内容正文:
专题四 硫与环境保护
第二单元 硫及其化合物的相互转化
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 含硫物质之间的转化
1. 硫元素常见价态及代表物质
-2价:
0价:
+4价:
+6价:
2.相互转化图示
写出图示中所有方程式:
知识点2 氧化还原反应方程式的配平
1. 配平氧化还原反应方程式的依据:_______________________________________________
2. 化学方程式的配平步骤
3.氧化剂和还原剂的判断
教材习题01(P101)
下列反应中,硫元素表现出氧化性的是( )
A. 稀硫酸与锌粒反应 B. 二氧化硫与氧气反应
C. 浓硫酸与铜反应 D. 三氧化硫与水反应
解题方法
【答案】
教材习题04(P102)
将二氧化硫的水溶液在空气中放置一段时间后,在溶液中能检测到硫酸根离子的存在, 且溶液的pH变小,试说明其原因。
解题方法
【答案】
考点1:硫及其化合物的相互转化
1.硫及其化合物的价类二维图如下图所示。
回答下列问题:
(1)X、Y、N、W中,硫元素不能表现出氧化性的是 (填化学式)。
(2)X与Z生成Y的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)R与T能否生成Z,若能,写出反应方程式,若不能,说明理由 。
(4)Z是形成酸雨的主要物质之一,形成酸雨的过程为或 ;欲证明酸雨中含有M,用pH试纸检验雨水呈酸性,说明含有; ,说明雨水中含有。
(5)将的稀硝酸溶液与溶液混合,向混合后的溶液中加入3.2g铜粉,充分反应后,产生NO的质量为 g。
(6)为测定空气中Z的含量,某同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的酸性溶液中(反应过程中转化为,样品中其他成分不参与反应,样品中的Z可被溶液充分吸收)。若管道中空气流量为,经过bmin溶液恰好褪色,则该空气样品中Z的含量是 。
2.如图所示是硫元素在自然界中的循环示意图。下列有关说法错误的是
A.硫在自然界中有多种存在形式
B.过程⑤宜在土壤的缺氧区进行
C.过程⑤中S发生还原反应
D.硫元素的循环过程中只有硫的还原
考点2:氧化还原反应方程式的配平
1.把碎纸片b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.纸条排列的顺序可能是:c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的物质的量比为1:2
D.每生成1个,反应转移的电子数为2个
2.配平下列反应方程式。
(1)普通配平类
①
_______FeSO4 + _______KNO3 + _______H2SO4=_______K2SO4 + _______Fe2(SO4)3 +_______NO↑ +_______H2O
②
_______KI + _______KIO3 +_______H2SO4=_______I2 +_______K2SO4 +_______H2O
③
_______MnO +_______H+ +_______Cl-=_______Mn2+ +_______Cl2↑+_______H2O
④
_______NH3 +_______O2 _______NO+ _______H2O
(2)缺项配平类
①
_______ClO- +_______Fe(OH)3 +_______=_______Cl- +_______FeO + _______H2O
②
_______MnO +_______H2O2 +_______=_______Mn2+ + _______O2↑ +_______H2O
③某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++→+
3.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):+Fe2++H+=Mn2++Fe3++H2O;下列说法不正确的是
A.是氧化剂,Fe3+是氧化产物
B.Mn2+的还原性弱于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是:1、5、8、1、5、4
D.生成1分子水时,转移2.5个电子
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.准确识别硫元素在 -2、0、+4、+6 价态下的常见代表物质,熟练掌握单质硫、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸、硫酸及含硫盐类的主要性质。
2.理解含硫物质之间的相互转化关系,能够准确书写相关化学反应方程式,如硫单质的燃烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫与水的反应等。
3.理解氧化还原反应中电子转移规律,熟练运用得失电子守恒原理,完成氧化还原反应方程式的配平,并能正确判断反应中的氧化剂和还原剂。
【学习重难点】
1.硫元素不同价态代表物质的核心性质,特别是二氧化硫的漂白性、还原性,浓硫酸的强氧化性,以及亚硫酸盐的易氧化性。
2.含硫物质之间关键的转化反应。
3.氧化还原反应方程式配平的原理和步骤,能够熟练运用化合价升降法进行配平,并准确判断氧化剂和还原剂。
1.含有氧化剂XO的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知XO、Na2SO3的个数比为1∶2,则还原产物中元素X的价态是
A.+1 B.-2 C.+2 D.0
2.在KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
3.已知常温下可用Co2O3制备Cl2,反应前后存在六种微粒:Co2O3、H2O、Cl2、H+、Cl-和Co2+。下列叙述不正确的是
A.氧化产物为Cl2
B.氧化剂与还原剂的个数之比为1∶2
C.若有3分子H2O生成,则反应中有2个电子转移
D.当该反应生成2分子Cl2时,则反应中有2个电子转移
4.在的溶液中能发生自身氧化还原反应,完全反应后,测得溶液中个数之比为,则溶液中和的个数之比为
A. B. C. D.
5.在反应3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶5 D.1∶1
6.已知:①;②。则下列判断正确的是
A.在反应②中只表现出还原性
B.氧化性强弱:
C.只有氧化性,只有还原性
D.用双线桥法表示反应②电子得失情况:
7.已知转化Ⅰ:;转化Ⅱ:。下列说法错误的是
A.氧化性:PbO2>>Cl2
B.转化Ⅰ、Ⅱ消耗或生成等物质的量的,转移电子数相同
C.做氧化剂时,酸性越强,氧化性越强
D.PbO2与FeSO4溶液反应:
8.已知:①,②,③,根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.溶液中可发生反应 B.还原性:
C.氧化性: D.在反应①③中均为氧化剂
9.制备纳米颗粒M(化合物)的反应为。下列说法正确的是
A. B.是氧化剂
C.M的化学式为 D.反应中一个失去电子数为1
10.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:___________KClO3+___________HCl(浓)=___________KCl+___________ClO2↑+___________Cl2↑+___________H2O
(1)请配平上述化学方程式: 。
(2)氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)产生1个Cl2,转移的电子的个数为 个。
(4)某反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3(不溶于水)、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程H2O2→O2,写出该反应的化学方程式: 。
11.根据氧化还原反应的相关知识,回答下列问题:
(1)化学实验中,如使其步骤中的有害产物作为另一步骤的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。如图:
①需要加入氧化剂的反应是 (填编号,下同)。
②已知Na2Cr2O7在常温下,能与浓盐酸发生如下反应,请配平以下反应: ,,反应中:氧化剂是 ,氧化产物是 ;生成35.5gCl2时,被氧化的还原剂量为 g;浓盐酸体现出 性。
(2)NaH可在野外作生氢剂,反应原理为,反应中氧化产物和还原产物的质量比为 。
(3)有下列6种物质:K2SO4、K2SO3、I2、H2SO4、KIO3、H2O组成一个氧化还原反应,已知在反应中K2SO3失去电子,则反应的化学方程式为 。
12.硫及其部分化合物的“价−类”二维图如下图所示:
(1)下列说法正确的是___________。
A.X可与SO2反应生成S B.Y可由S和O2化合生成
C.Z的水溶液和足量硝酸反应可制得SO2 D.不能用浓硫酸干燥SO2
(2)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O,过程如右图所示:吸收过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比 。
A.变大 B.变小 C.不变
(3)制备过程中,溶液B中发生反应的化学方程式为 。
(4)工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
①“脱硫”时,控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2转化为,已知0.1mol·L−1 100mL NaClO溶液,可以恰好吸收0.01mol SO2,该反应的离子方程式为 。
②脱硝时,在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成和N,该过程应在避光条件下进行,其可能的原因是 。
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专题四 硫与环境保护
第二单元 硫及其化合物的相互转化
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析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 含硫物质之间的转化
1. 硫元素常见价态及代表物质
-2价:H2S、Na2S、FeS等硫化物
0价:S(单质硫)
+4价:SO₂、H2SO3、Na2SO3
+6价:SO₃、H2SO4、Na2SO₄
2.相互转化图示
Hg + S = HgS
S + O2 2
SO2 + H2O = H2SO3
2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
(催化剂是V2O5)
SO3 + H2O = H2SO4
SO2 +2 NaOH =Na2SO3+ H2O
SO3 +2 NaOH =Na2SO4+ H2O
2Na2SO3 + O2=2Na2SO4
知识点2 氧化还原反应方程式的配平
1.配平氧化还原反应方程式的依据:反应过程中电子不会凭空产生或消失,所以氧化还原反应中得失电子总数一定相等。
2.化学方程式的配平步骤
3.氧化剂和还原剂的判断
教材习题01(P101)
下列反应中,硫元素表现出氧化性的是( )
A. 稀硫酸与锌粒反应 B. 二氧化硫与氧气反应
C. 浓硫酸与铜反应 D. 三氧化硫与水反应
解题方法
选项A:稀硫酸与锌粒反应
硫元素价态变化:H₂SO₄中 S 为 +6 价,ZnSO₄中 S 仍为+6 价(未变)。
稀硫酸体现 酸性(提供 H⁺),非氧化性(氧化剂是 H⁺,被还原为 H₂)。
硫元素未表现氧化性。
选项B:二氧化硫与氧气反应
硫元素价态变化:SO₂中 S 为+4 价 → SO₃中 S 为+6 价。
作用分析:SO₂被氧化(化合价升高),表现还原性。
结论:硫元素表现还原性,而非氧化性。
选项C:浓硫酸与铜反应
硫元素价态变化:H₂SO₄中 S 为 +6 价 → SO₂中 S 为+4 价(部分 S 被还原)。
作用分析:浓硫酸氧化 Cu,自身被还原为 SO₂,硫元素化合价降低。
硫元素作为氧化剂,表现氧化性。
结论:硫元素表现氧化性(正确答案)。
选项D:三氧化硫与水反应
硫元素价态变化:SO₃和 H₂SO₄ 中 S 均为 +6 价(未变)。
作用分析:该反应为非氧化还原反应(无电子转移)。
结论:硫元素未表现氧化性或还原性。
【答案】C
教材习题04(P102)
将二氧化硫的水溶液在空气中放置一段时间后,在溶液中能检测到硫酸根离子的存在, 且溶液的pH变小,试说明其原因。
解题方法
【答案】二氧化硫溶于水后,会与水反应生成亚硫酸(H₂SO₃),亚硫酸在空气中会被氧气(O₂)氧化,生成硫酸(H₂SO₄),硫酸是一种强酸,完全电离出氢离子(H⁺)和硫酸根离子(SO₄²⁻)。
考点1:硫及其化合物的相互转化
1.硫及其化合物的价类二维图如下图所示。
回答下列问题:
(1)X、Y、N、W中,硫元素不能表现出氧化性的是 (填化学式)。
(2)X与Z生成Y的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)R与T能否生成Z,若能,写出反应方程式,若不能,说明理由 。
(4)Z是形成酸雨的主要物质之一,形成酸雨的过程为或 ;欲证明酸雨中含有M,用pH试纸检验雨水呈酸性,说明含有; ,说明雨水中含有。
(5)将的稀硝酸溶液与溶液混合,向混合后的溶液中加入3.2g铜粉,充分反应后,产生NO的质量为 g。
(6)为测定空气中Z的含量,某同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的酸性溶液中(反应过程中转化为,样品中其他成分不参与反应,样品中的Z可被溶液充分吸收)。若管道中空气流量为,经过bmin溶液恰好褪色,则该空气样品中Z的含量是 。
【答案】
(1)H2S
(2)1:2
(3)NaHSO4+NaHSO3=Na2SO4+H2O+SO2↑或2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+H2O+SO2↑
(4) 往雨水样品中滴加过量稀盐酸,静置,取上层清液滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生
(5)0.9
(6)
【分析】在价类二维坐标图中X为H2S,Y为S,Z为SO2,N为H2SO3,T为Na2SO3;W为SO3,M为H2SO4,R为Na2SO4;
【解析】(1)X、Y、N、W中,只有H2S中S为最低价,只具有还原性。
(2)X与Z生成Y的反应为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,氧化剂为SO2,还原剂为H2S,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(3)要产生二氧化硫可以用亚硫酸盐与酸反应,因为R为硫酸盐,可以用硫酸氢钠,方程式为NaHSO4+NaHSO3=Na2SO4+H2O+SO2↑或2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+H2O+SO2↑;
(4)二氧化硫酸雨最终为硫酸,有两种途径,一种先溶于水生成亚硫酸,然后氧化;还有一种是先氧化生成三氧化硫,然后溶于水生成硫酸,故为;酸雨中检验有硫酸可以,分别测定pH,证明有氢离子,然后检验硫酸根,检验硫酸根可以在雨水中加入过量稀盐酸,静置,取上层清液滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生;
(5)根据离子反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,n()=0.04mol,n(H+)=0.04+0.04×2=0.12mol,n(Cu)=0.05mol,根据方程式铜与硝酸根均过量,根据氢离子计算,产生NO为0.03mol,质量为0.9g;
(6)根据,n(SO2)=,则该空气样品中Z的含量是
2.如图所示是硫元素在自然界中的循环示意图。下列有关说法错误的是
A.硫在自然界中有多种存在形式
B.过程⑤宜在土壤的缺氧区进行
C.过程⑤中S发生还原反应
D.硫元素的循环过程中只有硫的还原
【答案】D
【解析】A.由图知硫在自然界中有硫单质、硫酸盐、硫化氢等多种存在形式,A正确;
B.在土壤缺氧的条件下可实现⑤的转化,若在富氧区,转化呈的硫化氢会与氧气反应,转化不成立,B正确;
C.过程⑥中硫元素化合价降低,由0价降为-2价,发生还原反应,C正确;
D.题图循环过程中①、②均为硫的氧化,D错误;
答案选D。
考点2:氧化还原反应方程式的配平
1.把碎纸片b、c、d、e补充到a中,可得到一个完整的离子方程式(未配平)。下列说法正确的是
A.纸条排列的顺序可能是:c、d、a、b、e
B.通过该反应可知还原性:
C.氧化剂与还原剂的物质的量比为1:2
D.每生成1个,反应转移的电子数为2个
【答案】A
【解析】
由部分反应可知,被还原为,则亚硫酸根离子应该为还原剂参与反应被氧化为硫酸根离子,结合质量守恒、电荷守恒可知,氢离子参与反应生成水,故反应为酸性条件下,与离子反应生成和,发生反应的离子方程式为:,反应中部分S的化合价从+4价升高到+6价,的化合价从+5价降低到+4价;
【解析】A.根据反应,纸条排列的顺序可能是:c、d、a、b、,A正确:
B.反应中S的化合价从+4价升高到+6价,所以为还原剂:中Cl元素的化合价从+5价降低到中的+4价,为氧化剂,还原性的还原性比氧化剂的还原性更强,则物质的还原性:,B错误:
C.在反应中,为氧化剂,为还原剂,则氯化剂与还原剂的物质的量比为2:1,C错误;
D.根据反应可知:每有生成,会反应转移2mol电子,则当生成1个,反应转移的电子数为1个,D错误;
故合理选项是A。
2.配平下列反应方程式。
(1)普通配平类
①
_______FeSO4 + _______KNO3 + _______H2SO4=_______K2SO4 + _______Fe2(SO4)3 +_______NO↑ +_______H2O
②
_______KI + _______KIO3 +_______H2SO4=_______I2 +_______K2SO4 +_______H2O
③
_______MnO +_______H+ +_______Cl-=_______Mn2+ +_______Cl2↑+_______H2O
④
_______NH3 +_______O2 _______NO+ _______H2O
(2)缺项配平类
①
_______ClO- +_______Fe(OH)3 +_______=_______Cl- +_______FeO + _______H2O
②
_______MnO +_______H2O2 +_______=_______Mn2+ + _______O2↑ +_______H2O
③某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++→+
【答案】(1)6,2,4,1,3,2,4 5,1,3,3,3,3 2,16,10,2,5,8 4,5,4,6
(2)3,2,4 OH-,3,2,5 2,5,6 H+,2,5,8 Al2O3+3C+N22AlN+3CO
【分析】(1)全变从左边配,即氧化剂、还原剂中都有元素化合价变化的,一般从左边反应物着手配平;
(2)自变从右边配,即自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边产物着手配平;
缺项配平法,先利用得失电子数相等配平,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加,生成物一边加水;若反应物一边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后再进行配平。当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物;据此解答。
【解析】(1)①硝酸的还原产物是一氧化氮,所有的铁元素化合价升高了1价,所有的氮元素化合价降低了3价,所以硫酸亚铁前边系数是6,硫酸铁前边系数是3,硝酸钾前边系数是2,一氧化氮前边系数是2,根据元素守恒,硫酸的系数是4,硫酸钾的系数是1,水的系数是4,由电子守恒和原子守恒可知方程式为6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O;答案为6,2,4,1,3,2,4;
②KI中I元素的化合价从-1价失电子升高到0价,KIO3中I元素的化合价从+5价得电子降低到0价,由电子守恒和原子守恒可知方程式为5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O;答案为5,1,3,3,3,3;
③中Mn元素的化合价从+7价得电子降低到+2价,Cl-中Cl元素的化合价从-1价失电子升高到0价,由电子守恒和原子守恒可知方程式为2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;答案为2,16,10,2,5,8;
④NH3中N元素的化合价是-3价升高到+2价.所以N原子失去5个电子;O2中O元素的化合价从0价降低到-2价,应得到4个电子,根据得失电子守恒,5与4的最小公倍数是20,所以NH3、NO的系数是4,氧气的系数是5,根据元素守恒,H2O的系数是6,反应的方程式:4NH3+5O24NO+6H2O;故答案为:4,5,4,6;
(2)①Cl元素的化合价从+1价降低到-1价,Fe元素的化合价从+3价升高到+6价,由电子守恒和原子守恒可知方程式为3ClO- +2Fe(OH)3 +4OH-=3Cl- +2FeO +5 H2O;答案为3,2,4 OH-,3,2,5;
②Mn元素的化合价从+7价降低到+2价,H2O2中O元素的化合价从-1价升高到0价,由电子守恒和原子守恒可知方程式为2MnO +5H2O2 +6H+=2Mn2+ + 5O2↑ +8H2O
;答案为2,5,6 H+,2,5,8;
③A12O3是反应物,反应中A12O3→AlN,Al元素化合价不变化,根据氮元素守恒N2是反应物,反应中N2→AlN,N元素的化合价降低,根据电子转移守恒可知C是反应物,CO是生成物,反应中N2→AlN,N元素的化合价由0价降低为-3价,共降低6价,C→CO,C元素化合价由0价升高为+2价,共升高2价,化合价升降最小公倍数为6,故N2系数为1,C系数为3,根据N元素守恒可知AlN系数为2,根据Al元素守恒可知Al2O3系数为1,根据C元素守恒可知CO系数为3,所以其化学反应方程式为Al2O3+3C+N2=2AlN+3CO;答案为Al2O3+3C+N22AlN+3CO。
3.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,离子方程式如下(未配平):+Fe2++H+=Mn2++Fe3++H2O;下列说法不正确的是
A.是氧化剂,Fe3+是氧化产物
B.Mn2+的还原性弱于Fe2+
C.离子方程式中按物质顺序的化学计量数是:1、5、8、1、5、4
D.生成1分子水时,转移2.5个电子
【答案】D
【解析】A.该反应中,锰元素的化合价由+7价变为+2价,铁元素的化合价由+2价变为+3价,所以是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故A正确;
B.该反应中还原剂是Fe2+,还原产物是Mn2+,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,故B正确;
C.根据得失电子相等配平方程式得2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,离子方程式为MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,故C正确;
D.根据方程式知,生成1mol水时,转移电子的物质的量=10×1mol/8=1.25mol,故D错误,
故选D。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.准确识别硫元素在 -2、0、+4、+6 价态下的常见代表物质,熟练掌握单质硫、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸、硫酸及含硫盐类的主要性质。
2.理解含硫物质之间的相互转化关系,能够准确书写相关化学反应方程式,如硫单质的燃烧、二氧化硫的催化氧化、三氧化硫与水的反应等。
3.理解氧化还原反应中电子转移规律,熟练运用得失电子守恒原理,完成氧化还原反应方程式的配平,并能正确判断反应中的氧化剂和还原剂。
【学习重难点】
1.硫元素不同价态代表物质的核心性质,特别是二氧化硫的漂白性、还原性,浓硫酸的强氧化性,以及亚硫酸盐的易氧化性。
2.含硫物质之间关键的转化反应。
3.氧化还原反应方程式配平的原理和步骤,能够熟练运用化合价升降法进行配平,并准确判断氧化剂和还原剂。
1.含有氧化剂XO的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,已知Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知XO、Na2SO3的个数比为1∶2,则还原产物中元素X的价态是
A.+1 B.-2 C.+2 D.0
【答案】A
【解析】且设还原产物中元素X的价态为n,Na2SO3被氧化为Na2SO4,S元素化合价由+4升高为+6,升高2价,XO中X为+5价,根据反应中化合价升降相等,则2×2=5-n,得n=+1,
故选A。
2.在KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
【答案】D
【解析】反应KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,KClO3中氯元素化合价由+5降低为0、HCl中氯元素化合价由-1升高为0,电子转移的方向和数目是 ,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为5:1,故选D。
3.已知常温下可用Co2O3制备Cl2,反应前后存在六种微粒:Co2O3、H2O、Cl2、H+、Cl-和Co2+。下列叙述不正确的是
A.氧化产物为Cl2
B.氧化剂与还原剂的个数之比为1∶2
C.若有3分子H2O生成,则反应中有2个电子转移
D.当该反应生成2分子Cl2时,则反应中有2个电子转移
【答案】D
【解析】A.用Co2O3制备Cl2的反应中,Co2O3作氧化剂,HCl作还原剂,则氧化产物是Cl2,A正确;
B.氧化剂是Co2O3,还原剂是HCl,Co2O3中的Co由+3价变为+2,1个Co2O3得2个电子,HCl中的Cl由-1价变成0价,1个HCl失1个电子,根据得失电子守恒,需要2个HCl,所以氧化剂与还原剂的个数之比为1∶2,B正确;
C.发生反应为Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++3H2O+Cl2↑,若有3分子H2O生成,同时生成1分子Cl2,反应中有2个电子转移,C正确;
D.由选项C分析可知,当生成2分子Cl2时,反应中有4个电子转移,D错误;
故选D。
4.在的溶液中能发生自身氧化还原反应,完全反应后,测得溶液中个数之比为,则溶液中和的个数之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】Cl2与NaOH溶液发生以下两个反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O。全反应后测定混合溶液中ClO-与的个数比为5:1,只有3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O反应生成,设其生成的为x,则被氧化的氯原子个数为x,被还原的氯原子个数为5x;只有Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O反应生成ClO-,则ClO-的个数为5x,被氧化的氯原子个数为5x,被还原的氯原子个数为5x;所以总的被氧化的氯原子个数为6x,被还原的氯原子个数为10x,则溶液中Cl-和的个数之比为10x:x=10:1,A正确;
故选A。
5.在反应3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶5 D.1∶1
【答案】A
【解析】由反应的方程式3Cl2+6KOH(浓)KClO3+5KCl+3H2O可知,Cl2自身发生氧化还原反应,生成KCl的反应为被还原的过程,Cl2为氧化剂,生成KClO3的反应为被氧化的过程,Cl2为还原剂。根据化学方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比是5∶1;
故选A。
6.已知:①;②。则下列判断正确的是
A.在反应②中只表现出还原性
B.氧化性强弱:
C.只有氧化性,只有还原性
D.用双线桥法表示反应②电子得失情况:
【答案】B
【解析】A.反应中有5个HCl的Cl由-1价升高为0价,作还原剂,表现还原性,有1个HCl的Cl化合价不变,表现酸性,A错误;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物,反应中Cl2作氧化剂,Fe3+作氧化产物,则氧化性Cl2> FeCl3,反应中KClO3作氧化剂,Cl2作氧化产物,则氧化性KClO3>Cl2,综上氧化性强弱:,B正确;
C.是Fe元素的最高价态,只有氧化性,是Fe元素的中间价态,既有氧化性又有还原性,C错误;
D.氧化还原反应中同种元素遵循只靠拢不交叉的原则,根据得失电子守恒,该反应用双线桥法表示电子得失情况为,D错误;
答案选B。
7.已知转化Ⅰ:;转化Ⅱ:。下列说法错误的是
A.氧化性:PbO2>>Cl2
B.转化Ⅰ、Ⅱ消耗或生成等物质的量的,转移电子数相同
C.做氧化剂时,酸性越强,氧化性越强
D.PbO2与FeSO4溶液反应:
【答案】D
【解析】A.反应Ⅰ中氧化剂是,氧化产物是Cl2;反应Ⅱ中氧化剂是PbO2,氧化产物是,根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,可知物质的氧化性:PbO2>>Cl2,A正确;
B.根据电子守恒可知:在反应Ⅰ中每消耗1 mol,反应过程中转移5 mol电子;而在反应Ⅱ中,每反应生成1 mol,反应过程中转移5 mol电子,因此转化Ⅰ、Ⅱ消耗或生成等物质的量的,转移电子数相同,B正确;
C.微粒的氧化性或还原性与溶液的酸碱性有关,做氧化剂时,溶液的酸性越强,物质的氧化性就越强,C正确;
D.Pb2+与会反应产生难溶性PbSO4沉淀,不能大量共存,反应的离子方程式应该为:PbO2+2Fe2++4H++=PbSO4+2Fe3++2H2O,D错误;
故合理选项是D。
8.已知:①,②,③,根据上述反应,判断下列结论错误的是
A.溶液中可发生反应 B.还原性:
C.氧化性: D.在反应①③中均为氧化剂
【答案】D
【分析】根据①可知,氧化性:,还原性:Cl->Mn2+;根据②可知,氧化性:Br2>Fe3+,还原性:Fe2+>Br-;根据③可知,氧化性:Cl2>Br2,还原性:Br->Cl-,以此分析;
【解析】A.由反应②③可知,氧化性Cl2>Br2>Fe3+,所以溶液中Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+,该反应可以发生,A正确;
B.由反应①可知,还原性:Cl->Mn2+,由由反应②③可知,还原性:Fe2+>Br->Cl-,则还原性:Fe2+>Mn2+,B正确;
C.由反应①可知,氧化性,由反应②可知,氧化性Cl2>Br2,则氧化性:,C正确;
D.反应①中是氧化剂,Cl2是氧化产物,反应③中,Cl2是氧化剂,D错误;
故选D。
9.制备纳米颗粒M(化合物)的反应为。下列说法正确的是
A. B.是氧化剂
C.M的化学式为 D.反应中一个失去电子数为1
【答案】D
【解析】A.根据反应前后离子所带电荷总数相等,,解得x=3,A错误;
B.O2中O元素化合价降低得电子,O2作氧化剂,B错误;
C.根据质量守恒可知,M的化学式为Fe3O4,C错误;
D.方程式中3个Fe2+共失去2个电子,1个O2得到4个电子,根据得失电子守恒可知,2个失去的电子数为2,所以反应中一个转移的电子数为1,D正确;
故选D。
10.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:___________KClO3+___________HCl(浓)=___________KCl+___________ClO2↑+___________Cl2↑+___________H2O
(1)请配平上述化学方程式: 。
(2)氧化剂是 ,氧化产物是 。
(3)产生1个Cl2,转移的电子的个数为 个。
(4)某反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3(不溶于水)、H2O、H2O2,已知该反应中H2O2只发生如下过程H2O2→O2,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
(2)KClO3 Cl2
(3)2
(4)2H2CrO4+3H2O2=3O2↑+2Cr(OH)3+2H2O
【解析】(1)根据相同元素不同价态之间发生氧化还原反应时价态只靠近不交叉,可知KClO3化合价降低转化成ClO2,1个 KClO3得1个电子;HCl化合价升高转化为Cl2,生成1个Cl2转移2个电子,根据电子守恒可得反应方程式:2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(2)KClO3化合价降低转化成ClO2,其做氧化剂,HCl化合价升高转化为Cl2,HCl做还原剂,Cl2为氧化产物。
(3)HCl化合价升高转化为Cl2,生成1个Cl2转移2个电子。
(4)反应中H2O2只发生如下过程H2O2→O2,可知H2O2做还原剂,则H2CrO4做氧化剂得电子生成Cr(OH)3,根据电子守恒可得反应:2H2CrO4+3H2O2=3O2↑+2Cr(OH)3+2H2O。
11.根据氧化还原反应的相关知识,回答下列问题:
(1)化学实验中,如使其步骤中的有害产物作为另一步骤的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该种有害物质。如图:
①需要加入氧化剂的反应是 (填编号,下同)。
②已知Na2Cr2O7在常温下,能与浓盐酸发生如下反应,请配平以下反应: ,,反应中:氧化剂是 ,氧化产物是 ;生成35.5gCl2时,被氧化的还原剂量为 g;浓盐酸体现出 性。
(2)NaH可在野外作生氢剂,反应原理为,反应中氧化产物和还原产物的质量比为 。
(3)有下列6种物质:K2SO4、K2SO3、I2、H2SO4、KIO3、H2O组成一个氧化还原反应,已知在反应中K2SO3失去电子,则反应的化学方程式为 。
【答案】(1)④⑥ Na2Cr2O7 Cl2 36.5 还原性和酸性
(2)1:1
(3)
【解析】(1)①反应中①Cr元素化合价降低,需要加还原剂,④⑥Cr元素化合价升高,需要加氧化剂,②③⑤中Cr元素化合价不变,故答案为:④⑥;
②铬元素化合价+6价降低到+3价,氯元素化合价-1价升高到0价,电子转移总数6e-,结合电子守恒、原子守恒配平得到反应的化学方程式为:,反应中氧化剂为Na2Cr2O7,氧化产物为:Cl2,生成35.5gCl2时,物质的量=35.5g÷71g/mol=0.5mol,被氧化的还原剂HCl物质的量为1mol,质量为1mol×36.5g/mol=36.5g,HCl在反应中体现了还原性和酸性;
(2)反应原理为,反应中氢元素化合价-1价和+1价分别变化为0价,氧化产物和还原产物的质量比为:1:1,故答案为:1:1;
(3)反应中K2SO3失去电子,S元素的化合价升高,则KIO3在酸性溶液中得到电子生成碘,由原子守恒、得失电子守恒可知组成的化学方程式为。
12.硫及其部分化合物的“价−类”二维图如下图所示:
(1)下列说法正确的是___________。
A.X可与SO2反应生成S B.Y可由S和O2化合生成
C.Z的水溶液和足量硝酸反应可制得SO2 D.不能用浓硫酸干燥SO2
(2)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收废气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O,过程如右图所示:吸收过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比 。
A.变大 B.变小 C.不变
(3)制备过程中,溶液B中发生反应的化学方程式为 。
(4)工业上以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。
①“脱硫”时,控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2转化为,已知0.1mol·L−1 100mL NaClO溶液,可以恰好吸收0.01mol SO2,该反应的离子方程式为 。
②脱硝时,在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成和N,该过程应在避光条件下进行,其可能的原因是 。
【答案】
(1)A
(2)B
(3)
(4) 避免HClO见光而损耗
【分析】根据价类二维图可知,X为H2S、Y为SO3、Z为Na2SO3或NaHSO3。
【解析】(1)A.X可与SO2发生归中反应,生成S和水,故A正确;
B.S和O2化合生成SO2,不能生成SO3,故B错误;
C.Z为Na2SO3或NaHSO3,硝酸具有强氧化性,能将Na2SO3或NaHSO3氧化,得不到二氧化硫,故C错误;D.SO2与浓硫酸不反应,可以用浓硫酸干燥SO2,故D错误;故选A;
(2)SO2通入氨水溶液中、先生成(NH4)2SO3和水,当氨水反应完全后,发生反应:(NH4)2SO3 + SO2+ H2O= 2NH4HSO3,(NH4)2SO3逐渐减少,NH4HSO3逐渐增大,所以溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比减小,即B符合题意;
(3)“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式为;
(4)①已知0.1mol·L−1 100mL NaClO溶液,可以恰好吸收0.01mol SO2,即两者按照物质的量之比为1:1进行反应,离子方程式为;
②该过程应在避光条件下进行,其可能的原因是避免HClO见光而损耗。
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