2024届高考化学一轮复习专题训练课件★★氧化还原反应 课件(共107张PPT)

(共107张PPT)
2024届高考化学一轮复习专题训练课件★★　氧化还原反应
一、氧化还原反应
1.特征与本质
元素的化合价发生
电子转移(得失或偏移 )
变化
2.相关概念与联系
还原
氧化
氧化
还原
还原
氧化
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价;②画箭头;③算数目;④说变化。即
如用双线桥法标出MnO2与浓盐酸反应电子转移的方向和数目:
。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。即
如用单线桥法标出铜和浓硝酸反应电子转移的方向和数目:
。
4.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原。(　　)
(3)在Na2O2与CO2反应中,生成1 mol O2时转移4 mol 电子。(　　)
(4)置换反应都是氧化还原反应,化合反应可能是氧化还原反应。(　　)
解析:(1)N2→NH3,氮元素被还原,H2→NH3,氢元素被氧化。
×
√
×
√
二、氧化剂和还原剂、氧化性和还原性的比较
1.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂。
常见的氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物
等。如:
Cl-
SO2
NO或
NO2
Mn2+
Fe2+
或Fe
Cr3+
(2)常见的还原剂。
常见的还原剂包括活泼的金属单质、非金属阴离子及含低价态元素的化合物、低价金属阳离子、某些非金属单质及其氢化物等。如:
Zn2+
H2O
CO2
Fe3+
S
I2
(3)元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性又有还原性。如:
Fe
H2O
Fe3+
O2
还原
氧化
S
2.物质氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据强弱规律判断。
氧化性: ;
还原性: 。
(2)依据金属、非金属的活动性顺序。
氧化剂>氧化产物
还原剂>还原产物
逐渐增强
逐渐增强
(4)依据氧化还原反应的程度。
①相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。
②相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。
(5)依据反应条件判断。
越强
Na>Mg
浓度 同一种物质,浓度越大,氧化性(或还原性) 。如
氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸;
还原性:浓盐酸>稀盐酸
温度 同一种物质,温度 其氧化性越强。如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强
越强
越高
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)氧化还原反应中的反应物,不是氧化剂就是还原剂。(　　)
(2)合成氨反应中,N2作氧化剂,发生还原反应,故NH3只是还原产物。(　　)
解析:(2)合成氨反应中,NH3既是还原产物又是氧化产物。
×
×
√
√
三、氧化还原反应的价态规律与先后规律
1.价态规律
(1)升降规律:氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值 。
交叉
相等
2.先后规律
(1)同时含有几种还原剂时,将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以 先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时,将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性: ,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
Fe2+
Fe3+>Cu2+>H+
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)强氧化剂与强还原剂混合不一定能发生氧化还原反应。(　　)
解析:(1)强还原剂H2和强氧化剂Cl2可以共存,只有在点燃和光照条件下发生反应。
(2)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,物质的氧化性越强。(　　)
解析:(2)氯的含氧酸中,HClO的氧化性最强。
(3)SO2的还原性较强,而浓硫酸具有很强的氧化性,不能用浓硫酸干燥SO2气体。
(　　)
解析:(3)同种元素,相邻价态不发生氧化还原反应。可以用浓硫酸干燥SO2气体。
(4)向FeI2溶液中滴加少量氯水,可能只氧化I-。(　　)
(5)NO2和NH3之间可能发生反应生成N2。(　　)
√
×
×
√
√
四、氧化还原反应的守恒规律及其应用
1.守恒规律
(1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。
(2)得失电子守恒:即氧化剂得电子的总数 还原剂失电子的总数。
(3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数 。
等于
相等
2.守恒规律的应用
(1)氧化还原反应的配平。
变化值
最小公倍数
(2)氧化还原反应的计算。
利用守恒思想,可以抛开烦琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正确结果。
[理解·辨析]
1.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(2)8.7 g MnO2与足量浓盐酸反应,反应中有0.4 mol HCl被氧化。(　　)
×
×
√
2.配平下列氧化还原反应的化学方程式。
答案:(1)3　8　3　2　4;4　2　1　2　2
答案:(2)3　6　1　3;2　9　3　3　5
答案:(3)1　6　6　H+　1　6　3　H2O;2　5　6　H+　2　5　O2↑　8
关键能力·提升
考点一　氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应的基本概念与应用
(2021·山东卷,13改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是(　 　)
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4既作氧化剂又作还原剂
C.锰元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
D
(1)请用双线桥法标出生成气体单质G的反应中电子转移的方向和数目。
(2)盐酸与MnO2反应时起什么作用 当有1 mol MnO2参加反应时,被氧化的Cl-的物质的量是多少
C
解析:该反应中氯、氮元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,A正确;该反应中氯元素的化合价降低,即Cl2是氧化剂,具有氧化性,B正确;该反应中Cl2是氧化剂,NH3是还原剂,即氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2,C错误;根据该反应的化合价变化可知生成1 mol N2转移6 mol 电子,D正确。
C
解析:反应①生成3 mol SO2转移28 mol e-,反应②生成8 mol SO2转移44 mol e-,则反应①②生成等物质的量的SO2时,转移的电子数之比为56∶33,D项错误。
B
[归纳拓展] 多角度认识氧化还原反应
项目 氧化反应 还原反应
得失氧 物质得氧的反应 物质失氧的反应
化合价 变化 元素化合价升高的反应 元素化合价降低的反应
电子转移 失去电子(或电子对偏离)的反应 得到电子(或电子对偏向)的反应
氧化性、还原性的比较
B
结合3个反应分析判断氧化性和还原性的相对强弱,再根据反应中化合价变化,分析Cl2的作用,结合氧化还原反应规律判断反应能否发生。
(1)KMnO4中Mn元素处于最高价态,具有强氧化性;是不是所有物质中处于最高价态的物质都具有强氧化性
提示:不一定,如H3PO4中P元素处于最高价态,但H3PO4不具有强氧化性。
提示:能。KMnO4和MnO2均氧化HCl,反应越容易发生,其氧化性越强,即氧化性KMnO4>MnO2。
C
解析:A项,还原性SO2>Fe2+,反应能发生;B项,还原性SO2>I-,反应能发生;C项,还原性H2O2Cl-,反应能发生。
A
解析:根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的,可判断B中氧化性Cl2>I2,C中氧化性Co2O3>Cl2,D中氧化性Cl2>Fe3+,这些结论与题给信息一致。对于A,由于I-的还原性强于Fe2+的,所以Cl2应先氧化I-,而不是先氧化Fe2+。
[规律方法] 基于“性质强弱规律”巧解物质的氧化性和还原性比较试题
(1)熟记物质的性质强弱规律(自发的氧化还原反应)。
氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
(2)巧用反应先后的两个规律。
①同一还原剂与多种氧化剂反应时,氧化性强优先发生反应,常见物质氧化性:
KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>H+。
(3)利用“假设法”判断氧化还原反应能否发生。
假设某反应能够发生,依据该反应判断氧化性(或还原性)的强弱,再与题干中给出的物质的氧化性(或还原性)对照,若其强弱顺序一致,则反应能够发生,否则,不能发生。
考点二　氧化还原反应的基本规律
价态规律及其应用
A
解答本题的关键是根据反应前后元素的化合价变化,标出电子转移情况:
(1)请指出该反应中的氧化产物和还原产物,并计算两者的物质的量之比。
提示:氧化产物为KH(IO3)2,还原产物为KCl和Cl2,其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为 3∶4。
(2)试写出C项涉及的化学方程式。
A
解析:(1)题给反应属于自身氧化还原反应,生成物3个 Cl2分子中,有1个Cl原子来源于KClO3,另外5个Cl原子来源于HCl,所以每生成3 mol Cl2转移电子
5 mol 。
答案:(1)5
解析:(2)题给反应中Na2O2中的O由-1价到-2、0价,故每生成1 mol O2转移
2 mol e-。
答案:(2)2
解析:(3)化合价升高总数为4Fe2+→4Fe3+,化合价升高4,对于 4 mol Na2O2,其中1 mol Na2O2中的O由-1价到0价,化合价升高2,总数为6,化合价降低总数为
3 mol Na2O2中的O由 -1价到-2价,降低总数为6,所以每4 mol Na2O2发生反应转移6 mol e-。
答案:(3)6
[归纳总结] 价态规律的应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓硫酸与SO2不发生反应(相邻价态间不发生反应)。
先后规律及其应用
B
解答本题关键应清楚具有还原性的几种离子的还原性顺序为I->Fe2+>Br-,由此结合图像可判断随着Cl2的通入,溶液中发生的反应,据此进行分析做答。
(1)请结合图像,试写出AB段、BC段的离子方程式。
(2)当通入3 mol Cl2,溶液中有哪些氧化产物 其物质的量各是多少
提示:氧化产物为I2和Fe3+,物质的量分别为 1 mol 和4 mol。
1.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol 的酸性混合溶液中加入0.01 mol 铁粉,经搅拌后发生的变化应是(　 　)
A.铁溶解,析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu
B.铁溶解,析出0.01 mol Ag并放出H2
C.铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Fe3+
D.铁溶解,析出0.01 mol Ag,溶液中不再有Cu2+
C
C
考点三　氧化还原反应的配平与计算
氧化还原反应的配平
(1)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备过程第一步如下:
(1)找出反应前后元素的化合价变化。
(2)根据化合价变化找出升高价数和降低价数的最小公倍数,配平两剂和两产物的化学计量数。
(3)通过观察法配平其他物质的化学计量数。
(1)题(1)FeO·Cr2O3中有几种元素的化合价发生变化 若1 mol FeO·Cr2O3参加反应,转移电子的物质的量是多少
提示:Fe和Cr两种元素的化合价都升高,Fe元素由+2价升至+3价,Cr元素由+3价升至+6价,即1 mol FeO·Cr2O3参加反应转移7 mol 电子。
(2)题(2)反应如果不配平,能否确定氧化剂和还原剂的化学计量数之比
提示:能。反应中MnO(OH)2和I-分别作氧化剂和还原剂,根据转移电子数目相等,可确定氧化剂和还原剂的化学计量数之比为1∶2。
D
答案:(1)1　5　8　1　5　4
答案:(2)1　1　1　4
答案:(3)3　2　4OH-　3　2　5
答案:(4)2　9　3　3　5
答案:(5)2　3　1　1　2　1　4H2O　
答案:(6)2　1　1H2O 2　1
答案:(7)5　2　4　5　1　8H+
[规律方法] 配平氧化还原反应化学方程式的方法和技巧
(1)两种常用方法。
(2)“三步法”配平缺项氧化还原反应化学方程式。
缺项化学方程式是指某些反应物或生成物在化学方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为
氧化还原反应的计算
以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉(ZnS·BaSO4):
解答本题需明确25.00 mL 0.100 0 mol ·L-1的I2-KI溶液的作用:
根据消耗Na2S2O3溶液体积→求出过量的 n剩余(I2)→求出S2-消耗n消耗(I2)→
n(S2-)及含量。
(1)写出“碘量法”测定S2-含量的离子方程式。
(2)若确定滴定终点时,多加了2滴Na2S2O3溶液,对样品中S2-含量测定有什么影响
提示:会导致计算出剩余n剩余(I2)增多,即S2-消耗的n消耗(I2)减少,导致样品中S2-测定数值偏低。
B
2.24 mL 浓度为0.05 mol ·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol ·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则Cr元素在还原产物中的化合价为(　 　)
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
解析:题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子
的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,而Cr元素的化合价将
从+6→+n(设化合价为n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有
0.05 mol ·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol ·L-1×0.020 L×2×(6-n),
解得n=3。
B
3.(1)联氨(N2H4)是一种常用的还原剂。其氧化产物一般为N2。联氨可用于处
理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的
O2　　　　 kg。
答案:(1)1　
(2)H3PO2是一元中强酸,H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为　　　　。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为　　　　(填化学式)。
答案:②H3PO4
①+1
解析:(2)②设氧化产物P中的化合价为n,据得失电子守恒可得,4×(1-0)=
1×(n-1),n=5,故氧化产物为H3PO4。
微专题2　整合有效信息书写氧化还原反应化学方程式
“信息型”氧化还原反应化学方程式的书写试题是历年高考的高频考题。该类题的特点是信息新颖、新旧相承、知识引路、培养能力,它能较好地考查学生理解、提取、处理新信息的能力以及根据新信息结合已有知识分析问题和解决问题的应变能力。
解答“信息型”氧化还原反应化学方程式的书写题的基本解题思路如下:
(2021·湖南卷,节选)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“沉铈”过程中,生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为 　　　　　　。
(1)“沉铈”过程中物质转化:
(2021·湖南卷,节选)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(2)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4,在高温条件下,Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4,同时生成CO和H2O,该反应的化学方程式为 　。
(2)高温下,物质转化及其化合价变化:
(2)怎样确定葡萄糖(C6H12O6)等有机物中元素的化合价
提示:有机物中H为+1价、O为-2价,C元素为平均化合价,如C6H12O6中C为0价,
C2H5OH中C为-2价。
1.根据题中信息写出氧化还原反应的化学方程式或离子方程式。
(1)闪锌矿(ZnS)在空气中焙烧,反应的化学方程式为　 。
解析:(1)ZnS在空气中焙烧生成ZnO和SO2,根据S元素升高6价,O元素降低4价,可写出反应的化学方程式。
(2)K2FeO4在酸性溶液中不稳定,快速产生O2,反应的离子方程式为 　。
解析:(2)K2FeO4在酸性溶液中快速产生O2的同时一定生成Fe3+,再结合得失电子守恒和电荷守恒等可写出离子方程式。
1.根据题中信息写出氧化还原反应的化学方程式或离子方程式。
(3)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: 　。
解析:(3)反应物为硫酸镍、次氯酸钠和强碱,生成物为NiOOH,硫酸镍中镍为+2价,NiOOH中镍为+3价,镍元素化合价升高被氧化,则NaClO被还原得到NaCl,可写出反应的离子方程式。
1.根据题中信息写出氧化还原反应的化学方程式或离子方程式。
解析:(4)NaClO具氧化性,废水中的氨氮中氮元素呈-3价,被氧化转化为N2,还原产物为NaCl,由此可写出反应的离子方程式。
(5)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(5)该反应中氧化剂和还原剂都是Cl2,HgO中元素化合价不变,由此推知还生成HgCl2,结合得失电子守恒和质量守恒配平该化学方程式。
2.根据工艺流程,书写氧化还原反应的化学方程式或离子方程式。
(1)废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。
“酸浸”温度为85 ℃,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为
　。
2.根据工艺流程,书写氧化还原反应的化学方程式或离子方程式。
(2)(2020·山东卷)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:
MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为　 。
[归纳提升]“四步法”书写信息型或新情境下氧化还原反应化学方程式
基于反应前后元素化合价变化,结合守恒规律按照“四步法”书写氧化还原反应化学方程式,具体步骤如下:
微专题3　高锰酸钾与过氧化氢——氧化剂与还原剂的再认识
众所周知,在学习氧化还原反应时,我们都知道KMnO4、H2O2都是常见的氧化剂,而且H2O2能将还原性物质氧化,同时生成H2O,不产生其他杂质离子,又被称作绿色氧化剂。是不是在所有的氧化还原反应中 KMnO4、H2O2都作氧化剂,而表现出强氧化性呢 实际上并不是这样,在不同的氧化还原反应中,两者所起的作用也不完全相同。在实际做题时要引起同学们注意,切勿受思维定势影响。
1.(2020·山东卷,节选)某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是　 。
结合制备KMnO4的原理分析 KMnO4 是氧化剂还是还原剂,或是具有其他作用 分析(2)中采用KMnO4滴定法测定样品的组成时KMnO4的作用。
答案:(1)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
2.(2022·全国乙卷,节选)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过如图流程实现铅的回收。
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢 氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉 淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉 淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(1)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是　　　　;
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为 　;
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是　　　　　　。
(2)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是　　　　　　　　　。
能结合图示分析脱硫、酸浸后溶液中含有哪些离子,结合离子成分确定H2O2的作用。
同理能结合(ⅱ)、(ⅲ)中元素的化合价变化,判断H2O2在反应中的作用。
(2)酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3
[题后小结] 该题中与H2O2有关的反应共有3个,其中ⅰ、ⅱ的反应中H2O2均作氧化剂,ⅲ中H2O2作还原剂,可见同一物质在不同的氧化还原反应中所起的作用是不同的。中学化学中还有很多类似的物质,在不同的反应中所起作用不同,要学会做到具体问题具体分析和灵活处理。
答案:(1)氧化剂　
答案:(2)既是氧化剂又是还原剂
答案:2∶5(该反应中KMnO4为氧化剂,H2O2为还原剂)
B
高考真题·导向
B
解析:由化学方程式可知H2SO4中的硫元素反应前后化合价不变,没有发生还原反应,A项错误;Na2S2O3中S元素由+2价变成0价和+4价,化合价既有降低又有升高,故Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,B项正确;SO2为氧化产物,S为还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C项错误;由化学方程式可知1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol 电子,D项错误。
D
3.(2022·辽宁卷,节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备H2O2原理及装置如下:
(1)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为 　。
答案:(2)17%
3.(2022·辽宁卷,节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备H2O2原理及装置如下:
(2)取2.50 g 产品,加蒸馏水定容至100 mL 摇匀。取20.00 mL 于锥形瓶中,用
0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为
19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为
　　　　。
4.(2022·全国甲卷,节选)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
离子 Ksp
Fe3+ 4.0×10-38
Zn2+ 6.7×10-17
Cu2+ 2.2×10-20
Fe2+ 8.0×10-16
Mg2+ 1.8×10-11
4.(2022·全国甲卷,节选)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
回答下列问题:
(2)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为 　。
离子 Ksp
Fe3+ 4.0×10-38
Zn2+ 6.7×10-17
Cu2+ 2.2×10-20
Fe2+ 8.0×10-16
Mg2+ 1.8×10-11
4.(2022·全国甲卷,节选)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
回答下列问题:
(3)滤液②中加入锌粉的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
离子 Ksp
Fe3+ 4.0×10-38
Zn2+ 6.7×10-17
Cu2+ 2.2×10-20
Fe2+ 8.0×10-16
Mg2+ 1.8×10-11
答案:(3)置换Cu2+为Cu从而除去