1、1考点九 化工流程中陌生化学化学方程式知识点讲解一、根据题目信息书写方程式根据题目中的叙述，找出关键的字词，知道生成物是什么，写出化学方程式。典例 1 碱性环境下，Cl 2可将水中的 CN-转化为两种无毒的气体，写出离子方程式 。【答案】2CN -+8OH-+5Cl2=2CO2+N2+10Cl-+4H2O典例 2 一定温度下，将 1mol N2O4置于密闭容器中，保持压强不变，升高温度至 T1的过程中，气体由无色逐渐变为红棕色。温度由 T1继续升高到 T2的过程中，气体逐渐变为无色。若保持 T2，增大压强，气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量 n 随温度 T 变化的关系如图所示。温度在 T1T2
2、之间，反应的化学方程式是 。【答案】2NO 22NO+O2【解析】温度由 T1继续升高到 T2的过程中，气体逐渐变为无色，且混合气体总的物质的量增大，说明 NO2发生分解反应，应生成 NO 与 O2，方程式为：2NO 22NO+O2。典例 3 硫与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是_。【答案】S+3Cl 2+4H2O=H2SO4+6HCl【解析】解答本题的关键是生成两种强酸：H 2SO4和 HCl，再配平即可。典例 4 向 Na2CO3溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有NaHCO3生成，该反应的化学方程式是_。 Na2CO3浓溶液中通入氯
3、气时，可产生气体 CO2和化合物 NaClO3。反应的化学方程式为 。【答案】 Na 2CO3 +Cl2+ H2O = NaHCO3+HClO +NaCl3Cl 2+3Na2CO3=3CO2+NaClO3+5NaCl【解析】向 Na2CO3溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，是 HClO，同时有 NaHCO3生成，氯元素化合价有升有降，所以还应有 NaCl。 Na2CO3浓溶液中通入氯气时，可产生气体 CO2和化合物 NaClO3，氯元素化合价有升有降，所以还应有 NaCl。2典例 5 铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入 H2O2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子
4、方程式是 。【答案】Cu+H 2O2+2H+= Cu2+2H2O【解析】铜屑放入稀硫酸，再加入 H2O2，铜屑可逐渐溶解，是 Cu 被氧化为 Cu2+，化合价升高，H 2O2中氧的化合价降低，酸性溶液中产生 H2O。典例 6 工业上可用铝与软锰矿（主要成分为 MnO2）反应来冶炼锰。 用铝与软锰矿高温冶炼锰的原理是（用化学方程式来表示） 。 MnO2在 H2O2分解反应中作催化剂。若将适量 MnO2加入酸化的 H2O2的溶液中，MnO 2溶解产生 Mn2 ，该反应的离子方程式是 。【答案】 4Al + 3MnO 2 2Al2O3 + 3Mn MnO 2 + H2O2 + 2H+ = Mn2 +
5、 O2+2H 2O【解析】高温时，铝与二氧化锰发生置换反应生成锰，反应的方程式为 3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3，根据氧化还原反应可知 Mn 由+4 价变为+2 价，氧化合价肯定升高，所以产物有氧气生成，反应为MnO2+H2O2+2H+Mn 2+O2+2H 2O。典例 7紫红色固体单质用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中。一段时间后固体由红色变为绿色主要成分为 Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式是 。FeCO 3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是 。【答案】2CuO 2H 2OCO 2=Cu2(OH)2CO34FeCO 3 + 6H2O + O2
6、 = 4Fe(OH)3 + 4CO 2典例 8（2019 届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三 10 月月考）铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为 1857 。（1）工业上以铬铁矿主要成分是 Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO 2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。3高温氧化时反应的化学方程式为_。操作 a 由两种均发生了化学反应的过程构成的，其内容分别是_、铝热反应。（2）Cr(OH) 3是两性氢氧化物，请写出其分别与 NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式_、_。（3）水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。处理含有
7、 Cr2O72-的污水方法通常为：用铁作电极电解污水，Cr 2O72-被阳极区生成的离子还原成为 Cr3+，生成的 Cr3+与阴极区生成的 OH结合生成 Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为_，若要处理含 10 mol Cr2O72-的污水，则至少需要消耗的铁为_g。转化为重要产品磁性铁铬氧体 (CrxFeyOz)：先向含 CrO42-的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气（氧化部分 Fe2+）并加入 NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出 CrO42-在酸性条件下被 Fe2+还原为 Cr3+ 的离子方程式：_，若处理含 1 mol CrO42
8、-（不考虑其它含铬微粒）的污水时恰好消耗 10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中 n(Fe2+) n(Fe3+)=32 时，铁铬氧体的化学式为_。【答案】+34Fe(CrO 2)2+7O2+8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼烧使 Cr(OH)3分解 NaCrO2Cr2(SO4)32H2O+2e=2OH+H2 （或者 2H+2e=H2）33603Fe 2+ CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2OCr2Fe20O27操作 a 将 Cr（OH） 3经两步反应生成 Cr，后一步为铝热反应，则第一步反应为灼烧使 Cr（OH） 3分解，两步反应的化学方程式为 2Cr（O
9、H） 3 Cr2O3+3H2O、2Al+Cr 2O3 Al2O3+2Cr。（2）Cr（OH） 3与 Al（OH） 3都属于两性氢氧化物，模仿 Al（OH） 3与 NaOH、稀硫酸的反应，Cr（OH） 3与 NaOH、稀硫酸反应的化学方程式分别为 Cr（OH） 3+NaOH=NaCrO2+2H2O、2Cr（OH） 3+3H2SO4=Cr2（SO 4）3+6H2O，Cr（OH） 3与 NaOH、稀硫酸反应生成的盐的化学式为 NaCrO2、Cr 2（SO 4） 3。（3）以 Fe 作电极，阳极电极反应式为 Fe-2e-=Fe2+，阴极电极反应式为 2H2O+2e-=H2+2OH -（或 2H+2e-
10、=H2） 。在阳极区 Fe2+将 Cr2O72-还原为 Cr3+，Fe 2+自身被氧化成 Fe3+，1molCr 2O72-得到 6mol 电子生成42molCr3+，1molFe 2+失去 1mol 电子生成 1molFe3+，根据得失电子守恒，n（Fe 2+）=6n（Cr 2O72-）=610mol=60mol，根据 Fe 守恒，至少需要消耗 Fe 的物质的量为 60mol，至少需要消耗 Fe 的质量为60mol56g/mol=3360g。酸性条件下 CrO42-被 Fe2+还原为 Cr3+，Fe 2+被氧化成 Fe3+，反应可写成 Fe2+CrO42-+H+Fe 3+Cr3+H2O，在反
11、应中 1molFe2+失去 1mol 电子，1molCrO 42-得到 3mol 电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，CrO42-在酸性条件下被 Fe2+还原为 Cr3+的离子方程式为 3Fe2+CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2O。根据 Fe 守恒，铁铬氧体中 n（Fe 2+）=10mol =6mol，n（Fe 3+）=10mol =4mol，根据 Cr 守恒，铁铬氧体中 n（Cr 3+）=n（CrO 42-）=1mol，根据电荷守恒，铁铬氧体中 n（O 2-）= =13.5mol，铁铬氧体中 n（Cr）：n（Fe）：n（O）=1mol：10mol：13.5mol=2:2
12、0:27，铁铬氧体的化学式为 Cr2Fe20O7。二、根据氧化还原反应判断产物陌生情景中的化学反应往往是氧化还原反应，在氧化还原反应中，元素化合价有升高必然有降低，根据化合价升降可判断出反应产物。【解题技巧】关键结合题目信息、流程图信息并熟记常见的氧化产物和还原产物判断生成物。1新情境氧化还原反应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 H或 O 根据电荷守恒配平 根据原子守恒确定并配平其 他物质2. 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氧化剂 Cl2 O2 浓 H2
13、SO4 HNO3KMnO4(H )、MnO2Fe3 KClO3 、ClO H2O2还原产物 Cl O2 SO2 NO、NO 2 Mn2+ Fe2 Cl H2O还原剂 IS2 (H2S)CO、C Fe2 NH3SO2、SO23H2O2氧化产物 I2 S CO2 Fe3 NO 、N 2 SO42- O23 掌握书写信息型氧化还原反应的步骤(3 步法)第 1 步：根据氧化还原顺序规律确定氧化性最强的为氧化剂，还原性最强的为还原剂；根据化合价规律及题给信息和已知元素化合物性质确定相应的还原产物、氧化产物；根据 氧 化 还 原 反 应 的 守 恒 规 律 确 定氧 化 剂 、 还 原 剂 、 还 原 产
14、 物 、 氧 化 产 物 的 相 应 化 学 计 量 数 。5第 2 步：根据溶液的酸碱性，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 3 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。4. 氧化还原反应方程式的配平：步骤: 标出化合价变化了的元素的化合价。 列变化：分别标出化合价升高数和化合价降低数 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。 利用元素守恒，观察配平其他物质5. “补缺”的技巧缺项化学方程式的配平：配平化学方程式时，有时要用 H+、OH -、H 2O 来使化学方程式两边电荷及原子
15、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-典例 9（2019 届广西南宁市第三中学高三 10 月月考）某含锰矿石的主要成分是 MnO2，还含CaO、Al 2O3、FeS 杂质，由此矿石生产 MnCO3的工艺流程如图所示：已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如表所示：物质 开始沉淀 沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Al(OH)3 3.8 4.76Mn(OH)2 8.8 10.4
16、Ca(OH)2 12 常温下，Ksp（CaF 2）=3.9510 -11回答下列问题：（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸_（填“是”或“否” ） ；操作 I 的名称为_。（2）取溶液加入 KSCN 溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中 MnO2与 FeS 发生反应的离子方程式：_。（3）调节溶液的 pH 时，pH 的范围为_；所用的物质 X 最好是_（填字母） 。A盐酸 BNaOH 溶液 C氨水 DMnCO 3固体（4）滤渣为_，滤渣为_。 （填化学式）（5）沉锰的化学方程式为_。（6）沉锰后过滤得到固体 MnCO3，设计实验方案验证 MnCO3固体是否洗涤干净：_。【答案】否过滤 2Fe
17、S + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O4.7pH8.8DFe(OH) 3、Al(OH)3CaF2MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3 + Na2SO4 + H2O + CO2取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净Fe（OH） 3，过滤后分离出 Al（OH） 3、Fe（OH） 3，滤液中含有钙离子和锰离子，加入 NaF 后将钙离子转化成 CaF2沉淀，过滤后得到滤渣（CaF 2沉淀）和滤液（主要含有硫酸锰） ，再加入碳酸氢钠，发生反应：MnSO 4+2NaHCO3=MnCO3+Na 2S
18、O4+H2O+CO2，从而获得 MnCO3；（1）二氧化锰将与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，所以不能将稀硫酸换成浓盐酸；操作得到的是 S 单质的沉淀，将该物质分离的方法为过滤，操作 I 的名称为过滤。 （2）取溶液加入 KSCN 溶液，溶液呈现红色，说明有铁离子存在，所以在酸溶过程中 FeS 发生反应的离子方程式：2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O。 （3）根据流程图，调节溶液的 pH 目的是除去 Al3+、Fe 3+，Mn 2+不能生成沉淀，所以 pH 的范围为 4.7pH8.8；由于不能引进杂质，则调节溶液的 pH 所用的物质
19、X 最好为 MnCO3固体，选 D。 （4）调节溶液的 pH 目的是除去Al3+、Fe 3+，铁离子和铝离子会完全生成氢氧化物沉淀，滤渣为滤渣为 Al（OH） 3、Fe（OH） 3；加入 NaF7后转化成 CaF2沉淀，滤渣为 CaF2。 （5）滤液中含有硫酸锰，硫酸锰与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸锰沉淀、硫酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：MnSO 4+2NaHCO3=MnCO3+Na 2SO4+H2O+CO2。（6）根据流程图，滤液中含有 SO42-，验证 MnCO3固体是否洗涤干净，可以检验洗涤液中是否含有 SO42-，方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无
20、沉淀产生，则说明已经洗涤干净。三、根据电子得失数目定量分析判断产物在书写陌生方程式的题目中，有一类题目给出了一定量的氧化剂或还原剂在反应中得到或失去的电子数，这就要求学生能根据一定量的氧化剂或还原剂在反应中得失电子数，判断出产物的化合价，从而判断出产物，写出方程式。典例 10 硫单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体，该气体与含 1.5 mol 氯的一种含氧酸（该酸的某盐常用于实验室制取氧气）的溶液在一定条件下反应，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.56.021023个电子转移时，该反应的化学方程式是_ _。【答案】SO 2 + 2HClO3=H2SO4 +2 ClO2四、根据题中图
21、像书写方程式典例 11（上海市吴淞中学 2017-2018 学年高三上第一次调研考试）已知 Ca(OH)2 与 Cl2 反应的氧化产物与温度有关，在一定量的石灰乳中通入足量的氯气，二者恰好完全反应。生成 Cl-、ClO -、ClO 3- 三种含氯元素的离子，其中 ClO - 、ClO 3- 两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。8（1）t 1 时，开始有 ClO 3-生成的原因是_。（2）t 2 时，Ca(OH) 2 与 Cl 2 发生反应的总的化学方程式为_。（3）该石灰乳中含有 Ca(OH) 2 的物质的量是_mol。【答案】反应放热使温度升高，在较高温度下可生成ClO3
22、-10Cl2+10Ca(OH)2=Ca(ClO3)2+2Ca(ClO)2+7CaCl2+10H2O5（3）由图可知，t 2时氢氧化钙与氯气恰好反应，n(ClO -)=2mol，故 nCa(ClO)2=1mol， n(ClO3-)=1mol，故 nCa(ClO3)2=0.5mol，根据方程式 10Cl2+10Ca(OH)2=7CaCl2+2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+10H2O 可知，nCa(OH)2=10nCa(ClO3)2=0.5mol10=5mol；正确答案： 5。典例 12（2019 届山西省应县第一中学高三 9 月月考）高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂。工业上，
23、用软锰矿制高锰酸钾的流程如下（部分条件和产物省略）：9请回答下列问题：（1）提高锰酸钾浸出率（浸出锰酸钾质量与固体总质量之比）的措施有_ （任答一项即可）（2）写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：_。（3）从经济性考虑试剂 X 宜选择（填名称）：_。上述流程中，设计步骤 IV 和 V 的目的是_。（4）以惰性材料为电极，采用电解锰酸钾溶液的方法完成步骤 III 转化。阳极反应式为_。电解过程中，阴极附近电解质溶液的 pH 将_（填：增大、减小或不变） 。（5）测定高锰酸钾样品纯度：向高锰酸钾溶液中滴定硫酸锰溶液，产生黑色沉淀。当溶液由紫红色刚好褪色且半分钟不变色
24、，表明达到滴定终点。写出离子方程式：_【答案】加热、搅拌等 2MnO24KOHO 2 2K2MnO42H 2O 石灰乳（或生石灰）循环利用二氧化锰、氢氧化钾，提高原料利用率 MnO42-e -MnO 4-增大 2MnO4-3Mn 2+2H 2O5MnO 24H +为 2，所以反应化学方程式为 2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O。 （3）试剂 X 是将碳酸钾反应生成氢氧化钾，所以从经济性考虑试剂 X 宜选择石灰乳（或生石灰） ，上述流程中，步骤 IV 和 V 都是物质循环利用，其目的是循环利用二氧化锰、氢氧化钾，提高原料利用率。 （4）电解锰酸钾溶液时，阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为 MnO42-e-=MnO4-，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e-=H2+2OH -，则阴极溶液的 pH 增大。 （5）用高锰酸钾溶液滴定硫酸锰溶液，产生黑色沉淀，发生反应的离子方程式为 2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H +。
