电子守恒可知该反应的化学方程式为2Na2CO3+2Cl2+H2O === 2NaCl+2NaHCO3+Cl2O。
(4)由图可知常温下KClO3的溶解度最小,Ca(ClO3)2的溶解度最大,所以常温下利用Ca(ClO3)2与KCl反应可得KClO3固体,即该反应的化学方程式为2KCl+Ca(ClO3)2 === 2KClO3↓+CaCl2。
2.(2021北京丰台一模)锰广泛存在于自然界中,工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。资料:①MnCO3难溶于水,可溶于稀酸。②在Mn2+催化下,SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。Ⅰ.制备。(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式:  　。 (2)工业上制备锰时,会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气,可用以下方法处理。处理方法一:①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰,从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式: 　 。 
②研究表明,用Fe2+/Fe3+可强化脱硫效果,其过程如下所示:
过程Ⅰ:……过程Ⅰ的离子方程式是  　。 处理方法二:③用MnCO3进行脱硫,可提高脱硫率。结合化学用语解释原因:   　。Ⅱ.废水中锰含量的测定。  
(3)取1 mL废水置于20 mL磷酸介质中,加入HClO4,将溶液中的Mn2+氧化为Mn3+,用a ml·L-1 (NH4)2 Fe(SO4)2溶液进行滴定,达到滴定终点时,滴定管刻度由b1 mL变为b2 mL,废水中锰的含量为　　　　　　　　　 g·mL-1。 
3.(2021山东潍坊五县区阶段性监测)二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂,可以有效灭活新冠病毒,但其稳定性较差,可转化为较稳定的NaClO2保存。利用吸收法可得到NaClO2。工艺流程如图所示:
已知:Ⅰ.纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。Ⅱ.NaClO2长期放置或高于60 ℃时易分解生成NaClO3和NaCl。回答下列问题。(1)ClO2中氯元素的化合价为　　　　价,向ClO2发生器中通入空气的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)吸收塔中制取NaClO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;温度不能超过20 ℃,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)吸收塔中为防止产生的NaClO2被继续还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是　　　　(填字母)。 A.Na2O2D.KMnO4(4)取等质量NaClO2,其中一份加热至70 ℃,另一份严格保存。两份均配成溶液并分别与足量FeSO4溶液反应,消耗Fe2+的物质的量　　　　(填“相同”“不相同”或“无法判断”)。 (5)NaClO2与氯气反应可制得ClO2,反应的化学方程式为　 。 
解析 (1)ClO2中氯元素的化合价为+4价;纯ClO2易分解爆炸,向ClO2发生器中通入空气的目的是稀释产生的ClO2,防止其分解爆炸。(2)吸收塔中用NaOH溶液吸收产生的ClO2,加入H2O2作还原剂,防止产生的NaClO2被继续还原成NaCl,得到NaClO2溶液,离子方程式为2OH-+2ClO2+H2O2 === 2 +O2+2H2O;温度不能超过20 ℃,可能的原因是温度较高时H2O2易分解。(3)选用的还原剂不能引入新的杂质,并且产物容易分离,故选Na2O2作还原剂,生成氧气。
(4)加热至70 ℃,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl,变质过程为NaClO2自身的氧化还原反应,无论变质与否,与Fe2+反应时氯元素最终都转化为Cl-,故转移电子数相等,消耗的Fe2+的物质的量相同。(5)NaClO2与氯气反应生成二氧化氯和氯化钠,反应的化学方程式为2NaClO2+Cl2 === 2ClO2+2NaCl。
4.(2021海南天一大联考第一次模拟)碘化亚铜(CuI)不溶于水和乙醇,可用作有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂、阳极射线管覆盖物等。以斑铜矿(主要成分为Cu3FeS4)为原料制备碘化亚铜的工艺流程如图所示:
请回答下列问题。(1)“酸浸”中,Fe3O4与稀硫酸反应的离子方程式为　 。 (2)检验“酸浸”后溶液中是否含Fe2+的试剂是　　　　　　。 (3)“除杂”操作中加H2O2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)红褐色滤渣1为　　　　(写化学式)。 (5)滤液2中溶质主要为(NH4)2SO4,检验 的方法是  　。 (6)“合成”中,每生成1 ml CuI,理论上需要KI的物质的量为　　　　。 
答案 (1)Fe3O4+8H+ === Fe2++2Fe3++4H2O(2)铁氰化钾溶液(3)将Fe2+氧化成Fe3+(4)Fe(OH)3(5)取少量溶液加入试管中,再加入少量氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸(或蘸有浓盐酸的玻璃棒)接近试管口,试纸变蓝色(或冒白烟),则说明原溶液中含(6)2 ml
解析 将斑铜矿(主要成分为Cu3FeS4)通入空气焙烧后得到Fe3O4、CuO和SO2,“酸浸”中Fe3O4、CuO转化为Fe2+、Fe3+、Cu2+,加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,加入氨水得到的滤渣1为Fe(OH)3、滤渣2为Cu(OH)2,Cu(OH)2中加入稀硫酸得到硫酸铜溶液,再加入KI后可以得到CuI。(1)“酸浸”中,Fe3O4中Fe元素的化合价既有+2价,又有+3价,Fe3O4与稀硫酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+ === Fe2++2Fe3++4H2O。(2)检验“酸浸”后溶液中是否含Fe2+的方法是取待测液加入试管中,加入铁氰化钾溶液,若有蓝色沉淀生成,证明原溶液中含有Fe2+。
(3)H2O2具有强氧化性,可将Fe2+氧化成Fe3+,故“除杂”操作中加H2O2将Fe2+氧化成Fe3+。(4)“酸浸”后溶液中加入氨水后得到红褐色滤渣1为Fe(OH)3。(5)滤液2中溶质主要为(NH4)2SO4,检验 的方法是取少量溶液加入试管中,再加入少量氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸(或蘸有浓盐酸的玻璃棒)接近试管口,试纸变蓝色(或冒白烟),则说明原溶液中含 。(6)“合成”中,发生的反应为2Cu2++4I- === 2CuI↓+I2,每生成1 ml CuI,理论上需要KI的物质的量为2 ml。
5.(2021湖南常德一模)以金属切削废料[由铁屑和镍钴合金、金刚砂(SiC)组成]为原料回收镍钴生产NiSO4·7H2O和CCl2·6H2O的工艺如图:
已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 ml·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
②常温下,Ksp(NiCO3)=1.0×10-7。
请回答下列问题。(1)将废料研磨成粉的作用是 　 。 (2)理论上“除铁”需控制pH的范围为　　　　;“滤渣2”中除Fe(OH)3外,还有少量黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12],写出由Fe3+生成黄钠铁矾的离子方程式:　 　 。 
(4)“转化”时产生的气体为　　　　。 (5)碱性镍氢电池是某国产品牌汽车车载电池之一,其电池反应为NiOOH+MH Ni(OH)2+M。放电时,负极反应式为　　　　　。 
(1)将废料研磨成粉可以增大接触面积,加快反应速率,提高原料利用率。
6.(2021湖北教科研协作体联考)CdS又称镉黄,可用作黄色颜料,也用于制备荧光粉等。以镉铁矿(主要成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备CdS的工艺流程如图:
回答下列问题。(1)“滤渣1”的成分是　　　　(写化学式)。 (2)“还原镉”时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,发生反应的离子方程式为  　。 (3)加入H2O2溶液的目的是　　　　　　　　　　　　。 (4)通入H2S也可以“沉镉”,发生反应的离子方程式为　。 
(5)实际工业生产中,有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd2+的含量,其原理是Cd2++2NaR === 2Na++CdR2,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na+比交换前增加了0.055 2 g·L-1,此时溶液的pH=6,则该条件下Cd(OH)2的Ksp=　　　　　　。 (6)CdS不溶于稀盐酸,可溶于浓盐酸,并生成H2[CdCl4],反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若向反应后的溶液中加水稀释,又出现黄色沉淀,用平衡移动原理解释:　    
7.(1)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:
①Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4价,其中过氧键的数目为　　　　。 ②写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式:　。 (2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的 还原成Cr3+,该反应的离子方程式为  　。 (3)H2O2溶液浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3 ml·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式:　。