内容正文:
第三讲 氧化还原反应
知识点清单
考点一 氧化还原反应及相关概念
1.B 2.D B C A
考点二 氧化还原反应的基本规律及应用
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)×
考点三 氧化还原反应方程式的配平
【答案】 1.(1)4 2 1 2 2 (2)2 5 8 5 2 5
(3)2 2 1 1 2 (4)1 1 1 4
2.(1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5
3.(1)5 2 4 5 1 8H+ (2)4 1 2 1 4Ag↓ 4 (3)1 4 4 1 1 4H2O (4)5 2 14H+ 5 5 2Mn 7H2O
模拟训练
1.C 【解析】 反应中硫化钠中硫化合价由-2价变为0价,亚硫酸钠中硫化合价由+4价变为0价,电子转移为3S~4e-,生成24 g S(0.75 mol)转移电子 1 mol,数目为NA,A正确;反应中硫化钠中硫化合价由-2价变为0价,故Na2S是还原剂,发生氧化反应,B正确; Na2SO4为硫酸生成的,不是氧化产物,C错误; 碱性条件下S2-和S不反应,可以大量共存,D正确。
2.B 【解析】 浓氨水会与铝离子和氢离子反应,分别生成氢氧化铝沉淀和水,不能大量共存,A错误;制备水合肼的反应中,氨气中的氮元素化合价升高,做还原剂,发生氧化反应,B正确;NaClO与水合肼的反应中,次氯酸钠为氧化剂,水合肼为还原剂,由得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,C错误;次氯酸钠为强电解质,离子反应反应中应拆开,D错误。
3.D 【解析】 氧化剂是Cr2,还原剂是C2H5OH,反应中两者的物质的量之比为2∶3,A错误;乙醇被氧化为乙酸,发生的是氧化反应,B错误;Cr2作为氧化剂,其氧化性强于氧化产物CH3COOH,C错误;1 mol Cr2转化为2 mol Cr3+,1 mol Cr2得到6mol电子,因此消耗1 mol K2Cr2O7时转移6 mol电子,D正确。
4.B 【解析】 A.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-3Cl-+2Fe+5H2O,A错误;B.用白醋浸泡过的淀粉KI试纸检验加碘盐中的KIO3:5I-+I+6CH3COOH3I2+6CH3COO-+3H2O,B正确;C.向NaClO溶液中通入少量SO2气体:3ClO-+SO2+H2OCl-+S+2HClO,C错误;D.Mg(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应生成Mg(OH)2、Na2CO3和H2O,其反应的离子方程式为:Mg2++2HC+4OH-Mg(OH)2↓+2C+2H2O,D错误;故选B。
5.D 【解析】 A.氢原子将+6价的硫酸根离子还原为-2价的硫离子,SRB不做还原剂,A错误;B.温度超过一定范围,硫酸盐还原菌(SRB)活性下降,速率减慢,B错误;C.碳作正极,电极反应为H++e-H,C错误;D.根据示意图可知,总反应的化学方程式为8H++4Fe+SFeS+3Fe2++4H2O,D正确;故选D。
6.C 【解析】 锌渣的主要成分为ZnO,含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2,加入硫酸酸浸,二氧化硅不反应,PbO与硫酸反应生成硫酸铅沉淀,所以滤渣1中为SiO2和PbSO4,滤液①溶质主要为硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁,加入漂白粉将Fe2+氧化为Fe3+,次氯酸根离子转化为氯气,再加ZnO调节溶液pH值,使Fe3+沉淀,滤渣②为Fe(OH)3,滤液②主要溶质为硫酸锌和硫酸铜,加入Zn置换硫酸铜生成Cu,滤渣③中为Cu和过量的锌,滤液③主要为硫酸锌,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O,据此回答。
根据分析可知,滤渣①中为SiO2和PbSO4,滤渣③中为Cu和过量的锌,A错误;“氧化”操作发生的反应为2Fe2++2ClO-+4H+2Fe3++Cl2↑+2H2O,B错误;根据分析可知,ZnO调节溶液pH值,使Fe3+沉淀,C正确;操作X用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯,D错误;故选C。
7.C 【解析】 a、b的实验变量为是否通入二氧化碳,二氧化碳和水生成碳酸使得溶液酸性增强,对比实验现象a和b,说明酸性环境加快了I-氧化速率,A正确;空气中氧气具有氧化性,在酸性条件下,b中I-被氧气氧化为碘单质,离子方程式为4I-+O2+4H+2I2+2H2O,B正确;C,已知:I2+I- (棕黄色),反应中生成的碘单质和过量碘离子转化为,使得四氯化碳萃取不到I2,不能说明无I2的生成,C错误;比较c、d实验,d中能检验到碘单质的生成,说明检验I2的方法用淀粉溶液比用CCl4更灵敏,D正确。
8.C 【解析】 A.根据氯金酸的化学式可知,氯金酸中含有正三价的金元素,具有强氧化性,[AuCl4]-中Au3+与4个氯离子形成4个σ键,A正确;B.Au3+与氯离子以配位键的形式结合,降低了Au的电极电势,使其更容易被氧化,B正确;C.该反应中有2 mol Au失去6 mol电子,可以将3 mol过氧化氢还原生成6 mol水,另外2 mol过氧化氢发生歧化反应,生成2 mol水,1 mol O2,因此当反应中溶解0.1 mol Au时,有0.2 mol过氧化氢发生还原反应,C错误;D.氧化产物是H[AuCl4]和O2,还原产物为水,该反应的氧化产物和还原产物之比为(2+1)∶8=3∶8,D正确;故答案选C。
9.B 【解析】 A.锌粉溶于水形成悬浊液可增大反应接触面积从而提高反应速率,A正确;B.生成ZnS2O4的反应为Zn+2SO2ZnS2O4,氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1,B错误;C.温度过高会降低气体溶解度,C正确;D.根据同离子效应加入NaCl可降低Na2S2O4·2H2O溶解度,提高产率,D正确;故选B。
10.【答案】 (1)①排出装置中的空气 ②12Fe(OH)2+NaNO34Fe3O4+NH3↑+10H2O+NaOH
(2)①Fe3O4中含有Fe2+,由已知可知Fe2++H2O2Fe3++·OH+OH-反应更快
②2NO2+2OH-N+N+H2O ③二氧化硫在水中的溶解度较大,且可以和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,从而被完全脱除
【解析】 (1)①向足量NaOH溶液中通入N2一段时间,排出装置中的空气,防止空气将亚铁离子氧化;②氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠溶液,故制备Fe3O4的反应为12Fe(OH)2+NaNO34Fe3O4+NH3↑+10H2O+NaOH;
(2)①Fe3O4中含有Fe2+,由已知可知Fe2++H2O2Fe3++·OH+OH-反应更快,故相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高;②NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐,该反应的离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O;③二氧化硫在水中的溶解度较大,且可以和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,从而被完全脱除。
11.【答案】 (1)作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗
(2)c a
(3)Na+Na+ 2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJ·mol-1
(4)2Mn+16H++5Na2O22Mn2++10Na++5O2↑
+8H2O 还原性
(5)<a∶b<1
【解析】 (1)NaCl熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na,加入CaCl2时,580 ℃时NaCl即熔融,所以加入CaCl2能降低NaCl的熔点,即CaCl2作助溶剂,降低NaCl的熔点,节省能耗,故答案为:作助熔剂,降低NaCl的熔点,节省能耗;(2)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2,空气中CO2、水蒸气都能与金属Na反应,所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去,CO2属于酸性氧化物,能和碱液反应,浓硫酸具有吸水性,所以空气与熔融的金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸,故答案为:c;a;(3)Na2O2由钠离子和过氧根离子构成,过氧根离子中存在O-O键,则Na2O2的电子式为Na+Na+;在25 ℃和101 kPa时,Na与O2反应生成1 mol Na2O2放出510.9 kJ的热量,则反应的热化学方程式为2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJmol-1,故答案为:Na+ Na+;2Na(s)+O2(g)Na2O2(s) ΔH=-510.9 kJmol-1;(4)根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为2Mn+16H++5Na2O22Mn2++10Na++5O2↑+8H2O,该反应中,Na2O2为还原剂,说明Na2O2具有还原性,故答案为:2Mn+16H++5Na2O22Mn2++10Na++5O2↑;还原性;(5)残余的固体为Na2CO3和NaOH,生成的气体为O2和H2O,则有总反应式为bNaHCO3+aNa2O2bNa2CO3+(2a-b)NaOH+(b-a)H2O+O2,2a-b>0,则a:b>,b-a>0,则a∶b<1,则a∶b的取值范围为<a∶b<1,故答案为:<a∶b<1。
真题突破
1.B 【解析】 NH4HCO3分解生成NH3,氮的氧化态保持-3,未发生氧化还原反应,A不符合题意;N中的N(-3价)与N中的N(+3价)反应生成N2(0价),N被氧化,体现还原性,B符合题意;水溶液中,铵根离子可以直接结合氢氧化镁微弱电离的氢氧根离子,使沉淀溶解平衡向正向移动,则该氢氧化镁溶解过程,无化合价变化,没有体现其还原性,C不符合题意;(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应,N未参与氧化还原,D不符合题意。
2.C 【解析】 NaSbO3中Na为+1价,O为-2价,根据电荷守恒,Sb的化合价为+5,A正确;N的中心N原子价层电子对数是3+=3,采用sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,B正确;反应中氧化剂为NaNO3中的N(4 mol)和O2(3 mol),总物质的量7 mol;还原剂为Sb(4 mol)。氧化剂与还原剂物质的量之比为7∶4,而非4∶7,C错误;O2、NaNO3同时做氧化剂,3 mol O2参与反应,有4 mol Sb做还原剂,整个反应总电子转移为20 mol(Sb的氧化,化合价:0→+5),D正确。
3.D 【解析】 A.①中高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4,由于瓷坩埚易被强碱腐蚀,故不能用瓷坩埚作反应器,A说法不正确;B.制备KMnO4时为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用NaOH,B说法不正确;C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,故其既体现氧化性又体现还原性,C说法不正确;D.根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D说法正确;综上所述,本题选D。
4.D 【解析】 A.将CO与水蒸气通过炽热的催化剂生成二氧化碳和氢气,水中的氢由+1价变为0价,水是氧化剂,表现氧化性,A正确;B.该反应中铜由+2价变为+1价,氢氧化铜表现氧化性,葡萄糖表现还原性,B正确;C.该反应中锰的化合价由+2变为+7,硫酸锰表现还原性,NaBiO3表现氧化性,C正确;D.溶液变为红色,是因为生成硫氰化铁,且三价铁可以催化过氧化氢分解,现象和结论不匹配,D错误;故选D。
5.D 【解析】 A.由图示可知,过程Ⅰ中N转化为NO,氮元素化合价由+3价降低到+2价,N作氧化剂,被还原,发生还原反应,A错误;B.由图示可知,过程Ⅰ为N在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为N+2H++e-NO+H2O,生成1 mol NO,a过程转移1 mol e-,过程Ⅱ为NO和N在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1 mol NO,b过程转移3 mol e-,转移电子数目不相等,B错误;C.由图示可知,过程Ⅱ发生反应的参与反应的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO)∶n(N)=1∶1,C错误;D.由图示可知,过程Ⅰ的离子方程式为N+2H++e-NO+H2O,过程Ⅱ的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,过程Ⅲ的离子方程式为N2H4N2↑+4H++4e-,则过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O,D正确;答案选D。
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第三讲 氧化还原反应
考点一 氧化还原反应及相关概念
1.氧化还原反应
(1)判定标准:反应过程中元素的化合价发生改变。
(2)实质:涉及电子的转移(获得或失去,或偏移)。
2.相关概念的关系
总结为“氧化时升高、还原时降低,反应剂相同、其他则相反”。
3.氧化还原反应中电子转移的表达方式
(1)双线桥法
用于展示反应前后同一元素从反应物到产物的电子转移过程。
(2)单线桥法
用于表示反应中不同元素原子间电子的转移情况。
应用举例
(1)分别用双线桥法、单线桥法标出MnO2与浓盐酸在加热条件下反应的电子转移的方向和数目,并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
【答案】
氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物
(2)上述反应若产生1 mol Cl2时,转移电子数目为 ,被氧化的HCl的物质的量是 mol。
【答案】 2NA(或1.204×1024) 2
4.氧化剂、还原剂以及相应的产物
(1)常见的氧化剂
包括某些活泼的非金属单质、高价态的变价元素化合物或离子,以及过氧化物等。
氧化剂
卤素单质X2
HClO
O2
HNO3
常见还
原产物
X-
Cl-或
Cl2
O2-、
等
NO或
NO2
氧化剂
浓硫酸
Mn(H+)
Fe3+
Cr2
常见还
原产物
SO2
Mn2+
Fe2+或Fe
Cr3+
(2)常见的还原剂
包括某些活泼的金属单质、某些非金属单质、低价态的变价元素化合物或离子等。
还原剂
Al
H2
SO2
S
H2S
I-
Fe2+
氧化产物
Al3+
H+
SO3或
S
S
S或SO2
I2
Fe3+
(3)兼具氧化性与还原性的物质:变价元素的中间价态化合物或离子。例如:
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
S
S
S
H2O2
O2
H2O
其中,Fe2+、S主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
5.氧化还原反应与基本反应类型之间的关系
应用举例
1 . (2026·山东省临沂市期中)对于反应: KClO3+6HClKCl+3Cl2↑+3H2O的分析正确的是 ( )
A.KClO3溶于水可电离出两种阴离子
B.该反应中每生成30 mol Cl2,转移50 mol电子
C.该反应中还原产物为KCl
D.可用单线桥表示的电子转移方向和数目如下
2.分析下列四个化学反应,其中属于区域“1”的是 (填字母,下同),属于区域“2”的是 ,属于区域“3”的是 ,属于区域“4”的是 .
A.2Na+2H2O2NaOH+H2↑
B.2HClO2HCl+O2↑
C.4NH3+5O24NO+6H2O
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
考点二 氧化还原反应的基本规律及应用
1.氧化性、还原性强弱规律
(1)含义
氧化性:指得电子的性质或能力;还原性:指失电子的性质或能力。
(2)①氧化性、还原性的判断
氧化性与还原性的强弱取决于电子得或失的难易程度,与电子的得或失数量无关。
如:Na-e-Na+,Al-3e-Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
②从元素的化合价判断
最高价态——只有氧化性,如:HNO3、H2SO4、KMnO4等;
最低价态——只有还原性,如:金属单质、Cl-、S2-等;
中间价态——既有氧化性又有还原性,如:Fe2+、S、Cl2等。
(3)物质氧化性、还原性强弱的判断
①依据化学方程式来判断
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
②依据金属、非金属的活动性顺序来判断
③依据反应条件和反应的激烈程度来判断
反应条件越宽松,反应越激烈,表明物质的氧化性或还原性越强,例如是否需要加热、反应温度的高低、是否存在催化剂以及反应物浓度的大小等。
例如:根据2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,可以推知还原性:Na>Mg。
④依据氧化还原反应的程度判断
a.相同条件下不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。
例如:根据2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,可以推知氧化性:Cl2>S。
b.相同条件下不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。
例如:根据Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,3Zn+2Fe3+3Zn2++2Fe,可以推知还原性:Zn>Cu。
⑤根据价态判断粒子的氧化性和还原性
元素处于最高价态,只有氧化性;元素处于最低价态,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要表现一种性质。
⑥依据电化学原理判断
a.原电池:一般情况下,两种不同的金属构成原电池的两极,其还原性:负极>正极。
b.电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
2.先后规律及应用
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。
(3)越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失电子。
(4)熟记常见的强弱顺序
氧化性:Mn(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(S)<S2-。
(5)应用:判断氧化性、还原性的强弱及氧化还原反应方程式的书写。
3.价态规律及应用
(1)价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
注意:H2SO4与H2S反应时,不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(2)歧化反应规律思维模型
“中间价高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
(3)应用
①判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。
②根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。
考点三 氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
3.“三步法”突破缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中 没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程如下:
应用举例
1.正向配平
(1) KI+ CuSO4 I2+ CuI↓+ K2SO4
(2) P+ CuSO4+ H2O Cu+ H3PO4+ H2SO4
(3) Cl2+ Ca(OH)2 CaCl2+ Ca(ClO)2+ H2O
(4) (NH4)2Cr2O7 N2↑+ Cr2O3+ H2O
2.逆向配平
(1) S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O
(2) P4+ KOH+ H2O K3PO4+ PH3
3.缺项配平
(1) Mn2++ Cl+ H2O MnO2↓+ Cl2↑+ ( )
(2)(2025·天津河西期中考) Ag++ H3PO2+ H2O H3PO4+ ( )+ H+
(3)(2025·上海曹杨第二中学月考) GaAs+ NaOH+ H2O2
Na[Ga(OH)4]+ Na3AsO4+ ( )
(4)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式: NaBiO3+ Mn2++ ( ) Na++ Bi3++ ( )+ ( )
1.(2025·广东湛江第二中期中联考)酸性条件下Na2S和Na2SO3发生反应:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4 3Na2SO4+3S↓+3H2O,下列说法不正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值) ( )
A.生成24 g S转移电子的数目为NA
B.Na2S是还原剂,发生氧化反应
C.Na2SO4是氧化产物
D.碱性条件下S2-和S可以大量共存
2.(2025·河南周口市太康县第一高级中学第一次测试)水合肼(N2H4·H2O)及其衍生物在工业上常用作还原剂、抗氧剂。制备水合肼的反应原理为NaClO+2NH3N2H4·H2O+NaCl,若NaClO过量,可将水合肼氧化生成N2。下列关于制备水合肼及相关反应的说法正确的是 ( )
A.在浓氨水中Al3+、H+、Cl-可以大量存在
B.制备水合肼的反应中,NH3发生氧化反应
C.NaClO与水合肼的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.NaClO与盐酸反应的离子方程式为NaClO+H+HClO+Na+
3.(2025·贵州省黔南州期末)交警常用装有重铬酸钾(K2Cr2O7)的仪器检测司机是否酒后驾车,因为酒中的乙醇分子能使橙红色的重铬酸钾变成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3],其反应原理为2Cr2+3C2H5OH+16H+3CH3COOH+11H2O+4Cr3+ 。下列说法正确的是 ( )
A.氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2
B.乙醇发生了还原反应
C.Cr2的氧化性弱于CH3COOH 的氧化性
D.反应消耗1 mol K2Cr2O7时,转移6 mol电子
4.(2025·四川绵阳模拟预测)下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)33Cl-+2Fe+4H++H2O
B.用白醋浸泡过的淀粉KI试纸检验加碘盐中的KIO3:5I-+I+6CH3COOH3I2+6CH3COO-+3H2O
C.向NaClO溶液中通入少量SO2气体:2ClO-+SO2+H2O2HClO+S
D.Mg(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应:Mg2++HC+OH-MgCO3↓+H2O
5.(2024·四川一模)硫酸盐还原菌(SRB)会腐蚀许多金属及合金。模拟SRB诱导腐蚀碳素钢发生厌氧电化学腐蚀实验,实验后发现碳素钢表面覆盖物成分是硫化物(主要含FeS),腐蚀机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.碳素钢厌氧腐蚀过程中SRB做还原剂
B.温度越高,SRB诱导碳素钢厌氧腐蚀速率越快
C.碳作负极,电极反应为H++e-H
D.该实验生成FeS的总反应:8H++4Fe+SFeS+3Fe2++4H2O
6.(2024·陕西西安二模)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料,也被广泛用于工业领域。锌渣制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如下。
锌渣的主要成分为ZnO,含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2。下列说法正确的是 ( )
A.滤渣①为SiO2,滤渣③为Cu和Pb
B.“氧化”操作发生的反应为2Fe2++2ClO-+2OH-+2H2O2Fe(OH)3↓+Cl2↑
C.加入ZnO的主要作用是调节溶液的pH
D.操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗
7.(2025·河北一模)某学习小组探究KI溶液被空气中氧气氧化的影响因素,设计实验如下:
已知:I2+I-(棕黄色),下列说法错误的是 ( )
A.对比实验现象a和b,酸性环境加快了I-的氧化速率
B.b中I-被氧化的离子方程式为4I-+O2+4H+2I2+2H2O(CO2营造的酸性环境用H+表示)
C.c中CCl4层无色,证明无I2的生成
D.以上实验可证明检验I2的方法用淀粉溶液比用CCl4更灵敏
8.(2023·湖南长沙一模)有研究称金粉溶于过氧化氢⁃浓盐酸也可以安全环保地制备氯金酸(H[AuCl4]),其化学方程式为2Au+8HCl+5H2O22H[AuCl4]+8H2O+O2↑,下列有关说法错误的是 ( )
A.H[AuCl4]有强氧化性,其中Au与4个氯离子形成4个σ键
B.该反应中,HCl的作用是与Au配合,使其更易被氧化
C.当反应中溶解0.1 mol Au时,有0.25 mol过氧化氢发生还原反应
D.该反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶8
9.(2024·福建漳州三模)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是印染工业中常用的漂白剂。实验室制备流程如下:
Na2S2O4·2H2O无水Na2S2O4
下列说法错误的是 ( )
A.将锌粉溶于水形成悬浊液可以提高反应速率
B.生成ZnS2O4的反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2
C.温度超过45 ℃会导致SO2溶解度降低
D.加入NaCl有利于Na2S2O4·2H2O析出,提高产率
10.(2025·江苏南通阶段练)我国学者分别使用Fe2O3和Fe3O4作催化剂对燃煤烟气脱硝脱硫进行了研究。
(1)催化剂制备。在60~100 ℃条件下,向足量NaOH溶液中通入N2一段时间,再加入适量新制FeSO4溶液,充分反应后得到混合物X;向混合物X中加入NaNO3溶液,充分反应后经磁铁吸附、洗涤、真空干燥,制得Fe3O4催化剂。
①通入N2的目的是 。
②混合物X与NaNO3反应生成Fe3O4和NH3,该反应的化学方程式为 。
(2)催化剂性能研究。如图1所示,当其他条件一定时,分别在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下,测定H2O2浓度对模拟烟气(含一定比例的NO、SO2、O2、N2)中NO和SO2脱除率的影响,NO脱除率与H2O2浓度的关系如图2所示。
图1
图2
已知·OH能将NO、SO2氧化。·OH产生机理如下。
反应Ⅰ:Fe3++H2O2Fe2++·OOH+H+(慢反应)
反应Ⅱ:Fe2++H2O2Fe3++·OH+OH-(快反应)
①与Fe2O3作催化剂相比,相同条件下Fe3O4作催化剂时NO脱除率更高,其原因是
。
②NO部分被氧化成NO2。NO2被NaOH溶液吸收生成两种含氧酸钠盐,该反应的离子方程式为 。
③实验表明·OH氧化SO2的速率比氧化NO速率慢。但在无催化剂、Fe2O3作催化剂、Fe3O4作催化剂的条件下,测得SO2脱除率几乎均为100%的原因是
。
11.(2025 ·四川自贡开学考)金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)NaCl的熔点为800.8 ℃。工业上,采用电解熔融的NaCl和CaCl2混合盐,制备金属Na,电解的化学方程式为2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g),加入CaCl2的目的是
。
(2)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融的金属Na反应前需依次通过的试剂为 、 (填序号)。
a.浓硫酸 b.饱和食盐水
c.NaOH溶液 d.KMnO4溶液
(3)Na2O2的电子式为 。在25 ℃和101 kPa时,Na与O2反应生成1 mol Na2O2放出510.9 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应。(请配平)
Mn+ H++ Na2O2 Mn2++ Na++ O2↑+ H2O
该反应说明Na2O2具有 (选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”)。
(6)在密闭容器中,将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃,充分反应后,若剩余固体为Na2CO3和NaOH、排出气体为O2和H2O时,a∶b的取值范围为 。
1.(2025·北京卷)下列反应中,体现还原性的是 ( )
A.NH4HCO3加热分解有NH3生成
B.NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成
C.Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解
D.SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀
2.(2025·湖南卷)NaSbO3是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为4NaNO3+4Sb+3O24NaSbO3+2NO+2NO2。下列说法错误的是 ( )
A. NaSbO3中Sb元素的化合价为+5
B.N的空间结构为平面三角形
C. 反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶7
D. 反应中消耗3 mol O2,转移20 mol e-
3.(2022·山东·高考真题)实验室制备KMnO4过程为①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4;②水溶后冷却,调溶液pH至弱碱性,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是 ( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用NaOH作强碱性介质
C.②中K2MnO4只体现氧化性
D.MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
4.(2021·重庆·统考高考真题)下列实验操作及其现象与对应结论不匹配的是
选项
实验操作及其现象
结论
A
将CO与水蒸气通过炽热的催化剂,所得气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊
水蒸气有氧化性
B
将新制Cu(OH)2加入葡萄糖溶液中,加热至沸腾,有砖红色沉淀产生
葡萄糖具有还原性
C
将NaBiO3固体加入酸性MnSO4溶液中,充分振荡,溶液变为紫红色
NaBiO3有氧化性
D
将FeCl3溶液和KSCN溶液混合后,滴加H2O2溶液,溶液变为红色
H2O2有还原性
5.(2022·湖南·高考真题)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的N转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A.过程Ⅰ中N发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O
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