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【热点题型】06 新情景下方程式的书写
氧化还原反应方程式的书写一般在填空题中出现较多，常结合化工生产流程及实验探究中考查，越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式（离子方程式）。要求考生要有效地接受、吸收、整合题目的信息，推断物质，利用守恒规律加以书写，充分体现出学科核心素养：电子得失——变化观念与守恒思想；方程式配平——模型认知；而氧化性（还原性）体现宏观辨识与微观探析。具体解题可用以下方法：
“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写
第一步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方程式进行配平。
第三步：根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
第四步：根据质量守恒配平反应方程式。
【典例精析】
KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2+和CO2，该反应的离子方程式为
分析第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2+是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4（碳元素化合价为+3价）是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”把离子方程式初步写成：,由MnO4－Mn2＋，锰元素降了5价，由C2O42－ CO2，碳元素升了1价，1molC2O42－共失去2mole－，故在C2O42－前配5，在氧化产物CO2前配10，在MnO4－前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，2MnO4－＋5C2O42－＋H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
一、工艺流程中的氧化还原方程式的书写
1．钨酸()是一种重要的化工原料，用作催化剂，制造防火材料等。一种以黑钨矿(主要成分是FeWO4和MnWO4，还含有Si、P、As等元素的杂质)为原料制备钨酸的工业流程如图所示。
已知：①“滤渣1”的成分是Mn3O4和Fe2O3。
②“水浸”后滤液中主要阴离子为、、、和。
③Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。
回答下列问题：
(1)基态As原子中未成对的电子数为_______，“滤渣2”的主要成分是_______。
(2)FeWO4发生“焙烧”时的化学反应方程式为_______。
2．从废旧锂电池正极材料中(主要成分为、导电炭黑和铝箔)回收锂一直是科学家关注的热点，所设计的流程如下图所示：
已知：ⅰ．溶解度如下表：
温度/ 0 10 20 50 75 100
溶解度/g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728
ⅱ．常温下，
ⅲ．：不溶于碱，可溶于稀酸；：白色结晶粉末，可溶于稀酸。
完成下列问题：
(1) 中化合价为___________。
(2)上述流程中，提高“溶解”步骤速率的措施有___________(任写一条)，该步骤中主要的离子方程式为___________。
3．以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
(6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。
4．氯化钡广泛应用于化工领域，其某种生产流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)复杂矿物的主要成分为，还含有少量、，若采用稀硫酸进行浸出提纯，其中发生反应的离子方程式是_______，提纯后的矿料进一步研磨的目的是_______。
(2)步骤①中与焦炭反应的化学方程式为_______；实际生产中必须加入过量的焦炭，其主要目的是_______。
(3)“系列操作”是指蒸发浓缩、_______、_______、洗涤、干燥；其中在实验室中进行蒸发浓缩，除用到酒精灯、三脚架外，还需用到的仪器有_______。
5．为易溶于水的紫红色晶体，是一种新型净水剂.利用废铁屑(含少量Cu、、油污等)制取的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)中Fe的化合价为_______；可用于杀菌消毒，利用了其_______性质。
(2)用热溶液洗涤废铁屑的目的是_______
(3)可通过改变条件来提高“酸浸”的速率，下列措施不可行的是_______
A．将稀改成98.3%的浓
B．适当提高“酸浸”的温度
C．“酸浸”过程中不断搅拌溶液
(4)“氧化1”中温度不宜过高的原因是_______
(5)确定“沉铁”是否完全，可取少量“滤液2”中加入_______溶液，若溶液未变红，则“沉铁”完全
(6)“氧化2”的离子方程式为_______
6．三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反应的化学方程式为___________。
7．三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钴矿石制备的工艺流程如图所示。
已知：铜钴矿石主要含有、、，其中还含有一定量的、和等。请回答下列问题：
(4)向“沉铜”后的滤液中加入溶液，写出滤液中的金属离子与反应的离子方程式_______。
(6)在空气中高温煅烧得到的化学方程式是_______。
【归纳总结】
工艺流程中的氧化还原方程式的书写方法
（1）细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
（2）确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。
二、实验探究中的氧化还原方程式的书写
1．实验小组研究铜与硝酸的反应，实验如下(加持装置和尾气处理装置略)。
装置 编号 试剂a 现象
Ⅰ 4浓硝酸 (过量) 铜片完全溶解，溶液变绿，出现大量红棕色气体
Ⅱ 4稀硝酸 (过量) 铜片完全溶解，溶液变蓝，液面上方气体呈浅红棕色
(1)实验Ⅰ、Ⅱ中的红棕色气体均是。
①实验Ⅰ产生的化学方程式是_______。
②实验Ⅱ产生的化学方程式是_______。
(2)对实验Ⅰ产生，实验Ⅱ产生的原因提出解释。
①硝酸浓度越稀，溶液中单位体积内的数目越少。被还原时，每个从铜片处获得较多电子的机会越_______(填“大”或“小”)，因此越易被还原为较低价态的含氮物质。
②浓硝酸具有较强的_______性，可将转化为。
(3)对实验Ⅰ所得溶液呈绿色，而实验Ⅱ所得溶液呈蓝色的原因提出猜想。
查阅资料：ⅰ.溶于浓硝酸后呈黄色；
ⅱ.。是弱酸，不稳定。
猜想一：溶于浓硝酸，与蓝色溶液混合而呈现绿色。
猜想二：电离出的与结合为(绿色)。
①向浓硝酸中通入，现象是_______，滴加少量蓝色溶液后呈绿色，证实猜想一合理。
②研究猜想二是否为实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因，实验如下。
a．能说明溶液A中含有的现象是_______。
b．向溶液B中滴加少量硝酸，溶液由绿色变为蓝色。结果表明，猜想二不是实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因，说明理由：_______。
2．碘化亚铜(CuI)广泛应用于有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂等，是难溶于水和乙醇的白色固体，易被空气氧化。实验室利用二氧化硫还原法合成碘化亚铜，相关装置如图。
请回答下列问题：
(1)仪器甲的名称是_______，A装置中发生反应的化学方程式是_______。
(2)B装置的作用是_______，D装置中盛装_______(填试剂名称)。
(3)C装置中发生总反应的离子方程式为_______，判断该反应结束的现象是_______。
(4)实验结束后，仪器甲中物质经_______、洗涤、干燥，得到CuI固体，洗涤时用溶液洗涤CuI的目的是_______，再用无水乙醇洗涤。
3．二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂，可以有效灭活新冠病毒，为阻断疫情做出了巨大贡献。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其中一种是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO2，下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。
已知：①ClO2的浓度较大时易分解爆炸，一般用CO2或空气稀释到10%以下，实验室也常用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体；
②ClO2与KI反应的离子方程式为：2ClO2+10I +8H+=2Cl +5I2+4H2O
③有关物质沸点如下表；
物质 CH3OH HCOOH ClO2
沸点 64.7℃ 100.8℃ 11℃
请回答：
(1)仪器b的名称是_______；比较仪器c和d，实验中c的优点是：_______。
(2)根据反应条件判断制备装置甲中需改进的一项措施是_______。
(3)反应中甲醇被氧化为甲酸，写出制备ClO2的化学方程式：_______。该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸(草酸的氧化产物为CO2)，相比甲醇法，草酸法的优点是_______。
(4)下列有关说法正确的是_______。A．装置e主要用于检验是否有Cl2生成
B．在ClO2释放实验中，发生的离子反应方程式是：4H++5=Cl－+4ClO2↑+2H2O
C．仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的ClO2
D．ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，Cl2的氧化能力是ClO2的2.5倍
(5)采用以下方法可以测定所制备的ClO2的量：
Ⅰ．将足量KI用100mL水溶解后加到锥形瓶，再加3mL稀；
Ⅱ．将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收
Ⅲ．滴加几滴淀粉溶液，用a mol L 1的标准溶液滴定()，共用去bmLNa2S2O3溶液：实验测得所通入的ClO2的质量为_______g。
4．二氯化钒是重要的有机合成试剂，某学习小组用如图所示装置(夹持装置略通过VCl3分解制备VCl2。已知VCl3具有较强的吸湿性，VCl2具有强吸湿性和强还原性。
回答下列问题：
(1)装置甲中m导管的作用是___________；装置甲中盛NaNO2的仪器名称是___________。
(2)利用装置甲制备氮气，发生反应的化学方程式为___________。
(3)制备VCl2时，所需装置的接口连接顺序为___________。
(4)装置甲、丙中都有加热装置，实验时先点燃___________(填“甲”或“丙”)处的酒精(喷)灯，理由是___________。
(5)装置丙中瓷舟内反应的化学方程式为___________；实验结束后，还要继续通N2，其目的为___________。
(6)若该学习小组同学没有连接装置乙，VCl3会吸湿生成次钒酸、盐酸和VCl2，反应的化学方程式为___________。
5．白色固体碘化亚铜(CuI)可用作树脂改性剂，不溶于水，能被O2氧化，见光易分解。实验室制备CuI的方法是向和KI混合溶液中通入足量SO2，实验装置如下：
回答下列问题：
(1)装置a_______的名称是，丙中试剂是_______。
(2)实验室制备SO2的化学方程式为_______。
(3)乙中的实验现象是_______，反应的离子方程式为_______。
(4)反应完成后，使用减压过滤装置分离CuI，并用溶有少量SO2的水溶液代替蒸馏水洗涤沉淀，目的是_______。
(5)CuI固体的保存方法是_______。
6．.某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题:
3.装置F中发生反应的化学方程式是__________
5.装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式:__________
【归纳总结】
（1）细读题干寻找实验目的，通读题目中从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实验过程，与实验目的相对应。
（2）根据题意确定反应物和生成物，结合溶液环境配平方程式，注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
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【热点题型】06 新情景下方程式的书写
氧化还原反应方程式的书写一般在填空题中出现较多，常结合化工生产流程及实验探究中考查，越来越注重结合新信息书写陌生的化学方程式（离子方程式）。要求考生要有效地接受、吸收、整合题目的信息，推断物质，利用守恒规律加以书写，充分体现出学科核心素养：电子得失——变化观念与守恒思想；方程式配平——模型认知；而氧化性（还原性）体现宏观辨识与微观探析。具体解题可用以下方法：
“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写
第一步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”写出方程式，根据得失电子守恒对方程式进行配平。
第三步：根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。
第四步：根据质量守恒配平反应方程式。
【典例精析】
KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2+和CO2，该反应的离子方程式为
分析第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2+是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4（碳元素化合价为+3价）是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂+还原剂——氧化产物+还原产物”把离子方程式初步写成：,由MnO4－Mn2＋，锰元素降了5价，由C2O42－ CO2，碳元素升了1价，1molC2O42－共失去2mole－，故在C2O42－前配5，在氧化产物CO2前配10，在MnO4－前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，2MnO4－＋5C2O42－＋H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
一、工艺流程中的氧化还原方程式的书写
1．钨酸()是一种重要的化工原料，用作催化剂，制造防火材料等。一种以黑钨矿(主要成分是FeWO4和MnWO4，还含有Si、P、As等元素的杂质)为原料制备钨酸的工业流程如图所示。
已知：①“滤渣1”的成分是Mn3O4和Fe2O3。
②“水浸”后滤液中主要阴离子为、、、和。
③Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。
回答下列问题：
(1)基态As原子中未成对的电子数为_______，“滤渣2”的主要成分是_______。
(2)FeWO4发生“焙烧”时的化学反应方程式为_______。
【答案】(1) 3 H2SiO3
(2)4FeWO4+O2+4Na2CO32 Fe2O3+4CO2+4Na2WO4
【解析】
【分析】
黑钨矿(主要成分是FeWO4和MnWO4，还含有Si、P、As等元素的杂质)加入氧气和碳酸钠焙烧后，水浸得到阴离子主要为、、、和的滤液，和滤渣1 ：Mn3O4和Fe2O3，向滤液中加入次氯酸钠溶液将氧化为，加入盐酸，调节pH，得到滤渣2为H2SiO3，继续加入氯化镁溶液，除去磷、砷等，再加入氯化钙溶液沉钨，经过滤、洗涤，最后加入盐酸酸解，得到，据此解答。
（1）基态As原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p63d104s24p3，未成对的电子数为3；由分析可知，滤渣2的主要成分为：H2SiO3；故答案为：3；H2SiO3。
（2）FeWO4发生焙烧时主要生成Fe2O3，方程式为：4FeWO4+O2+4Na2CO32 Fe2O3+4CO2+4Na2WO4；故答案为：4FeWO4+O2+4Na2CO32 Fe2O3+4CO2+4Na2WO4。
2．从废旧锂电池正极材料中(主要成分为、导电炭黑和铝箔)回收锂一直是科学家关注的热点，所设计的流程如下图所示：
已知：ⅰ．溶解度如下表：
温度/ 0 10 20 50 75 100
溶解度/g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728
ⅱ．常温下，
ⅲ．：不溶于碱，可溶于稀酸；：白色结晶粉末，可溶于稀酸。
完成下列问题：
(1) 中化合价为___________。
(2)上述流程中，提高“溶解”步骤速率的措施有___________(任写一条)，该步骤中主要的离子方程式为___________。
【答案】(1)+2
(2) 搅拌、增大反应物浓度等（写一条即可)
【解析】
废旧锂电池正极材料(主要成分为、导电炭黑和铝箔)经氢氧化钠溶液碱浸后，铝箔溶解，滤液中含有偏铝酸钠，滤渣中含有炭黑、，滤渣通过双氧水、硫酸溶解后溶液中主要含有Fe3+、Li+、PO，继续加入氨水调节pH，过滤得到滤渣为炭黑和氢氧化铁沉淀，滤液中加入碳酸钠溶液得到Li2CO3沉淀，沉淀经过洗涤、干燥后，用盐酸溶解得到LiCl，电解熔融LiCl得到金属Li，据此解答。
(1)中化合价为+2；故答案为：+2。
(2)根据影响反应速率的外界因素分析，上述流程中，提高“溶解”速率的措施有搅拌、增大反应物浓度等；该步骤主要将二价铁离子氧化为三价铁离子，反应的离子方程式为： ；故答案为：搅拌、增大反应物浓度等（写一条即可)；。
3．以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
(6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。
【答案】(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5) +2； 6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
(6) H2O2 NH3·H2O
【解析】
【分析】
已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3，反应原理为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2，将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸，反应原理为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO2，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将Fe3+还原为Fe2+，由(3)小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO4晶体和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，据此分析解题。
(1)
由分析可知，红渣的主要成分为：Fe2O3，滤渣①的主要成分为：SiO2，故答案为：Fe2O3；SiO2；
(2)
黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
(3)
由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为，反应原理为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化学方程式为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案为：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；
(4)
由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
(5)
沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价，由分析可知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案为：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；
(6)
由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行灼烧，即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O，故答案为：H2O2；NH3·H2O。
4．氯化钡广泛应用于化工领域，其某种生产流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)复杂矿物的主要成分为，还含有少量、，若采用稀硫酸进行浸出提纯，其中发生反应的离子方程式是_______，提纯后的矿料进一步研磨的目的是_______。
(2)步骤①中与焦炭反应的化学方程式为_______；实际生产中必须加入过量的焦炭，其主要目的是_______。
(3)“系列操作”是指蒸发浓缩、_______、_______、洗涤、干燥；其中在实验室中进行蒸发浓缩，除用到酒精灯、三脚架外，还需用到的仪器有_______。
【答案】(1) 增大反应物的接触面积，加快反应速率
(2) 使充分反应，提高产率
(3) 冷却结晶 过滤 蒸发皿、玻璃棒
【解析】
【分析】
矿料研磨增加矿料与焦炭的接触面积，加快反应速率，根据问题(1)复杂矿物中所含成分，在“高温焙烧”步骤中SiO2与焦炭反应生成Si和CO，焦炭与三氧化二铁发生氧化还原反应得到铁单质和CO，硫酸钡与焦炭反应生成硫化钡和CO，硫化钡与盐酸反应生成氯化钡溶液，因为得到含结晶水的物质，因此“系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，据此分析；
(1)
硫酸钡与硫酸不反应，SiO2为酸性氧化物，不与硫酸反应，氧化铁属于碱性氧化物，与硫酸发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；提纯后矿料进一步研磨的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；故答案为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；增大反应物的接触面积，加快反应速率；
(2)
根据流程图，“高温焙烧”硫酸钡与焦炭反应得到BaS和CO，其反应方程式为BaSO4+4CBaS+4CO↑；实际生产中必须加入过量的焦炭，使硫酸钡充分反应，提高产率；故答案为BaSO4+4CBaS+4CO↑；使硫酸钡充分反应，提高产率；
(3)
根据流程图，得到产物含有结晶水，因此“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；蒸发浓缩需要仪器是酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等；故答案为冷却结晶；过滤；蒸发皿、玻璃棒。
5．为易溶于水的紫红色晶体，是一种新型净水剂.利用废铁屑(含少量Cu、、油污等)制取的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)中Fe的化合价为_______；可用于杀菌消毒，利用了其_______性质。
(2)用热溶液洗涤废铁屑的目的是_______
(3)可通过改变条件来提高“酸浸”的速率，下列措施不可行的是_______
A．将稀改成98.3%的浓
B．适当提高“酸浸”的温度
C．“酸浸”过程中不断搅拌溶液
(4)“氧化1”中温度不宜过高的原因是_______
(5)确定“沉铁”是否完全，可取少量“滤液2”中加入_______溶液，若溶液未变红，则“沉铁”完全
(6)“氧化2”的离子方程式为_______
【答案】(1) +6 强氧化
(2)除去油污
(3)A
(4)过高温度下H2O2快速分解，降低氧化效率
(5)KSCN
(6)
【解析】
【分析】
废铁屑(含少量Cu、、油污等)用热溶液洗涤除去油污后，过滤，将滤渣用稀H2SO4酸浸，第二次过滤，除去不反应的Cu，往滤液加入H2O2溶液，氧化Fe2+，用NaOH溶液沉铁，第三次过滤，除去滤液，将主要含Fe(OH)3的滤渣用NaClO、浓NaOH溶液氧化，得到Na2FeO4溶液，经系列操作得到Na2FeO4晶体。
(1)
中Na是+1价，O是-2价，根据化合物中元素化合价代数和为0，得Fe的化合价为+6价；可用于杀菌消毒，利用了其强氧化性质。
(2)
据分析，用热溶液洗涤废铁屑的目的是除去油污。
(3)
A.将稀改成98.3%的浓，则Fe发生钝化，阻止了酸浸的进一步发生，A不可行；
B.适当提高“酸浸”的温度，温度提高能加快反应速率，B可行；
C.“酸浸”过程中不断搅拌溶液，可增大反应物的接触面积，加快酸浸速率，C可行；
故选A。
(4)
“氧化1”中H2O2氧化Fe2+，温度不宜过高的原因是：过高温度下H2O2快速分解，降低氧化效率。
(5)
确定“沉铁”是否完全，检验溶液中是否含Fe3+，可取少量“滤液2”中加入KSCN溶液，若变红，则生成Fe(SCN)3红色物质，若溶液未变红，则“沉铁”完全。
(6)
“氧化2”是NaOH环境，NaClO氧化Fe(OH)3生成Na2FeO4，离子方程式为：。
6．三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反应的化学方程式为___________。
【答案】2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O
【解析】
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧生成三氧化二镍、CO、CO2、水蒸气，根据得失电子守恒，发生反应的化学方程式为2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O；
7．三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钴矿石制备的工艺流程如图所示。
已知：铜钴矿石主要含有、、，其中还含有一定量的、和等。请回答下列问题：
(4)向“沉铜”后的滤液中加入溶液，写出滤液中的金属离子与反应的离子方程式_______。
(6)在空气中高温煅烧得到的化学方程式是_______。
【答案】(4)
(6)
【解析】
(4) “沉铜”后的滤液中含有Fe2+，向其中加入NaClO3溶液，NaClO3会将Fe2+氧化为Fe3+，则根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可知滤液中的Fe2+与NaClO3反应的离子方程式为：ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；
(6) 由题中可知CoC2O4 2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3，CoC2O4中Co的化合价为+2价，生成Co2O3(Co的化合价为+3价)，化合价升高，说明空气中的O2作为氧化剂参与了反应，而C2O42-具有一定还原性也被O2氧化成CO2，故产物分别为Co2O3和CO2，根据元素守恒，可推测出产物中还有H2O生成。在根据电子守恒和原子守恒法，最终可得知反应方程式为4CoC2O4·2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O；
【归纳总结】
工艺流程中的氧化还原方程式的书写方法
（1）细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
（2）确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原方程式。
二、实验探究中的氧化还原方程式的书写
1．实验小组研究铜与硝酸的反应，实验如下(加持装置和尾气处理装置略)。
装置 编号 试剂a 现象
Ⅰ 4浓硝酸 (过量) 铜片完全溶解，溶液变绿，出现大量红棕色气体
Ⅱ 4稀硝酸 (过量) 铜片完全溶解，溶液变蓝，液面上方气体呈浅红棕色
(1)实验Ⅰ、Ⅱ中的红棕色气体均是。
①实验Ⅰ产生的化学方程式是_______。
②实验Ⅱ产生的化学方程式是_______。
(2)对实验Ⅰ产生，实验Ⅱ产生的原因提出解释。
①硝酸浓度越稀，溶液中单位体积内的数目越少。被还原时，每个从铜片处获得较多电子的机会越_______(填“大”或“小”)，因此越易被还原为较低价态的含氮物质。
②浓硝酸具有较强的_______性，可将转化为。
(3)对实验Ⅰ所得溶液呈绿色，而实验Ⅱ所得溶液呈蓝色的原因提出猜想。
查阅资料：ⅰ.溶于浓硝酸后呈黄色；
ⅱ.。是弱酸，不稳定。
猜想一：溶于浓硝酸，与蓝色溶液混合而呈现绿色。
猜想二：电离出的与结合为(绿色)。
①向浓硝酸中通入，现象是_______，滴加少量蓝色溶液后呈绿色，证实猜想一合理。
②研究猜想二是否为实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因，实验如下。
a．能说明溶液A中含有的现象是_______。
b．向溶液B中滴加少量硝酸，溶液由绿色变为蓝色。结果表明，猜想二不是实验Ⅰ所得溶液呈绿色的主要原因，说明理由：_______。
【答案】(1) Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 2NO+O2=2NO2
(2) 大 氧化
【解析】
（1）①实验Ⅰ中发生的反应为铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②实验Ⅱ中发生的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮，产生二氧化氮的化学方程式为2NO+O2=2NO2，故答案为：2NO+O2=2NO2；
（2）①硝酸浓度越稀，溶液中单位体积内的硝酸根数目越少，则稀硝酸被还原时，每个硝酸根从铜片处获得较多电子的机会越大，因此越易被还原为较低价态的含氮物质，故答案为：大；②浓硝酸具有较强的氧化性，能将一氧化氮氧化为二氧化氮，故答案为：氧化；
2．碘化亚铜(CuI)广泛应用于有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂等，是难溶于水和乙醇的白色固体，易被空气氧化。实验室利用二氧化硫还原法合成碘化亚铜，相关装置如图。
请回答下列问题：
(1)仪器甲的名称是_______，A装置中发生反应的化学方程式是_______。
(2)B装置的作用是_______，D装置中盛装_______(填试剂名称)。
(3)C装置中发生总反应的离子方程式为_______，判断该反应结束的现象是_______。
(4)实验结束后，仪器甲中物质经_______、洗涤、干燥，得到CuI固体，洗涤时用溶液洗涤CuI的目的是_______，再用无水乙醇洗涤。
【答案】(1) 三颈烧瓶
(2) 缓冲防倒吸 氢氧化钠溶液
(3) 溶液颜色不再变化可以判断反应停止
【解析】
C为制备碘化亚铜的装置，那么A为制备原料SO2的装置，B导气管均很短应该是缓冲防倒吸，D尾气吸收。
（1）甲为反应装置，名称是三颈烧瓶。A中制备浓硫酸与Cu发生氧化还原反应制备SO2，则方程式为；
（2）B装置导气管一样长其作用为缓冲防倒吸，而D为尾气吸收装置应装氢氧化钠溶液；
（3）SO2与CuSO4、KI发生氧化还原反应，Cu2+发生还原反应降低到一价的铜而SO2发生氧化反应化合价升高为，方程式为。反应进行Cu2+被消耗，所以溶液颜色不再变化可以判断反应停止；
3．二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒灭菌剂，可以有效灭活新冠病毒，为阻断疫情做出了巨大贡献。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO2制备方法，其中一种是用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO2，下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。
已知：①ClO2的浓度较大时易分解爆炸，一般用CO2或空气稀释到10%以下，实验室也常用稳定剂吸收ClO2，生成NaClO2，使用时加酸只释放出ClO2一种气体；
②ClO2与KI反应的离子方程式为：2ClO2+10I +8H+=2Cl +5I2+4H2O
③有关物质沸点如下表；
物质 CH3OH HCOOH ClO2
沸点 64.7℃ 100.8℃ 11℃
请回答：
(1)仪器b的名称是_______；比较仪器c和d，实验中c的优点是：_______。
(2)根据反应条件判断制备装置甲中需改进的一项措施是_______。
(3)反应中甲醇被氧化为甲酸，写出制备ClO2的化学方程式：_______。该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸(草酸的氧化产物为CO2)，相比甲醇法，草酸法的优点是_______。
(4)下列有关说法正确的是_______。A．装置e主要用于检验是否有Cl2生成
B．在ClO2释放实验中，发生的离子反应方程式是：4H++5=Cl－+4ClO2↑+2H2O
C．仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应，并吸收多余的ClO2
D．ClO2和Cl2都为强氧化剂，在相同条件下，等物质的量时，Cl2的氧化能力是ClO2的2.5倍
(5)采用以下方法可以测定所制备的ClO2的量：
Ⅰ．将足量KI用100mL水溶解后加到锥形瓶，再加3mL稀；
Ⅱ．将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收
Ⅲ．滴加几滴淀粉溶液，用a mol L 1的标准溶液滴定()，共用去bmLNa2S2O3溶液：实验测得所通入的ClO2的质量为_______g。
【答案】(1) 球形冷凝管 平衡压强，能使液体顺利流下
(2)水浴加热
(3) 4NaClO3＋CH3OH＋2H2SO4＝HCOOH＋2Na2SO4＋4ClO2↑＋3H2O 产生的CO2可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解爆炸
【解析】
（1）仪器b的名称是球形冷凝管；比较仪器c和d，实验中c的优点是：有利于液体顺利流下，减少甲醇的挥发性；故答案为：球形冷凝管；平衡压强，能使液体顺利流下。
（2）根据反应条件用NaClO3与CH3OH在催化剂、60℃时，发生反应得到ClO2，则制备装置甲中需改进的一项措施是采用水浴加热、受热均匀，便于控制温度；故答案为：水浴加热。
（3）反应中甲醇被氧化为甲酸，NaClO3反应生成ClO2，硫酸反应生成硫酸钠，则制备ClO2的化学方程式：4NaClO3＋CH3OH＋2H2SO4＝HCOOH＋2Na2SO4＋4ClO2↑＋3H2O。该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂，例如草酸(草酸的氧化产物为CO2)，根据题中信息ClO2的浓度较大时易分解爆炸，一般用CO2或空气稀释到10%以下，则相比甲醇法，草酸法的优点是产生的CO2可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解爆炸；故答案为：4NaClO3＋CH3OH＋2H2SO4＝HCOOH＋2Na2SO4＋4ClO2↑＋3H2O；产生的CO2可稀释ClO2，防止ClO2浓度较大时分解爆炸。
4．二氯化钒是重要的有机合成试剂，某学习小组用如图所示装置(夹持装置略通过VCl3分解制备VCl2。已知VCl3具有较强的吸湿性，VCl2具有强吸湿性和强还原性。
回答下列问题：
(1)装置甲中m导管的作用是___________；装置甲中盛NaNO2的仪器名称是___________。
(2)利用装置甲制备氮气，发生反应的化学方程式为___________。
(3)制备VCl2时，所需装置的接口连接顺序为___________。
(4)装置甲、丙中都有加热装置，实验时先点燃___________(填“甲”或“丙”)处的酒精(喷)灯，理由是___________。
(5)装置丙中瓷舟内反应的化学方程式为___________；实验结束后，还要继续通N2，其目的为___________。
(6)若该学习小组同学没有连接装置乙，VCl3会吸湿生成次钒酸、盐酸和VCl2，反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) 平衡上下的气体压强，使饱和NH4Cl溶液顺利滴下(或其他合理答案) 蒸馏烧瓶
(2)
(3)a→c→b→d→e→f→g(或a→c→b→e→d→f→g)
(4) 甲 赶尽装置内的空气，防止空气中的O2氧化VCl2以及防止空气中的水蒸气使VCl2、VCl3发生水解(或其他合理答案)
(5) 将VCl3分解生成的氯气全部赶入干燥管丁中，防止污染空气
(6)
【解析】
【分析】
首先利用NaNO3与饱和NH4Cl反应生成N2，用N2来排除装置内的空气和水蒸气，然后通入浓硫酸中除去氮气中的水蒸气，将干燥的氮气通入丙装置中进行反应得到VCl2和氯气，最后连接盛有碱石灰的丁装置，既可以吸收产生的氯气，同时用来防止装置外的空气进入导致VCl2潮解。
(1)
导管连通恒压滴液漏斗和蒸馏烧瓶，可以平衡压强，使液体容易滴下；盛NaNO2的仪器是蒸馏烧瓶。
(2)
用装置甲中所给物质NaNO2和NH4Cl制备氮气，化学方程式为。
(3)
用装置甲中生成的氮气赶尽装置中的空气，因VCl3具有较强的吸湿性，需通入干燥的氮气，用浓硫酸干燥N2，末端用碱石灰吸收生成的氯气且防止外界空气进入，装置仪器连接的顺序为a→c→b→d→e→f→g(或a→c→b→e→d→f→g)。
(4)
为了防止VCl2被氧化以及VCl2，VCl3水解，先让整个装置充满干燥的氮气，应先点燃甲处酒精灯。
(5)
瓷舟内VCl3分解生成VCl2和Cl2，化学方程式为。VCl3分解生成Cl2，防止氯气氧化VCl2以及污染空气，实验结束后，还要继续通N2，使装置中的Cl2完全被碱石灰吸收。
(6)
根据题意VCl3会吸湿(与水反应)生成次钒酸、盐酸和VCl2，反应的化学方程式为。
5．白色固体碘化亚铜(CuI)可用作树脂改性剂，不溶于水，能被O2氧化，见光易分解。实验室制备CuI的方法是向和KI混合溶液中通入足量SO2，实验装置如下：
回答下列问题：
(1)装置a_______的名称是，丙中试剂是_______。
(2)实验室制备SO2的化学方程式为_______。
(3)乙中的实验现象是_______，反应的离子方程式为_______。
(4)反应完成后，使用减压过滤装置分离CuI，并用溶有少量SO2的水溶液代替蒸馏水洗涤沉淀，目的是_______。
(5)CuI固体的保存方法是_______。
【答案】(1) 分液漏斗 氢氧化钠溶液
(2)
(3) 溶液从蓝色变为无色，同时产生白色沉淀
(4)防止CuI被O2氧化
(5)密封放置于黑暗环境中
【解析】实验室制备CuI的方法是向和KI混合溶液中通入足量SO2，可知装置甲用于制备二氧化硫；装置乙是、KI和SO2反应，制备CuI；二氧化硫有毒，通过装置丙进行尾气处理，一般用氢氧化钠溶液吸收，据此分析作答。
(1)装置a为分液漏斗；由分析可知，丙中试剂是氢氧化钠溶液，故答案为：分液漏斗；氢氧化钠溶液；
(2在实验室里，常用亚硫酸钠跟浓硫酸反应制取二氧化硫，化学方程式为：，故答案为：；
(3)装置乙是、KI和SO2反应，制备CuI，碘化亚铜(CuI)是白色固体，不溶于水，则实验现象是溶液从蓝色变为无色，同时产生白色沉淀，离子方程式为：，故答案为：溶液从蓝色变为无色，同时产生白色沉淀；；
(4)CuI能被O2氧化，而SO2还原性大于CuI，则使用减压过滤装置分离CuI，并用溶有少量SO2的水溶液代替蒸馏水洗涤沉淀，目的是防止CuI被O2氧化，故答案为：防止CuI被O2氧化；
(5)碘化亚铜(CuI)能被O2氧化，见光易分解，则CuI固体的保存方法是密封放置于黑暗环境中，故答案为：密封放置于黑暗环境中。
6．.某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题:
3.装置F中发生反应的化学方程式是__________
5.装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式:__________
【答案】3.
5.3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
【解析】
3.F装置中发生
5.C中的反应物是NH3与Cl2,产生的白烟是固体NH4Cl,另一生成物是空气的主要成分N2,反应方程式为3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
【归纳总结】
（1）细读题干寻找实验目的，通读题目中从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实验过程，与实验目的相对应。
（2）根据题意确定反应物和生成物，结合溶液环境配平方程式，注意质量守恒、电子守恒、电荷守恒。
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