内容正文:
题型02 氧化还原反应的规律及应用
一、单选题
阅读下列材料,完成下面小题:
世界卫生组织(WHO)和中国卫健委公认二氧化氯(ClO2)为新时代绿色消毒剂。常温下,ClO2是具有与Cl2相似颜色和气味的气体,易溶于水,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍;ClO2几乎不与冷水反应,遇热水则会分解;沸点为11℃。工业上ClO2可采用甲醇(CH3OH)在酸性介质中与氯酸钠反应来制取。反应原理如下:(未配平)
1.有关上述工业制取ClO2的说法正确的是
A.CH3OH发生还原反应
B.ClO2为氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D.生成0.1molCO2时,转移0.4mol电子
2.表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有共价键的数目为
B.足量MnO2与40mL10mol/L浓盐酸共热生成Cl2的数目小于
C.1L0.1mol/LNaClO3溶液中含有氧原子的数目为
D.标准状况下,2.24LClO2中含有质子的数目为
3.某兴趣小组为测定NaClO3样品的纯度进行如下实验:取样品6.00g(假设杂质不参与反应)在酸性条件下与足量CH3OH反应,产生的ClO2被冷水完全吸收得到250mL溶液,向其中加入420mL0.50mmol/LFeSO4溶液,过量FeSO4溶液恰好与200mL0.05mol/LK2Cr2O7完全反应。反应原理如下:
①
②
则NaClO3样品的纯度为
A.74.55% B.7.46% C.5.33% D.53.25%
4.工业上以锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾,主要流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“蒸发结晶”中不宜用猛火加热
B.由于有副产物生成,故原料的利用率较低
C.生成的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
D.“熔融氧化”中反应的化学方程式:
5.天然气是应用广泛的燃料,但含有少量等气体。在酸性溶液中利用氧化亚铁硫杆菌(T.F菌)可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
B.改变温度对上述循环反应过程没有影响
C.反应ⅱ的离子方程式为
D.脱硫过程实际上是间接氧化的过程
6.MnO2在电池、玻璃、有机合成等工业生产中应用广泛。利用粗MnO2 (含有杂质MnO和MnCO3)制取纯MnO2的流程如图(已知MnO2与浓盐酸可反应生成MnCl2),下列说法正确的是
A.酸浸过程中可以用浓盐酸代替稀硫酸
B.氧化过程发生反应的离子方程式为:
C.操作X的名称是过滤
D.可以循环使用的物质有CO2、NaClO3
7.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将利空气的混合气体通入和的混合溶液中回收,其转化如图所示(不溶于水)。下列说法中错误的是
A.过程①中。生成的反应为
B.过程②中。作氧化剂
C.回收的总反应为
D.硫化氢转化过程中的催化剂是
8.我国化学家用氧化钢()负载的Ag催化剂实现了加氢制备,原理如图所示。关于该反应的说法错误的是
A.发生了氧化反应
B.Ag反应前后质量不变、化学性质不变
C.该反应方程式为
D.每转移3个电子生成1个
9.高铜酸钾()是一种难溶于水的黑色粉末状固体,可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成:①(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定:② (未配平)。下列说法正确的是
A.①中是还原产物
B.①中若消耗9.7g HBrO,则生成
C.②若有生成,则转移4mol电子
D.由①、②可知氧化性强弱顺序为
10.锰(Mn)元素的化合物存在下列转化关系:
溶液固体(棕黑色) 溶液(黑色)溶液(紫色)
下列说法不正确的是
A.反应①②③中锰元素的化合价均发生了变化
B.反应①的离子方程式为
C.碱性条件下的氧化性强于
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,则该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1
11.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示,下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中O2是氧化产物
B.过程Ⅱ的反应:
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
12.已知(未配平)。则下列说法中正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性 D.为氧化产物
13.通常利用反应:定性检验,关于该反应的下列说法中,错误的是
A.是还原产物 B.每转移,生成
C. D.在该反应的条件下,氧化性:
14.发蓝工艺是一种材料保护技术,钢铁零件经历如图转化进行发蓝处理,已知的还原产物为。下列说法不正确的是
A.中铁的价态为,
B.反应③属于非氧化还原反应
C.反应②的离子方程式为
D.反应①中还原剂和氧化剂的物质的量之比为
二、填空题
15.水是生命之源,水在人类生命活动中起着不可替代的作用。回答以下问题:
(1)是一种典型除水的干燥剂,试用化学方程式表示它的干燥原理 ,从氧化还原反应的角度分析,该化学反应 氧化还原反应。(填“是”或“不是”)
(2)实验室可用金属氢化物与水为原料制备微量氢气就是一种典型的金属氢化物,中H的化合价为 价。在制取氢气的过程中,体现了 性,若该反应制得了,则反应过程中消耗的质量为 。
(3)还可以发生复分解反应。已知元素的得电子能力:与发生复分解反应的产物应该是_______。
A.和 B.和 C.和 D.和
(4)是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂,它可以将水中的重金属离子氧化为难溶于水的,反应的离子方程式如下,试用双线桥法标明反应中电子转移的方向和数目 。
16.(一)火药是中国的“四大发明”之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。
(1)黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:。其中被还原的元素是 ,被氧化的元素是 ,氧化剂是 ,还原剂是 。
(二)已知铜在常温下能被稀溶解,反应为。
(2)请将上述反应改写成离子方程式: 。
(3)氧化产物与还原产物的分子个数之比是 。
(4)用双线桥法标出该反应的电子转移情况: 。
(三)___________________________________________
(5)配平上述离子方程式 。
17.铁是人类生活中很常见的元素。回答下列问题:
(1)K2FeO4是常见的水处理剂,净水原理如图所示。请回答下列问题:
①高铁酸钾(K2FeO4)中铁元素的化合价为 。检验溶液中的Fe3+时可选择的试剂为 (化学式)。
②过程a中K2FeO4体现 (填“氧化”或“还原”)性,反应过程中转移5.418×1022个电子,需要 molK2FeO4。
(2)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4。将反应的化学方程式补充完整: 。
________Fe(OH)3+________KOH+________KClO=________K2FeO4+________+________
(3)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中的还原剂是 ,生产1mol的高铁酸钠,需要转移电子的物质的量是 mol。
18.氮、磷、硫、氯等非金属元素的单质和化合物在工农业生产中有重要应用。回答问题:
(1)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为 。某厂废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为N2的是 (填标号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.浓硫酸
(2)H3PO2及正盐NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2为 元酸(填“一”“二”或“三”)。
②利用H3PO2进行化学镀银,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为 。
(3)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O),又名大苏打、海波,是一种用途非常广泛的化学试剂,遇酸立即分解,生成淡黄色沉淀,放出的气体能使品红溶液褪色,试写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(4)氯气与氢氧化钠在70℃时反应,生成物中NaClO3和NaClO的物质的量之比为3:1,其离子方程式为 。
(5)已知K2S2O8中S的化合价为+6,则每个K2S2O8中含有 个过氧键(-O-O-)。
19..现有以下几种物质:
① ②氢氧化钠固体 ③ ④ ⑤盐酸 ⑥酒精 ⑦熔融硝酸钾 ⑧液氯
(1)其中属于电解质的是 (填序号),能导电的是 (填序号)。
(2)写出④在熔融状态下的电离方程式 。
.亚硝酸钠被称为工业盐,有毒,但在肉类制品加工中又可以加入极少量用作发色剂、防微生物剂、防腐剂,在漂白、电镀和金属处理等方面有应用。
已知能发生反应:。
(3)配平上述化学方程式,并在方程式上面用“双线桥”经明电子转移的方向和数目 。
(4)该反应中表现的性质是 ;氧化剂与还原剂的物质的是之比为 ;当反应转移电子时,则在标准状况下生成NO的体积为 L。
(5)误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,可服用维生素解毒,维生素C在解毒过程中作 剂。
20.氧化还原反应在工农业生产、日常生活中具有广泛用途,下图物质转化中实现了循环,减少了有害物质向环境的排放,回答下列问题。
(1)Na2Cr2O7中Cr元素的化合价是 。
(2)浓HCl能实现反应①的转化,在浓HCl和Na2Cr2O7的反应中,Na2Cr2O7发生 反应(填“氧化”或“还原”),该反应有黄绿色气体生成,写出反应的化学方程式: 。
(3)反应④在碱性条件下发生,反应的离子方程式为:_____ClO+___________+___________□=___________Cl-+___________+___________H2O,请将□所缺的物质补充完整并配平方程式 。
21.工业废水中含有重铬酸根离子()有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(Feso4·7H2O)处理,反应离子方程式如下:。回答下列问题:
(1)重铬酸根离子()中铬元素的化合价为 、在该反应中体现 (填氧化性或还原性),绿矾在该反应中体现 (填氧化性或还原性),该反应中氧化剂和还原剂的原子个数之比为 。
(2)尝试分别用单箭头法、双箭头法表示其电子转移的方向
① (单箭头)
② (双箭头)
(3)能不能将绿矾换为其他物质 ?若能则将其与重铬酸根离子反应方程式书写出来: 。
三、解答题
22.实验室用如下装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1)中盛有浓盐酸,中盛有,写出反应的离子方程式: 。
(2)中放入浓的目的是 。
(3)中为红色干布条,中为红色湿布条,可观察到的现象是 ,对比和中现象的差异可得出的结论是 。
(4)处的现象是 。
(5)用化学方程式写出处尾气吸收装置中的反应原理 。
(6)家庭中常用消毒液(主要成分)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如下图
注意事项:
1.本品对棉织品有漂白作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。
3.保质期为一年。
①消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是 。
②需“密闭保存”的原因是 。
(7)工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备,写出反应的化学方程式: 。
23.某小组实验探究不同条件下KMnO4和NaNO2溶液的反应。
已知:ⅰ、在一定条件下可能被还原为溶液(绿色)、(棕黑色)、(无色)。
ⅱ、浓碱条件下,可被还原为。
ⅲ、在水中为白色沉淀。
实验
物质a
实验现象
Ⅰ
①6滴饱和
②3滴
紫色溶液变浅至无色
Ⅱ
①6滴饱和
②3滴
加热一段时间后,溶液逐渐变为绿色
Ⅲ
①6滴饱和
②3滴
加热一段时间后,溶液中产生棕黑色沉淀
(1)实验I中,还原产物为 。
(2)小组同学对实验Ⅱ中得到绿色溶液的原因提出以下假设:
假设一:被溶液中的原为。
假设二: 。
甲同学补做了实验 (填操作和现象),证明假设一不成立。
(3)实验Ⅲ中反应得到棕黑色沉淀的离子方程式是 。
该小组同学对反应后的溶液进行进一步的探究:
序号
实验操作
实验现象
Ⅳ
取I反应后的溶液,逐滴加入稀溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
V
取Ⅱ反应后的溶液,逐滴加入溶液
溶液绿色逐渐消失,有棕黑色沉淀生成,再继续滴加溶液,棕黑色沉淀消失,溶液变为无色
(4)实验中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式是 。
(5)根据实验V中现象推测,实验Ⅱ中的反应物 过量,结合离子方程式解释“继续滴加溶液沉淀消失”的原因是 。
(6)综合上述实验分析,影响氧化性的主要因素是 。
24.次磷酸钠广泛应用于化学镀镍,次磷酸钠的生产与镀镍过程如下:
据此回答下列问题:
(1)红磷与白磷之间的关系为互为 ,二者在一定条件下可以发生转化,该反应属于 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(2)中磷元素的化合价为 ,已知为一元酸,则为 (填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”)。
(3)写出“碱溶”过程发生反应的化学方程式: ,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为 。
(4)由“镀镍”过程可知具有 (填“氧化”或“还原”)性,理论上要制备需要的质量为 。
25.废物利用是实现绿色化学和节能减排的重要措施。电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业的废料,某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。温度较高时Ca(OH)2可与Cl2反应制备Ca(ClO3)2,化学方程式为:。
回答下列问题:
(1)KClO3中氯元素的化合价为 价。
(2) KClO3可用于制备Cl2:KClO3+6HCl(浓)= +3Cl2↑+3H2O
①请补充完整反应方程式: 。
②该反应的还原剂是 。
(3)上述流程中,“转化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)一定量石灰乳中持续通入氯气发生反应,生成物中含氯离子仅有、、,且反应过程中不断释放热量。其中、物质的量(n)与反应时间(t)曲线如图所示:
①t1前发生的反应常用于制备Ca(ClO)2,化学方程式为 。
②写出Ca(ClO)2的一种用途 。
③若提高石灰乳中通入氯气的速度,则反应后 2(填“>”、“<”或“=”)。
④该石灰乳中Ca(OH)2的物质的量是 。
A.1.5mol B.3mol C.5mol D.10mol
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题型02 氧化还原反应的规律及应用
一、单选题
阅读下列材料,完成下面小题:
世界卫生组织(WHO)和中国卫健委公认二氧化氯(ClO2)为新时代绿色消毒剂。常温下,ClO2是具有与Cl2相似颜色和气味的气体,易溶于水,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍;ClO2几乎不与冷水反应,遇热水则会分解;沸点为11℃。工业上ClO2可采用甲醇(CH3OH)在酸性介质中与氯酸钠反应来制取。反应原理如下:(未配平)
1.有关上述工业制取ClO2的说法正确的是
A.CH3OH发生还原反应
B.ClO2为氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶1
D.生成0.1molCO2时,转移0.4mol电子
2.表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.中含有共价键的数目为
B.足量MnO2与40mL10mol/L浓盐酸共热生成Cl2的数目小于
C.1L0.1mol/LNaClO3溶液中含有氧原子的数目为
D.标准状况下,2.24LClO2中含有质子的数目为
3.某兴趣小组为测定NaClO3样品的纯度进行如下实验:取样品6.00g(假设杂质不参与反应)在酸性条件下与足量CH3OH反应,产生的ClO2被冷水完全吸收得到250mL溶液,向其中加入420mL0.50mmol/LFeSO4溶液,过量FeSO4溶液恰好与200mL0.05mol/LK2Cr2O7完全反应。反应原理如下:
①
②
则NaClO3样品的纯度为
A.74.55% B.7.46% C.5.33% D.53.25%
【答案】1.C 2.B 3.D
【分析】利用得失电子守恒,配平该反应的化学方程式为:。
1.A.CH3OH→CO2中碳元素的化合价由-2价升高至+4价,则CH3OH 发生氧化反应,故A错误;
B.NaClO3→ClO2中Cl元素的化合价由+5价降低至+4价,说明ClO2为还原产物,故B错误;
C.根据得失电子守恒,氧化剂(NaClO3)和还原剂(CH3OH)的物质的量之比为6:1,故C正确;
D.根据方程式可知,生成1molCO2时,碳元素的化合价由-2价升高至+4价,转移6mol电子,则生成0.1molCO2时,转移0.6mol电子,故D错误;
故选C。
2.A.的摩尔质量为20g•mol-1,则的物质的量1.8 mol,每个水分子中含有2个共价键,则共价键的数目为3.6 NA,故A错误;
B.40mL10mol/L浓盐酸中含有0.4 mol HCl,因随着反应的进行,盐酸浓度降低,反应不能进行,故产生Cl的数目小于0.1 NA,故B正确;
C.1L0.1mol/LNaClO3溶液中,NaClO3中所含的氧原子数目为0.3 NA,但溶液中的水也含有氧原子,则1L0.1mol/LNaClO3溶液中含有氧原子的数目远大于0.3 NA,故C错误;
D.ClO2的沸点为11℃,标准状况下 ClO2为液体,无法用气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误;
故选B。
3.根据得失电子守恒可得,5n (ClO2)+6n()=n (Fe2+),即5n (ClO2) + 6×0.2 L× 0.05 mol • L-1=0.42L×0.5 mol•L-1,解得n(ClO2)=0.03 mol。根据Cl元素守恒可知,n(NaClO3)= n(ClO2)=0.03mol,NaClO3的摩尔质量为106.5 g•mol-1,则NaClO3样品的纯度为,故选D。
4.工业上以锰矿(主要成分为)为原料通过固体碱熔氧化法生产高锰酸钾,主要流程如图所示:
下列说法错误的是
A.“蒸发结晶”中不宜用猛火加热
B.由于有副产物生成,故原料的利用率较低
C.生成的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
D.“熔融氧化”中反应的化学方程式:
【答案】B
【解析】软锰矿(主要成分为),KOH和KClO3混合熔融氧化生成锰酸钾、氯化钾和水,加蒸馏水浸取得到锰酸钾溶液,通入CO2,锰酸钾发生歧化反应,生成高锰酸钾和MnO2,过滤得到高锰酸钾溶液,再蒸发结晶得到高锰酸钾据此分析解答。
A.“滤液蒸发结晶”过程温度不能太高,且应该蒸发出现晶膜时停止加热,因为KMnO4受热易分解,故不宜用猛火加热,A正确;
B.MnO2可以循环使用,B错误;
C.根据分析可知,K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2,K2MnO4KMnO4,K2MnO4MnO2,根据电子得失守恒,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1,C正确;
D.根据分析可知,“熔融氧化”中反应的化学方程式:KClO3+6KOH+3MnO2KCl+3K2MnO4+3H2O,D正确;
故选B。
5.天然气是应用广泛的燃料,但含有少量等气体。在酸性溶液中利用氧化亚铁硫杆菌(T.F菌)可实现天然气的催化脱硫,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.反应ⅰ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
B.改变温度对上述循环反应过程没有影响
C.反应ⅱ的离子方程式为
D.脱硫过程实际上是间接氧化的过程
【答案】D
【分析】T.F菌在酸性溶液中对硫酸铁和硫化氢反应起催化作用,两者反应生成硫酸亚铁和硫单质,硫酸亚铁和氧气在酸性条件下反应生成水和硫酸铁。
【解析】A.反应i中Fe2(SO4)3和H2S发生氧化还原反应生成硫酸亚铁、硫单质,离子方程式为:2Fe3++H2S=S↓+2H++ 2Fe2+,参加反应的Fe3+与H2S的物质的量之比为2:1,故A项错误;
B.T.F菌属于蛋白质,高温条件下蛋白质变性,所以改变温度可能对上述循环反应过程有影响,故B项错误;
C.反应ⅱ为硫酸亚铁和氧气在酸性条件下反应生成水和硫酸铁,离子反应方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故C项错误;
D.脱硫过程:Fe2(SO4)3氧化硫化氢,自身被还原成硫酸亚铁,硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,脱硫过程O2间接氧化H2S,故D项正确;
故答案选D。
6.MnO2在电池、玻璃、有机合成等工业生产中应用广泛。利用粗MnO2 (含有杂质MnO和MnCO3)制取纯MnO2的流程如图(已知MnO2与浓盐酸可反应生成MnCl2),下列说法正确的是
A.酸浸过程中可以用浓盐酸代替稀硫酸
B.氧化过程发生反应的离子方程式为:
C.操作X的名称是过滤
D.可以循环使用的物质有CO2、NaClO3
【答案】C
【分析】粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品加入硫酸,MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,同时产生二氧化碳,过滤后得二氧化锰固体及含有硫酸锰的滤液,向滤液中加入氯酸钠,反应的离子方程式5Mn2++2+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,将产生的氯气和热的氢氧化钠溶液反应可以得到氯酸钠的溶液,将反应后的溶液过滤得固体二氧化锰,滤液为含有硫酸的溶液,据此分析解题。
【解析】A.由于MnO2和浓盐酸加热能够发生反应放出有毒气体Cl2,且造成MnO2的损失,故酸浸过程中不可以用浓盐酸代替稀硫酸,A错误;
B.由分析可知,氧化过程发生反应的离子方程式为:5Mn2++2+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+,B错误;
C.由分析可知,操作X用于分离固体和液体,为过滤操作,C正确;
D.由流程可知NaClO3可用于氧化过程,则可循环使用,但CO2流程图中没有作为反应物的工艺,即CO2不能循环使用,D错误;
故答案为:C。
7.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将利空气的混合气体通入和的混合溶液中回收,其转化如图所示(不溶于水)。下列说法中错误的是
A.过程①中。生成的反应为
B.过程②中。作氧化剂
C.回收的总反应为
D.硫化氢转化过程中的催化剂是
【答案】D
【解析】A.过程①中,发生复分解反应,生成的反应为,A正确;
B.过程②中,发生的反应为,作氧化剂,B正确;
C.根据转化关系图可判断回收的总反应为,C正确;
D.由示意图可知,硫化氢转化过程的催化剂是,D错误;
答案选D。
8.我国化学家用氧化钢()负载的Ag催化剂实现了加氢制备,原理如图所示。关于该反应的说法错误的是
A.发生了氧化反应
B.Ag反应前后质量不变、化学性质不变
C.该反应方程式为
D.每转移3个电子生成1个
【答案】D
【解析】A.该反应中H元素化合价由0价变为+1价,化合价升高,发生氧化反应,A正确;
B.Ag作为催化剂,反应前后质量不变,化学性质不变,B正确;
C.该反应中得电子为氧化剂,失电子为还原剂,根据得失电子守恒和原子守恒可得化学方程式为,C正确;
D.根据反应的化学方程式可知,生成1个转移6个电子,D错误;
故选D。
9.高铜酸钾()是一种难溶于水的黑色粉末状固体,可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成:①(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定:② (未配平)。下列说法正确的是
A.①中是还原产物
B.①中若消耗9.7g HBrO,则生成
C.②若有生成,则转移4mol电子
D.由①、②可知氧化性强弱顺序为
【答案】B
【解析】A.中Cu为+3价,故Cu从+2价升高到+3价,化合价升高,被氧化,为氧化产物,A错误;
B.配平反应①为,消耗9.7g HBrO,即消耗0.1mol HBrO ,故生成的物质的量为0.25mol,质量为4.5g,B正确;
C.未给出标准状况,不能通过体积计算氧气的物质的量,C错误;
D.反应①中HBrO为氧化剂,为氧化产物,氧化性HBrO>,D错误;
故选B。
10.锰(Mn)元素的化合物存在下列转化关系:
溶液固体(棕黑色) 溶液(黑色)溶液(紫色)
下列说法不正确的是
A.反应①②③中锰元素的化合价均发生了变化
B.反应①的离子方程式为
C.碱性条件下的氧化性强于
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,则该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1
【答案】D
【解析】A.中锰元素为+2价,中锰元素为+4价,中锰元素为+6价,中锰元素为+7价,反应①②③中锰元素的化合价均发生了变化,A正确;
B.反应①与二氧化氯反应生成,离子方程式为,B正确;
C.由题中可知,碱性条件下将氧化生成,则碱性条件下的氧化性强于,C正确;
D.反应③同时生成棕黑色沉淀,锰元素化合价由+6价升高到+7价,由+6价降低到+4价,则该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2,D错误;
故选D。
11.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示,下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ中O2是氧化产物
B.过程Ⅱ的反应:
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1
D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
【答案】C
【解析】A.根据图示可知,过程Ⅰ是Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,反应的化学方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,在该反应中O元素化合价由反应前Fe3O4中的-2价变为O2中的0价,化合价升高,被氧化,因此过程Ⅰ中O2是氧化产物,A正确;
B.根据图示可知:过程Ⅱ是FeO与H2O在加热条件下反应产生Fe3O4、H2,反应的化学方程式为:,B正确;
C.反应Ⅱ中,FeO作还原剂,6个FeO参加反应,其中只有4个作还原剂,H2O为氧化剂,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶4=1∶2,C错误;
D.根据图示可知,纳米级Fe3O4是H2O分解制取H2、O2的催化剂,FeO为中间产物,所以铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点,D正确;
故选C。
12.已知(未配平)。则下列说法中正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性 D.为氧化产物
【答案】D
【解析】A.该氧化还原反应中高锰酸钾是氧化剂,氧化还原反应中氧化剂氧化性最强,故氧化性:,A错误;
B.由得失电子守恒和元素守恒配平方程:,16mol浓盐酸中10mol体现还原性,6mol体现酸性,故氧化剂高锰酸钾与还原剂浓盐酸的物质的量之比为1∶5,B错误;
C.该反应中盐酸体现了还原性和酸性,C错误;
D.部分浓盐酸是还原剂失电子化合价升高生成氯气,故为氧化产物,D正确;
故选D。
13.通常利用反应:定性检验,关于该反应的下列说法中,错误的是
A.是还原产物 B.每转移,生成
C. D.在该反应的条件下,氧化性:
【答案】B
【解析】A.铅化合价降低,发生还原反应,则是还原产物,A正确;
B.锰元素化合价由+2升高为+7,升高5价,每转移,生成,B错误;
C.PbO2作氧化剂,Pb元素化合价由+4降低为+2,降低2价,Mn2+作还原剂,锰元素化合价由+2升高为+7,升高5价,根据化合价升降总数相等可得,C正确;
D.氧化剂的氧化性强于氧化产物,该反应中Pb元素化合价降低,PbO2 是氧化剂,锰元素化合价升高, 是氧化产物,则氧化性: ,D正确;
故选B。
14.发蓝工艺是一种材料保护技术,钢铁零件经历如图转化进行发蓝处理,已知的还原产物为。下列说法不正确的是
A.中铁的价态为,
B.反应③属于非氧化还原反应
C.反应②的离子方程式为
D.反应①中还原剂和氧化剂的物质的量之比为
【答案】C
【分析】根据物质转化图及题给信息可知,发蓝处理过程可用下列化学方程式表示如下,反应①为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑;反应②为6Na2FeO2+NaNO2+5H2O3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH;反应③为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH,据此解答。
【解析】A.中铁的价态为,,A错误;
B.反应③为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH,该反应中元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,B正确;
C.的还原产物为,溶液显碱性,离子方程式为,C错误;
D.反应①的化学方程式为3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑,在反应中, NaNO2为氧化剂,Fe为还原剂,则还原剂和氧化剂的物质的量之比为3: 1,D正确;
故选C。
二、填空题
15.水是生命之源,水在人类生命活动中起着不可替代的作用。回答以下问题:
(1)是一种典型除水的干燥剂,试用化学方程式表示它的干燥原理 ,从氧化还原反应的角度分析,该化学反应 氧化还原反应。(填“是”或“不是”)
(2)实验室可用金属氢化物与水为原料制备微量氢气就是一种典型的金属氢化物,中H的化合价为 价。在制取氢气的过程中,体现了 性,若该反应制得了,则反应过程中消耗的质量为 。
(3)还可以发生复分解反应。已知元素的得电子能力:与发生复分解反应的产物应该是_______。
A.和 B.和 C.和 D.和
(4)是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂,它可以将水中的重金属离子氧化为难溶于水的,反应的离子方程式如下,试用双线桥法标明反应中电子转移的方向和数目 。
【答案】(1) CaO+H2O=Ca(OH)2 不是
(2) -1 氧化性 24g
(3)A
(4)
【解析】(1)CaO是一种典型除水的干燥剂,用化学方程式表示它的干燥原理为CaO+H2O=Ca(OH)2;该反应中元素的化合价都未发生变化,则不是氧化还原反应;
(2)NaH中,金属Na显+1价,则H的化合价为-1价;在该反应中H2O中H元素有一部分由+1价降低为0价,体现了氧化性,若该反应制得了2gH2(物质的量为1mol),则反应过程中消耗的NaH的物质的量为1mol,质量为24g;
(3)已知元素的得电子能力:Cl>P,则PCl3中,Cl显-1价,P显+3价,PCl3与H2O发生复分解反应,产物为H3PO3和HCl,故选A。
(4)
Cl元素由+4价降为-1价,锰元素化合价由+2价升高到+4价,用双线桥法标明反应中电子转移的方向和数目为。
16.(一)火药是中国的“四大发明”之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。
(1)黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:。其中被还原的元素是 ,被氧化的元素是 ,氧化剂是 ,还原剂是 。
(二)已知铜在常温下能被稀溶解,反应为。
(2)请将上述反应改写成离子方程式: 。
(3)氧化产物与还原产物的分子个数之比是 。
(4)用双线桥法标出该反应的电子转移情况: 。
(三)___________________________________________
(5)配平上述离子方程式 。
【答案】(1) N、S C KNO3、S C
(2)3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)3:2
(4)
(5)256H+258H2O
【解析】(1)反应2KNO3+C+S═K2S+2NO2↑+CO2↑中,N和S元素化合价降低,被还原,则KNO3和硫为氧化剂,还原产物为K2S和NO2,C元素化合价升高,被氧化,C为还原剂,CO2为氧化产物;
(2)在3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中,HNO3和Cu(NO3)2溶于水且电离,应写成离子的形成,改写后的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)硝酸铜是化合价升高后的产物,为氧化产物,NO是化合价降低后的产物,是还原产物,结合方程式可知,氧化产物与还原产物的分子个数之比是3:2;
(4)
化合价升高元素Cu失电子,化合价降低元素N得到电子,化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=6,电子转移情况如下:;
(5)反应中锰元素降低5价,H2O2中氧元素升高1价,1个H2O2共升高2价,根据电子守恒,与H2O2的计量数分别为2、5,则Mn2+和O2的计量数分别是2、5,根基电荷守恒,左边加6个H+,最后由元素守恒,右边为8个水,故配平后的方程式为256H+258H2O。
17.铁是人类生活中很常见的元素。回答下列问题:
(1)K2FeO4是常见的水处理剂,净水原理如图所示。请回答下列问题:
①高铁酸钾(K2FeO4)中铁元素的化合价为 。检验溶液中的Fe3+时可选择的试剂为 (化学式)。
②过程a中K2FeO4体现 (填“氧化”或“还原”)性,反应过程中转移5.418×1022个电子,需要 molK2FeO4。
(2)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4。将反应的化学方程式补充完整: 。
________Fe(OH)3+________KOH+________KClO=________K2FeO4+________+________
(3)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中的还原剂是 ,生产1mol的高铁酸钠,需要转移电子的物质的量是 mol。
【答案】(1) +6 KSCN 氧化 0.03
(2)2Fe(OH)3+4KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+5H2O
(3) Na2O2、FeSO4 5
【解析】(1)①K2FeO4中K为+1价、O为-2价,所以Fe为+6价;检验溶液中的Fe3+时可选择的试剂为KSCN;②过程a中,反应过程中FeO转化为Fe3+,铁元素化合价降低,故K2FeO4是氧化剂体现氧化性;1molK2FeO4参与反应转移3mol电子,故转移5.418×1022电子即0.09mol,需要0.03molK2FeO4;
(2)根据所给信息可知KClO将Fe(OH)3氧化为K2FeO4,自身被还原为KCl,根据电子守恒可知KClO和Fe(OH)3的系数比为3∶2,再结合元素守恒可得化学方程式为2Fe(OH)3+4KOH+3KClO=2K2FeO4+3KCl+5H2O;
(3)该反应中Na2O2中O元素化合价既升高又降低,所以Na2O2既是氧化剂又是还原剂,FeSO4中Fe元素化合价升高,则FeSO4是还原剂,所以FeSO4和Na2O2为还原剂;由方程可知,产生1mol高铁酸钠,铁元素失去4mol电子,氧元素失去1mol电子,一共需要转移电子的物质的量是5mol。
18.氮、磷、硫、氯等非金属元素的单质和化合物在工农业生产中有重要应用。回答问题:
(1)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为 。某厂废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为N2的是 (填标号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.浓硫酸
(2)H3PO2及正盐NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2为 元酸(填“一”“二”或“三”)。
②利用H3PO2进行化学镀银,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为 。
(3)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O),又名大苏打、海波,是一种用途非常广泛的化学试剂,遇酸立即分解,生成淡黄色沉淀,放出的气体能使品红溶液褪色,试写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(4)氯气与氢氧化钠在70℃时反应,生成物中NaClO3和NaClO的物质的量之比为3:1,其离子方程式为 。
(5)已知K2S2O8中S的化合价为+6,则每个K2S2O8中含有 个过氧键(-O-O-)。
【答案】(1) 2NH3+3O22H2O+2HNO2 B
(2) 一 H3PO4
(3)
(4)
(5)1
【解析】(1)氨被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)和水,氧气中氧元素化合价由0变为-2、氮元素化合价由-3变为+3,结合得失电子守恒,其反应的化学方程式为2NH3+3O22H2O+2HNO2;NaNO2转化为N2,发生还原反应,则需要加入还原剂,B中铵根离子中氮处于低价态,具有还原性,故选B;
(2)①根据NaH2PO2是正盐,说明为H3PO2为一元酸;
②进行化学镀银时,H3PO2将银离子还原为银,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,设氧化剂银离子和还原剂H3PO2分别为4mol、1mol,氧化剂得到4mol电子,则还原剂1mol失去4mol电子,因此化合价升高4个价态,H3PO2中P为+1价,则氧化产物为H3PO4;
(3)硫代硫酸钠晶体遇酸立即分解,生成淡黄色沉淀,则有硫单质生成,放出的气体能使品红溶液褪色,说明生成了二氧化硫,则硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式:;
(4)氯气与氢氧化钠在 70℃时反应, 生成物中NaClO3和NaClO的物质的量之比为3:1, 设二者物质的量分别为3mol、1mol,则失去了3mol×5+1mol=16mol,说明氯降低为-1价时得到16mol电子,因此有16mol氯离子生成,结合质量守恒,则其离子方程式为;
(5)设每个K2S2O8中含有a个过氧键,结合化合价规律,2×1+2×6=2a+2×(8-2a),a=1。
19..现有以下几种物质:
① ②氢氧化钠固体 ③ ④ ⑤盐酸 ⑥酒精 ⑦熔融硝酸钾 ⑧液氯
(1)其中属于电解质的是 (填序号),能导电的是 (填序号)。
(2)写出④在熔融状态下的电离方程式 。
.亚硝酸钠被称为工业盐,有毒,但在肉类制品加工中又可以加入极少量用作发色剂、防微生物剂、防腐剂,在漂白、电镀和金属处理等方面有应用。
已知能发生反应:。
(3)配平上述化学方程式,并在方程式上面用“双线桥”经明电子转移的方向和数目 。
(4)该反应中表现的性质是 ;氧化剂与还原剂的物质的是之比为 ;当反应转移电子时,则在标准状况下生成NO的体积为 L。
(5)误食会导致血红蛋白中的转化为而中毒,可服用维生素解毒,维生素C在解毒过程中作 剂。
【答案】(1) ②④⑦ ③⑤⑦
(2)
(3)
(4) 还原性、酸性 6.72
(5)还原
【解析】(1)电解质是水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,非电解质是溶于水和熔融状态下都不能够电的化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质;具有自由移动的电子或离子的物质能够导电;
①CH4属于非电解质,不溶于水,不能导电;
②氢氧化钠固体属于电解质,不能导电;
③Cu属于金属单质,既不是电解质,也不是非电解质,但能导电;
④NaHSO4属于电解质,未电离,不能导电;
⑤盐酸属于混合物,既不是电解质,也不是非电解质,但能导电;
⑥酒精属于非电解质,不能导电;
⑦熔融硝酸钾属于电解质,能导电;
⑧液氯属于非金属单质,既不是电解质,也不是非电解质,不能导电;
故其中属于电解质的是②④⑦;能导电的是③⑤⑦;
(2)NaHSO4属于电解质,在熔融状态下电离生成Na+和,电离方程式为;
(3)
反应NaNO2+HI═NO+I2+NaI+H2O中N的化合价降低1,I的化合价升高1,根据原子守恒和电子守恒可得方程式为2NaNO2+4HI═2NO+I2+2NaI+2H2O,转移电子2e-,用“双线桥”经明电子转移的方向和数目为;
(4)HI中的I元素在反应中一部分化合价升高,一部分化合价没有改变、生成NaI,则HI既表现还原性,又表现酸性;反应为2NaNO2+4HI═2NO+I2+2NaI+2H2O,转移电子2e-,则NaNO2为氧化剂,HI为还原剂,物质的量之比为1:1,反应转移0.3mol电子时生成NO的物质的量为0.3mol,标况下的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L;
(5)误食NaNO2会导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,可服用维生素C解毒、将转Fe3+化为Fe2+,所以维生素C在解毒过程中作还原剂。
20.氧化还原反应在工农业生产、日常生活中具有广泛用途,下图物质转化中实现了循环,减少了有害物质向环境的排放,回答下列问题。
(1)Na2Cr2O7中Cr元素的化合价是 。
(2)浓HCl能实现反应①的转化,在浓HCl和Na2Cr2O7的反应中,Na2Cr2O7发生 反应(填“氧化”或“还原”),该反应有黄绿色气体生成,写出反应的化学方程式: 。
(3)反应④在碱性条件下发生,反应的离子方程式为:_____ClO+___________+___________□=___________Cl-+___________+___________H2O,请将□所缺的物质补充完整并配平方程式 。
【答案】(1)+6
(2) 还原
(3)
【解析】(1)由化合价代数和为0可知,重铬酸钠中铬元素的化合价为+6价,故答案为:+6;
(2) 反应中铬元素化合价降低被还原,重铬酸钠是反应的氧化剂,发生还原反应;黄绿色气体为氯气,反应的离子方程式为,故答案为:还原;;
(3)由未配平的方程式可知,在碱性条件下,溶液中氯酸根离子与离子发生氧化还原反应生成铬酸根离子、氯离子和水,反应的离子方程式为,故答案为:。
21.工业废水中含有重铬酸根离子()有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(Feso4·7H2O)处理,反应离子方程式如下:。回答下列问题:
(1)重铬酸根离子()中铬元素的化合价为 、在该反应中体现 (填氧化性或还原性),绿矾在该反应中体现 (填氧化性或还原性),该反应中氧化剂和还原剂的原子个数之比为 。
(2)尝试分别用单箭头法、双箭头法表示其电子转移的方向
① (单箭头)
② (双箭头)
(3)能不能将绿矾换为其他物质 ?若能则将其与重铬酸根离子反应方程式书写出来: 。
【答案】(1) +6价 氧化性 还原性 1:3
(2)
(3) 能
【解析】(1)在化合物中,正负化合价代数和为0,在原子团中正负化合价代数和等于离子所带电荷数,则铬元素的化合价为+6价,+6价铬转化为+3价铬,化合价降低,被还原,则在该反应中体现氧化性,作氧化剂,FeSO4·7H2O中Fe的化合价从+2价变为+3价,化合价升高,被氧化,作还原剂,体现还原性,其中该反应中氧化剂和还原剂之比为1:6,原子个数之比为2:6=1:3;
(2)
用单线桥表示其电子转移的方向和数目,从还原剂指向氧化剂,,用双线桥表示其电子转移的方向和数目为:;
(3)绿矾还可以换成其他有还原性的物质,比如Na2SO3,Na2SO3与重铬酸根离子反应方程式为:。
三、解答题
22.实验室用如下装置制取氯气,并用氯气进行实验。回答下列问题:
(1)中盛有浓盐酸,中盛有,写出反应的离子方程式: 。
(2)中放入浓的目的是 。
(3)中为红色干布条,中为红色湿布条,可观察到的现象是 ,对比和中现象的差异可得出的结论是 。
(4)处的现象是 。
(5)用化学方程式写出处尾气吸收装置中的反应原理 。
(6)家庭中常用消毒液(主要成分)与洁厕灵(主要成分盐酸)清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如下图
注意事项:
1.本品对棉织品有漂白作用,对金属制品有腐蚀作用。
2.密封保存,请勿与洁厕灵同时使用。
3.保质期为一年。
①消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是 。
②需“密闭保存”的原因是 。
(7)工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备,写出反应的化学方程式: 。
【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的水蒸气
(3) E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色 干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性
(4)棉花团变蓝
(5)
(6) 次氯酸钠与盐酸反应生成氯气,氯气有毒 次氯酸钠能与空气中的二氧化碳和水反应生成,见光易分解,使消毒液失效
(7)
【解析】(1)浓盐酸与二氧化锰加热反应生成氯气,离子方程式为;
故答案为:;
(2)根据实验装置图知,浓的作用是除去氯气中的水蒸气;
故答案为:除去氯气中的水蒸气;
(3)可观察到的现象是中红色布条不褪色,F中红色布条褪色,对比和F中现象的差异可得出的结论是干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性;
故答案为:①E中红色布条不褪色,F中红色布条褪色
②干燥的氯气没有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性
(4)生成的氯气与碘化钾溶液反应生成单质碘,淀粉遇碘变蓝,所以处的现象是棉花团变蓝。
故答案为:棉花团变蓝
(5)一般用氢氧化钠溶液吸收氯气;
故答案为:
(6)消毒液与洁厕灵不能同时使用,原因是需“密闭保存”的原因是次氯酸钠与空气中的二氧化碳和水反应生成,见光易分解,使消毒液失效;
故答案为:①次氯酸钠与盐酸反应生成氯气,氯气有毒
②次氯酸钠能与空气中的二氧化碳和水反应生成,见光易分解,使消毒液失效
(7)亚氯酸钠中氯元素化合价为价,,氯元素的化合价由价升高到价, ,氯元素的化合价由价降低到价,在反应中既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒,配平化学方程式为;
故答案为:
23.某小组实验探究不同条件下KMnO4和NaNO2溶液的反应。
已知:ⅰ、在一定条件下可能被还原为溶液(绿色)、(棕黑色)、(无色)。
ⅱ、浓碱条件下,可被还原为。
ⅲ、在水中为白色沉淀。
实验
物质a
实验现象
Ⅰ
①6滴饱和
②3滴
紫色溶液变浅至无色
Ⅱ
①6滴饱和
②3滴
加热一段时间后,溶液逐渐变为绿色
Ⅲ
①6滴饱和
②3滴
加热一段时间后,溶液中产生棕黑色沉淀
(1)实验I中,还原产物为 。
(2)小组同学对实验Ⅱ中得到绿色溶液的原因提出以下假设:
假设一:被溶液中的原为。
假设二: 。
甲同学补做了实验 (填操作和现象),证明假设一不成立。
(3)实验Ⅲ中反应得到棕黑色沉淀的离子方程式是 。
该小组同学对反应后的溶液进行进一步的探究:
序号
实验操作
实验现象
Ⅳ
取I反应后的溶液,逐滴加入稀溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
V
取Ⅱ反应后的溶液,逐滴加入溶液
溶液绿色逐渐消失,有棕黑色沉淀生成,再继续滴加溶液,棕黑色沉淀消失,溶液变为无色
(4)实验中沉淀由白色变为棕黑色的化学方程式是 。
(5)根据实验V中现象推测,实验Ⅱ中的反应物 过量,结合离子方程式解释“继续滴加溶液沉淀消失”的原因是 。
(6)综合上述实验分析,影响氧化性的主要因素是 。
【答案】(1)
(2) 溶液中的还原 向 1mL0.01mol-1L-1KMnO4加6滴 H2O和3滴 6mol⋅L-1NaOH溶液,加热一段时间后观察溶液不变绿色
(3)2+3+H2O=2MnO2↓+3+2OH-
(4)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(5) NaNO2 酸性环境下 可将 MnO2还原为 Mn2+发生反应:MnO2++2CH3COOH=Mn2+++2CH3COO-+H2O
(6)溶液的酸碱性
【分析】本题通过控制变量的方法来探究不同条件下KMnO4和NaNO2溶液的反应本质,同时利用氧化还原反应配平的原则进行氧化还原反应配平,并结合各小题据此信息进行解题。
【解析】(1)实验Ⅰ中酸性高锰酸钾溶液变为无色,即高锰酸根离子转化为Mn2+,即高锰酸钾、亚硝酸钠和硫酸反应生成锰离子、硝酸根离子和水,则还原产物为Mn2+,故答案为:Mn2+;
(2)实验Ⅱ中的反应物有高锰酸钾、亚硝酸钠和氢氧化钠,则得到绿色溶液的原因提出以下假设:假设一:被溶液中的OH-原为;假设二:溶液中的还原 ;不加入亚硝酸钠可证明假设一是否成立,则甲同学补做了实验向 1mL0.01mol-1L-1KMnO4加6滴 H2O和3滴 6mol⋅L-1NaOH溶液,加热一段时间后观察溶液不变绿色,证明假设一不成立,故答案为:溶液中的还原 ;向 1mL0.01mol-1L-1KMnO4加6滴 H2O和3滴 6mol⋅L-1NaOH溶液,加热一段时间后观察溶液不变绿色;
(3)实验Ⅲ中高锰酸钾和亚硝酸钠反应生成二氧化锰,则反应得到棕黑色沉淀的离子方程式是2+3+H2O=2MnO2↓+3+2OH-,故答案为:2+3+H2O=2MnO2↓+3+2OH-;
(4)实验Ⅳ中锰离子与氢氧根离子反应生成氢氧化锰白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀为二氧化锰,其反应的化学方程式是2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O,故答案为:2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O;
(5)根据实验V中现象推测,实验Ⅱ中的反应物 NaNO2过量,继续滴加CH3COOH溶液沉淀消失的原因是酸性环境下 可将 MnO2还原为 Mn2+发生反应:MnO2++2CH3COOH=Mn2+++2CH3COO-+H2O,故答案为:NaNO2;酸性环境下 可将 MnO2还原为 Mn2+发生反应:MnO2++2CH3COOH=Mn2+++2CH3COO-+H2O;
(6)综合上述实验分析,溶液的酸碱性不同影响KMnO4氧化性,则影响KMnO4氧化性的主要因素是溶液的酸碱性,故答案为:溶液的酸碱性。
24.次磷酸钠广泛应用于化学镀镍,次磷酸钠的生产与镀镍过程如下:
据此回答下列问题:
(1)红磷与白磷之间的关系为互为 ,二者在一定条件下可以发生转化,该反应属于 (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(2)中磷元素的化合价为 ,已知为一元酸,则为 (填“酸式盐”“碱式盐”或“正盐”)。
(3)写出“碱溶”过程发生反应的化学方程式: ,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为 。
(4)由“镀镍”过程可知具有 (填“氧化”或“还原”)性,理论上要制备需要的质量为 。
【答案】(1) 同素异形体 非氧化还原反应
(2) 正盐
(3)
(4) 还原
【分析】白磷再氢氧化钠溶液中溶解,发生氧化还原反应,产生磷化氢气体以及次磷酸,次磷酸具有还原性,将硫酸镍中的镍还原成镍单质,次磷酸反应后形成磷酸,据此分析题目;
【解析】(1)红磷和白磷都属于P的单质,只是形态不同,两者互为同素异形体;两者在一定条件下发生互相转化,化合价未改变,属于非氧化还原反应;
(2)Na、H的价态为+1价,O为-2价,则P元素化合价为+1价;次磷酸为一元酸,1mol次磷酸只能与1mol氢氧化钠反应,反应生成的次磷酸钠无法电离出氢离子,属于正盐;
(3)根据流程图,白磷碱溶生成磷化氢和次磷酸钠,发生氧化还原反应,反应方程式为;其中其中白磷既是氧化剂也是还原剂,根据氧化剂得到3mol电子生成PH3,还原剂失去1mol电子生成NaH2PO2,则氧化剂与还原剂的质量之比为1:3;
(4)根据分析,次磷酸钠具有还原性,将镍离子还原成镍单质;根据得失电子守恒,、,11.8gNi的物质的量为,需要得电子0.4mol,则需要的次磷酸的物质的量为0.1mol,故理论上要制备11.8gNi需要次磷酸钠的质量为。
25.废物利用是实现绿色化学和节能减排的重要措施。电石渣[主要成分为Ca(OH)2]是氯碱工业的废料,某同学在实验室以电石渣为原料制取KClO3的流程如图所示:
已知:Ca(ClO3)2易溶于水。温度较高时Ca(OH)2可与Cl2反应制备Ca(ClO3)2,化学方程式为:。
回答下列问题:
(1)KClO3中氯元素的化合价为 价。
(2) KClO3可用于制备Cl2:KClO3+6HCl(浓)= +3Cl2↑+3H2O
①请补充完整反应方程式: 。
②该反应的还原剂是 。
(3)上述流程中,“转化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)一定量石灰乳中持续通入氯气发生反应,生成物中含氯离子仅有、、,且反应过程中不断释放热量。其中、物质的量(n)与反应时间(t)曲线如图所示:
①t1前发生的反应常用于制备Ca(ClO)2,化学方程式为 。
②写出Ca(ClO)2的一种用途 。
③若提高石灰乳中通入氯气的速度,则反应后 2(填“>”、“<”或“=”)。
④该石灰乳中Ca(OH)2的物质的量是 。
A.1.5mol B.3mol C.5mol D.10mol
【答案】(1)+5
(2) KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O HCl
(3)Ca2++=CaCO3↓
(4) 2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 作漂白剂和杀菌消毒 < C
【分析】由流程可知在70℃以上时,电石渣[主要成分为Ca(OH)2]、氯气反应生成氯酸钙,氯化钙和水,溶液中加入碳酸钾生成碳酸钙,经过过滤等操作得到氯酸钾,据此分析解题。
【解析】(1)KClO3中K为+1价,O为-2价,根据化学式中元素化合价的代数和为0可知,氯元素的化合价为+5价,故答案为:+5;
(2)①根据氧化还原反应和质量守恒配平可知,该反应的化学方程式为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,故答案为:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O;
②该反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O中HCl中Cl的化合价升高,被氧化,该反应的还原剂是HCl,故答案为:HCl;
(3)由分析可知,由流程可知在70℃以上时,氢氧化钙、氯气反应生成氯酸钙,氯化钙和水,溶液中加入碳酸钾生成碳酸钙,“转化”发生反应的离子方程式为:Ca2++=CaCO3↓,故答案为:Ca2++=CaCO3↓;
(4)①t1时刻之前生成次氯酸盐,故氯气与氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,发生的化学方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故答案为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
②Ca(ClO)2具有强氧化性能够用作漂白剂和杀菌消毒,故答案为:作漂白剂和杀菌消毒;
③若在原石灰乳中通入氯气的速度加快,反应速率快,反应放出的热量无法很快散失,体系温度升高,生成n()增多,则反应后<2,故答案为:<;
④t2时,氢氧化钙与氯气恰好完全反应,n(ClO-)=2mol,n[Ca(ClO)2]=1mol,Ca(OH)2与Cl2发生反应的总化学方程式为:10Ca(OH)2+10Cl2=2Ca(ClO)2+Ca(ClO3)2+7CaCl2+10H2O,n[Ca(OH)2]=5n[Ca(ClO)2]=5mol,则该石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量是5mol,故答案为:C。
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