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考点5 氧化还原反应
[题组一 基础小题]
1.亚硝酸(HNO2)及其钠盐参加反应时既可作氧化剂又可作还原剂。当它们作还原剂时,生成的含氮产物可能是( )
A.NO B.N2 C.NO2 D.NH3
答案 C
解析 HNO2中的N元素显+3价,当它作还原剂时,氮元素化合价必然升高。
2.化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应是四种基本化学反应类型。下列变化属于氧化还原反应,但是不属于四种基本反应类型的是( )
A.CO+CuOCu+CO2
B.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
C.2O33O2
D.Cl2+2FeCl2===2FeCl3
答案 A
解析 A项为氧化还原反应,但并不属于四种基本反应类型,符合题意;B项为置换反应,错误;C项不是氧化还原反应,错误;D项为化合反应,错误。
3.已知反应①2BrO+Cl2===Br2+2ClO、②5Cl2+I2+6H2O===2HIO3+10HCl、③ClO+5Cl-+6H+===3Cl2+3H2O,下列物质氧化能力强弱顺序正确的是( )
A.ClO>BrO>IO>Cl2
B.BrO>Cl2>ClO>IO
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C.BrO>ClO>Cl2>IO
D.Cl2>BrO>ClO>IO
答案 C
解析 反应①中BrO为氧化剂,ClO为氧化产物,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以氧化性BrO>ClO;②中Cl2为氧化剂,HIO3为氧化产物,氧化性Cl2>IO;③中ClO为氧化剂,Cl2为氧化产物,氧化性ClO>Cl2,综上氧化性:BrO>ClO>Cl2>IO。
4.下列有关反应SiO2(g)+3C(s)===SiC(s)+2CO(g) ΔH>0的叙述中,正确的是( )
A.氧化剂是SiO2
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.碳在反应中只作还原剂
D.若生成1 mol SiC,则转移电子为2 mol
答案 B
解析 该反应的氧化剂和还原剂都是碳,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A、C项错误,B项正确;生成1 mol SiC转移电子为4 mol,D项不正确。
5.某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH),需用30 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的价态是( )
A.+2 B.+1
C.0 D.-1
答案 C
解析 在氧化还原反应中电子得失数目相等。假设在反应后X的化合价为x,则2.4×10-3×(5-x)=0.03×0.2×2,解得x=0,因此C选项正确。
6.Cl2是纺织工业常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O和Cl2反应的产物之一为SO。下列说法不正确的是( )
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A.该反应中还原剂是S2O
B.H2O参与该反应,且做氧化剂
C.根据该反应可判断氧化性:Cl2>SO
D.上述反应中,每生成1 mol SO,可脱去2 mol Cl2
答案 B
解析 根据S2O和Cl2反应的产物之一为SO,离子方程式为S2O+4Cl2+5H2O===2SO+8Cl-+10H+,选项B错误。
7.下列说法正确的是( )
A.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
B.失电子难的原子获得电子的能力一定强
C.得到电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
D.要实现Fe2+→Fe3+的转化,必须加入氧化剂
答案 D
解析 中间价态的阳离子有还原性,如Fe2+,有些阴离子具有氧化性,如ClO-,A错误;稀有气体既难得电子,又难失电子,B错误;氧化性强弱的依据是得电子的能力强弱,而不是得电子数的多少,C错误。
8.24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为( )
A.+2价 B.+3价 C.+4价 D.+5价
答案 B
解析 设还原产物中Cr的化合价为x。
Na2 Na2,失电子的物质的量为
0.024 L×0.05 mol·L-1×2=0.0024 mol;
K2 2,得电子的物质的量为0.02 L×0.02 mol·L-1×(6-x)×
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2,氧化剂与还原剂恰好完全反应,且得失电子数相等,所以有0.02 L×0.02 mol·L-1×(6-x)×2=0.0024 mol,解得x=3。
9.NaNO2是一种食品添加剂,过量摄入能致癌。酸性KMnO4 溶液与NaNO2反应的方程式是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 该反应的方程式为2MnO+5NO+6H+===2Mn2++5NO+3H2O,D项错误;反应中NO被氧化,A项错误;反应过程中消耗H+,溶液的pH增大,B项错误。
10.已知铅+2价稳定,6种物质:H2O、PbO2、Pb(NO3)2、HMnO4、HNO3和Mn(NO3)2可以组成一个化学方程式。下列有关说法正确的是( )
A.反应物中发生氧化反应的物质是PbO2
B.被还原的元素是Mn(NO3)2中的Mn
C.反应中1 mol氧化剂得到5 mol电子
D.将化学反应方程式配平后的PbO2与Mn(NO3)2的化学计量数之比为5∶2
答案 D
解析 铅+2价稳定,说明该反应是发生PbO2→Pb(NO3)2的过程,则发生的反应为5PbO2+6HNO3+2Mn(NO3)2===5Pb(NO3)2+2HMnO4+2H2O,D项正确;反应方程式中,PbO2是氧化剂,被还原,1 mol PbO2得到2 mol电子生成Pb2+,故A、B、C均错误。
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11.实验室为监测空气中汞蒸气的含量,往往悬挂涂有CuI的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量,其反应为4CuI+Hg===Cu2HgI4+2Cu。下列说法中正确的是( )
A.该反应的氧化剂为CuI,氧化产物为Cu
B.产物Cu2HgI4中,Cu元素的化合价为+2
C.当有2 mol CuI参与反应时,转移电子为1 mol
D.由Cu2+与I-直接反应制得CuI的离子方程式为Cu2++I-===CuI
答案 C
解析 ,氧化剂为CuI,还原产物为Cu,A错误;Cu2HgI4中Cu元素的化合价为+1,B错误;Cu2+有氧化性,I-有还原性,二者应发生氧化还原反应,D错误。
12.将NH4CuSO3加入足量稀硫酸溶液微热,有红色固体和刺激性气味的气体生成,溶液变蓝色。据此判断下列说法不正确的是( )
A.反应中硫酸只表现酸性
B.刺激性气味的气体是氨气
C.红色固体是金属铜
D.1 mol NH4CuSO3完全反应时转移0.5 mol电子
答案 B
解析 本题考查氧化还原反应。反应中硫酸只提供酸性环境,不参加氧化还原反应,A正确;酸性条件下不生成氨气,由离子方程式可知生成气体为二氧化硫,B错误;生成红色固体为铜,C正确;反应只有Cu元素的化合价发生变化,分别由+1→+2,+1→0,反应的离子方程式为2NH4CuSO3+4H+===Cu+Cu2++2SO2↑+2H2O+2NH,每2 mol NH4CuSO3参加反应转移1 mol电子,则1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子,D正确。
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13.某离子反应涉及H2O、NH、NO、H+、Zn、Zn2+六种微粒。其中c(NH)随反应的进行逐渐增大。下列判断正确的是( )
A.该反应的氧化产物是NH
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2
C.消耗1 mol还原剂,转移2 mol电子
D.反应后溶液的酸性明显增强
答案 C
解析 c(NH)随反应的进行逐渐增大,说明NH是生成物之一,则可以写出反应的离子方程式:4Zn+10H++NO===4Zn2++NH+3H2O,可以看出NH是还原产物,A错误;氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,B错误;消耗1 mol还原剂,转移2 mol电子,C正确;反应后溶液的酸性明显减弱,D错误。
[题组二 高考小题]
14.[2014·大纲卷]已知:将Cl2通入适量KOH溶液,产物中可能有KCl、KClO、KClO3,且的值与温度高低有关。当n(KOH)=a mol时,下列有关说法错误的是( )
A.若某温度下,反应后=11,则溶液中=
B.参加反应的氯气的物质的量等于a mol
C.改变温度,反应中转移电子的物质的量ne的范围:a mol≤ne≤a mol
D.改变温度,产物中KClO3的最大理论产量为a mol
答案 D
解析 A项,可设溶液为1 L,n(Cl-)=11 mol,n(ClO-)=1 mol,则反应中n(得电子)=11 mol,生成1 mol ClO-时只失电子1
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mol,故应生成2 mol ClO(失电子10 mol),即=,A正确;由KCl、KClO、KClO3中n(Cl)=n(K)=n(KOH)=a mol可推知n(Cl2)= mol,B正确;Cl2通入KOH溶液中,可发生
,
当n(KOH)=a mol时,转移电子的物质的量范围:a mol(只发生反应①)≤ne≤a mol(只发生反应②),C正确;若只发生反应②,KClO3可达最大理论产量为 mol,D错误。
15.[2015·海南高考]已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O,则RO中R的化合价是( )
A.+3 B.+4
C.+5 D.+6
答案 D
解析 由反应前后电荷守恒知,3+4=2n+3,得n=2,故RO中R的化合价为+6,选D项。
16.[2014·上海高考]含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则( )
A.被氧化的砒霜为1.98 mg
B.分解产生的氢气为0.672 mL
C.和砒霜反应的锌为3.90 mg
D.转移的电子总数为6×10-5NA
答案 C
解析 首先分析化合价:2O3→H3→s、Zn→Zn2+、H+→H2,As2O3中As元素的化合价降低,As2O3
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被还原,A选项错误;处理数据(把所给数据换算成物质的量):n(As)==2×10-5 mol,所以n(AsH3)=2×10-5 mol、n(As2O3)=1×10-5 mol。依据电子守恒:2O3→H3、Zn→Zn2+,得到n(e-)=2×10-5×6 mol=n(Zn)×2,n(Zn)=6×10-5 mol,质量为3.90 mg,C选项正确、D选项错误;依据2AsH32As+3H2↑,可知n(H2)=n(AsH3)=3×10-5 mol,但B选项没有注明标准状况下,错误。
[题组三 模拟小题]
17.[2017·安徽皖南八校联考]有关反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的下列说法中错误的是( )
A.FeS2既是氧化剂也是还原剂
B.CuSO4在反应中被还原
C.14 mol CuSO4氧化了1 mol FeS2
D.被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7
答案 D
解析 准确分析各元素化合价的变化是解题的关键。
FeS2中的S元素化合价既有升高又有降低,因此FeS2既是氧化剂又是还原剂,被还原的S和被氧化的S的质量比为7∶3,故D项错误,A项正确;CuSO4中Cu元素化合价降低被还原,B项正确;14 mol CuSO4被还原时得到14 mol e-,1 mol FeS2被氧化时失去14 mol e-,故14 mol CuSO4能将1 mol FeS2氧化,C项正确。
18.[2017·湖北八校联考]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:
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①2P+5CuSO4+8H2O===5Cu+2H3PO4+5H2SO4
②11P+15CuSO4+24H2O===5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
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5 mol CuSO4发生反应时,共转移10 mol电子
D.在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜
答案 D
解析 ①反应中P元素化合价由0价变为+5价,Cu元素化合价由+2价变为0价;②反应中P元素化合价由0价变成-3价、+5价,Cu元素化合价由+2价变为+1价,如果有11 mol P参加氧化还原反应,则有的P被氧化,其余的P被还原。在上述两个反应中只有P、Cu元素的化合价变化,所以水既不是氧化剂也不是还原剂,故A正确;两个反应中P元素化合价由0价变为+5价,化合价升高被氧化,所以氧化产物都是H3PO4,故B正确;在反应②中,15 mol CuSO4反应时转移30 mol电子,则当有5 mol CuSO4发生反应时,共转移10 mol电子,故C正确;在反应②中,P元素化合价由0价变为-3价、+5价,所以P既是氧化剂又是还原剂,故D错误。
19.[2017·福建漳州质检]ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂,实验室中可通过以下反应制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。据此,下列说法不正确的是( )
A.KClO3发生还原反应
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D.每生成1 mol ClO2,转移的电子数约为6.02×1023
答案 C
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解析 题给反应中KClO3是氧化剂,发生还原反应,H2C2O4是还原剂,在反应中被氧化,每生成1 mol ClO2,转移电子的物质的量为1 mol,所以A、B、D都正确;在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,所以H2C2O4的还原性强于ClO2的还原性,C不正确。
20.[2017·上海模拟]ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂,还可用于除去水中的CN-离子,转化为2种无毒气体。下列判断正确的是( )
A.ClO2是还原剂
B.1 mol ClO2转移3 mol 电子
C.CN-离子转化为NO2和CO2
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1
答案 D
解析 ClO2是一种高效安全的杀菌剂说明ClO2是强氧化剂,A项错误;ClO2→Cl-得到5个电子,B项错误;CN-转化为2种无毒气体,分别为N2和CO2,C项错误;2CN-→N2+2CO2失去10个电子,2ClO2→2Cl-得到10个电子,氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1,D项正确。
21.[2017·南昌质检]Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当产物中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,下列说法不正确的是( )
A.反应中Cu2S是还原剂,Cu(NO3)2、CuSO4是氧化产物
B.参加反应的n(Cu2S)∶n(HNO3)=1∶7
C.产物n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)=1∶2
D.1 mol Cu2S参加反应时有10 mol电子转移
答案 C
解析 分析反应可知,Cu2S中Cu、S化合价均升高,Cu2S是还原剂,Cu(NO3)2、CuSO4是氧化产物,A项正确;1 mol Cu2S失去10 mol电子,D项正确;设参加反应的Cu2S为1 mol,生成的NO为x
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mol,根据电子守恒:x+3x=10,x=2.5,n(Cu2S)∶n(HNO3)=1∶(2.5+2.5+2)=1∶7,B项正确;再根据铜守恒,n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)=1∶1,C项错误。
22.[2017·邯郸调研]已知酸性K2Cr2O7溶液可与FeSO4溶液反应生成Fe3+和Cr3+。现将硫酸酸化的K2Cr2O7溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7
B.图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol
D.K2Cr2O7与FeSO4反应的物质的量之比为1∶3
答案 D
解析 AB段Fe3+的物质的量没有变化,因此AB段的氧化剂是K2Cr2O7,还原剂是KI,A、B正确;AB段发生的反应是Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O,可求出消耗的Cr2O的量为0.1 mol,BC段的反应是2Fe3++2I-===2Fe2++I2,可求出Fe3+的量为0.9 mol,K2Cr2O7与FeSO4的离子反应是Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,可求出消耗的Cr2O的量为0.15 mol,共消耗Cr2O的量为0.25 mol,C正确,D错误。
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[题组一 基础大题]
23.(1)氯酸是一种强酸,氯酸的浓度超过40%就会迅速分解,反应的化学方程式为8HClO3===3O2↑+2Cl2↑+4HClO4+2H2O。根据题意完成下列小题:
①在上述变化过程中,发生还原反应的过程是________→________(填化学式)。
②该反应的氧化产物是________(填化学式);所得混合气体的平均相对分子质量为________。
(2)已知测定锰的一种方法是:锰离子转化为高锰酸根离子,反应体系中有H+、Mn2+、H2O、IO、MnO、IO。
①有关反应的离子方程式为________________________。
②在锰离子转化为高锰酸根离子的反应中,如果把反应后的溶液稀释到1 L,测得溶液的pH=2,则在反应中转移电子的物质的量为________ mol。
答案 (1)①HClO3 Cl2 ②O2和HClO4 47.6
(2)①2Mn2++5IO+3H2O===2MnO+5IO+6H+ ②1/60(或0.0167)
解析 (1)①根据方程式中化合价的升降可以判断出+5价的氯被还原为0价,故还原过程为HClO3→Cl2。②方程式中化合价升高的有两种元素,故氧化产物是O2和HClO4;混合气体(O2和Cl2)的平均相对分子质量计算如下:(3×32+2×71)÷5=47.6。
(2)①根据题意和氧化还原反应书写规律可以得出2Mn2++5IO+3H2O===2MnO+5IO+6H+。②根据离子方程式,每生成6 mol H+,转移电子的物质的量为10 mol,当1 L溶液的pH=2时,生成n(H+)=0.01 mol,则转移电子为1/60 mol。
24.随着我国工业化水平的不断发展,解决水、空气污染问题成为重要课题。
(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物,NH3
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催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示:
①由上图可知SCR技术中的氧化剂为________。
②用Fe作催化剂加热时,在氨气足量的情况下,当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,写出该反应的化学方程式:__________________________________________________________。
(2)ClO2气体是一种常用的消毒剂,现在被广泛地用于饮用水消毒。自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝;
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液(已知:2S2O+I2===S4O+2I-);
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3。
已知:本题中ClO2在中性条件下还原产物为ClO,在酸性条件下还原产物为Cl-。
请回答下列问题:
①确定操作Ⅱ完全反应的现象______________________。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式为______________________________________。
③若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则水样中ClO2的浓度是________ mg·L-1。
答案 (1)①NO、NO2 ②2NH3+NO+NO22N2+3H2O
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(2)①蓝色消失,半分钟内不变色 ②ClO+4I-+4H+===Cl-+2I2+2H2O ③0.675
解析 (1)②首先写出NH3+NO+NO2―→N2+H2O,然后配平:NH3升高3价,NO+NO2总共降低(2+4)价,依据得失电子守恒可得2NH3+NO+NO2―→N2+H2O,配平其他元素即可。
(2)操作Ⅰ中,因为溶液显中性,所以发生ClO2+I-―→ClO+I2,操作Ⅱ中发生I2―→I-,所以完全反应时,蓝色消失;操作Ⅲ中,因为溶液显酸性,所以发生ClO+I-―→Cl-+I2,配平即可;③依据操作Ⅰ、Ⅱ中发生的反应可知I(碘)元素的化合价没变,实质上是ClO2~Na2S2O3反应,化合价分别降低1、升高1,所以n(ClO2)=n(Na2S2O3)=10-5 mol,m(ClO2)=67.5×10-5 g。
[题组二 高考大题]
25.[2015·全国卷Ⅱ]二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过以下过程制备ClO2:
①电解时发生反应的化学方程式为____________________。
②溶液X中大量存在的阴离子有________。
③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。
a.水 b.碱石灰
c.浓硫酸 d.饱和食盐水
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(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O===2I-+S4O),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________。
②玻璃液封装置的作用是___________________。
③Ⅴ中加入的指示剂通常为________,滴定至终点的现象是______________________。
④测得混合气中ClO2的质量为________g。
(4)用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是________(填标号)。
a.明矾 b.碘化钾
c.盐酸 d.硫酸亚铁
答案 (1)2∶1
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(2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl-、OH-
③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+===5I2+4H2O+2Cl-
②吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
③淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700
(4)d
解析 (1)该反应的氧化剂为KClO3,发生变化:KO3―→O2;还原剂为Na2SO3,发生变化:Na2O3―→Na2O4,根据得失电子守恒可知n(KClO3)∶n(Na2SO3)=2∶1。
(2)①由题中信息可知,电解NH4Cl溶液和盐酸的混合物得到NCl3溶液和H2,据此可写出电解时的总反应方程式。
②由NaClO2溶液与NCl3溶液反应的生成物可以看出,反应物中除NaClO2和NCl3外,还应有H2O,则该反应的离子方程式为NCl3+6ClO+3H2O===6ClO2↑+NH3↑+3Cl-+3OH-,故溶液X中大量存在的阴离子有Cl-和OH-。
③由于ClO2易溶于水,因此不能用水或饱和食盐水除去ClO2中的NH3;碱石灰不与NH3反应,无法将NH3除去;浓硫酸不与ClO2反应但能与NH3反应,故可用浓硫酸除去ClO2中的NH3。
(3)①ClO2具有强氧化性,在酸性条件下可将I-氧化为I2,自身被还原为Cl-,据此可写出有关的离子方程式。
②向锥形瓶中通入混合气时,会有少量ClO2从溶液中逸出,生成的碘也会逸出,通过玻璃液封装置可将逸出的ClO2和碘吸收,再将吸收液倒入锥形瓶中,保证了测定结果的准确性,减小了实验误差。
③滴定含I2的溶液时一般使用淀粉溶液作指示剂。
④由2ClO2~5I2~10S2O可知,n(ClO2)=0.2n(S2O)=0.2×0.1000 mol·L-1×0.02000 L=4.000×10-4 mol,m(ClO2
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)=4.000×10-4 mol×67.5 g·mol-1=0.02700 g。
(4)要除去亚氯酸盐,需加入具有还原性的物质,明矾显然不适宜;加入KI或盐酸,会产生对人体健康不利的I2或Cl2,故最适宜的物质是硫酸亚铁。
26.[2016·江苏高考]过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。Ca(OH)2+H2O2+6H2O===CaO2·8H2O,反应时通常加入过量的Ca(OH)2,其目的是_________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)向池塘水中加入一定量CaO2·8H2O后,池塘水中浓度增加的离子有________(填序号)。
A.Ca2+ B.H+
C.CO D.OH-
(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。测定过程中物质的转化关系如下:
O2MnO(OH)2I2S4O
①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式:
______________________________________________________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.01000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(以mg·L-1表示),写出计算过程。
答案 (1)提高H2O2的利用率 (2)AD
(3)①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓
②在100.00 mL水样中,
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I2+2S2O===2I-+S4O
n(I2)=
=
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5 mol
n(O2)=n[MnO(OH)2]=×6.750×10-5 mol
=3.375×10-5 mol
水中溶解氧=
=10.80 mg·L-1
解析 (1)根据方程式可知反应时加入过量的Ca(OH)2可以提高H2O2的转化率。
(2)CaO2与H2O反应生成Ca(OH)2与O2,因此向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后,池塘水中浓度增加的离子有Ca2+和OH-。
(3)O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2时,O2是氧化剂,得到4个电子,Mn元素的化合价从+2价升高到+4价,失去2个电子,所以根据电子得失守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为O2+2Mn2++4OH-===2MnO(OH)2↓。
27.[2015·浙江高考]Ⅰ.请回答:
(1)H2O2的电子式________。
(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由__________________________。
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式__________________________________。
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO+( )C2O+____===( )Mn2++( )CO2↑+________
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Ⅱ.化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。
请推测并回答:
(1)甲的化学式________。
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式______________________。
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式______________________。
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式______________________。
(5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到的固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由
____________________________________________________________
____________________________________________________________
__________________________________________________________。
答案 Ⅰ.(1)
(2)2Mg+CO22MgO+C
(3)AgCl+Br-===AgBr+Cl-
(4)2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
Ⅱ.(1)NaH
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(2)AlCl3+4NaH===NaAlH4+3NaCl
(3)NaAlH4+2H2O===4H2↑+NaAlO2
(4)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
(5)制备过程不合理,因为盐酸易挥发,H2中混有HCl,导致产物中有NaCl;验纯方法不合理,如果有Na残留,Na与水反应也产生H2;没有考虑混入的NaCl
解析 Ⅰ.(1)H2O2属于共价化合物,其电子式可表示为。
(2)由于CO2+2Mg2MgO+C,因此镁燃烧不能用CO2灭火。
(3)AgCl沉淀中加入KBr溶液,生成淡黄色AgBr沉淀,属于沉淀转化,反应的离子方程式为AgCl+Br-===AgBr+Cl-。
Ⅱ.(1)根据信息和数据计算可知甲的化学式为NaH。
(2)此题属于信息型化学方程式的书写。甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式:4NaH+AlCl3===NaAlH4+3NaCl。
(3)在NaAlH4中H显-1价,与水发生归中反应:NaAlH4+2H2O===NaAlO2+4H2↑。
[题组三 模拟大题]
28.[2017·唐山质检]高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。完成下列填空:
Ⅰ.在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:
①MnO+Cu2S+H+―→Cu2++ SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
②MnO+CuS+H+―→Cu2++SO2↑+Mn2++H2O(未配平)
(1)下列关于反应①的说法中错误的是________(填字母序号)。
a.被氧化的元素是Cu和S
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5
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c.生成2.24 L(标况下)SO2,转移电子的物质的量是0.8 mol
d.还原性的强弱关系是Mn2+>Cu2S
(2)标出反应②配平后2种反应物前面的系数:
________MnO+________CuS+……
Ⅱ.在稀硫酸中,MnO和H2O2也能发生氧化还原反应。
氧化反应:H2O2-2e-===2H++O2↑
还原反应:MnO+8H++5e-===Mn2++4H2O
(3)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应,转移电子的个数为________。
(4)已知:2KMnO4+7H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+6O2↑+10H2O,则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是________mol。
Ⅲ.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3 (s)反应,生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl;用水溶解,滤去残渣;酸化滤液,K2MnO4转化为MnO2和KMnO4;再滤去沉淀MnO2,浓缩结晶得到KMnO4晶体。
请回答:
(5)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。KMnO4、K2MnO4和MnO2的氧化性由强到弱的顺序是________________(用“>”“K2MnO4>MnO2
解析 (1)a项,铜元素的化合价由+1价升到+2价,硫元素的化合价由-2价升到+4价,均被氧化,正确;b项,设氧化剂的物质的量为x,还原剂的物质的量为y,则5x=(2+6)y,=,正确;c项,根据b项,当生成5 mol SO2时,转移电子40 mol,所以当有0.1 mol SO2生成时,转移电子0.8 mol,正确;d项,氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性,则根据方程式,还原性Cu
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2S>Mn2+,错误。
(2)由②可得,锰元素化合价由+7价降到+2价,硫元素化合价由-2价升到+4价,根据得失电子守恒得:6MnO+5CuS+……。
(3)由H2O2-2e-===2H++O2↑得,当有0.5 mol H2O2参加此反应,转移电子个数为NA。
(4)1 mol KMnO4得5 mol e-,1 mol H2O2被氧化为O2失2 mol e-,故被氧化的H2O2为2.5 mol。
(5)根据方程式3MnO+4H+===MnO2+2MnO+2H2O可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。元素的化合价越高,则氧化性越强,故氧化性KMnO4>K2MnO4>MnO2。
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