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第5 讲 氧化还原反应的计算与化学方程式的配平
1．钢铁-发蓝是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中，在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其
中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130℃反应，其过程可以用如下
化学方程式表示：
①3Fe＋NaNO2＋5NaOH═3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
②6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O═3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH
③Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O═Fe3O4＋4NaOH
下列说法正确的是（ ）
A．反应①②③是氧化还原反应
B．反应②中的氧化剂是Fe
C．整个反应过程中，每有0.3molFe 参加反应转移0.8mole－
D．整个反应过程中，每消耗168gFe，生成22.4LNH3(标准状况）
【答案】C
【解析】A．反应①②为氧化还原反应，反应③中没有元素的化合价变化，则反应③不属于氧化还原反应，
故A 错误；
B．反应②中N 元素的化合价由+3 价降低为-3 价，则反应②中的氧化剂是NaNO2，故B 错误；
C．由①②③可知，铁元素全部转化为Fe3O4，0.3molFe 元素完全反应生成0.1molFe3O4，Fe3O4中有2 个+3
价，1 个+2 价，由电子守恒知，失去电子为0.2mol×(3-0)+0.1mol×(2-0)=0.8mol 电子，故C 正确；
D．168gFe 的物质的量为n(Fe)=
=3mol，根据反应①②可得6Fe～3NH3，3molFe 完全反应生成
1.5mol 氨气，生成氨气在标况下体积为V(NH3)=22.4L/mol×1.5mol=33.6L，故D 错误；
2．NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式是：MnO＋NO＋
→Mn2＋＋NO＋H2O。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中NO 被还原 B．反应过程中溶液的pH 减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4 D．中的粒子是OH－
【答案】C
【解析】根据原子守恒和电荷守恒可推出化学方程式左边缺正电荷和H 元素，所以内应填H＋，配平化学
方程式：2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O；其中NO 被氧化，反应过程中H＋被消耗，pH 增大，
1
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故A、B、D 错误。
3．已知二氧化硒是一种氧化剂，它可由Se＋2H2SO4(浓)===2SO2↑＋SeO2＋2H2O 制取。又知离子方程式
aSeO2＋bSO2＋cH2O===aSe＋b__X__＋d__Y__；则关于下列叙述正确的是( )
A．a∶b＝1∶1 B．Y 为OH－
C．氧化性为SeO2＞H2SO4(浓) D．若每生成0.2 mol X 则该反应转移0.4NA个电子
【答案】D
【解析】根据题意SeO2是氧化剂，则可将二氧化硫氧化为硫酸，根据原子守恒知X 是硫酸，Y 不含Se、
S，则没有Y 生成，根据得失电子相等知a∶b＝1∶2，A、B 错误，D 正确；根据氧化性：氧化剂＞氧化产
物知C 错误。
4．新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中
稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示；
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：
________FeCl3＋________NaOH＋________NaClO―→________Na2FeO4＋________＋________。其中
氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为______________________。
【答案】(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H2O NaClO (2)Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4＋2NaOH
【解析】(1)反应中NaClO 是氧化剂，还原产物是NaCl，根据元素守恒，可知反应式中需要补充NaCl 和
H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3＋10NaOH＋3NaClO===2Na2FeO4＋9NaCl＋5H2O。(2)根据(1)
中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物，可知“转化”过程是在加入KOH 溶液后，将Na2FeO4
转化为溶解度更小的K2FeO4。
5．四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域
多种潜在应用的有力工具。水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4↓＋S4O
＋2H2O。请回答下列问题。
(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是 。
(2)反应的离子方程式中x＝ 。
(3)每生成1 mol Fe3O4，反应转移的电子为 mol，被Fe2＋还原的O2的物质的量为 mol。
【答案】(1)Fe2＋、S2O (2)4 (3)4 0.5
【解析】(2)根据电荷守恒得：x＋2×2－3×2＝2，解得x＝4。(3)根据还原剂失电子总数等于氧化剂得电子
总数，当生成 1 mol Fe3O4时，转移的电子数即1 mol O2得电子总数，为4 mol。设被Fe2＋还原的O2的物质
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的量为x，根据电子守恒得：4x＝1 mol×3×，解得x＝0.5 mol。
6．对于反应3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，以下叙述正确的是（ ）
A．Cl2是氧化剂，NaOH 是还原剂
B．被氧化的氯原子和被还原的氯原子的个数之比为5∶1
C．Cl2既做氧化剂又做还原剂
D．氧化剂得电子数与还原剂失电子数之比为5∶1
【答案】C
【解析】A.反应中只有Cl 元素的化合价变化，Cl2既做氧化剂又做还原剂，故A 错误；
B.由反应可知，1 个Cl 原子失去电子，被氧化，5 个Cl 原子得到电子被还原，被氧化的氯原子和被还原的
氯原子的个数之比为1∶5，故B 错误；
C. 反应中只有Cl 元素的化合价变化，Cl2既做氧化剂又做还原剂，故C 正确；
D.氧化还原反应中电子得失守恒，氧化剂得电子数与还原剂失电子数相等，为1∶1，故D 错误；
7．含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，
该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是( )
A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe 和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋2H2SO4
【答案】C
【解析】根据工艺流程所示可知，该工艺中Fe2（SO4）3和H2O 吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化
学方程式为Fe2（SO4）3+2H2O+SO2=2FeSO4+2H2SO4，据此分析解答。
A．从图可以看出，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，可得到化工产品H2SO4，A 正确；
B．根据A 中分析可知，该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B 正确；
C．该过程中化合价发生改变的元素除去Fe 和S 外，还有O，C 不正确；
D．该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，反应方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O=2FeSO4＋
2H2SO4，D 正确；
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8．含碘食盐中的碘元素主要以KIO3的形式存在，I－、I2、
在一定条件下可发生如图转化关系，下列说
法正确的是（ ）
A．只用淀粉－KI 试纸即可检验食盐中是否加碘
B．由图可知氧化性的强弱顺序为：
>Cl2>I2
C．生产等量的碘，途径I 和途径II 转移的电子数之比为5:2
D．途径III 发生反应的离子方程式为：3Cl2＋I－＋3H2O=6Cl－＋
＋6H＋
【答案】D
【解析】A．淀粉遇碘单质变蓝色，而食盐中加入的是KIO3，不是碘单质，KIO3与KI 酸性条件下反应生
成I2，只用淀粉—KI 试纸不能检验食盐中是否加碘，A 错误；
B．根据途径Ⅲ，I－和Cl2反应可得到
，其中Cl2为氧化剂，
为氧化产物，根据氧化剂的氧化性大
于氧化产物，可知氧化性：Cl2＞
，B 错误；
C．途径Ⅰ的离子方程式为2I－＋Cl2=2Cl－＋I2，生成1molI2，转移2mol 电子；途径Ⅱ的离子方程式为2
＋5
=I2＋5
＋H2O＋3H＋，生成1molI2，转移10mol 电子；转移的电子数之比为2：10=1：
5，C 错误；
D．途径Ⅲ，Cl2和I－反应生成
，Cl2转化为Cl－，离子方程式为3Cl2＋I－＋3H2O=6Cl－＋
+6H＋，D
正确
9．常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI
级高效安全消毒剂。常温下，它可用氯酸钠固体与浓盐酸反应制备得到，该反应体系中的物质有NaCl 、
H2O、ClO2、NaClO3、Cl2、HCl。
(1)写出并配平该反应的化学方程式 _____________________________________。
(2)该反应的还原产物是_____________。
(3)在标准状况下，如果反应中生成11．2L 氯气，则被氧化的HCl 的物质的量为______，转移电子数目为
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___________。
(4)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中还原产物中氯元素为负一价)，以除去水中硫化物产生的臭味。取适量
ClO2通入到含有H2S(二元弱酸)的水中，再向其中加入少量氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成。写出ClO2
与H2S 水溶液反应的离子方程式_________________________________。
【答案】(1)2NaClO3 + 4HCl(浓)= 2ClO2↑ + Cl2↑ + 2H2O + 2NaCl
(2)ClO2 (3)1mol 6．02×1023或NA
(4)5H2S + 8ClO2 + 4H2O = 5SO4
2－ + 8Cl－ + 18H+
【解析】(1)氯酸钠具有强氧化性，浓盐酸具有还原性，氯酸钠固体与浓盐酸发生氧化还原反应生成二氧化
氯、氯气、氯化钠和水，反应的化学方程式为2NaClO3 + 4HCl(浓)= 2ClO2↑ + Cl2↑ + 2H2O + 2NaCl；(2)反应
中，NaClO3是氧化剂，被浓盐酸还原为ClO2，则还原产物为ClO2；(3)由方程式可得被氧化氯化氢、氯气
和转移电子数目关系如下：2 HCl~Cl2↑~2e—，标准状况下，11．2L 氯气的物质的量为0.5mol，则被氧化的
氯化氢和转移电子的物质的量均为0.5mol×2=1mol，转移的电子数目为6．02×1023或NA；(4)由题意可知，
ClO2与H2S 水溶液发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平，反
应的离子方程式为H2S + 8ClO2 + 4H2O = 5SO4
2－+ 8Cl－+ 18H+。
10．化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱
的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)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
____________________________________________________________。
(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、
NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2
的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________mol；产生“气泡”的化学方程式为
___________________________________________________________________。
【答案】(1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O
(2)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
【解析】(1)由新制的HgO 和Cl2反应制备Cl2O，由于该反应为歧化反应，所以只有氯元素的化合价发生变
化，由0 价变为＋1 价和－1 价，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(2)由题意知，在
NaClO2 生成ClO2 的过程中，发生歧化反应，NaClO2 既是氧化剂，又是还原剂，4NaClO2――→4ClO2，
NaClO2――→NaCl，每生成4 mol ClO2，需消耗5 mol NaClO2，所以每生成1 mol ClO2，需消耗 mol(即1.25
mol) NaClO2。产生的气泡的成分为CO2，反应的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋
H2O。
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1．水热法制备直径为1-100nm 的颗粒Y(化合物），反应原理为3Fe2++2
+O2+aOH-=Y+
+2H2O，下列说法中不正确的（ ）
A．a=4
B．将Y 均匀分散到水中形成的体系具有丁达尔效应
C．Fe2+、
都是还原剂
D．每有3molFe2+参加反应，反应中转移的电子总数目为5NA
【答案】D
【解析】制备Y 为胶体粒子，本身不带电，从电荷守恒的角度分析，6-4-a=-2，所以a=4．可配平反应的离
子方程式：3Fe2++2S2O3
2-+O2+4OH-═Y+S4O6
2-+2H2O，根据铁元素和氧元素守恒，可知Y 为Fe3O4，所以该
离子方程式为3Fe2++2S2O3
2-+O2+4OH-═Fe3O4+S4O6
2-+2H2O。
A．根据电荷守恒可知，a＝2＋6－2×2＝4，选项A 正确；
B．微粒直径在1nm～100nm 之间，形成的分散性是胶体，选项B 正确；
C．根据方程式可知，铁元素的化合价从＋2 价部分升高到＋3 价，失去电子，被氧化；硫元素的化合价从
＋2 价升高到＋2.5 价，失去电子被氧化，作还原剂；故Fe2+、
都是还原剂，选项C 正确；
D．2S2O3
2-→S4O6
2-失电子2 mol、1molO2得电子4mol，根据电子守恒，3Fe2+失电子2 mol，每有3 mol Fe2+
参加反应，反应中转移的电子总数为4 NA，选项D 不正确；
2．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体，将这些气体与1.68 L
O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1
NaOH 溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH 溶液的体积是________mL。
【答案】60
【解析】 由题意可知，HNO3，则Cu 失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝
2×＝0.15 mol。根据质量守恒及NaOH 和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝
0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
3．实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体，测得反应体系中O2含量的变
化如图。
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下列说法不正确的是
A．有O2生成推测发生了反应：2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
B．bc 段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3=2Na2SO4有关
C．可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b 点固体中是否含有Na2SO4
D．产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
【答案】C
【解析】向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体，由图像可知发生的反应可能有:①2Na2O2+2SO2
=2Na2SO3+O2；②2Na2SO3+O2 =2Na2SO4，无法判断③Na2O2+ SO2=2Na2SO4是否发生；
A．根据分析可知，有O2生成推测发生了反应：2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2，选项A 正确；
B．bc 段O2含量下降，可能是发生反应O2+2Na2SO3=2Na2SO4，选项B 正确；
C．HNO3具有强氧化性，能将
氧化为
，不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b 点固体中是否含有
Na2SO4，选项C 不正确；
D．虽然无法判断Na2O2+ SO2=2Na2SO4是否发生，但产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的，
同时发生①2Na2O2+2SO2 =2Na2SO3+O2、Na2O2+ SO2=2Na2SO4等反应，选项D 正确；
答案选C。
4．关于反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O，下列说法正确的是( )
A．H2SO4发生还原反应
B．Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D．1mol Na2S2O3发生反应，转移4mol 电子
【答案】B
【解析】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O，该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发上歧化
反应生成硫和二氧化硫，化合价发生变化的只有S 元素一种，硫酸的作用是提供酸性环境。A 项，H2SO4
转化为硫酸钠和水，其中所含元素的化合价均未发生变化，故其没有发生还原反应，A 不正确；B 项，
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Na2S2O3中的S 的化合价为+2，其发生歧化反应生成S(0 价)和SO2(+4 价)，故其既是氧化剂又是还原剂，B
正确；C 项，该反应的氧化产物是SO2，还原产物为S，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1，C 不
正确；D 项，根据其中S 元素的化合价变化情况可知，1mol Na2S2O3发生反应，要转移2 mol 电子，D 不正
确。故选B。
5．火法炼铜的原理Cu2S+O2
2Cu+SO2.下列说法正确的是( )
A．+1 的Cu 被O2还原成了Cu 单质
B．0.5 mol O2得到的电子，可氧化得到SO2 11.2 L
C．每生成64 g Cu 电子转移的总数约为3×6.02×1023
D．为了提高铜矿的利用率，O2应过量
【答案】C
【解析】A 项，该反应中，Cu2S 中铜元素和O2中氧元素的化合价都降低，则氧化剂为Cu2S 和O2，故A 错
误； B 项，0.5 mol O2得到的电子，在标准状况下，可氧化得到SO2 11.2 L，故B 错误；C 项，根据方程
式可知没生成2molCu 转移电子6mol，64 g Cu 为1mol，没生成1molCu 电子转移的总数约为3×6.02×1023，
故C 正确；D 项，为了提高铜矿的利用率，应该粉碎铜矿增大接触面积，故D 错误；故选C。
6．高铜酸钠(NaCuO2)是黑色难溶于水的固体，具有强氧化性，在中性或碱性环境下稳定。一种制备高铜
酸钠的原理为：2Cu+3NaClO+2NaOH=2NaCuO2+3NaCl+H2O。下列说法错误的是( )
A．NaCuO2中铜的化合价为+3 价
B．1molClO-参加反应转移2mol 电子
C．反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶3
D．NaCuO2与稀硫酸反应的离子方程式为：4CuO2
-+12H+=4Cu2++O2↑+6H2O
【答案】D
【解析】A 项，NaCuO2中Na 为+1 价、O 为-2 价，则铜的化合价为+3 价，故A 正确；B 项，ClO-→Cl-，氯
元素的化合价由+1 下降到-1，所以1molClO-参加反应转移2mol 电子，故B 正确；C 项，该反应中Cu 元素
化合价升高，则NaCuO2为氧化产物，Cl 元素化合价降低，则NaCl 为还原产物，两者的物质的量之比为
2：3，故C 正确；D 项，NaCuO2中铜的化合价为+3 价，与稀硫酸反应Cu 不变价，离子方程式为：CuO2
-
+4H+=Cu3+ +2H2O，故D 错误；故选D。
7 ． KIO3 常用作食盐中的补碘剂，可用“ 氯酸钾氧化法” 制备，该方法的第一步反应为
6I2+11KClO3+3H2O
6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A．产生22.4L(标准状况)Cl2时，反应中转移10mol e﹣
B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11：6
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C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3
-的存在
【答案】A
【解析】分析反应6I2+11KClO3+3H2O
6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑可知，I 元素化合价由0 价升高到+5 价，I2为
还原剂，Cl 元素化合价由+5 价降到﹣1 价和0 价，KClO3作为氧化剂。A 项，依据分析生成3molCl2为标准，
反应转移60mole﹣，产生22.4L(标准状况)即1molCl2时，反应转移20mol e﹣，故A 错误；B 项，依据方程式
可知，I 元素化合价由0 价升高到+5 价，I2为还原剂，Cl 元素化合价由+5 价降到﹣1 价和0 价，KClO3作为
氧化剂，I2为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为11：6，故B 正确；C 项，漂白粉可由生成的氯气
与石灰乳反应制得，发生反应2Ca(OH)2+2Cl2═CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故C 正确；D 项，在酸性溶液中IO3
﹣和I﹣发生反应：IO3
﹣+5I﹣+6H+＝3I2+3H2O，可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3
﹣的存在，故D 正
确；故选A。
8．一定条件下，在水溶液中1molClO ；(x=0，1，2，3，4)的相对能量(kJ)大小如图所示。下列有关说法
正确的是
A．上述离子中最稳定的是C
B．B→A+D 反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO (aq)+116kJ
C．上述离子中结合H+能力最强的是E
D．一定温度下，Cl2与NaOH 溶液反应产物中有A、B、D，则三者的浓度之比可能为10∶1∶2
【答案】B
【解析】由图可知A 为Cl-，B 为ClO-，C 为
，D 为
，E 为
，据此作答。
A．物质具有的能量越低越稳定，由图可知，最稳定的是A，A 错误；
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B．B→A+D 反应的化学方程式为
，生成物的总能量减去反应物的总能量
=
，故放出116kJ 能量，B 正确；
C．酸越弱，酸根离子结合氢离子能力越强，同种元素的含氧酸，化合价越高，酸性越强，故酸性
HClO3>HClO2>HClO，结合氢离子能力ClO-最强，即结合氢离子能力最强的B，C 错误；
D． 一定温度下，Cl2与NaOH 溶液反应产物中有Cl-，ClO-，
，若三者浓度之比为10:1:2，得失电子比
=10:(2+2×5)=5:6，得失电子不守恒，D 错误；
故选B。
9．立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立
德粉：
在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为__________________________。
回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应
的化学方程式为_____________________________________________________。
【答案】 BaSO4＋4C========BaS＋4CO↑ CO＋H2O(g)=====CO2＋H2
【解析】由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS 溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中
BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS 和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气
体CO，即CO 与H2O 反应生成CO2和H2。
10.绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬
盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—
Al—Mg 的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
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(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是____________(填元素符号)。
(2)工序①的名称为____________________。
(3)滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为______________________________。
(5)物质V 可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为
____________________________，可代替NaOH 的化学试剂还有_______(填化学式)。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_____________________(填“①”或“②”或“③”或“④”)
参与内循环。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH 为____________________。(通常认为溶液中离子浓度
小于10-5mol•L-1为沉淀完全；A1(OH)3+OH-
Al(OH)4
-：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[A1(OH)3]=10-33)
【答案】(1)Fe、Cr (2)溶解浸出 (3)MgO、Fe2O3
(4)2Na2CrO4+2CO2+H2O= Na2Cr2O7+2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO3
8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O Na2CO3
(6)② (7)8.37
【解析】由题给流程可知，铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应为，在熔融氢氧化钠作
用下，Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁，氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠，氧化
镁不反应；将氧化后的固体加水溶解，过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣1 和含有过量氢氧化钠、铬酸
钠、偏铝酸钠的滤液；将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液；向铬
酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀；向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气
体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；向滤渣1 中通入二氧化碳和水蒸气，氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转
化为碳酸氢镁溶液；碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气，二氧化碳、水蒸气可以
在工序②循环使用；碳酸镁高温煅烧得到氧化镁。(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是铁元素和铬元素；
(2)由分析可知，工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质；(3)滤渣Ⅰ的主要成分是氧化铁和氧化
镁；(4)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀，反应的离
子方程式为2Na2CrO4+2CO2+H2O= Na2Cr2O7+2NaHCO3↓；(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠
发生的主要反应为高温下，Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水，反应的
化学方程式为4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO3
8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O；若将碳酸氢钠换为碳酸
钠也能发生类似的反应；(6)热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣1 中可以
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将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回工序为工序②；(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全
转化为沉淀的反应为Al(OH)4
- +H+
A1(OH)3+H2O，反应的平衡常数为K1=
=
=
=1013.37，当c[Al(OH)4
-]为10—5mol/L 时，溶液中氢离子浓度为
=
mol/L=10—8.37mol/L，则溶液的pH 为8.37。
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