備戰(zhàn)2022年高考化學(xué)－工藝流程專項(xiàng)復(fù)習(xí)系列

專項(xiàng)7－陌生方程式的書寫

一．考查內(nèi)容

從原料到產(chǎn)品的過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化——主要考查能夠根據(jù)反應(yīng)類型尋找對(duì)應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律。

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二．考點(diǎn)特點(diǎn)

化學(xué)方程式是最具有化學(xué)學(xué)科特征的一種化學(xué)用語，陌生方程式的書寫是高考題中常見的題型，也是“信息量大”的一類題型，用于考查學(xué)生接受、整合化學(xué)信息和分析解決問題的能力，陌生方程式綜合性強(qiáng)，能力要求高，也是考生失分較多的題型之一，因此，考前熟練掌握方程式書寫的方法和技巧是提分的有效措施。

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三．信息型陌生方程式的書寫步驟

運(yùn)用“證據(jù)→推理→符號(hào)”思路書寫新情境方程式的基本過程如下：

1．“讀”取題目中的有效信息(證據(jù))，

2．寫出主要反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式(推理＋表征)，

3．再依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒(基本規(guī)律)，寫出規(guī)范的方程式。

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四．高考題型示例

1．草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑，用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)。一種制備草酸(含2個(gè)結(jié)晶水)的工藝流程如圖：

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回答下列問題：

（1）CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為___________________、_______________________________________。

（2）該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作②的濾液是___________和___________，濾渣是___________。

（3）工藝過程中③和④的目的是___________________________________。

（4）有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點(diǎn)是產(chǎn)品不純，其中含有的雜質(zhì)主要是___________。

（5）結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測(cè)定。稱量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反應(yīng)的離子方程式為_______________________；列式計(jì)算該成品的純度___________。

【答案】（1）CO+NaOH ?HCOONa ???2HCOONaNa2C2O4+H2↑ ???

（2）H2C2O4溶液 ???H2SO4溶液 ???CaSO4????

（3）分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸(降低成本)，減小污染 ???

（4）Na2SO4????

（5）5C2O+2Mn O+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑ ???94.5% ???

【分析】

利用流程圖可知得到的草酸鈉在鈣化時(shí)轉(zhuǎn)化為草酸鈣與NaOH，過濾后NaOH循環(huán)利用;將草酸鈣用硫酸酸化得到草酸和硫酸鈣(經(jīng)過濾作為濾渣除去)，然后將含有硫酸的草酸溶液結(jié)晶得到草酸晶體，H2SO4再循環(huán)利用，從而依據(jù)流程中各步轉(zhuǎn)化解答有關(guān)問題。

【解析】

（1）根據(jù)流程圖知，200℃、2MPa條件下，一氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成甲酸鈉，反應(yīng)方程式為：CO+NaOH ?HCOONa；加熱條件下，甲酸鈉脫氫生成草酸鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2HCOONaNa2C2O4+H2↑；

（2）氫氧化鈣和草酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鈉和草酸鈣，草酸鈣難溶于水，所以過濾操作①的濾液是氫氧化鈉溶液，濾渣是CaC2O4，草酸鈣和稀硫酸反應(yīng)生成草酸和硫酸鈣，硫酸鈣是微溶物，該操作過程中，稀硫酸過量，所以過濾操作②的濾液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液，濾渣是 CaSO4；

（3）氫氧化鈉和硫酸都具有腐蝕性，能污染環(huán)境，分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸能降低成本，減小污染；

（4）甲酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉，硫酸鈉是可溶性物質(zhì)，存在于溶液中，所以含有的雜質(zhì)主要是Na2SO4；

（5）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，設(shè)草酸的物質(zhì)的量為xmol，則：

解得x=0.001875mol，故其純度=×100%=94.5%。

五．研究化學(xué)變化，利用化學(xué)語言表達(dá)化學(xué)變化

1．化學(xué)性質(zhì)通過化學(xué)變化體現(xiàn)。

2．化學(xué)變化是分離提純的重要手段，分離提純的基礎(chǔ)是物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的差異。

3．化學(xué)變化是基本原理的載體，更是基本原理的研究對(duì)象。

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六．工藝流程中的化學(xué)變化類型

化學(xué)反應(yīng)最常見的考試形式為陌生反應(yīng)方程式的書寫，要求能夠根據(jù)反應(yīng)類型尋找對(duì)應(yīng)的反應(yīng)規(guī)律，最常見的是溶液中的反應(yīng)（離子反應(yīng)），主要有四類反應(yīng)：

（1）普通的復(fù)分解反應(yīng) ??????????????（2）氧化還原反應(yīng)

（3）配位（絡(luò)合）反應(yīng) ??????????????（4）雙水解反應(yīng)

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（1）普通的復(fù)分解反應(yīng)（不包括廣義水解理論內(nèi)的復(fù)分解反應(yīng)）

【練習(xí)1】已知：25℃ H2C2O4?K1?= 5.4×10-2，K2?= 5.4×10-5；Ka(HF)＝3.53×10-4，請(qǐng)寫出少量草酸(H2C2O4)與NaF溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________。

【答案】H2C2O4+NaF= NaHC2O4+ HF ?

【解析】已知：Ka1(H2C2O4)＝5.9×10-2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10-5；Ka(HF)＝3.53×10-4，根據(jù)電離平衡常數(shù)可知，平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，所以酸性由大到小順序：H2C2O4> HF> HC2O4-；則少量草酸(H2C2O4)與NaF溶液反應(yīng)生成NaHC2O4和 HF，化學(xué)方程式：H2C2O4+NaF= NaHC2O4+ HF。

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【練習(xí)2】【2020江蘇卷】實(shí)驗(yàn)室由煉鋼污泥（簡(jiǎn)稱鐵泥，主要成份為鐵的氧化物）制備軟磁性材料α?Fe2O3。

其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：

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沉鐵。將提純后的FeSO4溶液與氨水?NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCO3沉淀。生成FeCO3沉淀的離子方程式為?????????????????????????????????????。

【答案】①

或

【解析】將提純后的FeSO4溶液與氨水—NH4HCO3混合溶液反應(yīng)生成FeCO3沉淀，生成FeCO3的化學(xué)方程式為FeSO4+NH3·H2O+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O[或FeSO4+NH3+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4]，離子方程式為Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O（或Fe2+++NH3=FeCO3↓+）。

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【練習(xí)3】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：

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寫出“沉錳”的離子方程式

答案： Mn2++ 2HCO3－=== MnCO3↓+ CO2↑+ H2O

解析：碳酸氫根的電離生成碳酸根和氫離子，碳酸根與錳離子結(jié)合生成碳酸錳，氫離子與碳酸氫根結(jié)合生成?CO2和?H2O

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【練習(xí)4】【2019全國(guó)Ⅰ】一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

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在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為

【答案】：2Mg2++3CO32－+2H2O === Mg(OH)2·MgCO3↓+ 2HCO3－

（或2Mg2++2CO32－+H2O === Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑）

【解析】經(jīng)分析可知溶液中Mg2+和CO32－反應(yīng)生成Mg(OH)2·MgCO3，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)鎂離子結(jié)合了氫氧根和碳酸根，碳酸根第一步水解生成碳酸氫根和氫氧根，第二步水解生成碳酸和氫氧根，明白了其中的道理，不難寫出相應(yīng)的離子方程式。

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（2）氧化還原反應(yīng)

【練習(xí)1】【2020新課標(biāo)Ⅰ】釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。

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（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同時(shí)還有___________離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式____________________________________________。

（5）“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。

【答案】（2）Fe2+ ??VO++MnO2?+2H+?=+Mn2++H2O

（5）NaAl(OH)4+ HCl= Al(OH)3↓+NaCl+H2O

【解析】

（2）“酸浸氧化”中，釩礦粉中的Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，F(xiàn)e2+具有還原性，則VO+和VO2+被氧化成的同時(shí)還有Fe2+被氧化，反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；VO+轉(zhuǎn)化為時(shí)，釩元素的化合價(jià)由+3價(jià)升至+5價(jià)，1molVO+失去2mol電子，MnO2被還原為Mn2+，Mn元素的化合價(jià)由+4價(jià)降至+2價(jià)，1molMnO2得到2mol電子，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式為VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O；

（5）“調(diào)pH”中有沉淀生成，是NaAlO2與HCl反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。

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【練習(xí)2】【2020新課標(biāo)Ⅲ】某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體（NiSO4·7H2O）：

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硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式____________________________________。

【答案】2Ni2++ClO?+4OH?=2NiOOH↓+ Cl?+H2O

【解析】由題干信息，硫酸鎳在強(qiáng)堿中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反應(yīng)中Ni2+被氧化為NiOOH沉淀，ClOˉ被還原為Clˉ，則根據(jù)氧化還原得失電子守恒可得離子方程式為2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O。

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【練習(xí)3】【2020年山東新高考】用軟錳礦（主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：

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回答下列問題：

（1）MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為????______________________????。

（5）碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為???????????????______________________???????。

【答案】（1）?

（5）

【解析】（1）MnO2與BaS反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO，Mn元素的化合價(jià)由+4價(jià)降低為+2價(jià)，根據(jù)元素價(jià)態(tài)規(guī)律可知-2價(jià)的S元素應(yīng)被氧化得到S單質(zhì)，則MnO2與BaS的系數(shù)比應(yīng)為1:1，根據(jù)后續(xù)流程可知產(chǎn)物還有Ba(OH)2，結(jié)合元素守恒可得化學(xué)方程式為：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；

（5）碳化過程Mn2+和碳酸氫根電離出的碳酸根結(jié)合生成碳酸錳沉淀，促進(jìn)碳酸氫根的電離，產(chǎn)生的氫離子和一水合氨反應(yīng)生成銨根和水，所以離子方程式為Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。

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【練習(xí)4】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦

（還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制備，工藝如下圖所示。回答下列問題：

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?寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

【答案】MnO2 + MnS + 2H2SO4===2MnSO4 + S + 2H2O

【解析】MnO2是常見的氧化劑，酸性環(huán)境生成+2價(jià)錳離子，MnS 中-2價(jià)的硫還原性強(qiáng)，生成硫單質(zhì)，結(jié)合化合價(jià)升降相等確定二者化學(xué)計(jì)量數(shù)為1:1的關(guān)系，根據(jù)有價(jià)態(tài)變化的錳元素、硫元素守恒配平硫酸錳和 S的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后再根據(jù)硫酸根配平硫酸的化學(xué)計(jì)量數(shù)，最后根據(jù)氫或氧守恒配平水的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

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【練習(xí)5】硼氫化錳[Mn(BH4)2]可以用作儲(chǔ)氫材料，也能用于科學(xué)研究。以富錳渣（含60％MnO，還含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO）為原料制備硼氫化錳的工藝流程如下。

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（3）“氧化”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

（5）Mn(BH4)2能與稀鹽酸反應(yīng)生成H3BO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。

【答案】（3）2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O ????（5）Mn（BH4）2+2HCl+6H2O= 2H3BO3+ MnCl2+8H2↑ ???

【解析】（3）“氧化”中是酸性溶液中二氧化錳將亞鐵離子氧化生成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；

（5）Mn（BH4）2能與稀鹽酸反應(yīng)生成H3BO3，Mn（BH4）2中H的化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià)，HCl和水中H由+1價(jià)降低到0價(jià)形成氫氣，同時(shí)生成氯化錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mn（BH4）2+2HCl+6H2O= 2H3BO3+ MnCl2+8H2↑。

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【練習(xí)6】中國(guó)航空航天事業(yè)飛速發(fā)展，銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從銀精礦（其化學(xué)成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）中提取銀、銅和鉛，工藝流程如圖所示。

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（2）步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。

（5）排放后的廢水中含有NO3-，任意排放會(huì)造成水體污染，科技人員在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染氣體排放，該方法的缺點(diǎn)是處理后的水中生成了AlO2-，依然對(duì)人類健康有害。該反應(yīng)的離子方程式為：__________________________________________。

【答案】（2）AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl ???（5）10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O ?

【解析】（2）步驟③加Na2SO3溶液，AgCl與Na2SO3反應(yīng)生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，化學(xué)方程式為AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl；

（5）在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染的N2排放，其離子方程式為：10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O

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【練習(xí)7】從工業(yè)廢釩中回收金屬釩既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。某工業(yè)廢釩的主要成分為V2O5、VOSO4和SiO2等，下圖是從廢釩中回收釩的一種工藝流程：

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（2）“還原”工序中反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________。

【答案】2VO2+?+H2C2O4+2H+===2VO2++2CO2↑+2H2O ??

【解析】“還原”工序中加入草酸為典型還原劑，可將V從+5價(jià)還原為+3價(jià)，對(duì)應(yīng)方程式為2VO2+?+H2C2O4+2H+===2VO2++2CO2↑+2H2O；

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【練習(xí)8】鈷是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)不可缺少的重要原料之一，從鋰離子二次電池正極廢料--鋁鈷膜中回收鈷的工藝如圖所示：

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回答下列問題：

（1）寫出工業(yè)上用Al2O3制取鋁的化學(xué)方程式______________________________；

（3）為使鈷浸出。需將LiCoO2的結(jié)構(gòu)破壞，選擇在硫酸和雙氧水體系中進(jìn)行浸出，請(qǐng)寫出浸出的化學(xué)方程式______________________________________________________；

（4）鋰可由電解制得，以石墨為陽極，低碳鋼為陰極，電解液為熔融的LiCl和KCl的混合液，電解槽壓為6.0-6.5V，這樣可得到純度為99%的鋰。

②陰極產(chǎn)物與鎂的性質(zhì)相似，在常溫下與氮?dú)夥磻?yīng)，請(qǐng)寫出其與氮?dú)夥磻?yīng)的生成物與水的反應(yīng)方程式____________________________________；

（5）已知鈷與鐵的性質(zhì)相似，請(qǐng)寫出四氧化三鈷與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式________________________。

【答案】（1）?

（3）????

（4）??

（5）????

【解析】（1）電解熔融氧化鋁可以獲得金屬鋁和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

（3）酸浸時(shí)反應(yīng)物有硫酸、過氧化氫以及，生成物有和，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

（4）①電解液中加入氯化鉀后，可以大大提高電解液的導(dǎo)電性，增強(qiáng)電解效果，故答案為：增強(qiáng)電解液的導(dǎo)電性；

②電解熔融LiCl過程中，陰極得到的是金屬Li，鋰與氮?dú)夥磻?yīng)生成，氮化鋰與水反應(yīng)會(huì)生成氨氣和氫氧化鋰，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

（5）已知鈷與鐵的性質(zhì)相似，則四氧化三鈷與四氧化三鐵的化學(xué)性質(zhì)相似，四氧化三鐵與碘化氫反應(yīng)的離子方程式為：，則四氧化三鈷與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式：。

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【練習(xí)9】銅及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)上有許多用途。某工廠以輝銅礦（主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖：

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（2）濾渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2。請(qǐng)寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的化學(xué)方程式：____________________________________________。

（4）寫出“沉錳"（除Mn2+ ）過程中反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。

【答案】（2）2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O ?（4） Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+????

【解析】（2）濾渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2?！敖　狈磻?yīng)中生成S的化學(xué)方程式為：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案為：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+ 2CuSO4+2MnSO4+4H2O；

（4）“沉錳"過程中加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳，其離子方程式為：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+，故答案為：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+；

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【練習(xí)10】氯化亞銅（CuC1）在化工、印染、電鍍等行業(yè)應(yīng)用廣泛。CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl-濃度較大的溶液，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuC1的工藝過程如圖。回答下列問題：

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（1）步驟①中N元素被還原為最低價(jià)，寫出此反應(yīng)的離子方程式______________________。

（3）步驟⑤中，用“醇洗”可快速去除濾渣表面的水，防止濾渣被空氣氧化為Cu2（OH）3Cl。CuCl被氧化為Cu2（OH）3C1的化學(xué)方程式為_______________________________。

（5）制造印刷電路板產(chǎn)生的廢液中含大量[Cu（NH3）4]2+等離子，利用膜電解技術(shù)對(duì)此廢液進(jìn)行電解，電解裝置如圖所示。電解后的陰極液中加入適量鹽酸并用水稀釋可得到CuCl，電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為__________________________，生成CuCl的離子方程式為________________________。

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【答案】（1）4Cu＋NO3－＋10H＋=4Cu2＋＋NH4＋＋3H2O ???

（3）4CuCl＋O2＋2H2O=2Cu2（OH）3Cl＋2HCl ???

（5）[Cu(NH3)4]2＋＋e－＋2H2O=[Cu(NH3)2]＋＋2NH3·H2O ???[Cu(NH3)2]＋＋2H＋=CuCl＋2NH4＋????

【解析】（1）①NO3－在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能與Cu發(fā)生反應(yīng)，N轉(zhuǎn)化成NH4＋，其離子反應(yīng)方程式為4Cu＋NO3－＋10H＋=4Cu2＋＋NH4＋＋3H2O；

（3）CuCl容易被潮濕空氣中易水解氧化，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuCl＋O2＋2H2O=2Cu2（OH）3Cl＋2HCl；

（5）陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，[Cu（NH3）4]2＋得電子生成[Cu（NH3）2]＋，陰極反應(yīng)式為[Cu（NH3）4]2＋＋e－＋2H2O=[Cu（NH3）2]＋＋2NH3·H2O；生成CuCl的離子方程式為[Cu（NH3）2]＋＋2H＋=CuCl＋2NH4＋；

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【練習(xí)11】從工業(yè)廢釩中回收金屬釩既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。某工業(yè)廢釩的主要成分為、和等，下圖是從廢釩中回收釩的一種工藝流程：

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（2）“還原”工序中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

（4）寫出流程中鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________。

（5）電解精煉時(shí)，以熔融NaCl、和為電解液其中以分子形式存在。陰極的電極反應(yīng)式為________________________________________________。

【答案】（2）????

（4）????（5）????

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【練習(xí)12】某研究小組利用軟錳礦（主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物）作脫硫劑。通過如下簡(jiǎn)化流程既脫除燃媒尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2（反應(yīng)條件已省略）。

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請(qǐng)回答下列問題：

（2）寫出軟錳礦漿吸收SO2的化學(xué)方程式__________________________________________；

（4）寫出KMnO4與MnSO4溶液反應(yīng)的離子方程式____________________________________；

（5）工業(yè)上將K2MnO4溶液采用惰性電極隔膜法電解，可制得KMnO4．裝置如圖：

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②結(jié)合電極反應(yīng)式簡(jiǎn)述生成KMnO4的原理：______；

【答案】（2）MnO2+SO2=MnSO4???（4）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+???（5）a極上發(fā)生MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4????

【解析】

（2）錳礦漿吸收SO2，生成硫酸錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+SO2=MnSO4。答案為：MnO2+SO2=MnSO4；?

（4）KMnO4與MnSO4溶液發(fā)生歸中反應(yīng)，生成MnO2沉淀，反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。答案為：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；?

（5）②a為陽極，陽極上K2MnO4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4。答案為：a極上發(fā)生MnO42--e-═MnO4-，部分鉀離子通過陽離子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)，陽極區(qū)生成KMnO4；?

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【練習(xí)13】硫酸鎳是電鍍工業(yè)必不可少的化工原料。從不銹鋼廢渣(主要含F(xiàn)e42.35%、Cr9.67%、Ni5.1%、C4.7%、Si3.39%等)中制取硫酸鎳晶體的工藝流程如圖：

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已知：①Cr3+與氨水反應(yīng)時(shí)有少量Cr3+生成[Cr(NH3)6]3+，但加熱時(shí)該絡(luò)合物易分解。Ni2+與氨水反應(yīng)生成[Ni(NH3)6]2+，該絡(luò)合物加熱時(shí)穩(wěn)定，用硫酸酸化時(shí)生成相應(yīng)的硫酸鹽。

②Na2CrO4溶液中加酸調(diào)節(jié)pH為3.5時(shí)，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-。

（4）“過濾”時(shí)產(chǎn)生的濾渣可用于制備Na2Cr2O7晶體。

①濾渣經(jīng)干燥后與Na2CO3混合在空氣中煅燒生成Na2CrO4和CO2，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。

【答案】4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O

【解析】濾渣經(jīng)干燥后與Na2CO3混合在空氣中煅燒生成Na2CrO4和CO2，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O。

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（3）配位反應(yīng)

【練習(xí)1】偏釩酸銨主要用作催化劑、媒染劑等。用沉淀法除去工業(yè)級(jí)偏釩酸銨中的雜質(zhì)硅、磷的流程如下：

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偏釩酸銨本身在水中的溶解度不大，但在草酸溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而溶解，同時(shí)生成絡(luò)合物和CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。

【答案】????

【解析】偏釩酸銨與草酸反應(yīng)生成，V元素化合價(jià)降低，則碳元素化合價(jià)升高由二氧化碳生成，則化學(xué)方程式為：。

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【練習(xí)2】通過對(duì)陽極泥的綜合處理可以回收貴重的金屬，一種從銅陽極泥（主要成分為Se、Ag2Se、Ag、Cu、CuSO4和Cu2S等）中分離Ag、Se和Cu的新工藝流程如圖所示：

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（1）已知預(yù)處理溫度為80℃，預(yù)處理渣中幾乎不含S元素，預(yù)處理時(shí)Cu2S發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________。

（2）回收分渣中的銀，可用如下過程：

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已知：S2O32-在堿性條件下很穩(wěn)定，易與銀離子絡(luò)合：Ag++2S2O32-Ag（S2O3）23-。常溫下，絡(luò)合反應(yīng)的平衡常數(shù)為K穩(wěn)[Ag（S2O3）23-]=2.8×1013，Ksp（AgCl）=1.8×10-10。

②Ⅱ中還原劑為Na2S2O4，在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)生成Na2SO3，離子反應(yīng)方程式為________________________。

【答案】（1）Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O ???

（2）2Ag（S2O3）23-+S2O42-+4OH-=2Ag+4S2O32-+2SO32-+2H2O ??

【解析】（1）預(yù)處理溫度為80℃，預(yù)處理渣中幾乎不含S元素，應(yīng)生成硫酸鹽，預(yù)處理時(shí)Cu2S發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O，采用稀H2SO4溶液添加MnO2做預(yù)處理劑，稀硫酸提供了酸性環(huán)境，MnO2作氧化劑，可以氧化Cu2S；

（2）②Ⅱ中還原劑為Na2S2O4，在堿性條件下進(jìn)行反應(yīng)生成Na2SO3，離子反應(yīng)方程式。

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【練習(xí)3】CuCl是重要的化工原料，研究人員提出用有機(jī)硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢觸煤(生產(chǎn)中未反應(yīng)的硅粉和催化劑混合物，主要成分為粉末狀的硅、銅、鋅和碳)來生產(chǎn)CuCl，并設(shè)計(jì)出如圖所示流程圖。

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已知：氯化亞銅微溶于水，不溶于乙醇，溶于濃鹽酸和氨水生成絡(luò)合物。

寫出由NaCuCl2生成CuCl的離子方程式_________________________________。

【答案】2CuCl+3+2Cu2++H2O=4CuCl↓++2????

【解析】由NaCuCl2生成CuCl的過程中二價(jià)銅被還原成一價(jià)銅，部分被氧化為，部分與結(jié)合生成，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒配平得離子方程式為2CuCl+3+2Cu2++H2O=4CuCl↓++2。

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【練習(xí)4】用含砷氧化銅礦[含CuO、Cu2(OH)2CO3、As2O3及重金屬鹽等]制取Cu2(OH)2SO4的工藝流程如下：

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（1）步驟I“氨浸”時(shí)，控制溫度為50～55℃，pH約為9.5，含銅化合物轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]SO4溶液。

①CuO被浸取的離子方程式為________________________________。

（2）“蒸氨”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

【答案】（1）CuO+2NH3+2═[Cu(NH3)4]2++H2O ???

（2）2H2O+2[Cu(NH3)4]SO4Cu2(OH)2SO4↓+6NH3↑+(NH4)2SO4?????

【解析】（1）①CuO被NH3和(NH4)2SO4組成的溶液浸取得到[Cu(NH3)4]SO4，離子反應(yīng)為CuO+2NH3+2NH4+═[Cu(NH3)4]2++H2O；

（2）“蒸氨”時(shí)，[Cu(NH3)4]SO4受熱分解生成Cu2(OH)2CO3、氨氣和硫酸銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O+2[Cu(NH3)4]SO4Cu2(OH)2SO4↓+6NH3↑+(NH4)2SO4。

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【練習(xí)5】鋅是冶金、化工、紡織等行業(yè)應(yīng)用廣泛的重要金屬之一、一種以含鋅煙塵(主要成分是，還含有少量、、、、等元素的氧化物)制備金屬鋅的工藝流程如下：

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已知：“濾液1”含有的離子有、、和。

回答下列問題：

（2）“溶浸”中主要的化學(xué)方程式為___________________________________________________。

（4）“濾渣2”是，“氧化除雜”的離子方程式為_______________________________。

【答案】（1）ZnO+2NH4Cl+2NH3=[Zn(NH3)4]2++H2O ??

（2）2SbCl+ 2H2O2+ H2O=Sb2O5↓+10Cl—+6H+????

【解析】

（2） “溶浸”時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)為氧化鋅與氯化銨溶液和氨氣反應(yīng)生成四氨合鋅離子和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnO+2NH4Cl+2NH3=[Zn(NH3)4]2++H2O；

（4） “氧化除雜”發(fā)生的反應(yīng)為SbCl離子與H2O2溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Sb2O5沉淀、Cl—離子和H+離子，反應(yīng)的離子方程式為2SbCl+ 2H2O2+ H2O=Sb2O5↓+10Cl—+6H+。

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【練習(xí)6】鈦鐵銃礦可有效富集回收礦石中鐵、鈦、鈧金屬，獲得鐵精礦、鈦精礦、鈧精礦等主產(chǎn)品。從鈦鐵鈧礦(主要成分有Sc2O3、FeTiO3、SiO2等)中制備草酸銃晶[Sc2(C2O4)3?5H2O]流程如下：

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已知：①鈧的萃取是根據(jù)協(xié)萃反應(yīng)機(jī)理，利用P-204(磷酸二辛酯)[可用H2A2表示]和TBP(磷酸三辛酯)兩種萃取劑，以煤油做萃取溶劑，將廢酸中的鈧以配位體形式萃取出來，經(jīng)反萃取、提純，從而得到高純度的鈧的氫氧化物。主要反應(yīng)步驟由以下方程式表示萃?。篠c3++3H2A2+xH2OSc(HA2)3?xH2O+3H+

Sc(HA2)3?xH2O+xTBPSc(HA2)3?xTBP+xH2O

②常溫下Sc(OH)3的Ksp約為1.0×10-31

請(qǐng)回答下列問題：

（4）步驟②加大量的水稀釋，同時(shí)加熱的原因?yàn)開________________________，寫岀步驟②的化學(xué)方程式______________________________________________________。

（5）“反萃取”的化學(xué)方程式為___________________________。

【答案】（4）Ti(SO4)2+2H2O=TiO2↓+2H2SO4????

（5）Sc(HA2)3·xTBP+3NaOHSc(OH)3↓+3NaHA2+xTBP(或Sc(HA2)3·xTBP+6NaOHSc(OH)3↓+3Na2A2+xTBP+3H2O)

【解析】

（4）溶液中存在Ti4++2H2OTiO2+4H+，加水稀釋降低氫離子的濃度，同時(shí)加熱促進(jìn)水解，使Ti4+水解趨于完全，得到更多的TiO2沉淀，化學(xué)方程式為Ti(SO4)2+2H2O=TiO2↓+2H2SO4；

（5）根據(jù)題目所給信息可知萃取液中Sc元素以Sc(HA2)3·xTBP的形式存在，加入NaOH溶液降低pH值，得到Sc(OH)3沉淀，結(jié)合元素守恒可知當(dāng)NaOH少量時(shí)，化學(xué)方程式為Sc(HA2)3·xTBP+3NaOHSc(OH)3↓+3NaHA2+xTBP，當(dāng)NaOH過量時(shí)為Sc(HA2)3·xTBP+6NaOHSc(OH)3↓+3Na2A2+xTBP+3H2O。

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（4）雙水解反應(yīng)（主要是廣義水解理論內(nèi)的方程）

【練習(xí)1】工業(yè)上用鈦白渣[主要成分為FeSO4，還含有少量Fe2（SO4）3、MgSO4及TiOSO4]為主要原料生產(chǎn)氧化鐵黃（FeOOH）的一種工藝流程如下：

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（1）“溶解”時(shí)，TiOSO4發(fā)生水解生成難溶于水的H2TiO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。

（3）“氧化”時(shí)，F(xiàn)e2＋生成FeOOH的離子方程式是______________________________________。

【答案】（1）TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4????（3）4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O ??

【解析】

（1）TiOSO4水解生成難溶于水的H2TiO3和硫酸，反應(yīng)方程式為：TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4；

（3）堿性條件下Fe2＋與空氣中的氧氣結(jié)合生成FeOOH，離子方程式為：4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O；

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【練習(xí)2】以鈦白酸廢液（主要含有TiO2+、Fe2+、Ca2+、SO42-等）為原料，獲取磷酸鈦（2TiO2?P2O5?H2O）和氧化鐵黑（Fe3O4）的部分流程如圖：

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（1）反應(yīng)Ⅰ中生成2TiO2?P2O5?H2O的離子方程式為______________________________________。

【答案】2TiO2++2H3PO4=2TiO2·P2O5·H2O↓+4H+????

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【練習(xí)3】氯胺(NH2Cl)是一種長(zhǎng)效緩釋有機(jī)氯消毒劑，有強(qiáng)氧化性，其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4~5倍，氯胺中氯的化合價(jià)為___________，氯胺的消毒原理是什么？________________________________。

【答案】+1 ???NH2Cl溶于水發(fā)生反應(yīng)：NH2Cl+H2O?NH3↑+HClO，反應(yīng)生成的HClO能殺菌消毒 ???

【解析】NH2Cl中氮元素為-3價(jià)，Cl為+1價(jià)，NH2Cl溶于水發(fā)生反應(yīng)：NH2Cl+H2O?NH3↑+HClO，反應(yīng)生成的HClO能殺菌消毒。

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【練習(xí)4】SOCl2遇水劇烈反應(yīng)，液面上產(chǎn)生白霧，并伴有刺激性氣味的氣體，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________________________。

【答案】SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑ ??

【解析】SOCl2遇水劇烈反應(yīng)，液面上產(chǎn)生白霧，并伴有刺激性氣味的氣體，說明反應(yīng)生成HCl和SO2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑。

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【練習(xí)5】硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂(Na2B4O7·l0H2O)時(shí)的廢渣，其主要成分是MgO，還含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等雜質(zhì)。以硼鎂泥為原料制取的七水硫酸鎂在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用。硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如圖：

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（3）寫出加NaClO過程中錳元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________________________________。

（5）因B2O3溶于硫酸，所以此法制備的七水硫酸鎂含有少量硼酸(H3BO3)，硼酸與NaOH溶液反應(yīng)可制得硼砂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。失去結(jié)晶水的硼砂與金屬鈉、氫氣及石英砂一起反應(yīng)可制備有機(jī)化學(xué)中的“萬能還原劑-NaBH4”和另一種鈉鹽，寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。

【答案】（3）Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+Cl-+2H+????

（5）4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O ???Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO2=4NaBH4+7Na2SiO3????

【解析】（3）加NaClO過程中Mn2+被氧化為MnO2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+Cl-+2H+。

（5）硼酸與NaOH溶液反應(yīng)可制得硼砂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O。失去結(jié)晶水的硼砂與金屬鈉、氫氣及石英砂一起反應(yīng)可制備有機(jī)化學(xué)中的“萬能還原劑-NaBH4”和另一種鈉鹽，根據(jù)元素守恒，另一種鈉鹽是Na2SiO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO2=4NaBH4+7Na2SiO3。

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【練習(xí)6】硼是動(dòng)植物所必須的微量元素，其單質(zhì)和化合物廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、核工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等部門。利用硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O3·5?H2O)?制取制硼酸、金屬鎂及粗硼的工藝流程圖如下:

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已知:①硼砂為Na2B4O7·10H2O

②硼酸(H3BO3)?是一種可溶于水的一元弱酸，與過量的NaOH?反應(yīng)生成Na[B(OH)4]

（3）硼酸的電子式: ________；寫出硼酸在水中電離的方程式: ____________________________________；

（4）X?為硼酸晶體加熱完全脫水后的產(chǎn)物，其與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為: __________________；

（5）?硼砂溶于90℃?熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH?至2~?3(酸性)制取HBO3晶體，該反應(yīng)的離子方程式為: __________________________；從上述溶液中獲得H3BO3?晶體的操作: __________________________。

【答案】（3）????H3BO3?+ H2O[B(OH)4]-+ H+????

（4）3Mg+B2O32B+3MgO ???

（5）B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3????蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 ???

【解析】（3）硼酸是共價(jià)化合物，電子式為；硼酸(H3BO3)是一種可溶于水的一元弱酸，與過量的NaOH反應(yīng)生成Na[B(OH)4]，則硼酸在水中電離的方程式為H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；

（4）X為硼酸晶體加熱完全脫水后的產(chǎn)物，根據(jù)B的化合價(jià)可知X化學(xué)式為B2O3，與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為3Mg+B2O32B+3MgO；

（5）硼砂溶于90℃熱水后，常用稀硫酸調(diào)pH至2～3(酸性)制取HBO3晶體，該反應(yīng)的離子方程式為B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3；硼酸的溶解度隨溫度的降低而減小，則從上述溶液中獲得H3BO3晶體的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。

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七．藺東斌老師講座中的總結(jié)

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