小专题陌生方程的书写（定稿）

课题：课题：工艺流程——陌生方程的书写工艺流程总第(9）期整理与编辑：沈立鹏化学方程式是最具有化学学科特征的一种化学用语，陌生方程式的书写是高考题中常见的题型，也是“信息量大”的一类题型，用于考查学生接受、整合化学信息和分析解决问题的能力，陌生方程式综合性强，能力要求高，也是考生失分较多的题型之一，因此，考前熟练掌握方程式书写的方法和技巧是提分的有效措施。【2022高考题】1．【2022新课标Ⅰ】钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH完全沉淀pH回答下列问题：（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式___________。（5）“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。【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，钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧化性，Fe2+具有还原性，则VO+和VO2+被氧化成的同时还有Fe2+被氧化，反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；VO+转化为时，钒元素的化合价由+3价升至+5价，1molVO+失去2mol电子，MnO2被还原为Mn2+，Mn元素的化合价由+4价降至+2价，1molMnO2得到2mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO+转化为反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2O；（5）“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)3↓+H2O。2．【2022新课标Ⅲ】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）：（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。【答案】（5）2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O【解析】（5）由题干信息，硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O。3．【2022年山东新高考】用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp回答下列问题：（1）MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为。（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为。【答案】（1）（5）【解析】（1）MnO2与BaS反应转化为MnO，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，根据元素价态规律可知-2价的S元素应被氧化得到S单质，则MnO2与BaS的系数比应为1:1，根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2，结合元素守恒可得化学方程式为：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；（5）碳化过程Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，促进碳酸氢根的电离，产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水，所以离子方程式为Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。4．【2022江苏卷】实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成份为铁的氧化物）制备软磁性材料α−Fe2O3。其主要实验流程如下：（4）沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水−NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为▲。【答案】（4）①或【解析】（4）①将提纯后的FeSO4溶液与氨水—NH4HCO3混合溶液反应生成FeCO3沉淀，生成FeCO3的化学方程式为FeSO4+NH3·H2O+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+H2O[或FeSO4+NH3+NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4]，离子方程式为Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O（或Fe2+++NH3=FeCO3↓+）。1．某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体（CuSO4·5H2O），其实验方案如下：（2）在滤液C转化为沉淀Ⅱ的过程中盐酸的用量不易控制，可改为通CO2气体，写出滤液C中通入过量CO2的离子方程式：______________________________________________。写出由沉淀Ⅱ转化为AlCl3溶液的离子方程式：_____________________________。（4）小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体，则该反应的总化学方程式为_______________________________。【答案】（2）AlO2-＋CO2＋2H2O=Al（OH）3↓＋HCO3-Al（OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O（4）Cu＋H2O2＋H2SO4＋3H2O=CuSO4·5H2O（或Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O）【解析】（2）滤液C中含有偏铝酸钠，通入过量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，沉淀Ⅱ为氢氧化铝，与盐酸反应转化为AlCl3溶液，反应的离子方程式为Al（OH）3+3H+═Al3++3H2O；（4）铜与浓硫酸反应生成有毒有污染的二氧化硫气体，若铜先和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，不会产生污染大气的气体，该过程原料利用率高，所以途径②最佳，Cu中加入稀硫酸和H2O2可以制备胆矾晶体，反应方程式为：Cu+H2O2+H2SO4+3H2O═CuSO4•5H2O（或Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O；2．硼氢化锰[Mn（BH4）2]可以用作储氢材料，也能用于科学研究。以富锰渣（含60％MnO，还含有SiO2、Al2O3、CaO、FeO）为原料制备硼氢化锰的工艺流程如下。已知几种氢氧化物的Ksp的值如下表：（3）“氧化”中发生反应的离子方程式为__________，该反应中氧化性：Fe3＋__________（填“>”或“<”）MnO2。（5）Mn（BH4）2能与稀盐酸反应生成H3BO3，该反应的化学方程式为_____________。【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锰将亚铁离子氧化生成铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，反应中二氧化锰是氧化剂，亚铁离子为还原剂，氧化性：Fe3＋＜MnO2，故答案为：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；＜；（5）Mn（BH4）2能与稀盐酸反应生成H3BO3，Mn（BH4）2中H的化合价由-1价升高到0价，HCl和水中H由+1价降低到0价形成氢气，同时生成氯化锰，反应的化学方程式为Mn（BH4）2+2HCl+6H2O=2H3BO3+MnCl2+8H2↑，故答案为：Mn（BH4）2+2HCl+6H2O=2H3BO3+MnCl2+8H2↑。3．二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿（主要含CeFCO3）为原料制备CeO2的一种工艺流程如下：已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx]（4-x）+，也能与SO42-结合成[CeSO4]2+；②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[（HA）2]萃取，而Ce3+不能。（4）“氧化”步骤的化学方程式为___。【答案】2Ce（OH）3+NaClO+H2O2=Ce（OH）4+NaCl【解析】“氧化”步骤中用次氯酸钠将氧化成，反应的化学方程式为；4．氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣（主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，Mn2+、Pb2+、Cd2+等）制取氧化锌的工艺流程如图所示：（3）除杂时加入高锰酸钾的作用是_______________，发生反应的离子方程式为_____________（5）写出“碳化合成”的化学方程式：_____________________;【答案】（3）除去Mn2+2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+（5）3Zn（NO3）2+3Na2CO3+3H2O=ZnCO32Zn（OH）2H2O↓+2CO2↑+6NaNO3或3Zn（NO3）2+5Na2CO3+5H2O=ZnCO32Zn（OH）2H2O↓+4NaHCO3+6NaNO3【解析】（3）加入高锰酸钾的作用是将Mn2+转化为MnO2沉淀，除去Mn2+，反应的离子方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；（5）“碳化合成”时加入碳酸钠，产物为ZnCO32Zn（OH）2H2O，反应的化学方程式为：3Zn（NO3）2+3Na2CO3+3H2O=ZnCO32Zn（OH）2H2O↓+2CO2↑+6NaNO3或3Zn（NO3）2+5Na2CO3+5H2O=ZnCO32Zn（OH）2H2O↓+4NaHCO3+6NaNO3；若碳酸钠过量，则沉淀后的溶液中有碳酸根离子，检查碳酸根离子的方法是：静置，取上层清液少许于试管中，往试管中继续滴加碳酸钠溶液，若无沉淀产生，则纯碱过量。5．中国航空航天事业飞速发展，银铜合金广泛用于航空工业。从银精矿（其化学成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）中提取银、铜和铅，工艺流程如图所示。（2）步骤③反应的化学方程式为______。（5）排放后的废水中含有NO3-，任意排放会造成水体污染，科技人员在碱性条件下用Al粉将NO3-还原成无污染气体排放，该方法的缺点是处理后的水中生成了AlO2-，依然对人类健康有害。该反应的离子方程式为：______。【答案】（2）AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl（5）10Al+6NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O【解析】（2）步骤③加Na2SO3溶液，AgCl与Na2SO3反应生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，化学方程式为AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl，故答案为：AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl；（5）在碱性条件下用Al粉将NO3-还原成无污染的N2排放，其离子方程式为：10Al+6NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O6．从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程：（2）“还原”工序中反应的离子方程式为________．【答案】2VO2++H2C2O4+2H+===2VO2++2CO2↑+2H2O【解析】（2）“还原”工序中加入草酸为典型还原剂，可将V从+5价还原为+3价，对应方程式为2VO2++H2C2O4+2H+===2VO2++2CO2↑+2H2O；7．磷酸二氢钾（KH2PO4）是一种高效复合肥。工业上以磷精矿[主要成分是Ca2（PO4）3，还含有少量Fe2O3、CaF2等杂质]为原料，生产磷酸二氢钾的流程如图：已知：①TBP、D2EHPA、TOA都是难溶于水的液态有机物，对萃取特定物质有较强的选择性，常用作萃取剂。②萃取剂TBP对H3PO4和Fe3+有较强的萃取作用，但对Ca2+有一定的萃取作用。③萃取剂D2EHPA仅对Fe3+有较强的萃取作用。回答下列问题：（1）“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为__________________。（2）“除氟”时发生反应的化学方程式为______________________________。（4）“目的2”分离出的有机层中除H3PO4外，还有少量某金属阳离子。去除有机层中该阳离子的方法是用含H2SO4的磷酸洗涤，反应的离子方程式为______________________________。【答案】（1）Ca3（PO4）2+6HCl＝3CaCl2+2H3PO4（2）SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O（4）【解析】（1）“制酸”过程中生成磷酸的化学方程式为Ca3（PO4）2+6HCl＝3CaCl2+2H3PO4；（2）HF能与二氧化硅反应，则“除氟”时发生反应的化学方程式为SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O；（4）“目的2”分离出的有机层中除H3PO4外，还有少量某金属阳离子钙离子。去除有机层中该阳离子的方法是用含H2SO4的磷酸洗涤，反应的离子方程式为；8．钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一，从锂离子二次电池正极废料--铝钴膜中回收钴的工艺如图所示：回答下列问题：（1）写出工业上用制取铝的化学方程式______________________________（3）为使钴浸出。需将的结构破坏，选择在硫酸和双氧水体系中进行浸出，请写出浸出的化学方程式______________________________________________________（4）锂可由电解制得，以石墨为阳极，低碳钢为阴极，电解液为熔融的LiCl和KCl的混合液，电解槽压为，这样可得到纯度为99%的锂。②阴极产物与镁的性质相似，在常温下与氮气反应，请写出其与氮气反应的生成物与水的反应方程式______（5）已知钴与铁的性质相似，请写出四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式________________________【答案】（1）（3）（4）（5）【解析】电解熔融氧化铝可以获得金属铝和氧气，反应的化学方程式为：（3）酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及，生成物有和，反应的化学方程式为：（4）①电解液中加入氯化钾后，可以大大提高电解液的导电性，增强电解效果，故答案为：增强电解液的导电性；②电解熔融LiCl过程中，阴极得到的是金属Li，锂与氮气反应生成，氮化锂与水反应会生成氨气和氢氧化锂，反应的化学方程式为：（5）已知钴与铁的性质相似，则四氧化三钴与四氧化三铁的化学性质相似，四氧化三铁与碘化氢反应的离子方程式为：，则四氧化三钴与氢碘酸反应的离子方程式：9．铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿（主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如图：（2）滤渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2。请写出“浸取”反应中生成S的化学方程式：____________________。（4）写出“沉锰"（除Mn2+）过程中反应的离子方程式：____________________________________。【答案】（2）2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O（4）Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+【解析】（2）滤渣I中的主要成分是MnO2、S、SiO2。“浸取”反应中生成S的化学方程式为：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案为：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O；（4）“沉锰"过程中加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰，其离子方程式为：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+，故答案为：Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+；10．氯化亚铜（CuC1）在化工、印染、电镀等行业应用广泛。CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl-浓度较大的溶液，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuC1的工艺过程如图。回答下列问题：（1）步骤①中N元素被还原为最低价，写出此反应的离子方程式______________________。（3）步骤⑤中，用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为Cu2（OH）3Cl。CuCl被氧化为Cu2（OH）3C1的化学方程式为_______________________________。（5）制造印刷电路板产生的废液中含大量[Cu（NH3）4]2+等离子，利用膜电解技术对此废液进行电解，电解装置如图所示。电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl，电解时阴极的电极反应式为__________________________，生成CuCl的离子方程式为________________________。【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－在酸性条件下具有强氧化性，能与Cu发生反应，N转化成NH4＋，其离子反应方程式为4Cu＋NO3－＋10H＋=4Cu2＋＋NH4＋＋3H2O；（3）CuCl容易被潮湿空气中易水解氧化，因此该反应的化学方程式为4CuCl＋O2＋2H2O=2Cu2（OH）3Cl＋2HCl；（5）阴极上发生还原反应，[Cu（NH3）4]2＋得电子生成[Cu（NH3）2]＋，阴极反应式为[Cu（NH3）4]2＋＋e－＋2H2O=[Cu（NH3）2]＋＋2NH3·H2O；生成CuCl的离子方程式为[Cu（NH3）2]＋＋2H＋=CuCl＋2NH4＋；11．从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为、和等，下图是从废钒中回收钒的一种工艺流程：（2）“还原”工序中反应的离子方程式为____________________________________。（4）写出流程中铝热反应的化学方程式________________________________________________。（5）电解精炼时，以熔融NaCl、和为电解液其中以分子形式存在。阴极的电极反应式为________________________________________________。【答案】（2）（4）（5）12．硫酸镍是一种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。一种以石油化工中废镍催化剂（主要成分为NiCO3和SiO2，含少量Fe2O3、Cr2O3）为原料制备硫酸镍的工业流程如图：已知：①NiS、Ni（OH）2、Cr（OH）3均难溶于水，Cr（OH）3是两性氢氧化物。②Fe（OH）3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni（OH）2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni（NH3）6]2+。请回答下列问题：（3）“一次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，则含铬微粒发生反应的离子方程式为_____________________。（5）“氧化”时发生反应的离子方程为______________________________________。（7）以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示。通电后，在铁电极附近生成紫红色的FeO42-。电解时阳极的电极反应式为______________________________________【答案】（3）Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O（5）3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O（7）Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O【解析】（3）Cr（OH）3难溶于水，Cr（OH）3是两性氢氧化物，可以与过量的NaOH溶液发生反应产生CrO2-，则含铬微粒发生反应的离子方程式为Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O；（5）“氧化”时HNO3将NiS氧化为S单质，HNO3被还原为NO，发生反应的离子方程式为3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O，从而可除去硫，生成镍离子；（7）电解池中阳极发生氧化反应，依据题意可知铁在阳极失去电子，碱性环境下生成高铁酸根离子FeO42-，阳极的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O。13．工业上用钛白渣[主要成分为FeSO4，还含有少量Fe2（SO4）3、MgSO4及TiOSO4]为主要原料生产氧化铁黄（FeOOH）的一种工艺流程如下：（1）“溶解”时，TiOSO4发生水解生成难溶于水的H2TiO3，反应的化学方程式为__________________________。（3）“氧化”时，Fe2＋生成FeOOH的离子方程式是______________________________________。【答案】（1）TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4（3）4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O【解析】（1）TiOSO4水解生成难溶于水的H2TiO3和硫酸，反应方程式为：TiOSO4＋2H2O=H2TiO3↓＋H2SO4；（3）碱性条件下Fe2＋与空气中的氧气结合生成FeOOH，离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋8OH－=4FeOOH↓＋2H2O；14．以钛白酸废液（主要含有TiO2+、Fe2+、Ca2+、SO42-等）为原料，获取磷酸钛（2TiO2•P2O5•H2O）和氧化铁黑（Fe3O4）的部分流程如图：（1）反应Ⅰ中生成2TiO2•P2O5•H2O的离子方程式为______________________________________。【答案】2TiO2++2H3PO4=2TiO2·P2O5·H2O↓+4H+15．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂。通过如下简化流程既脱除燃媒尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。请回答下列问题：（2）写出软锰矿浆吸收SO2的化学方程式__________________________________________；（4）写出KMnO4与MnSO4溶液反应的离子方程式____________________________________；（5）工业上将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解，可制得KMnO4．装置如图：②结合电极反应式简述生成KMnO4的原理：______；【答案】（2）MnO2+SO2=MnSO4（4）2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+（5）a极上发生MnO42--e-═MnO4-，部分钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区，阳极区生成KMnO4【解析】（2）锰矿浆吸收SO2，生成硫酸锰，反应的化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。答案为：MnO2+SO2=MnSO4；

（4）KMnO4与MnSO4溶液发生归中反应，生成MnO2沉淀，反应的离子方程式为2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+。答案为：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5