專題05 氧化還原子反應配平及計算【復習目標】1.掌握常見氧化還原反應方程式的配平。2.掌握常見氧化還原反應的相關計算。【考情分析】氧化還原反應的規(guī)律在高考中主要體現(xiàn)在應用電子守恒規(guī)律解答有關計算上，氧化還原反應方程式的配平和有關氧化還原反應的計算，新課標卷近五年共計考查6次。題型有選擇題和填空題兩種形式，以填空題為主，試題難度偏大?！究键c過關】考點一 氧化還原反應配平1. 氧化還原反應配平基本原則得失電子守恒是指在氧化還原反應中，失電子數(shù)一定等于得電子數(shù)，即得失電子數(shù)目保持守恒任何化學反應在反應前后應遵守質(zhì)量守恒，也就是反應前后各元素原子個數(shù)相等電荷守恒即反應前后陰陽離子所帶電荷數(shù)必須相等配平的步驟標好價：正確標出反應前后化合價有變化的元素的化合價列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值求總數(shù)：求元素化合價升高和降低的總數(shù)，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學計量數(shù)配系數(shù)：用觀察法配平其他各物質(zhì)的化學計量數(shù)細檢查：利用“守恒”三原則(即質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒)，逐項檢查配平的方程式是否正確。2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O2. 新情景下氧化還原方程式的書寫找物質(zhì)依據(jù)題給信息或流程圖，結(jié)合元素化合價變化，找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物會配平先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質(zhì)的化學計量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進行配平再檢查在酸性條件下，離子方程式中不能出現(xiàn)OH-；在堿性條件下，離子方程式中不能出現(xiàn)H+。酸性條件下多氧配H+生成水(在反應物或生成物中配上H+)；堿性條件下多氧配水另一側(cè)生成OH-(在反應物或生成物中配上水)注意反應物的量不同(或溶液濃度的不同)，產(chǎn)物不同，如過量的鐵與稀硝酸反應，生成亞鐵注意溶液的酸堿性不同，對產(chǎn)物的影響，如高錳酸鉀在酸性條件下一般還原為Mn2+，而在堿性條件下則得到MnO2【考點演練】按要求完成下列氧化還原反應的方程式：（1）（2016年高考全國卷）實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨，反應的化學方程式為_。（2）（2016年高考天津卷）MnO(OH)2IHMn2I2H2O(未配平)其化學計量數(shù)依次為_。（3）（2016年高考四川卷）在稀硫酸中，Cr的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化氧的一種氫化物，Cr被還原為3價，該反應的化學方程式是_。（4）(2016年高考上海卷)NaOCN與NaClO反應，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2(已知HCN、HOCN中N元素的化合價相同)則反應的離子方程式： 。（5）（2015年高考全國卷）將ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，發(fā)生反應的離子方程式為_。（6）（2015年高考福建卷）KClO3與KI淀粉溶液混合后溶液顯藍色，假設氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應的離子方程式為_。 2：3，反應的離子方程式為2CNO+3ClO=CO2+ CO32+3Cl+N2。（5）ClO2具有強氧化性，通入錐形瓶與酸性碘化鉀溶液反應，氧化I為I2，自身被還原為Cl，同時生成水，反應離子方程式為2ClO210I8H2Cl5I24H2O。（6）溶液顯藍色證明產(chǎn)生了I2；假設氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，根據(jù)氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得該反應的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。答案：(1)NaClO2NH3=N2H4NaClH2O(2)1,2,4,1,1,3(3)3H2O2K2Cr2O74H2SO4=3O2K2SO4Cr2(SO4)37H2O（4）2CNO+3ClO=CO2+ CO32+3Cl+N2(5)2ClO210I8H=5I24H2O2Cl(6)ClO6I6H=Cl3I23H2O 考點二 氧化還原反應的計算對于氧化還原反應的計算，要根據(jù)氧化還原反應的實質(zhì)反應中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應過程，可不寫化學方程式，不追究中間反應過程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。兩元素間得失守恒找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物找準一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學式中粒子的個數(shù))根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式：n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價低價)n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價低價)多步反應得失守恒有的試題反應過程多，涉及的氧化還原反應也多，數(shù)量關系較為復雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關系，則解題就變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應，要理清具體的反應過程，分析在整個反應過程中化合價發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目【考點演練】(1) 現(xiàn)有24 mL濃度為0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好與20 mL濃度為0.02 molL1的K2Cr2O7溶液完全反應。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為 。 (2) Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為116，則x的值為 。（3）取x g銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8 960 mL的NO2氣體和672 mL的N2O4氣體(都已折算到標準狀態(tài))，在反應后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02 g。則x等于 。（4）在熱的稀硫酸中溶解了11.4 g FeSO4固體，當加入50 mL 0.5 molL1 KNO3溶液時，其中的Fe2全部轉(zhuǎn)化成Fe3，KNO3也完全反應并放出NxOy氣體。推算出x_；y_。答案：(1)3(2)5（3）9.20 g（4）11考點三 氧化還原反應的綜合應用離子反應理論和氧化還原反應理論是高中化學的基礎和重點，二者是依據(jù)不同的分類標準對化學反應進行的分類。高考常將兩部分內(nèi)容融合在一起考查，反應既符合離子反應規(guī)律，又符合氧化還原反應規(guī)律，這類試題能很好的考查學生全面思考和解決問題的能力。書寫氧化還原反應方程式書寫屬于氧化還原反應的離子方程式時，要首先考慮電子轉(zhuǎn)移守恒，同時還要考慮電荷守恒、質(zhì)量守恒。如對于反應mFe2O2xHnFe3yH2O：依據(jù)在氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)(1 mol O2在反應中得到4 mol電子，每1 mol Fe2在反應中失去1 mol電子，故1 mol O2能氧化4 mol Fe2)可求出nm4 ；再根據(jù)電荷守恒，可求出x4；依據(jù)質(zhì)量守恒，可求出y2判斷離子共存離子之間也可能發(fā)生氧化還原反應。如已知Fe2與NO 在酸性條件下能夠發(fā)生反應NO3Fe24H=3Fe3NO2H2O，則可判斷Fe2、NO 、H在同一溶液中不能大量共存；在考慮離子大量共存問題時要特別注意NO 和H這一組合的氧化性分析離子反應的先后順序在含有多種微粒的溶液中，發(fā)生氧化還原反應的微粒有先后順序。氧化性強的微粒和還原性強的微粒之間優(yōu)先反應。如已知氧化性：Cu2>H，則在含有Cu2、H的混合溶液中，逐漸加入鋅粉，首先發(fā)生反應Cu2Zn=CuZn2，當Cu2完全反應后，再發(fā)生反應2HZn=Zn2H2；再如向FeBr2溶液中通入Cl2時，因為還原性Fe2>Br，故首先發(fā)生反應：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，再發(fā)生反應2BrCl2=2ClBr2【考點演練】(1)二氧化氯（ClO2）可由KClO3在H2SO4存在的條件下與Na2SO3反應制得。請寫出反應的離子方程式_。(2)亞氯酸不穩(wěn)定可分解，反應的離子方程式為：HClO2ClO2HClH2O(未配平)。當1molHClO2發(fā)生分解反應時，轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)是_。(3)高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能。高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為_價，干法制備K2FeO4的方法是將Fe2O3、KNO3、4KOH三者混合共熱制得，同時生成了KNO2，請寫出化學方程式: ；濕法是在強堿溶液中將NaClO、Fe2(SO4)3混合，寫出該反應的離子方程式 ；簡述高鐵酸鉀凈水原理_ 。（4）已知：5 SO32+ 2IO3 + 2H+ = 5SO42+ I2 +H2O (較快)； I2 + SO32+H2O = 2I+SO42+ 2H+（快），今向KIO3、H2SO4、淀粉的混合溶液中加入一定量的Na2SO3溶液，當溶液中的 耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，當初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(IO3) :n(SO32-) 時，能確保觀察到藍色。(5)將濃鹽酸常溫下滴到少量固體KMnO4中，產(chǎn)生了黃綠色氣體和無色溶液，試寫出該反應的化學方程式 ，該反應中體現(xiàn)鹽酸的性質(zhì)是_，該反應中實際發(fā)生氧化還原反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(6)取一定量 Fea(OH)b(SO4)cm樣品與足量鹽酸反應，所得溶液平均分為兩份：一份溶液中加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.7475g；另一份溶液，先將Fe3還原為Fe2，再用0.02000molL1的酸性K2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7標準溶液50.00 mL(已知：滴定時Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,Fe2+變?yōu)镕e3+）。該樣品中bc的比值為 。 +2價，所以，高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒：4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3(膠體)+3O2+8OH-。(4) I2 + SO32+H2O = 2I+SO42+ 2H+中SO耗盡后，I2過量時，淀粉溶液由無色變?yōu)樗{色；當n(IO32-) 2 mol時，反應5 SO32+ 2IO3 + 2H+ = 5SO42+ I2 +H2O中n(SO)，n(I2)1mol，而當n(I2)1mol，反應I2 + SO32+H2O = 2I+SO42+ 2H+中n(SO)<1mol時，確保能觀察到藍色，所以初始時n(IO3-)n(SO)2：(5+1)=1/3；（5）根據(jù)題意，產(chǎn)生了Cl2和Mn2+,配平可得：2KMnO416HCl(濃)=2MnCl22KCl5Cl28H2O,2molKMnO4做氧化劑； 總共消耗16molHCl中實際只有10mol做還原劑，另外6mol起酸的作用，即實際的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為21015。（6）n(BaSO4)0.0075mol，SOBa2=BaSO4，由化學計量數(shù)比可知n(SO)0.0075mol；由反應Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O的化學計量數(shù)比可知：n(Fe2)n(Cr2O)0.02000molL150.00103L0.006 mol；根據(jù)鐵守恒可知，n(Fe3)n(Fe2)0.006mol；則聚合硫酸鐵中n(Fe3)n(SO)0.0060.007545，則a4，c5；Fe4(OH)b(SO4)5m中各元素的化合價代數(shù)和為0，則(3)4(1)b(2)50，所以b2，bc25。答案：(1)2ClOSO2H=2ClO2SOH2O(2)0.8NA(3) +6；3ClO + 10OH + 2Fe3+2FeO42 + 3Cl + 5H2O；高鐵酸鉀能殺菌消毒，還原產(chǎn)物+3價鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體起凈水作用(4)SO；1/3；(5) 2KMnO416HCl(濃)=2MnCl22KCl5Cl28H2O；還原性和酸性； 15(6)21 【過關練習】1. 氮化鈉和氫化鈉都是離子化合物，與水反應的化學方程式(未配平)如下：Na3NH2ONaOHNH3，NaHH2ONaOHH2。有關它們的敘述：與水反應都是氧化還原反應；與水反應后的溶液都顯堿性；與鹽酸反應都只生成一種鹽。正確的是()A B C D 2.固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象，擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想，其中不成立的是()AMg(NO2)2、O2 BMgO、NO2、O2 CMg3N2、O2 DMgO、NO2、N2解析：A、B、C三項中均有化合價的升降，符合氧化還原反應發(fā)生的條件；由于產(chǎn)物中化合價只有降低情況，沒有升高，不滿足氧化還原反應的特征，故D不成立。答案：D3. 鈀的化合物PdCl2通過化學反應可用來檢測有毒氣體CO，該反應的反應物與生成物有CO、Pd、H2O、HCl、PdCl2和一種未知物質(zhì)X。下列說法錯誤的是()A未知物質(zhì)X為CO2，屬于氧化產(chǎn)物 B每轉(zhuǎn)移1 mol e時，生成2 mol XC反應中PdCl2作氧化劑，被還原 D還原性：COPd解析：A、B、C三項中均有化合價的升降，符合氧化還原反應發(fā)生的條件；由于產(chǎn)物中化合價只有降低情況，沒有升高，不滿足氧化還原反應的特征，故D不成立。答案：D4. 某離子反應中涉及H2O、ClO、NH、H、N2、Cl六種微粒。其中N2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列判斷正確的是()A該反應的還原劑是Cl B消耗1 mol還原劑，轉(zhuǎn)移6 mol電子C氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為23 D反應后溶液的酸性明顯增強解析：反應方程式為3ClO2NH=N23H2O3Cl2H，該反應的還原劑為NH，故A錯誤；N元素化合價由3升高到0，則消耗1 mol還原劑，轉(zhuǎn)移3 mol電子，故B錯誤；由方程式可知氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為32，故C錯誤；反應生成H，溶液酸性增強，故D正確。答案：D5. O2F2可以發(fā)生反應：H2S4O2F2=SF62HF4O2，下列說法正確的是（ ）A氧氣是氧化產(chǎn)物 BO2F2既是氧化劑又是還原劑C若生成4.48 L HF，則轉(zhuǎn)移0.8 mol電子 D還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為14 6. 已知：將Cl2通人適量KOH溶液，產(chǎn)物中可能有KC1、KClO、KC1O3，且的值與溫度高低有關。當n(KOH)=amol時，下列有關說法錯誤的是A若某溫度下，反應后11，則溶液中B參加反應的氯氣的物質(zhì)的量等于amolC改變溫度，反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量ne的范圍：amolneamolD改變溫度，產(chǎn)物中KC1O3的最大理論產(chǎn)量為amol解析：A項若反應后11，令KC1、KClO分別為11 mol、1 mol，據(jù)得失電子守恒可得KC1O3為2 mol，則溶液中，正確；B項據(jù)原子守恒n(KOH)amoln(K) =n(Cl) =2n(Cl2)，則n(Cl2) =amol，正確；C項采用極限法分析，當全部生成KC1、KClO時發(fā)生的反應為Cl22KOH=KClKClOH2O，則neamol，同理，當全部生成KC1、KClO3時發(fā)生的反應為3Cl26KOH=5KClKClO33H2O，則neamol，綜上可得改變溫度，反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量ne的范圍：amolneamol，該項正確；D項改變溫度，產(chǎn)物中KC1O3的最大理論產(chǎn)量即無KClO生成，發(fā)生如下反應：3Cl26KOH=5KClKClO33H2O，則KC1O3的物質(zhì)的量為amol，故該項錯誤。答案：D7. 工業(yè)上制備二氧化氯(ClO2)的方法之一是用甲醇在酸性介質(zhì)中與氯酸鈉反應，其反應的化學方程式為：CH3OHNaClO3H2SO4ClO2CO2Na2SO4H2O(未配平)，則下列說法正確的是()A甲醇是氧化劑B通過反應可判斷NaClO3的氧化性強于Na2SO4C還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為61D生成1 mol CO2時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4 mol8. (襄陽2017屆調(diào)研)鉻及其化合物常被應用于冶金、化工、電鍍、制藥、紡織等行業(yè)，但使用后的廢水因其中含高價鉻的化合物而毒性很強，必須進行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染：(1)上述各步反應中屬于氧化還原反應的是_(填序號)。(2)第步，含Cr2O的廢水在酸性條件下用綠礬FeSO47H2O處理，寫出并配平反應的離子方程式：_。(3)第步，向上述反應后的溶液中加入適量的堿石灰，使鉻離子轉(zhuǎn)變?yōu)镃r(OH)3沉淀。處理后，沉淀物中除了Cr(OH)3外，還有_、_(寫化學式)。已知Cr(OH)3性質(zhì)類似Al(OH)3，是既能與強酸反應又能與強堿反應的兩性物質(zhì)，寫出從該沉淀物中分離出Cr(OH)3的離子方程式：_、_。(4)回收所得的Cr(OH)3，經(jīng)步處理后又可轉(zhuǎn)變成K2Cr2O7。純凈的K2Cr2O7常用于準確測定Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度，方法如下：Cr2O6I14H=3I22Cr37H2O2S2OI2=S4O2I準確稱取純凈的K2Cr2O7 0.122 5 g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。則Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度為_(保留四位有效數(shù)字)。答案：(1)(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(3)Fe(OH)3CaSO4Cr(OH)3OH=CrO2H2OCrOCO22H2O=Cr(OH)3HCO(4)0.100 0 molL19. 高鐵酸鉀廣泛應用于凈水、電池工業(yè)等領域。工業(yè)上以鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)品FeSO4制備高鐵酸鉀的生產(chǎn)流程如下。查資料得知K2FeO4部分性質(zhì)如下：在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定；在水中溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機溶劑；具有強氧化性，能氧化有機烴、苯胺和80%以下乙醇溶液?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出“氧化”中，生成Fe3的離子方程式： _。(2)氧化中，試劑A為_(填“H2O2”“HNO3”或“NaClO”)；過濾操作中，得到的濾渣B中除NaCl還有_。(3)操作中包括冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌干燥幾個步驟。洗滌干燥的目的是脫堿脫水，進行該操作時最好用_洗滌。(4)凈水時高鐵酸鉀能逐漸與水反應生成絮狀的Fe(OH)3，請補充并配平該反應的化學方程式：_K2FeO4_H2O=_Fe(OH)3_KOH_。(5)將一定量的K2FeO4投入一定濃度的FeCl3溶液中，測得剩余K2FeO4濃度變化如圖所示，推測產(chǎn)生曲線和曲線差異的原因是_。分離出Na2FeO4、NaOH(過量)，則過濾所得濾渣的主要成分為NaCl、Na2SO4、NaClO(過量)，除去它們之后所得的Na2FeO4、NaOH(過量)溶液用于制備K2FeO4。(3)Na2FeO4、NaOH溶液(過量)中加入過量KOH時的反應為Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH，所得溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌可得K2FeO4晶體；由于K2FeO4的溶解度很大，難溶于無水乙醇等有機溶劑，且具有強氧化性，能氧化有機烴、苯胺和質(zhì)量分數(shù)為80%以下的乙醇溶液，除去堿的同時，為了減少洗滌晶體造成K2FeO4的損失，最好選擇無水乙醇洗滌K2FeO4晶體。(4)觀察可得，該反應中鐵元素由6價降為3價，鉀元素、氫元素的化合價都沒有變化，根據(jù)氧化還原反應的特征推斷，化合價升高的元素只能是氧，氧元素由2價升為0價，則缺項物質(zhì)為氧氣，根據(jù)化合價升降法、原子守恒配平可得：4K2FeO410H2O=4Fe(OH)38KOH3O2。(5)根據(jù)已知信息可知，K2FeO4在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定，氯化鐵是強酸弱堿鹽，能水解，導致其溶液顯弱酸性，K2FeO4在酸性條件下不穩(wěn)定，酸性越強，K2FeO4越不穩(wěn)定，反應速率越大，剩余K2FeO4的濃度越小。答案：(1)H2O22H2Fe2=2Fe32H2O(2)NaClONa2SO4(3)無水乙醇(3分)(4)410483O2(5)FeCl3溶液水解顯酸性，促進K2FeO4與水反應，從而降低K2FeO4的濃度10.碘酸鉀(KIO3)晶體是我國規(guī)定的食鹽加碘劑。它通常是以碘為原料與過量KOH溶液通過下列反應制得：3I26KOH=5KIKIO33H2O，再將KI和KIO3的混合溶液電解，將其中的I轉(zhuǎn)化為IO3，裝置如圖所示。(1)在反應3I26KOH=5KIKIO33H2O中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。(2)電解前，將KI和KIO3混合溶液加入陽極區(qū)；將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)。電解槽用水冷卻。電解時，陽極上的電極反應為_，陰極上得到的氣體產(chǎn)物為_。(3)某同學查資料獲知：KIO3在酸性介質(zhì)中與碘化物作用生成單質(zhì)碘，該反應的離子方程式為_。為確定電解是否完成，需檢驗陽極區(qū)電解液中是否含有I，該同學選用淀粉溶液和稀硫酸進行實驗，其他儀器及用品自選，請完成實驗方案。實驗操作現(xiàn)象及結(jié)論(4)電解完畢，從電解液中得到KIO3晶體的過程如下，步驟的操作名稱_，步驟中洗滌晶體的目的是_。答案：(1)51(2)I6OH6e=IO33H2O氫氣(或H2)(3)IO35I6H=3I23H2O，實驗操作：取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后，加入幾滴淀粉溶液，觀察是否變藍；現(xiàn)象及結(jié)論：如果不變色，說明沒有I(如果變藍，說明有I)(4)蒸發(fā)濃縮除去晶體表面吸附的易溶性雜質(zhì)11.鈦合金是航天航空工業(yè)的重要材料。由鈦鐵礦(主要成分是TiO2和Fe的氧化物)制備TiO2等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于強酸性溶液中TiCl4的熔點25.0 ，沸點136.4 ；SiCl4的熔點68.8 ，沸點57.6 。回答下列問題：(1)寫出鈦鐵礦酸浸時，主要成分TiO2反應的離子方程式_，加入鐵屑的作用是_。(2)操作包含的具體操作方法有_。(3)向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固體TiO2nH2O，請用恰當?shù)脑砗突瘜W用語解釋其原因_，廢液中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學式)。(4)用金紅石(主要含TiO2)為原料，采用亨特(Hunter)法生產(chǎn)鈦的流程如下：寫出沸騰氯化爐中發(fā)生反應的化學方程式_，制得的TiCl4液體中常含有少量SiCl4雜質(zhì)，可采用_方法除去。答案：(1)TiO22H=TiO2H2O使Fe3還原為Fe2(2)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾(洗滌)(3)溶液中存在水解平衡TiO2(n1)H2OTiO2nH2O2H，加入的Na2CO3粉末與H反應，降低了溶液中c(H)，促進水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移動Na2SO4(4)TiO22C2Cl2TiCl42CO蒸餾(或分餾)