广东省开平市届高考化学三轮冲刺专题复习5化工流程中陌生方程式和电极方程式书写学案Word格式文档下载.docx
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【引出问题（原创）】2016年9月21日，东华大学实验室发生爆炸
。
三位研究生进行制备氧化石墨（烯）实验，操作如下：
在敞口锥形瓶加入750ml浓硫酸，并与石墨粉混合，接着放入一勺高锰酸钾粉末。
发生爆炸，致使一人双目失明，两人不同程度受伤。
下图为氧化石墨制备工艺的一种方法：
Hummers
法
已知：
高锰酸钾为紫色，Mn2O7为暗绿色液态，分解温度55℃，MnO2为褐色固体
1、浓硫酸中加入高锰酸钾有绿色物质出现，请写出方程式：
浓硫酸的作用是：
2、浓硫酸和石墨加热可发生反应：
3、浓硫酸中加入石墨和KMnO4反应有褐色固体生成，写出化学方程式：
4、KMnO4常用电解法制取，一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示（甲乙丙丁均为惰性电极）。
该装置工作时，电极丁的反应式为：
一、非氧化还原反应
1、结合选修四及溶解相关内容等，书写方程式
【例题1】2015年江苏卷
（1）
以磷石膏（主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等）为原料可制备轻质CaCO3。
（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c（SO42－）随时间变化见右图。
清液pH>
11时CaSO4转化
的离子方程式
【变式训练1】2014年山东卷
（1）
工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。
工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：
（1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为____________________________
2、物质不清晰【考法指导：
强化“箭头”意识，追踪产物】
【例题2】
（2016·
四川
理综，11节选）资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。
磷尾矿主要含Ca5（PO4）3F和CaCO3·
MgCO3。
某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg（OH）2、P4和H2，其简化流程如下：
①Ca5（PO4）3F在950℃不分解；
②4Ca5（PO4）3F＋18SiO2＋30C
2CaF2＋30CO＋18CaSiO3＋3P4。
请回答下列问题：
（4）在浸取液Ⅱ中通入NH3，发生反应的化学方程式是
__________________________________________________________________。
【变式训练2】
（2013年全国乙卷）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔炭黑（主要成分是C）和铝箔等。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式
二、氧化还原反应
1、流程中物质明确的。
【考法
指导：
该部分进出箭头快速判断生成物和产物，或直接在文本阅读信息中给出。
】
【例题3】
（2016年全国乙卷27
（2））将下列方程式的反应物和产物写出来，暂不配平
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：
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。
【变式训练3a】
（2017年北京石景山）从海水中可以提取很多有用的物质，例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘。
活性炭吸附法是工业提碘的方法之一，其流程如下：
资料显示：
Ⅰ.pH=2时，NaNO2溶液只能将I－氧化为I2，同时生成NO
Ⅱ.I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
Ⅲ.5SO32－+2IO3－+2H+===I2+5SO42－+H2O
（1）反应①的离子方程式。
【变式训练3b】
（2013·
江苏高考卷）24②该法工艺原理示意图如下。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
发生器中生成ClO2的化学方程式为______________________________________________。
2、流程图中物质不明确的。
【考法指导：
利用流程图中的“箭头意识”，分析物理还是化学过程，逆向追踪，写出主要物质】
【例题4】2013年全国乙卷
（2）（3）（改）
锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程式 。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ；
【变式训练4a】将下列方程式的反应物和产物写出来
利用硫酸渣（主要含Fe2O3、FeO，杂质为Al2O3和SiO2等）生产铁基颜料铁黄（FeOOH）的制备流程如下：
（3）“氧化”中，生成FeOOH的离子方程式为__________________________
【变式训练4b】
（2016广州一模27）以某厂排放的废酸（主要成分为盐酸，含Fe2+、Pb2+、Cu2+、H3AsO3等杂质）和锌渣（含ZnO、Zn及其他酸不溶物）为原料制备电池级ZnCl2溶液的工艺流程如下：
（3）“一次净化”的目的是除Fe、As，加入KClO3、FeCl3发生反应的化学方程式为
①________②________③FeCl3+H3AsO4
FeAsO4↓+3HCl
3、涉及氧化还原计算【考法指导：
利用
守恒观分析得失电子情况】
【例题5】重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3＋，同时还含有少量的Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋等，且酸性较强。
为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：
常温下，部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：
氢氧化物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mg（OH）2
Al（OH）3
Cr（OH）3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9
（3）还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8molCr2O
转移4.8mole－，该反应离子方程式为
________________________________________________________________________。
【变式训练5a】
Ⅲ.5SO32－+2IO3－+2H+===I2+5
SO42－+H2O
（3）已知：
反应②中每吸收3molI2转移5mol电子，离子方程式是__________。
【变式训练5b】
（2018届肇庆二模改）醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料。
一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：
（5）酸浸过程中，lmolNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。
该反应的化学方程式为____________________。
三、化工流程图中涉及电池反应
【例题5】
（2017届广州市高三一模）碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池，其构造如图所示。
放电时总反应为：
Zn+2H2O+2MnO2
Zn（OH）2+2MnOOH
从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下：
（4）“电解”时，阳极的电极反应式为________。
（5）若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。
“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学
方程式为________。
（2018届韶关调研27）含砷酸性废水中含亚砷酸（H3AsO3，弱酸）、硫酸锌、硫酸铜，工业处理含砷酸性废水的方法常用电解—絮凝法。
絮凝时的铁砷渣是砷酸铁（FeAsO4）。
工艺流程如下：
（5）中和时调节溶液的pH=5.6，Z是沉淀。
电解时以铁作阳极，石墨作阴极，亚砷酸溶液作电解液，电解的阳极反应式是。
【变式训练5b】七铝十二钙（12CaO·
7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：
（3）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式_______________________。
（4）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl
和Al2Cl
两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_________________________________________________________________。
四、依据反应历程书写方程式
【例题6】
（2018年广州一测28（3）②）
②用H2制备H2O2的一种工艺简单、能耗低的方法，反应原理如图（c）所示。
总反应的
化学方程式为_____________________。
【规律方法总结】
1、非氧化还原方程式书写：
①强化箭头意识，关注物质流动方向
②结合选修四化学反应原理中沉淀溶解平衡及溶解度曲线等信息书写
2、氧化还原方程式书写：
①重视文本信息阅读及非文本信息阅读（流程图），强化箭头意识，分析氧化还原产物
②涉及氧化还原计算的题目，要回归基础，包括部分元素价态和存在形式；
要懂得利用
得失电子数守恒确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的系数。
强调守恒观。
3、流程中电池方程式书写：
①分析电池类型，牢记放电顺序
②借力流程图，寻找电化学产物
4、反应历程图方程式书写：
①关注箭头进、出。
②找出催化剂
【跟进练习】
1、（2015年全国乙卷）硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·
H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：
回
答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5·
H2O与硫酸反应的化学方程式 。
2、（2016年全国Ⅲ卷）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<
1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为，同时V2O4转成VO2+。
（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
3、（2016年全国Ⅰ卷）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：
4、（2013年全国Ⅱ卷）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ）、Mn（II）、Ni（II）等杂质）的流程如下：
提示：
1、在本实验条件下，Ni（II）不能被氧化；
高锰酸钾的还原产物是MnO2。
2、过滤得到的滤渣中，只有锌和镍
（1）反应②中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 ；
5、（2017年江苏化学高考卷）铝是应用广泛的金属。
以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：
SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_____________________
（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_______（（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。
阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。
6、（2017届全国Ⅰ卷27）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：
（2）“酸浸”后，钛主要以
形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（6）写出“高温煅烧②”
中由
制备
的化学方程式。
7、锂离子电池正极材料需要纯度较高的硫酸锰，目前工业硫酸锰中杂质（钙、镁、铁等）含量高，利用下图流程可制取纯度较高的硫酸锰溶液。
反应①使杂质生成氟化物的沉淀，对反应①前后的杂质含量检测结果（以350g/LMnSO4计）如下：
杂质
净化前/g
净化后/g
去除率/%
Fe2+、Fe3+
0.001275
—
Ca2+
0.490000
0.021510
95.61
Mg2+
0.252000
0.025100
90.04
（3）在滤液中加入KMnO4可以将Fe2+氧化为Fe3+，同时生成Mn2+。
该反应的离子方程式为。
充电
（6）锂离子电池充放电过程中，锂离子在正极和负极之间来回移动，就像一把摇椅，称“摇椅式电池”。
典型的锂离子电池工作原理如下图所示。
②已知电极总反应：
LiCoO2＋C
Li1－xCoO2＋CLix，写出放电时正极的电极反应式。
8、工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。
其工业流程如下：
（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的化学方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。
写出ⅱ的离子方程式：
。
ⅰ：
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
ⅱ：
……
（3）写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式：
。
（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：
。
9、工业上用菱锰矿（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰，其流程示意图如下：
已知生成氢氧化物沉淀的pH：
Mn（OH）2
Cu（OH）2
开始沉淀时
8.3
6.3
2.7
4.7
完全沉淀时
9.8
6.7
金属离子的起始浓度为0.1mol·
L－1
（1）盐酸溶解MnCO3的化学方程式是_________________________________。
（2）向溶液1中加入双氧水时，反应的离子方程式是_______________
_______________________________________。
（3）滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS，以除去Cu2＋，反应的离子方程式是___________________________。
（4）将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。
其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化，该反应的离子方程式：
5Mn2＋＋2ClO
＋________===________＋________＋________。
（5）将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①生成MnO2的电极反应式是_______________________________________________；
10、下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该反应的催化剂是
②写出该反应的化学方程式
【备注】
1、回归基础：
常见氧化剂和还原剂及对应的产物和价态；
电解时的放电顺序；
得失电子总数的计算
2、强化意识：
①重视文本阅读：
流程图的题往往也有文字阅读部分，有时暗含信息，要注意。
②提高非文本阅读能力：
在流程中强化“箭头”意识，学会快速分析物理过程还是化学变化。
③关注价态变化，尤其中心元素价态变化。
④加强非文本阅读能力
3、本教学设计中涉及题目进行分类，每题后所附的变式训练a较简单，b略难。
各学校可根据实际情况选用。
跟进练习中1-6题为高考卷改编，7-9为本内容相对应较为综合的题，各校可根据实际情况选用。
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