《2025年高中总复习优化设计高中化学》

例 (2022·辽宁卷，16节选)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi₂S₃，含有FeS₂、SiO₂杂质)与软锰矿(主要成分为MnO₂)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO₄，工艺流程如下：

滤 
已知：①焙烧时过量的MnO₂分解为Mn₂O₃，FeS₂转变为Fe₂O₃；
②金属活动性：Fe＞(H)＞Bi＞Cu。
(1)Bi₂S₃在空气中单独焙烧生成Bi₂O₃，反应的化学方程式为。
(2)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi³⁺和Mn²⁺；②。
(3)滤渣的主要成分为(填化学式)。
(4)生成气体A的离子方程式为________________________。

答案：
(1)$2Bi_2S_3 + 9O_2 \stackrel{焙烧}{=} 2Bi_2O_3 + 6SO_2$
(2)抑制金属离子水解
(3)$SiO_2$
(4)$Mn_2O_3 + 6H^+ + 2Cl^- = 2Mn^{2+} + Cl_2\uparrow + 3H_2O$
解析
(1)$Bi_2S_3$在空气中单独焙烧生成$Bi_2O_3$，－2价$S$则被氧化生成$SO_2$，结合得失电子守恒和原子守恒来配平化学方程式。
(2)加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为$Bi^{3 +}$、$Fe^{3 +}$、$Mn^{2 +}$、$H^+$、$Cl^-$，而“酸浸”后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的$BiOCl$产率偏低。
(4)$Mn_2O_3$有氧化性，“酸浸”时与浓盐酸发生氧化还原反应生成$Cl_2$：$Mn_2O_3 + 6H^+ + 2Cl^- = 2Mn^{2+} + Cl_2\uparrow + 3H_2O$。则气体$A$为$Cl_2$。

1. (1)(2023·辽宁卷，16节选)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)[Co(OH)₂]在空气中可被氧化成CoO(OH)，该反应的化学方程式为4Co(OH)₂ + O₂ = 4CoO(OH) + 2H₂O。
(2)(2023·山东卷，18节选)三氯甲硅烷(SiHCl₃)易水解，已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl₃在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为________________________。
(3)(2023·天津卷，13节选)已知铜可以与过氧化氢、稀盐酸反应，制备CuCl₂，写出该反应的化学方程式：Cu + H₂O₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O。

答案：
(1)$4Co(OH)_2 + O_2 = 4CoO(OH) + 2H_2O$
(2)$SiHCl_3 + 5NaOH(浓) = Na_2SiO_3 + H_2\uparrow + 3NaCl + 2H_2O$
(3)$Cu + H_2O_2 + 2HCl = CuCl_2 + 2H_2O$
解析
(2)依据电负性$Cl ＞ H ＞ Si$可知，在$SiHCl_3$中，$Si$为+4价、$H$为－1价、$Cl$为－1价，其与浓$NaOH$溶液发生反应的化学方程式为$SiHCl_3 + 5NaOH(浓) = Na_2SiO_3 + H_2\uparrow + 3NaCl + 2H_2O$。

2. (2023·全国乙卷，27节选)LiMn₂O₄作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO₃，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn₂O₄的流程如下：

 
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为________________________。
(2)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为________________________。
(3)煅烧窑中，生成LiMn₂O₄反应的化学方程式是________________________。

答案：
(1)$MnCO_3 + H_2SO_4 = MnSO_4 + CO_2\uparrow + H_2O$
(2)$Mn^{2 +} + 2H_2O \stackrel{电解}{=} MnO_2 + H_2\uparrow + 2H^+$
(3)$2Li_2CO_3 + 8MnO_2 \stackrel{煅烧}{=} 2CO_2\uparrow + O_2\uparrow + 4LiMn_2O_4$