内容正文:
1.(2023·宿州模拟)在4M2++nH++O2===xM3++yH2O的离子方程式中,化学计量数x和n的值分别是( )
A.6,4 B.8,8
C.4,4 D.10,1
解析 在4M2++nH++O2===xM3++yH2O的离子方程式中,由M原子守恒可知,x=4,根据氧原子守恒,所以y=2,根据氢原子守恒,所以n=4,所以C符合。
答案 C
2.在硫酸溶液中NaClO3和Na2SO3按2∶1的物质的量之比完全反应,生成一种棕黄色气体X。则X为( )
A.Cl2 B.Cl2O
C.ClO2 D.Cl2O5
解析 Na2SO3被氧化为Na2SO4,S元素化合价由+4价升高为+6价;NaClO3中Cl元素的化合价降低,设Cl元素的还原产物中的化合价为x,根据得失电子守恒有1×(6-4)=2×(5-x),解得x=+4,故棕黄色气体X的化学式为ClO2。
答案 C
3.在处理废水时某反应体系中有6种粒子:N2、HCO、ClO-、CNO-、H2O、Cl-,在反应过程中部分离子浓度与反应进程关系如图所示。
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.在上述反应体系中,CNO-是氧化剂
B.还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶3
C.在标准状况下,产生4.48 L N2时转移0.8 mol电子
D.上述反应中,只有两种元素化合价发生了变化
解析 依题意,ClO-是反应物,HCO是产物。所以,离子反应为2CNO-+3ClO-+H2O===N2↑+3Cl-+2HCO。在该反应中,CNO-是还原剂,A错误;还原产物是Cl-,氧化产物是N2,B错误;CNO-中氮元素为-3价,碳元素为+4价,在反应过程中碳元素、氧元素化合价没有变化,生成1 mol N2转移6 mol电子,n(N2)==0.2 mol,故生成0.2 mol N2时转移1.2 mol电子,C错误;上述反应中,氯元素、氮元素两种元素化合价发生变化,D正确。
答案 D
4.(2023·河北保定开学考试)用酸性KMnO4溶液溶解Cu2S固体时,发生反应:MnO+Cu2S+H+―→Cu2++SO+Mn2++H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B.每生成1 mol SO,共转移8 mol电子
C.参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.KMnO4溶液“酸化”时可加入浓盐酸
解析 反应中铜元素化合价由+1变为+2、硫元素化合价由-2变为+6,锰元素化合价由+7变为+2,根据电子守恒配平反应为:2MnO+Cu2S+8H+===2Cu2++SO+2Mn2++4H2O,电子转化关系为2MnO~10e-~SO;则Cu2S是还原剂,A错误;每生成1 mol SO,共转移10 mol电子,B错误;参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C正确;高锰酸钾会和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,故KMnO4溶液“酸化”时不可加入浓盐酸,D错误。
答案 C
5.(2024·秦皇岛模拟)几种离子在水溶液中有如下转化关系。下列说法正确的是( )
A.该条件下的氧化性:Ce4+>Cr2O>ClO
B.反应(1)中,每生成1 mol Cr2O,转移3 mol电子
C.将反应(2)设计成原电池,Cr2O向负极迁移
D.Ce4+与ClO反应生成Ce3+和ClO时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
解析 反应(1)的氧化剂是Ce4+、氧化产物是Cr2O,反应(2)的氧化剂是Cr2O、氧化产物是ClO,因此氧化性:Ce4+>Cr2O>ClO,A正确;反应(1)的离子方程式为6Ce4++2Cr3++7H2O===6Ce3++Cr2O+14H+,每生成1 mol Cr2O,有6 mol电子转移,B错误;将反应(2)设计成原电池,正极上的电极反应式为:Cr2O+6e-+14H+===2Cr3++7H2O,Cr2O向正极迁移,C错误;该反应的离子方程式为2Ce4++ClO+H2O===2Ce3++ClO+2H+,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,D错误。
答案 A
6.(2023·盐城月考)氮是生命所需的重要元素,是蛋白质的重要组成部分。亚硝酸(HNO2)是一种亮蓝色的弱酸,电离平衡常数为4.6×10-4;亚硝酸既有氧化性,又有还原性。亚硝酸溶液微热即分解。亚硝酸钠(NaNO2)是肉制品生产中最常使用的一种食品添加剂。氨气的燃烧热316.25 kJ·mol-1,肼(N2H4)为无色油状液体,有类似于氨的刺鼻气味,是一种强极性化合物。下列说法正确的是( )
A.HNO2与KMnO4酸性溶液反应:5NO+2MnO+6H+===5NO+2Mn2++3H2O
B.氨气燃烧的热化学方程式:4NH3(g)+3O2(g)===6H2O(g)+2N2(g) ΔH=-1 265 kJ·mol-1
C.肼(N2H4)空气碱性燃料电池的负极反应:N2H4+4e-===4H++N2↑
D.氢氧化铜溶于氨水的化学方程式:Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2
解析 亚硝酸是弱酸,离子方程式中不能拆分,A错误;根据燃烧热的概念,1 mol氨气燃烧生成液态水和氮气放出的热量为326.25 kJ,氨气燃烧的热化学方程式为4NH3+3O2===6H2O+2N2 ΔH=-1 265 kJ·mol-1,B错误;肼(N2H4)空气碱性燃料电池的负极反应为N2H4-4e-+4OH-===4H2O+N2↑,C错误。
答案 D
7.(2024·济南历城区质检)向某FeBr2溶液中通入1.12 L(标准状况)的Cl2,测得溶液中c(Br-)=3c(Cl-)=0.3 mol·L-1。反应过程中溶液的体积变化忽略不计。则下列说法正确的是( )
A.原溶液的浓度为0.1 mol·L-1
B.反应后溶液中c(Fe3+)=0.1 mol·L-1
C.反应后溶液中c(Fe3+)=c(Fe2+)
D.原溶液中c(Br-)=0.4 mol·L-1
解析 还原性:Fe2+>Br-,通入的氯气先与Fe2+发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,剩余的Cl2再与Br-发生反应:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。溶液中仍有Br-,说明Cl2完全反应,c(Br-)=3c(Cl-)=0.3 mol·L-1,c(Cl-)=0.1 mol·L-1,能氧化的c(Fe2+)=0.1 mol·L-1,若Fe2+全部被氧化,则溶液中的c(Br-)=0.2 mol·L-1。而c(Br-)=0.3 mol·L-1,说明Fe2+没反应完,根据c(Br-)=0.3 mol·L-1计算原溶液的浓度为0.15 mol·L-1,故A错误;反应后溶液中c(Fe3+)=c(Cl-)=0.1 mol·L-1,c(Fe2+)=(0.15-0.1)mol·L-1=0.05 mol·L-1,故B正确,C错误;原溶液中c(Br-)=0.3 mol·L-1,故D错误。
答案 B
8.(2023·盐城东台中学开学考试)工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如下图。下列说法正确的是( )
A.碱性条件下,氧化性:MnO>O2>S2O
B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn2↓+10OH-
D.将1 mol S2-转化为SO理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况)
解析 MnO与S2-反应生成S2O,进而与氧气反应生成SO,过程Ⅱ中反应的离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn(OH)2↓+10OH-,故氧化性:O2>MnO>S2O,A错误,C正确;由流程可知,CaO与硫酸锰反应生成Mn(OH)2,通入氧气生成MnO,过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-===2MnO+4H2O,故氧化剂O2和还原剂Mn(OH)2的物质的量之比为1∶2,B错误;根据得失电子守恒1 mol×8=n(O2)×4,n(O2)=2 mol,将1 mol S2-转化为SO理论上需要O2的体积2 mol×22.4 L/mol=44.8 L,D错误。
答案 C
9.(2023·聊城模拟)NaBiO3是分析化学中的重要试剂,不溶于冷水。实验测定NaBiO3粗产品纯度的步骤如下:①将一定质量的NaBiO3粗产品加入含有足量Mn2+的强酸性溶液中,充分反应后,溶液变为紫红色,同时生成Bi3+;②用一定浓度的草酸(H2C2O4)标准溶液滴定①中反应后的溶液,通过消耗草酸标准溶液的体积计算产品纯度。下列有关说法正确的( )
A.步骤①中用硝酸溶液提供强酸性环境
B.步骤①中反应的离子方程式为5BiO+2Mn2++14H+===5Bi3++2MnO+7H2O
C.步骤②达到滴定终点时紫红色褪去
D.步骤②中反应的还原剂和氧化产物的物质的量之比为1∶1
解析 硝酸具有强氧化性,若用硝酸溶液提供酸性环境,则多余的硝酸会与草酸反应,导致消耗草酸的量偏大,影响实验,A错误;NaBiO3不溶于冷水,不能拆成离子的形式,正确的离子方程式为5NaBiO3+2Mn2++14H+===5Bi3++2MnO+7H2O+5Na+,B错误;步骤②中草酸与生成的MnO反应,达到滴定终点时MnO刚好被消耗完,溶液紫红色褪去,C正确;MnO与草酸反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,H2C2O4为还原剂,氧化产物为CO2,还原剂和氧化产物的物质的量之比为1∶2,D错误。
答案 C
10.(2023·河北秦皇岛开学考试)硫代硫酸钠对于鱼类的毒性极低,因此可用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用。某兴趣小组在实验室制备Na2S2O3·5H2O(市售海波成分)流程如下,下列说法正确的是( )
A.制SO2反应中,70%H2SO4既表现强氧化性,又表现酸性
B.吸硫反应方程式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2
C.操作X为蒸发结晶
D.理论上,除去自来水中1克的氯气需要约0.56克市售海波
解析 制SO2的反应不是氧化还原反应,70%H2SO4只表现酸性,A错误;根据信息吸硫反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2,B正确;操作X为蒸发浓缩冷却结晶、过滤、洗涤,C错误;根据得失电子守恒:4Cl2~Na2S2O3·5H2O,则除去自来水中1 g Cl2需要市售海波质量为≈0.87 g,D错误。
答案 B
11.钒具有众多优良的性能,用途十分广泛,有“金属维生素”之称。回答下列问题:
(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,溶液中含VO2+、K+、SO等离子。写出该反应的化学方程式:_________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向:__________________________ _____________________________________________________________________________。
(3)在20.00 mL的0.1 mol·L-1 VO溶液中,加入0.195 g锌粉,恰好完全反应,则还原产物可能是________(填字母)。
a.V b.V2+
c.VO d.VO2+
(4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+。请再写一个离子方程式:____________,说明还原性:SO>Cl->VO2+。
解析 (1)V2O5在酸性条件下将亚硫酸钾氧化为硫酸钾,该反应的化学方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O。
(2)KClO3将VO2+氧化为VO,同时本身被还原为Cl-,+3H2O===Cl-+6VO+6H+。
(3)n(VO)=20.00×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.002 0 mol,n(Zn)=0.003 0 mol,VO中V的化合价为+5价,设V在生成物中的化合价为x,根据电子守恒,0.003 0×2=0.002 0×(5-x),解得x=+2,故选b。
(4)V2O5能和盐酸反应生成Cl2和VO2+,故还原性:Cl->VO2+,Cl2可以将SO氧化生成SO,自身被还原为Cl-,反应的离子方程式为Cl2+SO+H2O===2Cl-+2H++SO,说明还原性:SO>Cl-。
答案 (1)V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O
(2) +3H2O===Cl-+6VO+6H+
(3)b
(4)Cl2+SO+H2O===2Cl-+2H++SO
12.(2023·江苏扬州邵伯高中月考)回答下列问题:
(1)磷及部分重要化合物的相互转化如下图所示。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,反应在1 300 ℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是用于造渣(CaSiO3),焦炭的作用是___________________________________________。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2 mol/L CuSO4溶液冲洗,根据步骤Ⅱ可判断,1 mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为___________________________________________。
③步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO4)2外可能的产物还有________________________________________________________________________。
(2)H3PO2是一元中强酸,H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为________。
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______________(填化学式)。
(3)配平下列方程式。
P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
解析 (1)①步骤Ⅰ发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C===P4↑+6CaSiO3+10CO↑,反应中C中的碳化合价升高,做还原剂;
②Cu元素的化合价由+2价降低到+1价,CuSO4是氧化剂,P4部分磷元素由0价降低到-3价,部分磷元素由0价升高到+5价,磷元素的化合价既升高又降低,所以P4既是氧化剂又是还原剂,配平方程式:60CuSO4+11P4+96H2O===20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4,若有11 mol P4参加反应,其中5 mol的P4做氧化剂,60 mol硫酸铜做氧化剂,只有6 mol的P4做还原剂,则由电子守恒可知,有1 mol的CuSO4参加反应,则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n,则:n×4×(5-0)=1 mol×(2-1),解得n= mol=0.05 mol;
③磷酸为三元酸与氢氧化钙反应,依据磷酸与氢氧化钙量不同,得到的产物可能是Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
(2)①根据化合物中化合价的代数和为0确定P元素化合价,O元素为-2价、H元素为+1价,所以P元素为+1价;
②该反应中银离子是氧化剂、H3PO2是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,根据转移电子相等知,1 mol H3PO2失去4 mol电子,所以P元素为+5价,则氧化产物是H3PO4;
(3)K3PO4中P为+5价,PH3中P为-3价,P元素发生歧化反应,结合电子、原子守恒配平化学方程式为2P4+9KOH+3H2O===3K3PO4+5PH3。
答案 (1)①做还原剂 ②0.05 mol
③CaHPO4、Ca(H2PO4)2
(2)①+1 ②H3PO4
(3)2P4+9KOH+3H2O===3K3PO4+5PH3
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