内容正文:
题型突破04 氧化还原反应的综合应用
1.(23-24高一上·北京大兴·期末)下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是
A.Na2O固体 B.NaOH溶液 C.FeCl2溶液 D.漂白粉
2.(23-24高一上·北京大兴·期末)下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A.Na→Na2O2→Na2CO3 B.NaOH→Na2CO3→NaCl
C.Cl2→HClO→HCl D.O2→Fe2O3→Fe(OH)3
3.(23-24高一上·北京·期末)下列变化过程,不能一步实现的是
A. B.
C. D.
4.(23-24高一上·北京延庆·期末)为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中加入粉末,下列关于的叙述中,正确的是
A.作吸水剂 B.铁元素化合价降低 C.作氧化剂 D.作还原剂
5.(23-24高一上·北京东城·期末)下列反应中,水只作还原剂的是
A.
B.
C.
D.
6.(23-24高一上·北京东城·期末)某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”,如图所示。
【资料】
a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。
b.鞣酸、维生素C均具有还原性。
下列分析不正确的是
A.①→②,铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁
B.由③→④→⑤,可推知③中含二价鉄
C.由①、③、④几乎颜色相同,可推知其所含粒子种类相同
D.④→⑤,至少有两种粒子被氧化
7.(23-24高一上·北京·期末)验证FeSO4的性质,进行如下实验。
实验序号
验证性质
实验装置
试剂X
实验现象
①
能与某些盐反应
BaCl2溶液
产生白色沉淀
②
能与碱反应
NaOH溶液
产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后变成红褐色
③
具有氧化性
锌粒
锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
KSCN溶液氯水
滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
下列关于该实验的说法不正确的是
A.①中产生白色沉淀的原因:
B.②中沉淀变成红褐色的原因:
C.③中用镁条(已打磨)替换锌粒,也可以证明FeSO4具有氧化性
D.④中调换试剂的加入顺序,也可以证明FeSO4具有还原性
8.(23-24高一上·北京朝阳·期末)小组同学探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气体。
②向溶液中加入少量固体,溶液颜色无明显变化,继续加入固体,溶液变为绿色,产生气体。
已知:无色,绿色,对比①②,下列有关说法不正确的是
A.①中溶液颜色变浅,说明发生还原反应
B.①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C.②中溶液变为绿色,可能发生
D.②中溶液颜色变化表明,浓度会影响物质还原性的强弱
9.(23-24高一上·北京海淀·期末)用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2,主要物质的转化如下图。
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ、Ⅱ中,SO2均发生氧化反应
B.过程Ⅱ中,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+
C.SO2最终转化成
D.FeSO4溶液吸收SO2后,所得溶液酸性减弱
10.(23-24高一上·北京·期末)如图,在注射器中加入少量晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、蘸有酸性溶液的滤纸均褪色,证明具有漂白性
C.湿润的淀粉试纸未变蓝说明的氧化性弱于
D.饱和NaCl溶液可用于除去实验中多余的
11.(22-23高一上·北京海淀·期末)某小组同学对SO2与含+2价铜[Cu(Ⅱ)]化合物的反应进项探究,实验如表,下列说法不正确的是
已知:Cu2O在酸性溶液中易发生歧化反应Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O。
装置
序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL蒸馏水
无明显现象
实验Ⅱ
1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL1mol/LNaOH溶液混合
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
A.对比实验Ⅰ和Ⅱ,说明碱性条件下Cu(Ⅱ)较易氧化SO2
B.砖红色固体可能是Cu2O,其消失与通入过量的SO2有关
C.紫红色固体是铜单质,可能由Cu2O发生歧化反应生成
D.取Ⅱ中清液,用盐酸酸化后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2被氧化为
12.(23-24高一上·北京延庆·期末)铝与三氧化二铁在高热条件下发生反应。
(1)作还原剂的物质是 ,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(2)若反应中每生成1 mol Fe,则消耗Fe2O3的物质的量为 mol,转移电子的数目为 NA(NA表示阿伏伽德罗常数)。
13.(23-24高一上·北京延庆·期末)钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。
(1)钠的原子结构示意图为,钠在反应中容易 电子(填“得”或“失”)。
(2)金属钠非常活泼,通常保存在 里,以隔绝空气。
(3)把一块绿豆大的钠放入盛有硫酸亚铁溶液的烧杯中。
①发生的反应依次有:、 (补全离子方程式)、。
②氢氧化亚铁放置在空气中一段时间,可观察到的实验现象是 。
(4)汽车安全气囊的气体发生剂NaN3可用金属钠生产。某汽车安全气囊内含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物质。
①当汽车发生较严重碰撞时,0.01 s可引发NaN3分解(),并在0.03 s结束,极速为气囊充气。一个安全气囊通常装有65 g NaN3,其完全分解所释放N2在标准状况下的体积为 L。
②产生的Na立即与Fe2O3发生置换反应生成Na2O,化学方程式是 。
③NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程释放的热量。NaHCO3起冷却作用时发生反应的化学方程式为 。
14.(23-24高一上·北京东城·期末)分类法是常用的科学研究方法,通过对物质进行分类,可以更方便地认识物质变化的规律。
(1)在四种物质中,有一种物质所属类别与其他三种不同。写出该物质溶于水时的电离方程式: 。
(2)在硝酸、氧气、铝三种物质中:
①常用作氧化剂的是 。
②欲实现转化:,应选择加入 。
(3)根据高铁酸钾中铁元素的化合价为 价,推测其具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)属于酸性氧化物。与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
15.(23-24高一上·北京·期末)如图为氮及其化合物的类别与化合价对应的关系图。
(1)实验室制取氨气。
①用氯化铵和熟石灰共热制取氨气的化学方程式是 。
②可用向下排空气法收集氨气的原因是 。
③用水吸收多余的氨气时,如将导管直接插入水中,会产生倒吸现象,产生该现象的原因是 。
(2)完成下列能生成NO的化学方程式:
①体现N元素的还原性:
a.汽车尾气中产生的NO:。
b.氨被氧气催化氧化: 。
②体现N元素的氧化性: 。
(3)NO2易溶于水。将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中,见下图。
①NO2溶于水发生反应的化学方程式是 。
②使试管中NO2完全被水吸收(液体充满试管)的操作是缓缓通入 mL氧气。
16.(23-24高一上·北京海淀·期末)物质类别和元素价态是研究物质性质的两个重要角度。下图为含铁物质的“价—类”二维图,图中列出了部分常见的含铁物质,其中构成丁的阴离子为Cl-。
(1)甲与水蒸气在高温下反应生成乙的化学方程式为 ﹔该反应中,甲做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)研究小组用丙溶液进行如图所示实验:
实验过程中,观察到沉淀颜色的变化情况为 ,反应的化学方程式为 。
(3)向CuSO4和丁组成的混合溶液中加入铁粉,反应结束后有固体剩余,下列关于固体成分的说法不可能的是 (填序号)。
a.铁、铜都有 b.有铜无铁 c.有铁无铜
(4)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂和高容量电池材料。
①小明同学预测K2FeO4具有氧化性,从铁元素价态的角度说明他预测的依据是 。
②制取K2FeO4的反应如下,配平该反应的离子方程式 。Fe3++ClO-+OH-=+Cl-+H2O
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题型突破04 氧化还原反应的综合应用
1.(23-24高一上·北京大兴·期末)下列物质放置在空气中,因发生氧化还原反应而变质的是
A.Na2O固体 B.NaOH溶液 C.FeCl2溶液 D.漂白粉
【答案】C
【详解】A.氧化钠固体可以吸收空气中的水或二氧化碳从而变质生成氢氧化钠或碳酸钠,并没有发生氧化还原反应,A错误;
B.氢氧化钠溶液可以吸收空气中的水分变质生成碳酸钠溶液,没有发生氧化还原反应,B错误;
C.二价铁离子可以被空气中的氧气氧化变质生成三价铁离子,C正确;
D.漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,次氯酸钙在空气中能够与水、二氧化碳反应生成次氯酸,并没有发生氧化还原反应,D错误;
故选C。
2.(23-24高一上·北京大兴·期末)下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A.Na→Na2O2→Na2CO3 B.NaOH→Na2CO3→NaCl
C.Cl2→HClO→HCl D.O2→Fe2O3→Fe(OH)3
【答案】D
【详解】A.Na燃烧生成Na2O2,Na2O2和CO2反应生成Na2CO3,能实现一步转化,故A不选;
B.NaOH和CO2反应生成Na2CO3,Na2CO3和CaCl2反应生成NaCl,能实现一步转化,故B不选;
C.Cl2和H2O反应生成HClO,HClO在光照条件下分解生成HCl,能实现一步转化,故C不选;
D.Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,Fe2O3和H2O不反应,不能实现一步转化,故D选;
答案选D。
3.(23-24高一上·北京·期末)下列变化过程,不能一步实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.,故A正确;
B.,故B正确;
C.,故C正确;
D.,故D错误;
故选D。
4.(23-24高一上·北京延庆·期末)为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中加入粉末,下列关于的叙述中,正确的是
A.作吸水剂 B.铁元素化合价降低 C.作氧化剂 D.作还原剂
【答案】D
【详解】FeSO4具有较强的还原性,能与氧气发生反应,可以防止食品氧化变质,故做还原剂,答案选D。
5.(23-24高一上·北京东城·期末)下列反应中,水只作还原剂的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.H2O中氢元素化合价降低,氧元素化合价升高,则H2O既作氧化剂又作还原剂,故A不符合题意;
B.该反应中F元素化合价降低,F2作氧化剂,氧元素化合价升高,H2O作还原剂,故B符合题意;
C.该反应中Cl元素的化合价既升高又降低,则该反应中Cl2既作氧化剂又作还原剂,H2O既不作氧化剂又不作还原剂,故C不符合题意;
D.该反应中Fe元素的化合价升高,Fe作还原剂,氢元素化合价降低,H2O作氧化剂,故D不符合题意;
故选:B。
6.(23-24高一上·北京东城·期末)某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”,如图所示。
【资料】
a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。
b.鞣酸、维生素C均具有还原性。
下列分析不正确的是
A.①→②,铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁
B.由③→④→⑤,可推知③中含二价鉄
C.由①、③、④几乎颜色相同,可推知其所含粒子种类相同
D.④→⑤,至少有两种粒子被氧化
【答案】C
【分析】已知a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。证明了鞣酸亚铁易被氧气氧化为鞣酸铁,已知维生素C具有还原性,证明了维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁,加入KSCN溶液是检验三价铁离子是否存在,H2O2氧化Fe2+生成Fe3+;
【详解】A.①→②过程中,鞣酸转化为鞣酸亚铁,鞣酸亚铁发生氧化反应生成蓝黑色的鞣酸铁,故A正确;
B.③→④的过程中加入KSCN,无现象,说明不含有Fe3+,④→⑤的过程中加入H2O2时生成了红色的Fe(SCN)3,说明③中含二价铁,故B正确;
C.①中含有鞣酸,①→③的过程中加入了FeSO4、维生素C,③→④的过程中又加入了KSCN,所以①、③、④中所含粒子种类不相同,故C错误;
D.④中含有维生素C、鞣酸、鞣酸亚铁或Fe2+等粒子,均具有还原性,则④→⑤的过程中至少有两种粒子被氧化,故D正确;
故选:C。
7.(23-24高一上·北京·期末)验证FeSO4的性质,进行如下实验。
实验序号
验证性质
实验装置
试剂X
实验现象
①
能与某些盐反应
BaCl2溶液
产生白色沉淀
②
能与碱反应
NaOH溶液
产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后变成红褐色
③
具有氧化性
锌粒
锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
KSCN溶液氯水
滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
下列关于该实验的说法不正确的是
A.①中产生白色沉淀的原因:
B.②中沉淀变成红褐色的原因:
C.③中用镁条(已打磨)替换锌粒,也可以证明FeSO4具有氧化性
D.④中调换试剂的加入顺序,也可以证明FeSO4具有还原性
【答案】D
【详解】A.①中产生白色沉淀为硫酸钡,离子方程式为:,A正确;
B.氢氧化亚铁可以被氧气氧化为氢氧化铁,故②中沉淀变成红褐色的原因:,B正确;
C.Mg、Zn金属性均大于Fe,③中用镁条(已打磨)替换锌粒,也可以证明FeSO4具有氧化性,C正确;
D.氯气可以氧化亚铁离子为铁离子,④中调换试剂的加入顺序,不能确定溶液中是否只含有亚铁离子,不能证明FeSO4具有还原性,D错误;
故选D。
8.(23-24高一上·北京朝阳·期末)小组同学探究金属钠与溶液的反应。
①向溶液中投入一小块金属钠,溶液颜色略有变浅,继续依次投入五小块金属钠,溶液变为绿色,产生气体。
②向溶液中加入少量固体,溶液颜色无明显变化,继续加入固体,溶液变为绿色,产生气体。
已知:无色,绿色,对比①②,下列有关说法不正确的是
A.①中溶液颜色变浅,说明发生还原反应
B.①中溶液变为绿色,说明被钠还原为
C.②中溶液变为绿色,可能发生
D.②中溶液颜色变化表明,浓度会影响物质还原性的强弱
【答案】B
【分析】由实验②实验现象可知,加入氢氧化钠固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,说明高锰酸根离子能与溶液中的氢氧根离子反应生成氧气,则实验①中溶液变为绿色可能是溶液中高锰酸根离子与溶液中的氢氧根离子反应所致,也可能是与钠反应所致。
【详解】A.①中高锰酸钾溶液颜色变浅,说明高锰酸根离子转化为锰酸根离子,锰元素的化合价降低被还原,高锰酸钾是反应的氧化剂,发生还原反应,故A正确;
B.由分析可知,实验①中溶液变为绿色可能是溶液中高锰酸根离子与溶液中的氢氧根离子反应所致,也可能是与钠反应所致,故B错误;
C.由分析可知,②中溶液变为绿色,碱性条件下高锰酸根离子能与溶液中的氢氧根离子反应生成氧气,反应的离子方程式为,故C正确;
D.②中溶液颜色变化表明,高锰酸钾溶液浓度不变,改变的是氢氧根离子浓度,说明浓度会影响物质还原性的强弱,故D正确;
故选B。
9.(23-24高一上·北京海淀·期末)用FeSO4溶液、空气除去烟气中的SO2,主要物质的转化如下图。
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ、Ⅱ中,SO2均发生氧化反应
B.过程Ⅱ中,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+
C.SO2最终转化成
D.FeSO4溶液吸收SO2后,所得溶液酸性减弱
【答案】D
【详解】A.过程Ⅰ、Ⅱ中,SO2中S元素化合价升高,SO2均发生氧化反应,故A正确;
B.根据图示过程Ⅱ中,二氧化硫被Fe3+氧化为,发生反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,故B正确;
C.根据图示,SO2最终转化成,故C正确;
D.SO2溶于水生成亚硫酸,FeSO4溶液吸收SO2后,所得溶液酸性增强,故D错误;
答案选D。
10.(23-24高一上·北京·期末)如图,在注射器中加入少量晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、蘸有酸性溶液的滤纸均褪色,证明具有漂白性
C.湿润的淀粉试纸未变蓝说明的氧化性弱于
D.饱和NaCl溶液可用于除去实验中多余的
【答案】C
【详解】A.与反应生成,由于溶于水生成,只能使指示剂变色,而不能使指示剂褪色,选项A错误;
B.能使酸性溶液褪色,是发生氧化还原反应的结果体现二氧化硫的还原性而非漂白性,选项B错误;
C.湿润的淀粉-KI试纸未变蓝,即无生成,故的氧化性弱于的氧化性,选项C正确;
D.除去多余的可用NaOH溶液而非饱和NaCl溶液,选项D错误。
答案选C。
11.(22-23高一上·北京海淀·期末)某小组同学对SO2与含+2价铜[Cu(Ⅱ)]化合物的反应进项探究,实验如表,下列说法不正确的是
已知:Cu2O在酸性溶液中易发生歧化反应Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O。
装置
序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL蒸馏水
无明显现象
实验Ⅱ
1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL1mol/LNaOH溶液混合
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
A.对比实验Ⅰ和Ⅱ,说明碱性条件下Cu(Ⅱ)较易氧化SO2
B.砖红色固体可能是Cu2O,其消失与通入过量的SO2有关
C.紫红色固体是铜单质,可能由Cu2O发生歧化反应生成
D.取Ⅱ中清液,用盐酸酸化后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2被氧化为
【答案】D
【详解】A.实验Ⅰ:1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL蒸馏水,无明显现象;实验Ⅱ:。5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL1mol/LNaOH溶液混合,通入SO2,开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色,说明生成Cu2O,再生成铜,最后生成了氢氧化铜的悬浊液,选项A正确;
B.实验Ⅱ:1.5mL1mol/LCuSO4溶液和3.5mL1mol/LNaOH溶液混合,通入SO2,开始时有砖红色沉淀Cu2O出现,随着SO2不断通入,发生反应Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O,砖红色沉淀消失,砖红色固体可能是Cu2O,选项B正确;
C.根据Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O,随着SO2不断通入,导致溶液显酸性,发生反应生成了铜单质,选项C正确;
D.取Ⅱ中清液,用盐酸酸化后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀BaSO4,但是原溶液就含有,不能说明SO2被氧化为,选项D错误;
答案选D。
12.(23-24高一上·北京延庆·期末)铝与三氧化二铁在高热条件下发生反应。
(1)作还原剂的物质是 ,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(2)若反应中每生成1 mol Fe,则消耗Fe2O3的物质的量为 mol,转移电子的数目为 NA(NA表示阿伏伽德罗常数)。
【答案】(1) Al 降低
(2) 0.5 3NA
【详解】(1)在该反应中,Al元素的化合价由反应前Al单质的0价变为反应后Al2O3中的+3价,化合价升高,失去电子被氧化,所以Al为还原剂;Fe元素的化合价由反应前Fe2O3中的+3价变为反应后Fe单质的0价,Fe元素的化合价降低,得到电子被还原,所以Fe2O3为氧化剂;
(2)根据Fe元素守恒可知:若反应中每生成1 mol Fe,则消耗Fe2O3的物质的量为0.5 mol。在氧化还原反应中元素化合价升降数目等于反应过程中电子转移数目。在该反应中元素化合价升降为6,可知:每反应产生2 mol Fe,转移6 mol电子。则反应产生1 mol Fe,则转移电子的物质的量是3 mol,转移的电子数目是3NA。
13.(23-24高一上·北京延庆·期末)钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。
(1)钠的原子结构示意图为,钠在反应中容易 电子(填“得”或“失”)。
(2)金属钠非常活泼,通常保存在 里,以隔绝空气。
(3)把一块绿豆大的钠放入盛有硫酸亚铁溶液的烧杯中。
①发生的反应依次有:、 (补全离子方程式)、。
②氢氧化亚铁放置在空气中一段时间,可观察到的实验现象是 。
(4)汽车安全气囊的气体发生剂NaN3可用金属钠生产。某汽车安全气囊内含NaN3、Fe2O3和NaHCO3等物质。
①当汽车发生较严重碰撞时,0.01 s可引发NaN3分解(),并在0.03 s结束,极速为气囊充气。一个安全气囊通常装有65 g NaN3,其完全分解所释放N2在标准状况下的体积为 L。
②产生的Na立即与Fe2O3发生置换反应生成Na2O,化学方程式是 。
③NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程释放的热量。NaHCO3起冷却作用时发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)失
(2)煤油(或石蜡)
(3) Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓ 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(4) 33.6
【详解】(1)根据钠的原子结构示意图可知:Na原子核外有3个电子层,最外层只有1个电子,这个电子受到原子核吸引力较小,容易失去,表现出强的还原性;
(2)金属钠非常活泼,容易与空气中的氧气及水反应导致变质,根据其密度比煤油(或液态石蜡)大,与煤油(或液态石蜡)不能发生反应的性质,通常保存在煤油(或液态石蜡)中;
(3)①把一块绿豆大的钠放入盛有硫酸亚铁溶液的烧杯中,钠首先与水发生置换反应产生NaOH、H2,然后是NaOH与FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2、Na2SO4,反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑、Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓。Fe(OH)2不稳定,容易被空气中的O2氧化产生Fe(OH)3沉淀,反应方程式为:;
②Fe(OH)2是白色固体,其中Fe为+2价,具有强的还原性,容易被空气中的O2氧化产生红褐色Fe(OH)3,发生反应:,因此看到的现象是:白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;
(4)①65 g NaN3的物质的量为n(NaN3)==1 mol,根据负极反应方程式中物质反应转化关系可知:1 mol NaN3分解产生1.5 mol N2,其在标准状况下的体积V(N2)=1.5 mol×22.4 L/mol=33.6 L;
②Na具有强的还原性,能够与Fe2O3在加热时发生反应产生Na2O、Fe,该反应的化学方程式为:;
③NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程释放的热量。NaHCO3受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,则NaHCO3起冷却作用时发生反应的化学方程式为:。
14.(23-24高一上·北京东城·期末)分类法是常用的科学研究方法,通过对物质进行分类,可以更方便地认识物质变化的规律。
(1)在四种物质中,有一种物质所属类别与其他三种不同。写出该物质溶于水时的电离方程式: 。
(2)在硝酸、氧气、铝三种物质中:
①常用作氧化剂的是 。
②欲实现转化:,应选择加入 。
(3)根据高铁酸钾中铁元素的化合价为 价,推测其具有 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)属于酸性氧化物。与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2) 硝酸、氧气 铝
(3) 氧化性
(4)
【详解】(1)NaOH、KOH、Ba(OH)2都属于碱,Na2CO3属于盐,故与其他三种物质类别不同的是Na2CO3,Na2CO3溶于水电离出Na+和,电离方程式为Na2CO3=2Na++。
(2)①在HNO3、氧气、铝三种物质中,Al常用作还原剂,常用作氧化剂的是硝酸、氧气。
②Fe3O4→Fe的过程中Fe元素的化合价降低,应选择加入Al。
(3)K2FeO4中K、O元素的化合价依次为+1价、-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,铁元素的化合价为+6价;推测其具有氧化性。
(4)N2O5属于酸性氧化物,酸性氧化物能与碱反应生成对应的盐和水,则N2O5与NaOH溶液反应的化学方程式为N2O5+2NaOH=2NaNO3+H2O。
15.(23-24高一上·北京·期末)如图为氮及其化合物的类别与化合价对应的关系图。
(1)实验室制取氨气。
①用氯化铵和熟石灰共热制取氨气的化学方程式是 。
②可用向下排空气法收集氨气的原因是 。
③用水吸收多余的氨气时,如将导管直接插入水中,会产生倒吸现象,产生该现象的原因是 。
(2)完成下列能生成NO的化学方程式:
①体现N元素的还原性:
a.汽车尾气中产生的NO:。
b.氨被氧气催化氧化: 。
②体现N元素的氧化性: 。
(3)NO2易溶于水。将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中,见下图。
①NO2溶于水发生反应的化学方程式是 。
②使试管中NO2完全被水吸收(液体充满试管)的操作是缓缓通入 mL氧气。
【答案】(1) 氨气密度小于空气密度,一般情况下不与空气中的成分发生反应, 氨气易溶于水,使装置中的压强小于外界的压强,从而引起倒吸
(2)
(3)
【详解】(1)①氯化铵和熟石灰共热制取氨气的化学方程式是:;
②氨气密度小于空气密度,一般情况下不与空气中的成分发生反应,可用向下排空气法收集;
③氨气易溶于水,使装置中的压强小于外界的压强,从而引起倒吸;
(2)①氨气被氧气催化氧化为NO,化学方程式为:;
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮和水,化学方程式:,硝酸中+5价N降为+2价,体现氧化性;
(3)①二氧化氮可以和水之间反应,生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为:;
②NO2与水和氧气反应生成硝酸,发生反应的方程式为:,所以使试管中NO2完全被水吸收的操作是:向试管中通入氧气。
16.(23-24高一上·北京海淀·期末)物质类别和元素价态是研究物质性质的两个重要角度。下图为含铁物质的“价—类”二维图,图中列出了部分常见的含铁物质,其中构成丁的阴离子为Cl-。
(1)甲与水蒸气在高温下反应生成乙的化学方程式为 ﹔该反应中,甲做 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)研究小组用丙溶液进行如图所示实验:
实验过程中,观察到沉淀颜色的变化情况为 ,反应的化学方程式为 。
(3)向CuSO4和丁组成的混合溶液中加入铁粉,反应结束后有固体剩余,下列关于固体成分的说法不可能的是 (填序号)。
a.铁、铜都有 b.有铜无铁 c.有铁无铜
(4)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂和高容量电池材料。
①小明同学预测K2FeO4具有氧化性,从铁元素价态的角度说明他预测的依据是 。
②制取K2FeO4的反应如下,配平该反应的离子方程式 。Fe3++ClO-+OH-=+Cl-+H2O
【答案】(1) 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 还原剂
(2) 白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(3)c
(4) K2FeO4中,Fe元素的化合价为+6价,是Fe元素的较高化合价,有降低的趋势,对应K2FeO4表现氧化性 2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O
【分析】根据铁元素的价类二维图,甲为单质铁,乙为Fe3O4,丙为亚铁盐,丁为FeCl3;
【详解】(1)Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;该反应中,Fe元素化合价升高,作还原剂;
(2)溶液中含有Fe2+,加NaOH溶液生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化生成红褐色Fe(OH)3,现象为白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,此过程中发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)向CuSO4和FeCl3组成的混合溶液中加入铁粉,氧化性Cu2+<Fe3+,氯化铁先与铁反应生成氯化亚铁,氯化铁反应完全后氯化铜和铁粉反应生成固体铜,反应结束后有固体剩余,固体中一定含有铜,可能含有铁,不可能有铁无铜,故答案为:c;
(4)①元素化合价处于最高价只具有氧化性,处于最低价只具有还原性,处于中间价态则既可以升高也可以降低,K2FeO4具中铁元素为+6价,是较高价态,具有氧化性;
②铁元素化合价+3价变化为+6价,氯元素化合价+1价变化-1价,反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O。
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