資源簡(jiǎn)介

氧化還原反應(yīng)方程式的書寫
1.(2023·邢臺(tái)模擬)電池級(jí)Li2CO3廣泛應(yīng)用于高能鋰電池制造領(lǐng)域。一種以鐵鋰云母(主要成分為K2O、Li2O、FeO、Al2O3、SiO2等)為原料制備Li2CO3的工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際分析,氧化時(shí)加入物質(zhì)A的最佳選擇為　　　　(填選項(xiàng)字母),該步驟的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
a.Cl2 b.H2O2 c.空氣 d.KMnO4
(2)“沉鐵”時(shí)生成Fe4[Fe(CN)6]3,則“轉(zhuǎn)化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(2023·佛山一模)鎳是重要的戰(zhàn)略金屬資源,一種從某高鎂低品位銅鎳礦(主要成分為CuFeS2、FeS2、3NiO·4SiO2·H2O、3MgO·4SiO2·H2O等)中回收Cu、Ni的工藝流程如圖所示:
(1)NaFe3(SO4)2(OH)6中,Fe元素的化合價(jià)為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)“氧壓浸出”的濾渣有S和　　　　,該環(huán)節(jié)中CuFeS2發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.(2023·天津河西區(qū)二模)錳的冶煉有多種方法,其中以某錳礦(主要成分為MnCO3,主要雜質(zhì)有SiO2、MnS、CuS、FeS)為原料,設(shè)計(jì)如下流程可制得金屬M(fèi)n。
已知:金屬硫化物的溶度積常數(shù)如下表。
物質(zhì) CuS MnS FeS
Ksp 6.3×10-36 2.5×10-10 6.3×10-18
(1)脫硫步驟:硫化物均轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S,其反應(yīng)中的氧化劑為　　　　;SiO2能被部分反應(yīng)而得到的產(chǎn)物為　　　　。
(2)酸浸步驟:ⅰ反應(yīng)后的溶液中含F(xiàn)e2+,寫出ⅱ反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
濾渣1含有的物質(zhì)有　　　　。若未經(jīng)脫硫直接酸浸,不利的方面是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)調(diào)pH的目的為去除鐵元素,則產(chǎn)生濾渣2的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2023·承德模擬)氧化鋇廣泛用于玻璃、陶瓷工業(yè),是制取過(guò)氧化鋇和鋇鹽的原料。一種利用鋇泥[含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]制取氧化鋇的綠色工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)酸溶時(shí),Ba(FeO2)2與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)產(chǎn)生濾渣1反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2023·西安二模)HDS催化劑廣泛用于石油煉制和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,通常利用加堿焙燒——水浸取法從HDS廢催化劑(主要成分為MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取貴重金屬釩和鉬,其工藝流程如圖所示。
已知:Ⅰ.MoO3、V2O5、Al2O3均可與純堿反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鈉鹽,而NiO不行。
Ⅱ.高溫下,NH4VO3易分解產(chǎn)生N2和一種含氮元素的氣體。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)寫出“焙燒”過(guò)程中MoS及Al2O3分別與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)“浸渣”的成分為　　　　(填化學(xué)式);“濾液2”中的成分除了Na2MoO4外,還含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(填化學(xué)式)。
(3)“沉釩”時(shí)生成NH4VO3沉淀,請(qǐng)寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.(2023·南陽(yáng)三模)鋁酸鉍[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸藥及抗?jié)兯?具有中和胃酸和收斂作用。以輝鉍礦(主要成分為Bi2S3,含有SiO2、Cu2S、FeS2雜質(zhì))為原料制備鋁酸鉍的一種工藝流程如圖所示:
已知:①Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+。
②Sn2+和Sn4+在堿性溶液中分別以[Sn(OH)4]2-和[Sn(OH)6]2-的形式存在。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)濾渣1中除了硫單質(zhì),還含另一種物質(zhì)是　　　　　　　　　　　　　　　　　,
FeCl3與Cu2S反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為　　　　。
(2)“還原”時(shí),加入鉍的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在堿性溶液中,可用[Sn(OH)4]2-鑒定Bi3+存在,Bi3+被還原為Bi寫出該反應(yīng)的離子方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)在氫氧化鈉溶液中,次氯酸鈉能將Bi(OH)3氧化為NaBiO3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.(2023·福州質(zhì)檢)菱錳礦的主要成分為MnCO3,主要雜質(zhì)為SiO2、CaCO3、Al2O3、FeCO3、NiS。利用菱錳礦制晶體MnO的流程如下:
(1)酸浸時(shí)含錳組分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)氧化過(guò)濾時(shí)體系溶液的pH=3,此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)沉錳時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
濾液X中含有　　　　,經(jīng)濃縮結(jié)晶可做化肥。
8.(2023·茂名一模)某廢舊鋰離子電池的正極材料成分為L(zhǎng)iNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al,下圖為從其中回收鈷、鎳的工藝流程。
回答下列問(wèn)題:
(1)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素為+3價(jià),Ni2+、Ni3+和Co3+個(gè)數(shù)比為3∶2∶2,則Mn元素化合價(jià)為　　　　。
(2)“堿浸過(guò)濾”所得濾液的主要成分為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)“還原焙燒”過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.(2023·岳陽(yáng)二模)硼氫化鈉(NaBH4)廣泛用于化工生產(chǎn),常溫下能與水反應(yīng),堿性條件下能穩(wěn)定存在,易溶于異丙胺(沸點(diǎn)為33 ℃)。工業(yè)上可用硼鎂礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O,含少量雜質(zhì)Fe3O4)制取NaBH4,其工藝流程如圖所示。
回答下列問(wèn)題:
(1)堿溶過(guò)濾得濾渣的主要成分是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　。
(2)寫出Na2B4O7制取NaBH4的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10.(2023·安慶二模)金屬釩在新能源動(dòng)力電池中有重要作用。含釩尖晶石是釩渣中最主要的含釩物相,其主要成分有V2O3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,采用以下工藝流程制備V2O5。
(1)“焙燒”過(guò)程中被氧化的元素為　　　　,寫出V2O3與Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)“沉淀1”的成分是　　　　。
(3)“濾液1”中鋁元素所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.(2023·無(wú)錫模擬)用低品銅礦(主要含CuS、FeO)制備Cu2O的一種工藝流程如圖:
(1)“酸浸”中CuS發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)“除錳”時(shí)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
氧化還原反應(yīng)方程式的書寫
1.(1)c　4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
(2)Fe4[Fe(CN)6]3+12OH-4FeO(OH)+3[Fe(CN)6]4-+4H2O
解析　(1)從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際分析,考慮環(huán)保和經(jīng)濟(jì)成本兩個(gè)角度,氧化時(shí)加入物質(zhì)A的最佳選擇為空氣,該步驟的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。(2)“沉鐵”時(shí)生成Fe4[Fe(CN)6]3沉淀,加氫氧化鈉后轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO(OH)和Na4[Fe(CN)6],則“轉(zhuǎn)化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Fe4[Fe(CN)6]3+12OH-4FeO(OH)+3[Fe(CN)6]4-+4H2O。
2.(1)+3　(2)SiO2　4CuFeS2+10H2SO4+5O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+8S↓+10H2O
解析　(1)已知鈉離子帶一個(gè)正電荷,硫酸根帶兩個(gè)負(fù)電荷,氫氧根帶一個(gè)負(fù)電荷,根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知NaFe3(SO4)2(OH)6中,Fe元素的化合價(jià)為+3價(jià);(2)“氧壓浸出”的濾渣有S和SiO2,該環(huán)節(jié)中CuFeS2與H2SO4、O2反應(yīng)生成CuSO4、Fe2(SO4)3、S和H2O,根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平可得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為4CuFeS2+10H2SO4+5O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+8S↓+10H2O。
3.(1)O2　Na2SiO3　(2)MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O　SiO2、H2SiO3、MnO2　酸浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有毒氣體H2S
(3)Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N
解析　(1)脫硫步驟:硫化物均轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S,硫元素化合價(jià)升高為還原劑,反應(yīng)中氧氣中氧元素化合價(jià)降低,為氧化劑,故其反應(yīng)中的氧化劑為氧氣;部分SiO2能和氫氧化鈉生成硅酸鈉;(2)酸浸步驟:ⅰ反應(yīng)后的溶液中含F(xiàn)e2+,亞鐵離子和加入的二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、錳離子和水:MnO2+2Fe2++4H+Mn2++2Fe3++2H2O;濾渣1含有的物質(zhì)有部分不反應(yīng)的SiO2,Na2SiO3與H2SO4反應(yīng)生成的H2SiO3,及過(guò)量的MnO2;若未經(jīng)脫硫直接酸浸,不利的方面是酸浸時(shí)硫化物與酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有毒氣體H2S;(3)調(diào)pH的目的為去除鐵元素,則產(chǎn)生濾渣2反應(yīng)為加入的氨水和鐵離子生成紅褐色氫氧化鐵沉淀和銨根離子,Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N。
4.(1)Ba(FeO2)2+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
(2)3BaSO3+2H++2N3BaSO4↓+2NO↑+H2O
解析　(1)酸溶時(shí),Ba(FeO2)2與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ba(FeO2)2+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O。(2)產(chǎn)生濾渣1反應(yīng)的離子方程式是3BaSO3+2H++2N3BaSO4↓+2NO↑+H2O。
5.(1)2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2　Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(2)NiO　NaVO3、NaHCO3
(3)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O
解析　(1)由題中的信息可知,MoS及Al2O3分別與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑;(2)硫化物焙燒時(shí)生成氧化物和二氧化硫,由于NiO不能與碳酸鈉反應(yīng),故“水浸”時(shí)以“浸渣”的形式沉淀出來(lái),而MoO3、V2O5、Al2O3與純堿反應(yīng)生成Na2MoO4、NaVO3和NaAlO2,沉鋁時(shí)通入過(guò)量的CO2生成沉淀Al(OH)3和NaHCO3,故“浸渣”的成分為NiO;“濾液2”中的成分除了Na2MoO4外,還含有NaVO3、NaHCO3;(3)由信息和流程可知,NH4VO3沉淀煅燒時(shí)分解產(chǎn)生V2O3和兩種氣體,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知,其中一種氣體為氮?dú)?另外一種只能是氨氣,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O。
6.(1)SiO2　4∶1　(2)將Fe3+還原為Fe2+,防止沉鉍時(shí)有Fe(OH)3生成
(3)2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-
(4)Bi(OH)3+NaOH+NaClONaBiO3+NaCl+2H2O
解析　由題給流程可知,輝鉍礦中加入氯化鐵和鹽酸的混合溶液浸取時(shí),金屬硫化物轉(zhuǎn)化為硫和可溶性金屬氯化物,二氧化硅與混合溶液不反應(yīng),過(guò)濾得到含有硫、二氧化硅的濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入鉍,將溶液中的鐵離子還原為亞鐵離子,過(guò)濾得到濾液;調(diào)節(jié)濾液的pH,將鉍離子、銅離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鉍、氫氧化銅沉淀,過(guò)濾得到含有亞鐵離子的濾液和濾渣;向?yàn)V渣中加入氨水,將氫氧化銅轉(zhuǎn)化為四氨合銅離子,過(guò)濾得到含有四氨合銅離子的濾液和氫氧化鉍;氫氧化鉍溶于稀硝酸得到硝酸鉍溶液,硝酸鉍溶液與偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)制得鋁酸鉍。(1)由分析可知,濾渣1的主要成分是硫和二氧化硅;氯化鐵溶液與硫化亞銅反應(yīng)生成氯化亞鐵、氯化銅和硫沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCl3+Cu2S4FeCl2+2CuCl2+S,則反應(yīng)中氧化劑氯化鐵與還原劑硫化亞銅的物質(zhì)的量之比為4∶1;(2)由分析可知,“還原”時(shí),加入鉍的目的是將溶液中的鐵離子還原為亞鐵離子,防止沉鉍時(shí)有氫氧化鐵沉淀生成;(3)由題意可知,堿性溶液中 [Sn(OH)4]2-與Bi3+反應(yīng)生成Bi和[Sn(OH)6]2-,反應(yīng)的離子方程式為2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH-2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-;(4)由題意可知,在氫氧化鈉溶液中,次氯酸鈉溶液與Bi(OH)3反應(yīng)生成NaBiO3、氯化鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Bi(OH)3+NaOH+NaClONaBiO3+NaCl+2H2O。
7.(1)MnCO3+H2SO4MnSO4+H2O+CO2↑
(2)MnO2+2Fe2++4H2O2Fe(OH)3↓+Mn2++2H+
(3)Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑　
(NH4)2SO4
解析　(1)酸浸時(shí)MnCO3和硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳、水,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+H2SO4MnSO4+H2O+CO2↑;(2)氧化過(guò)濾時(shí)體系溶液的pH=3,目的是氧化Fe2+生成Fe(OH)3沉淀,此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H2O2Fe(OH)3↓+Mn2++2H+。(3)沉錳時(shí)碳酸氫銨和硫酸錳反應(yīng)生成碳酸錳沉淀、硫酸銨、二氧化碳,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑;濾液X中含有(NH4)2SO4,經(jīng)濃縮結(jié)晶可做化肥。
8.(1)+4　(2)NaAlO2
(3)10LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+6C5Ni+2Co+3MnO+CO2↑+5Li2CO3
解析　(1)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素為+3價(jià),Ni2+、Ni3+和Co3+個(gè)數(shù)比為3∶2∶2,根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可知1+0.3×2+0.2×3+0.2×3+x×0.3+(-2)×2=0,求得x=4,Mn元素化合價(jià)為+4;(2)Al溶于NaOH生成NaAlO2,所得濾液中主要成分是NaAlO2;(3)“還原焙燒”過(guò)程C做還原劑,將LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2還原,由題中信息可知產(chǎn)物為Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2,所以發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式10LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+6C5Ni+2Co+3MnO+CO2↑+5 Li2CO3。
9.(1)Fe3O4　Mg(OH)2
(2)Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO24NaBH4+7Na2SiO3
解析　(1)Fe3O4不溶于氫氧化鈉,Mg2B2O5·H2O和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀、NaBO2,過(guò)濾出Fe3O4、氫氧化鎂沉淀,堿溶過(guò)濾得濾渣的主要成分是Fe3O4、Mg(OH)2;(2)Na2B4O7、Na、H2、SiO2在高溫條件下生成NaBH4和硅酸鈉,制取NaBH4的化學(xué)方程式為Na2B4O7+16Na+8H2+7SiO24NaBH4+7Na2SiO3。
10.(1)V、Fe或釩、鐵　Na2CO3+V2O3+O22NaVO3+CO2
(2)Fe2O3
(3)[Al(OH)4]-+4H+Al3++4H2O(或Al+4H+Al3++2H2O)
解析　加入碳酸鈉焙燒后,V2O3、Al2O3、SiO2分別生成NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3,FeO被氧化為Fe2O3,加水進(jìn)行水溶,只有Fe2O3不溶,則沉淀1為Fe2O3,加入鹽酸調(diào)節(jié)pH=2~3,將硅元素轉(zhuǎn)化為硅酸,則沉淀2為硅酸,用NaOH調(diào)節(jié)pH,生成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀,溶液中只含NaVO3,加入(NH4)2CO3 “沉釩”析出NH4VO3,煅燒NH4VO3得到V2O5。(1)“焙燒”過(guò)程中被氧化的元素為V、Fe或釩、鐵;焙燒時(shí),V2O3與Na2CO3、O2反應(yīng)生成NaVO3和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+V2O3+O22NaVO3+CO2;(2)由上述分析可知,“沉淀1”的成分為Fe2O3;(3)“濾液1”中鋁元素以[Al(OH)4]-形式存在,加入鹽酸發(fā)生反應(yīng)[Al(OH)4]-+4H+Al3++4H2O(或Al+4H+Al3++2H2O)。
11.(1)CuS+MnO2+2H2SO4CuSO4+MnSO4+S+2H2O　(2)Mn2++NH3·H2O+HC+H2O

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