)+c(OH
)
5.【2018合肥调研检测】高铁酸钾(K2FeO4)是一种常用的水处理剂。
工业制备高铁酸钾的离子方程式为3ClO
+2Fe3++10OH
===2FeO
+3Cl
+5H2O。
下列相关叙述不合理的是()
A.K2FeO4中铁元素的化合价是+6
B.制得1molK2FeO4转移3mole
C.Fe3+的氧化性强于FeO
的
D.氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶3
6.【2018惠州调研】科学家用金属钠还原CCl4和SiCl4制得一种一维SiC纳米棒,相关反应的化学方程式为8Na+CCl4+SiCl4===SiC+8NaCl。
下列说法不正确的是()
A.一维SiC纳米棒“比表面积”大,对微小粒子有较强的吸附能力
B.上述反应中SiC既是氧化产物又是还原产物
C.SiCl4是由极性键构成的非极性分子
D.每生成1molSiC转移8mol电子
7.【2018昌乐一模】白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:
(1)P4+10CuSO4+16H2O===10Cu+4H3PO4+10H2SO4
(2)11P4+60CuSO4+96H2O===20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
下列有关说法中错误的是()
A.在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂
B.在上述两个反应中,氧化产物都是H3PO4
C.在反应
(2)中,当有5molCuSO4发生反应时,共转移10mol电子
D.在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜
8.【2018阜阳第一次联考】生产生活中的化学电源、金属冶炼、环境污染等都与氧化还原反应息息相关,研究氧化还原反应,对人类进步和社会发展都具有极其重要的意义。
(1)已知下列反应在一定条件下可以发生:
H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O;H2O2+2Fe3+===2Fe2++2H++O2↑
①通过观察以上两个反应,对其中Fe2+的认识是。
②I2和Fe2+一样也能与H2O2发生上述类似反应,类比上述反应,在下面空格上填入合适的化学方程式:
H2O2+I2===2HIO;。
总的化学方程式为。
(2)据报道某地周边污水渗坑给该地的水环境带来隐患,目前采用多种方法对污水进行处理,改善水资源状况。
①碱性环境下,Cl2可将水中残存的CN
转化为两种无毒的气体,则该反应生成两种无毒气体的物质的量之比为。
②酸性环境下,向含重铬酸根(Cr2O
)的废水中加入FeSO4溶液,然后调节溶液pH,使生成的Cr3+转化为Cr(OH)3,写出第一步反应的离子方程式。
9.【2018黄冈调研】髙锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂。
(1)有下列变化:
CO
→CO2、C2O
→CO2、Fe3+→Fe2+,找出其中一个变化与“MnO
→Mn2+”组成一个反应,写出该反应的离子方程式。
(2)不同条件下高锰酸钾可发生如下反应:
MnO
+5e-+8H+
Mn2++4H2O;MnO
+3e
+2H2O
MnO2+4OH
;MnO
+e
MnO
。
由此可知,高锰酸根离子(MnO
)反应后的产物与有关。
(3)高锰酸钾溶液可代替二氧化锰用来制取Cl2,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
(4)高锰酸钾溶液与硫化亚铁有如下反应:
10FeS+6KMnO4+24H2SO4===3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O,若上述反应前后固体的质量减少了2.8g,则FeS与KMnO4反应转移的电子数目为。
(用NA表示)
10.【2018南昌联考】某工厂对工业污泥中的Cr回收与再利用的工艺如图(已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
1.9
7
沉淀完全时的pH
3.2
9
11.1
8
9(>9溶解)
(1)实验室用98%(密度为1.84g·cm-3)的浓硫酸配制200mL4.8mol·L-1的硫酸溶液,配制时需要量取98%的浓硫酸的体积为mL(保留小数点后一位小数),所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需。
(2)过滤操作时,需要对沉淀进行洗涤,洗涤沉淀的方法是。
(3)加入H2O2的作用一方面是氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(CrO
或Cr2O
),以便于与杂质离子分离;另一方面是。
(用离子方程式表示)
(4)调节溶液的pH=8除去的杂质离子是。
(5)钠离子交换树脂的原理为Mn++nNaR
MRn+nNa+,被交换的杂质离子是。
(6)通SO2气体时,还原过程发生以下反应(填写缺项物质并配平):
Na2Cr2O7+ SO2+ === Cr(OH)(H2O)5SO4+ Na2SO4。
一、考点透视
1.【答案】
(1)①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+②排除c中空气
(2)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
【解析】在盐酸溶液中锌把Cr3+还原为Cr2+,同时产生氢气排尽装置中的空气防止氧化。
生成的氢气导致c中压强增大,可以把生成的CrCl2压入d装置发生反应,据此解答。
(1)①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,说明Cr3+被锌还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+;②锌还能与盐酸反应生成氢气,由于装置中含有空气,能氧化Cr2+,所以氢气的作用是排除c中空气;
(2)由于d装置是敞开体系,因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产品不纯。
2.【答案】
(1)2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2HSO
(2)Zn+Cd2+===Zn2++Cd
(3)Zn2++2e-===Zn溶浸
【解析】焙烧时硫元素转化为SO2,然后用稀硫酸溶浸,生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉,二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣,由于硫酸铅不溶于水,因此滤渣1中还含有硫酸铅。
由于沉淀亚铁离子的pH较大,需要将其氧化为铁离子,通过控制pH得到氢氧化铁沉淀;滤液中加入锌粉置换出Cd,最后将滤液电解得到金属锌,据此将解答。
(1)由于闪锌矿的主要成分是ZnS,因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2。
(2)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,反应的离子方程式为Zn+Cd2+===Zn2++Cd。
(3)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极发生得到电子的还原反应,因此阴极是锌离子放电,则阴极的电极反应式为Zn2++2e-===Zn;阳极是氢氧根放电,破坏水的电离平衡,产生氢离子,所以电解后还有硫酸产生,因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。
3.【答案】
(1)2As2S3+5O2+6H2O===4H3AsO4+6S
【解析】
(1)根据题给信息可以得到As2S3—O2→H2AsO4—S,,As2S3总共升高10价,根据得失电子守恒配平得到2As2S3+5O2→4H2AsO4+6S,再考虑质量守恒,反应前少12个H和6个O,所以反应原理为:
2As2S3+5O2+6H2O===4H3AsO4+6S
4.【答案】
(1)2∶7
【解析】
(1)FeO·Cr2O3是还原剂,氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3,每摩尔转移7mol电子,而NaNO3是氧化剂,还原产物为NaNO2,每摩尔转移2mol电子,根据电子守恒,FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7。
二、考点突破
1.【答案】D
【解析】A选项,呼吸面具中的过氧化钠通过与CO2和H2O反应来提供氧气,发生的反应是氧化还原反应;B选项,电解氧化铝制备金属铝,反应中有单质生成,是氧化还原反应;C选项,氮气与氢气反应生成氨
气,是氧化还原反应;D选项,用铵盐与碱加热制氨气属于复分解反应,与氧化还原反应无关。
2.【答案】B
【解析】锰元素的化合价从+7价降为+2价,故KMnO4作氧化剂,A正确;H2C2O4中C元素的化合物从+3价升高为+4价,故H2C2O4是还原剂,发生氧化反应,B错误;根据质量守恒可知,框内物质是H2O,C正确;该离子方程式配平后为2MnO
+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,故有6molH+参与反应时,转移10mol电子,D正确。
3.【答案】D
【解析】根据题意知,M的化学式为Cr(NH3)3O4,且含有2个过氧键,而H2O2含有1个过氧键,类比H2O2的结构可知,M中O为-1价,则Cr为+4价,A错误;由已知方程式可知,Cr(NH3)3O4中过氧键来自H2O2,反应前有3个H2O2,反应后生成的M中含有2个过氧键,则参与反应的H2O2只有三分之一被氧化,B错误;因为Cr(NH3)3O4中Cr为+4价,具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,溶液会由浅绿色变为黄色,C错误;由反应方程式可知,生成1molM,转移2mol电子,则转移0.2mol电子时,生成M的质量为16.7g,D正确。
4.【答案】B
【解析】a=0.1时,Br2不足,只有I
被氧化,反应的离子方程式为2I
+Br2===I2+2Br
,故A项正确;当a=0.25时,0.2molFeI2溶液中含有0.2molFe2+、0.4molI
,0.4molI
完全反应消耗0.2molBr2,剩余的0.05molBr2能够氧化0.1molFe2+,所以正确的反应为2Fe2++8I
+5Br2===2Fe3++4I2+10Br
,故B项错误;溶液中含有0.4molI
,当有0.2molI
被氧化时,消耗0.1molBr2转化为0.2molBr
,则反应后溶液中c(I
)和c(Br
)相等,故C项正确;当0.2完全被氧化,Fe2+部分被氧化,根据电荷守恒可知溶液中各离子浓度的关系为2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Br
)+c(OH
),故D项正确。
5.【答案】C
【解析】根据化合物中各元素正负化合价的代数和等于0,可计算出K2FeO4中铁元素的化合价是+6,A项正确。
根据题给离子方程式可知,制得1molK2FeO4转移3mol电子,B项正确。
FeO
的氧化性强于Fe3+的,C项错误。
该反应中氧化产物是FeO
,还原产物是Cl
,二者的物质的量之比为2∶3,D项正确。
6.【答案】B
【解析】A项,一维SiC纳米棒属于纳米材料,由于颗粒比表面积大,因此对微小粒子有较强的吸附能力,正确;B项,在反应8Na+CCl4+SiCl4===SiC+8NaCl中,C由反应前CCl4中的+4价变为反应后SiC中的-4价,化合价降低,Si的化合价在反应前后不变,所以SiC只是还原产物,不正确;C项,SiCl4分子中的Si—Cl键是极性共价键,形成的分子是正四面体结构,因此SiCl4是由极性键构成的非极性分子,正确;D项,根据方程式可知每生成1molSiC转移8mol电子,正确。
7.【答案】D
【解析】两个反应中,反应物水中H、O元素的化合价均没有变化,故水既不是氧化剂也不是还原剂,A项正确;两个反应中,H3PO4中的磷元素均来自单质磷,且两个反应中化合价升高的元素均只有磷元素,故B项正确;反应
(2)中部分磷元素的化合价升高,部分磷元素的化合价降低,铜元素的化合价降低,故氧化剂不只有硫酸铜,反应
(2)中当有60molCuSO4参加反应时,转移120mol电子,C项正确,D项错误。
8.【答案】
(1)①Fe2+为过氧化氢分解的催化剂 ②2HIO+H2O2=I2+2H2O+O2↑ 2H2O2
2H2O+O2↑
(2)①n(CO2)∶n(N2)=2∶1 ②Cr2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】
(1)已知下列反应在一定条件下能发生:
H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O;H2O2+2Fe3+===2Fe2+
+2H++O2↑,①通过观察以上两个反应,将两方程式相加,得2H2O2===2H2O+O2↑,则Fe2+为该反应的催化剂;②用总反应2H2O2===2H2O+O2↑减去H2O2+I2===2HIO得2HIO+H2O2===I2+2H2O+O2↑;总的化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑;
(2)①2CN
+8OH
+5Cl2===2CO2+N2+10Cl
+4H2O,生成两种无毒气体CO2和N2的物质的量之比为2∶1;②酸性环境下,Cr2O
能够将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原为Cr3+,反应的离子方程式为Cr2O
+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
9.【答案】
(1)2MnO
+5C2O
+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
(2)酸碱性环境
(3)1∶5
(4)0.15NA
【解析】
(1)CO
→CO2、C2O
→CO2、Fe3+→Fe2+,其中发生氧化反应的只有C2O
→CO2,故能有C2O
与MnO
发生反应,其离子方程式为2MnO
+5C2O
+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(2)根据离子反应方程
式可知,在不同的酸碱性条件下,高锰酸根离子反应后得到的产物不同。
(3)高锰酸钾用来制取Cl2,反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,部分氯元素化合价升高,故部分反应物HCl是还原剂,锰元素化合价降低,故反应物KMnO4是氧化剂。
其中所有锰元素化合价降低,部分氯元素化合价升高,故氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶5。
(4)10FeS+6KMnO4+24H2SO4===3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O,反应物中固体为FeS,产物中固体为单质S,反应前后质量减少2.8g,根据差量法计算可知,共有0.05molFeS发生反应,由S2-→S、Fe2+→Fe3+知,转移0.05mol×3=0.15mol电子,故反应转移的电子数目为0.15NA。
10.【答案】
(1)65.2 250mL容量瓶、胶头滴管
(2)沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水,至刚好浸没沉淀物,等蒸馏水自然流尽后,再重复操作2~3次
(3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(4)Fe3+、Al3+
(5)Ca2+、Mg2+
(6)1 3 11 H2O 2 1
【解析】
(1)由于实验室中没有200mL的容量瓶,故配制200mL4.8mol·L-1的硫酸溶液时需要用250mL的容量瓶,根据题中数据可求出浓硫酸的物质的量浓度为
mol·L-1=18.4mol·L-1,设配制该硫酸溶液时需要量取的浓硫酸的体积为V,则18.4mol·L-1×V=4.8mol·L-1×250mL,解得V≈65.2mL。
(3)H2O2不仅能氧化Cr3+,还能将Fe2+氧化成Fe3+:
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(4)根据表中数据可知当调节溶液的pH=8时,Al3+和Fe3+均完全转化成沉淀除去。
(5)根据硫酸浸取液中含有Cr3+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+及题给流程图可知,被交换的杂质离子应为Ca2+和Mg2+。
(6)根据得失电子守恒和原子守恒配平该反应的化学方程式。