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1、1微专题 有关工艺流程和实验探究方程式的书写微专题 有关工艺流程和实验探究方程式的书写1(2023全国统考高考真题)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：已知：KspFe(OH)3=2.810-39，KspAl(OH)3=1.310-33，KspNi(OH)2=5.510-16。回答下列问题：(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)。(2)加入少量MnO2的作用是。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是。(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(
2、Fe3+)=molL-1；用石灰乳调节至pH7，除去的金属离子是。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有。(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断。电解废液可在反应器中循环利用。(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是。2(2023全国统考高考真题)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。2024届化学专项练习微专题 有关工艺流程和实验探究方程式的书写2回答下列问题：(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS
3、。“浸取”时主要反应的离子方程式为。(3)“酸化”步骤应选用的酸是(填标号)。a稀硫酸b浓硫酸c盐酸d磷酸(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO C2O42的化学方程式为。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2:nCO=。一、工艺流程和实验探究中的氧化还原方程式的书写方法一、工艺流程和实验探究中的氧化还原方程式的书写方法1.1.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。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。2.2.确定未知反应的反应物
4、和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。3.3.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。一、工艺流程中的化学反应类型一、工艺流程中的化学反应类型化学反应最常见的考试形式为新情景方程式的书写，要求能够根据反应类型寻找对应的反应规律，最常见的是溶液中的反应(离子反应)，主要有四类反应：(1 1)普通的复分解反应普通的复分解反应(2
5、2)氧化还原反应氧化还原反应(3 3)配位配位(络合络合)反应反应(4 4)双水解反应双水解反应二、化工流程中新情景方程式的书写思路二、化工流程中新情景方程式的书写思路首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：31.1.元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。2.2.元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律。元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律。最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要
6、遵循 电荷守恒规律)即可。三、非氧化还原反应方程式的书写三、非氧化还原反应方程式的书写非氧化还原反应主要包括三类：(1)普通的复分解反应(2)配位(络合)反应(3)双水解反应1.1.普通的复分解反应发生的条件：普通的复分解反应发生的条件：产生水等弱电解质 产生难溶电解质 产生挥发性物质等弱电解质、难溶弱电解质、难溶物可以引申出强酸制弱酸、沉淀转化等规律，也可以用平衡常数理解(热力学基础)。2.2.常见的配位常见的配位(络合络合)反应反应(1)AgNO3+NH3.H2O=AgOH(沉淀)+NH4NO3AgOH+2NH3.H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O(制银氨络合反应)(2)CuSO4+2
7、NH3.H2O=Cu(OH)2(沉淀)+(NH4)2SO4Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2O(制铜氨络离子)(3)常见的络合物Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4(OH)2、Fe(SCN)3、Cu(NH3)4SO4、K3Fe(CN)6、Fe3Fe(CN)62、Na3AlF63.3.双水解反应双水解反应Al3+、Fe3+、Mg2+与AlO-2、HCO-3、CO2-3、S2-等会发生双水解反应。四、氧化还原反应方程式的书写四、氧化还原反应方程式的书写1.1.新情境氧化还原反应方程式的书写方法新情境氧化还原反应方程式的书写方法根据电子转移数或常见化合价确定未知产
8、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或根据电荷守恒配平根据原子守恒确定并配平其他物质2.2.识记常见氧化剂、还原剂及产物识记常见氧化剂、还原剂及产物(1)常见的氧化剂及还原产物氧化剂还原产物KMnO4Mn2+(酸性)；MnO2(中性)；MnO2-4(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3+浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X-H2O2OH-(碱性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO-)Cl-、Cl24NaClO3Cl2、ClO2PbO2Pb2+(2)常见的还原剂及氧化产物还原剂氧化产物Fe2+Fe
9、3+(酸性)；Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SO2-3)SO2-4S2-(或H2S)S、SO2(或SO2-3)、SO2-4H2C2O4CO2H2O2O2I-(或HI)I2、IO-3COCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+3.3.氧化还原反应方程式的三步配平氧化还原反应方程式的三步配平根据化合价升降法配平两剂两产物；根据电荷守恒补充 H+和 OH-；根据原子守恒补充 H2O 并配平所有原子。4.4.“补缺补缺”的技巧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-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，总
10、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-五、掌握氧化还原反应的常用规律五、掌握氧化还原反应的常用规律55(2023全国统考高考真题)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O2-7存在，在碱性介质中以CrO2-4存在。回答下列问题：(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其
11、中含铬化合物主要为(填化学式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和。(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是。(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH9以达到最好的除杂效果，若pH9时，会导致。(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH1时，溶解为VO+2或VO3+在碱性条件下，溶解为VO-3或VO3-4，上述性质说明V2O5具有(填标号)。A.酸性B.碱性C.两性(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为。6(2021江苏卷)超酸是一类比纯硫酸更强的酸，
12、在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备HSbF6的反应如下：6、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的初始实验装置如图(毛细管连通大气，减压时可吸人极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略)：相关性质如表：物质熔点沸点性质SbCl373.4220.3极易水解SbCl53.5140分解79/2.9kPa极易水解回答下列问题：(1)实验小组在由SbCl5制备HSbF6时，没有选择玻璃仪器，其原因为。(写化学反应方程式)(2)为更好地理解超酸的强酸性，实验小组查阅相关资料了解到：弱酸在强酸性溶剂中表现出碱
13、的性质，如冰醋酸与纯硫酸之间的化学反应方程式为CH3COOH+H2SO4=CH3C(OH)2+HSO4-。以此类推，H2SO4与HSbF6之间的化学反应方程式为。(3)实验小组在探究实验中发现蜡烛可以溶解于HSbF6中，同时放出氢气。已知烷烃分子中碳氢键的活性大小顺序为：甲基(-CH3)亚甲基(-CH2-)”或“HSi,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为。(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。m1g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：，(填操作名称)，称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2g，从下列仪器中选出、中需使用的仪器，依次
14、为(填标号)。测得样品纯度为(用含m1、m2的代数式表示)。8(2022天津统考高考真题)氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题：FeCl36H2O的制备制备流程图如下：13(1)将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为。(2)操作所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有。(3)检验FeCl3溶液中是否残留Fe2+的试剂是。(4)为增大FeCl3溶液的浓度，向稀FeCl3溶液中加入纯Fe粉后通入Cl2。此过程中发生的主要反应的离子方程式为。(5)操作为。由FeCl36H2O制备无水FeCl3将FeCl36H2O与
15、液体SOCl2混合并加热，制得无水FeCl3。已知SOCl2沸点为77，反应方程式为：FeCl36H2O+6SOCl2FeCl3+6SO2+12HCl，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。(6)仪器A的名称为，其作用为。NaOH溶液的作用是。(7)干燥管中无水CaCl2不能换成碱石灰，原因是。(8)由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是(填序号)。aZnCl2H2ObCuSO45H2OcNa2S2O35H2O1(2023江西校联考二模)钯(Pd)是一种贵金属，活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、
16、活性炭、-Al2O3及少量Fe、Cu等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：14已知：I阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为R-Cl+M-R-M+Cl-、R-Na+N+R-N+Na+(R-表示树脂的有机成分)。“沉钯”时得到氯钯酸铵(NH4)2PdCl4固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。请回答下列问题：(1)进行“焙烧”的目的是。(2)“浸取”时，加入NaClO3有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯()酸(H2PdCl4)为二元强酸。加入浓盐酸和NaClO3后主要反应的离子方程式：。(3)“离子交换除杂”应使用(填“阳离子”或“阴离子”)树脂。(4)“还原”过程N2H4转化为N2，在反应器出口处器壁内
17、侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为，且该反应的副产物可循环利用至环节(填环节名称)。(5)研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源，如LaH2.76、TiH1.73，已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64gcm-3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式。在第二步还原过程中，也可用H2代替N2H4进行热还原，但消耗的H2质量比理论值略高，其原因是。2(2023云南校联考二模)六水合氯化镍(NiCl26H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图
18、所示：已知：Ksp(NiS)=1.0710-21，Ksp(CuS)=1.2710-26。回答下列问题：(1)写出“酸溶”时，NiS发生反应的离子方程式：。“酸溶”时，为减少生产过程对大气的污染，通常还需通入过量的(填气体名称)。(2)试剂a应选用下列物质中的(填标号)。A.NaOHB.Ni(OH)2C.Na2CO3D.Ni(NO3)2(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是，若要求溶液中Cu2+浓度小于110-5mol/L，则应控制溶液中Ni2+浓度。(结果保留两位小数)(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO3yNi(OH)2zH2O，若试剂b为纯净物，试剂b可以是。为测定沉淀的
19、组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3.41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500C750C条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750C以上残留固体为NiO)。通过计算确定该样品的化学式为。15(5)由xNiCO3yNi(OH)2zH2O固体制备NiCl26H2O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液的pH值，蒸发浓缩，过滤，干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。3(2023海南海口海南华侨中学校考二模)穿甲弹的弹芯用钨合金制造。工业上以黑钨矿(主要成分是FeWO4、MnWO4，含少量的Fe2O3、SiO2)为原料冶炼钨的流程如图所示。已知：钨酸H2WO4
20、难溶于水。回答下列问题：(1)浸取在加热、通空气条件下进行，FeWO4转化为Na2WO4的化学方程式为。(2)“滤渣1”的成分为。除硅时，加入稀盐酸调节pH时，如果pH太低，钨的产率会降低，其原因是。(3)“系列操作X”的目的是去除部分氨，使(NH4)2WO4转化为仲钨酸铵(NH4)2O12WO3析出并分离，则该系列操作是。(4)已知：含大量钨酸钙固体的溶液中存在CaWO4(s)Ca2+(aq)+WO2-4(aq)H。T1K时，pCa=-lgc(Ca2+)=5，当温度升高至T2K时，pCa=5.5，则H(填“”“”或“=”)0。4(2023陕西商洛统考三模)固体电解质LATP的化学式为Li1.
21、4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3，SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。16请回答下列问题：(1)LATP中钛的化合价为价。(2)“粉碎”的目的是，为了达到这一目的，还可以采用的措施有(答一条即可)。(3)“碱浸”的目的是除去(填化学式)。(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是。(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为。(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的
22、压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是。(7)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4+)1.010-5molL-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c(PO3-4)最低为molL-1。5(2023山东潍坊统考三模)Cr(OH)3可用于油漆颜料及羊毛处理。工业上以高铁铬铁矿(主要成分为Cr2O3，含Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料生产Cr OH3和金属Al的工艺流程如图。已知：I“焙烧”过程中，Cr2O3反应转化为Na2CrO4若溶液中相关离子的物质的量浓度为c，则常温时，lgc与溶液pH的关系如图所示。2CrO2-4(黄色)+2H
23、+CrO2-7(橙色)+H2OK=1.01014。回答下列问题：17(1)“焙烧”时，Cr2O3发生反应的化学方程式为。(2)“水浸”后滤渣主要成分为(填化学式)；“调pH”时通入的“气体X”是。(3)常温下，图像上M点对应的溶液pH=。(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH的最大值为KspAl OH3=1.010-34。“沉铝”后的母液的主要成分为。(5)加入Na2S“析铬”时，Cr2O2-7被还原的离子方程式为。6(2023湖南邵阳统考三模)金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中，以富钒炉渣(其中的钒以FeOV2O3、V2O5等形式存在，还有少量的SiO2、A
24、l2O3等)为原料提取金属钒的工艺流程如图所示：提示：钒有多种价态，其中+5价最稳定；V2O5在碱性条件下可转化为VO-3。(1)可加快“高温氧化”速率的措施有(填一条)。(2)“气体X”和“气体Y”的化学式分别为、。(3)“沉硅、沉铝”中得到含铝沉淀的离子方程式为。(4)写出“高温氧化”过程中发生反应的化学方程式。(5)写出“热解”时的化学方程式。(6)在“高温还原”反应中，氧化钙最终转化为(写化学式)。(7)已知：25时，NH3H2O的电离平衡常数Kb=1.810-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.310-7，Ka2=5.610-11，判断NH4HCO3溶液呈(填“酸性”“碱性”或“
25、中性”)。7(2022重庆统考高考真题)研究小组以无水甲苯为溶剂，PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。(1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂，无水时体系呈蓝色。18存贮时，Na应保存在中。冷凝水的进口是(填“a”或“b”)。用Na干燥甲苯的原理是(用化学方程式表示)。回流过程中，除水时打开的活塞是；体系变蓝后，改变开关状态收集甲苯。(2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。在Ar气保护下，反应物在A装置中混匀后转入B装置，于280加热12小时，反应物完全反应。其化学反应方程式为。用Ar气赶
26、走空气的目的是。经冷却、离心分离和洗涤得到产品，洗涤时先后使用乙醇和水，依次洗去的物质是和。所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R=125nm的红磷，气体产物的压强为kPa，需NaN3的物质的量为mol(保留3位小数)。已知：p=an，其中a=2.5105kPamol-1，n为气体产物的物质的量。198(2022福建统考高考真题)某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx，催化空气氧化CO的效率。回答下列问题：步骤制备CO在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略)，反应方程式：HCOOH浓硫酸 CO+H2O(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是。(
27、2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO，正确的接口连接顺序为ah(每空填一个接口标号)。步骤检验CO将CO通入新制银氨溶液中，有黑色沉淀生成。(3)该反应的化学方程式为。步骤探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率将一定量CO与空气混合，得到CO体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略)，调节管式炉温度至120，按一定流速通入气体样品。(已知：I2O5是白色固体，易吸水潮解：5CO+I2O5=I2+5CO2)(4)通入11.2L(已折算为标况)的气体样品后，继续向装置内通入一段时间氮气，最终测得U形管内生成了0.1016gI2。20能证明CO被空气氧化的现象是；CO被催
28、化氧化的百分率为；若未通入氮气，的结果将(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时，采用方法可以缩短接触时长。(6)步骤装置存在的不足之处是。9(2022北京高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应资料：iMn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、MnO2-4(绿色)、MnO-4(紫色)。ii浓碱条件下，MnO-4可被OH-还原为MnO2-4。iiiCl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。实验装置如图(夹持装置略)序号物质aC中实验现象通入Cl2前通入Cl2后I水得到无色溶液产生
29、棕黑色沉淀，且放置后不发生变化II5%NaOH溶液产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀III40%NaOH 溶液产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀(1)B中试剂是。(2)通入Cl2前，II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为。(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是。(4)根据资料ii，III中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将MnO2-4氧化为MnO
30、-4。化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。取III中放置后的1mL悬浊液，加入4mL40%NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为，溶液绿色缓慢加深，原因是MnO2被(填“化学式”)氧化，可证明III的悬浊液中氧化剂过量；取II中放置后的1mL悬浊液，加入4mL水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是。21从反应速率的角度，分析实验III未得到绿色溶液的可能原因。1微专题 有关工艺流程和实验探究方程式的书写微专题 有关工艺流程和实验探究方程式的书写1(2023全国统考高考真题)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受
31、到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：已知：KspFe(OH)3=2.810-39，KspAl(OH)3=1.310-33，KspNi(OH)2=5.510-16。回答下列问题：(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)。(2)加入少量MnO2的作用是。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是。(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=molL-1；用石灰乳调节至pH7，除去的金属离子是。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有。(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程
32、式为。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断。电解废液可在反应器中循环利用。(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是。【答案】(1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2粉碎菱锰矿(2)将Fe2+氧化为Fe3+Fe3+可以催化H2O2分解(3)2.810-9Al3+(4)BaSO4、NiS(5)Mn2+2H2O电解 H2+MnO2+2H+加入Mn(OH)22(6)2Li2CO3+8MnO2煅烧 4LiMn2O4+2CO2+O2【解析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形
33、式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。(1)菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2、粉碎菱锰矿。
34、(2)根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。(3)溶矿完成以后，反应器中溶液 pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.010-10molL-1，此时体系中含有的c(Fe3+)=KspFe(OH)3c3(OH-)=2.810-9molL-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.010-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至 pH7，这时溶液中c(OH-)=1.010-7mo
35、lL-1，溶液中c(Al3+)=1.310-12molL-1，c(Ni2+)=5.510-4molL-1，c(Al3+)小于1.010-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.810-9、Al3+。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2+S2-+Ni2+SO2-4=BaSO4+NiS，生成的沉淀有BaSO4、NiS。(5)在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2+2H2O电解 H2+MnO2+2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保持电解液成分的稳定；故答案为：Mn
36、2+2H2O电解 H2+MnO2+2H+、加入Mn(OH)2。(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO2煅烧 4LiMn2O4+2CO2+O2；故答案为：2Li2CO3+8MnO2煅烧 4LiMn2O4+2CO2+O2。2(2023全国统考高考真题)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。回答下列问题：(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为。3(3)“酸化”步骤应选用的酸是(填标号
37、)。a稀硫酸b浓硫酸c盐酸d磷酸(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO C2O42的化学方程式为。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2:nCO=。【答案】(1)做还原剂，将BaSO4还原(2)S2-+Ca2+=CaS(3)c(4)不可行产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体H2S会污染空气，而且CaS与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2，导致BaCl2溶液中混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低(5)BaCl2+TiCl4+H2O+2 NH42C2O4=BaTiO C2O42+4NH4Cl+2HCl(6)1:1【解析】由流
38、程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体；BaCl2晶体溶于水后，加入TiCl4和 NH42C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO C2O42；BaTiO C2O42经热分解得到BaTiO3。(1)“焙烧”步骤中，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS和CaS，BaSO4被还原为BaS，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，将BaSO4还原。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl
39、2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。易溶于水的BaS 与过量的CaCl2可以发生复分解反应生成硫化钙沉淀，因此，“浸取”时主要反应的离子方程式为 S2-+Ca2+=CaS。(3)“酸化”步骤是为了将BaS转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，而BaCl2可溶于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体 H2S会污染空气，而且CaS与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2，导致BaCl2溶液中混有CaCl2杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO C2O42的化学方程式
40、为：BaCl2+TiCl4+H2O+2 NH42C2O4=BaTiO C2O42+4NH4Cl+2HCl。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，BaTiO C2O42BaTiO3+2CO2+2CO，因此，产生的nco2:nco=1:1。一、工艺流程和实验探究中的氧化还原方程式的书写方法一、工艺流程和实验探究中的氧化还原方程式的书写方法1.1.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。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。2.2.确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，
41、配平氧化还原方程式。3.3.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4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。一、工艺流程中的化学反应类型一、工艺流程中的化学反应类型化学反应最常见的考试形式为新情景方程式的书写，要求能够根据反应类型寻找对应的反应规律，最常见的是溶液中的反应(离子反应)，主要有四类反应：(1 1)普通的复分解反应普通的复分解反应(2 2)氧化还原反应氧化还原反应(
42、3 3)配位配位(络合络合)反应反应(4 4)双水解反应双水解反应二、化工流程中新情景方程式的书写思路二、化工流程中新情景方程式的书写思路首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型：1.1.元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律。2.2.元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律。元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律。最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循 电荷守恒规律)即可。三、非
43、氧化还原反应方程式的书写三、非氧化还原反应方程式的书写非氧化还原反应主要包括三类：(1)普通的复分解反应(2)配位(络合)反应(3)双水解反应1.1.普通的复分解反应发生的条件：普通的复分解反应发生的条件：产生水等弱电解质 产生难溶电解质 产生挥发性物质等弱电解质、难溶弱电解质、难溶物可以引申出强酸制弱酸、沉淀转化等规律，也可以用平衡常数理解(热力学基础)。2.2.常见的配位常见的配位(络合络合)反应反应(1)AgNO3+NH3.H2O=AgOH(沉淀)+NH4NO3AgOH+2NH3.H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O(制银氨络合反应)(2)CuSO4+2NH3.H2O=Cu(OH)2(
44、沉淀)+(NH4)2SO4Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2O(制铜氨络离子)(3)常见的络合物Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4(OH)2、Fe(SCN)3、Cu(NH3)4SO4、K3Fe(CN)6、Fe3Fe(CN)62、Na3AlF63.3.双水解反应双水解反应Al3+、Fe3+、Mg2+与AlO-2、HCO-3、CO2-3、S2-等会发生双水解反应。四、氧化还原反应方程式的书写四、氧化还原反应方程式的书写1.1.新情境氧化还原反应方程式的书写方法新情境氧化还原反应方程式的书写方法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；根据溶液的酸根
45、据电子守恒根据溶液的酸碱性确定参与反应根据电荷守恒配平根据原子守恒确定并配平其他物质5碱性确定未知物的类别配平的或2.2.识记常见氧化剂、还原剂及产物识记常见氧化剂、还原剂及产物(1)常见的氧化剂及还原产物氧化剂还原产物KMnO4Mn2+(酸性)；MnO2(中性)；MnO2-4(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3+浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X-H2O2OH-(碱性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO(或ClO-)Cl-、Cl2NaClO3Cl2、ClO2PbO2Pb2+(2)常见的还原剂及氧化产物还原剂氧化产物Fe2+Fe3+(酸性)；Fe(OH)3(碱
46、性)SO2(或H2SO3、SO2-3)SO2-4S2-(或H2S)S、SO2(或SO2-3)、SO2-4H2C2O4CO2H2O2O2I-(或HI)I2、IO-3COCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)、Cu2+3.3.氧化还原反应方程式的三步配平氧化还原反应方程式的三步配平根据化合价升降法配平两剂两产物；根据电荷守恒补充 H+和 OH-；根据原子守恒补充 H2O 并配平所有原子。4.4.“补缺补缺”的技巧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-、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-
47、，碱性溶液中不能出现H+，具体方法如下：6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-五、掌握氧化还原反应的常用规律五、掌握氧化还原反应的常用规律5(2023全国统考高考真题)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O2-7存在，在碱性介质中以CrO2-4存在。回答下列问题：(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为(填化学式)。
48、(2)水浸渣中主要有SiO2和。(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是。(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH9以达到最好的除杂效果，若pH9时，会导致。(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH1时，溶解为VO+2或VO3+在碱7性条件下，溶解为VO-3或VO3-4，上述性质说明V2O5具有(填标号)。A.酸性B.碱性C.两性(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为。【答案】(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)Al(OH)3(4)磷酸根会
49、与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀(5)C(6)2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3+6SO2-4+5H2O【解析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液
50、将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液 pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液 pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。(1)由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na2CrO4；(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3；(3)由分析可知，沉淀步骤调 pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：Al(OH)3；(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵