第4讲陌生化学方程式的书写1.(2019全国Ⅰ卷)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 ℃“溶侵”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
(2)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________,【答案】 (1). NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;(2). 2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-【解析】(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气,用碳酸氢铵溶液吸收,反应方程式为:NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;(2)沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2∙MgCO3,沉镁过程的离子反应为:2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-。
2.(2019全国Ⅱ卷)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。
回答下列问题:以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:(1)在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为______________________。
回转窑尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为______________________。
(2)沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
【答案】 (1). BaSO4+4C BaS+4CO↑ CO+H2O CO2+H2(2) S2−+Ba2++Zn2++24SO BaS·BaSO4↓【解析】(1)注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,写出方程式BaSO4+4C=BaS+4CO↑;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,写出方程式:CO+H2O=CO2+H2;(2)硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,产物硫酸钡与硫化锌为沉淀,不可拆,写出离子方程式:S2-+Ba2++Zn2++SO42-=BaSO4+ZnS↓。
3.(2019全国Ⅲ卷)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。
回答下列问题:相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
【答案】(1).MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O(2).Mn2++2 HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O【解析】(1)在硫酸的溶浸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,方程式为:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O;(2).根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
4.(2018课标Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式__________。
(2)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1(以SO2计)。
【答案】 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O NaHSO3S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+ 0.128【解析】(1)亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠,根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;(2)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式为S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.0001mol,所以焦亚硫酸钠的残留量(以SO2计)是。
5.(2018课标Ⅲ)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
回答下列问题:(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式__________。
【答案】 2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl【解析】(1)根据题目表述,三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O,方程式为:2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。
6.(2017课标Ⅰ)(14分)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:回答下列问题:(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式__________________。
(2)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。
【答案】(1)FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ TiOCl42− + 2H2O(2)2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4高温2LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑【解析】(1)“酸浸”时用盐酸溶解FeTiO3生成TiOCl42−时,发生反应的离子方程式为FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++ TiOCl42− + 2H2O;(2)高温下FePO4与Li2CO3和H2C2O4混合加热可得LiFePO4,根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4高温2LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。
7.(2017课标Ⅱ)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。
某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。
实验步骤及测定原理如下:Ⅰ.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。
记录大气压及水体温度。
将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI )混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_______________。
【答案】2Mn(OH)2+O 2=2MnO(OH)2【解析】根据氧化还原反应原理,Mn(OH)2被氧气MnO(OH)2,Mn 的化合价由+2价→+4价,化合价升高2,氧气中O 的化合价由0价→-2价,整体降低4价,最小公倍数为4,由此可得方程式2Mn(OH)2+O 2=2MnO(OH)2。
8.(2017课标Ⅲ)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A 接入下图所示的装置中,打开K 1和K 2,缓缓通入N 2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C 、D 中的溶液依次为_________(填标号)。
C 、D 中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为__________。
a .品红b .NaOHc .BaCl 2d .Ba(NO 3)2e .浓H 2SO 4②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
【答案】①c 、a ;产生白色沉淀、品红溶液褪色;②2FeSO 4=======高温Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3【解析】①最终得到红棕色固体,说明有氧化铁生成,即分解过程发生了还原还原反应,根据化合价变化可知一定有SO 2生成,这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO 2和三氧化硫。
三氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡,由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性,能氧化SO 2,所以应该用氯化钡,检验SO 2用品红溶液,所以C 、D 的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液,实验现象是C 中溶液变浑浊产生白色沉淀,D 中品红溶液褪色,故答案为c 、a ;②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO 2和SO 3,根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO 4=======高温Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3。
9.(2017课标Ⅲ)砷(As )是第四周期ⅤA 族元素,可以形成As 2O 3、As 2O 5、H 3AsO 3、H 3AsO 4等化合物,有着广泛的用途。
回答下列问题:(1)画出砷的原子结构示意图____________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2O3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。
写出发生反应的化学方程式________。
【答案】(1)(2)2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S【解析】(1)砷是33号元素,原子核外电子排布式[Ar]3d104s24p3,原子结构示意图正确答案:;(2)原已知可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S,As2S3总共升高10价,得失电子配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S,再考虑质量守恒,反应前少12H、6O ,所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。
10.(2016课标Ⅰ)CrO 42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0 mol L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
【答案】2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O【解析】①随着H+浓度的增大,CrO42-与溶液中的H+发生反应,反应转化为Cr2O72-的离子反应式为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。
8.(2016课标Ⅰ)(14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。