专题限时集训4 氧化还原反应Word下载.docx
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2.实验室常用NaNO2和NH4Cl反应制取N2。
下列有关说法正确的是( )
A.NaNO2是还原剂
B.NH4Cl中N元素被还原
C.生成1molN2时转移6mol电子
D.氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1
D [由
可知NaNO2为氧化剂,NH4Cl为还原剂,N2既是氧化产物又是还原产物,A、B错;
生成1molN2,转移3mol电子,C错。
3.三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2,其反应过程可表示为
下列说法正确的是( )
A.反应中NO2是还原剂
B.C3N3(OH)3与HNCO为同一物质
C.HNCO与NO2反应的化学计量数之比为3∶4
D.反应过程中,每1molNO2参加反应,转移电子4mol
D [反应中NO2转化为N2,氮元素化合价降低,NO2是氧化剂,A项错误;
C3N3(OH)3与HNCO分子式不同,为不同物质,B项错误;
HNCO中H为+1价、O为-2价、C为+4价、N为-3价,NO2中N为+4价,反应产物为N2、CO2、H2O,反应过程中只有N的化合价发生变化,根据得失电子守恒可知,HNCO与NO2反应的化学计量数之比为4∶3,C项错误;
反应过程中,每1molNO2参加反应,转移电子4mol,D项正确。
4.(2018·
河南洛阳一模)Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景十分看好。
一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:
2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑。
对此反应下列说法中正确的是( )
A.2molFeSO4发生反应时,反应中共有10mol电子转移
B.每生成16g氧气就有1molFe2+被还原
C.Na2O2只作氧化剂
D.氧化产物只有Na2FeO4
A [反应中铁元素化合价升高,由+2价→+6价,化合价升高的元素还有O元素,由-1价→0价,2molFeSO4发生反应时,共有2mol×
4+1mol×
2=10mol电子转移,A正确。
该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价,根据反应的化学方程式,每生成16g氧气就有1molFe2+被氧化,B错误。
该反应中过氧化钠既作氧化剂又作还原剂,C错误。
该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,氧化产物除Na2FeO4外还有O2,D错误。
5.(2017·
甘肃兰州模拟)把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。
对该氧化还原反应的离子方程式,下列说法不正确的是( )
……
图1
图2
A.IO
作氧化剂,具有氧化性
B.氧化性:
MnO
>IO
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
D.若有2molMn2+参加反应,则转移10mol电子
B [结合图1可知Mn2+为反应物,故图2中的MnO
为生成物,因此Mn2+作还原剂,被氧化,故图2中的IO
作氧化剂,IO
为还原产物,因此该反应的离子方程式为2Mn2++5IO
+3H2O===2MnO
+5IO
+6H+,由此可知A、C正确。
同一个反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,故氧化性:
IO
>MnO
,B错误。
Mn2+~MnO
~5e-,若2molMn2+参加反应,则转移10mol电子,D正确。
6.(2018·
湖北重点高中模拟)化合物Mg5Al3(OH)x(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时会发生如下分解反应(其中M是某种物质,a为化学计量数):
2Mg5Al3(OH)x(H2O)4
27H2O↑+10M+aAl2O3。
A.a=2
B.x=18
C.M的化学式为MgO
D.该反应中Mg5Al3(OH)x(H2O)4既是氧化剂又是还原剂
C [由2Mg5Al3(OH)x(H2O)4
27H2O↑+10M+aAl2O3,根据Al原子守恒,a=3,根据H原子守恒,x=19,根据Mg、O原子守恒推出M的化学式为MgO,反应前后无化合价变化,所以A、B、D错误,C正确。
7.(2018·
山东泰安模拟)已知离子方程式:
As2S3+H2O+NO
―→AsO
+SO
+NO↑+________(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4
B.反应后溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28
D.氧化产物为AsO
和SO
C [根据电子守恒,结合电荷守恒可配平离子方程式3As2S3+4H2O+28NO
===6AsO
+9SO
+28NO↑+8H+,由此可知A、B、D正确,C项应为28∶3。
8.(2018·
桂林摸底)NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:
①NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl;
②NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。
已知HCN(Ki=6.3×
10-10)有剧毒;
HCN、HOCN中N元素的化合价相同。
完成下列填空:
(1)第一次氧化时,溶液的pH应调节为________(选填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是___________________________________________
___________________________________________________________。
(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式______________________________________________________________
__________________________________________________________。
(3)处理100m3含NaCN10.3mg·
L-1的废水,实际至少需NaClO________g(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5mg·
L-1,达到排放标准。
(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似,(CN)2与NaOH溶液反应生成________、________和H2O。
【解析】
(1)NaCN易与酸反应生成HCN,为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性。
(2)反应中氯元素的化合价从+1降低到-1,得到2个电子。
N元素化合价从-3升高到0,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2∶3,反应的离子方程式为2OCN-+3ClO-===CO
+CO2↑+3Cl-+N2↑。
(3)参加反应的NaCN的物质的量=
mol=20mol,反应中C由+2价升高到+4价,N元素化合价从-3价升高到0价,即1molNaCN失去5mol电子,1molNaClO得到2mol电子,所以处理100m3含NaCN10.3mg·
L-1的废水,实际至少需NaClO的质量为
×
74.5g·
mol-1×
4=14900g。
(4)(CN)2与Cl2的化学性质相似,根据Cl2与NaOH溶液反应的原理可知,(CN)2与NaOH溶液反应生成NaOCN、NaCN和H2O。
【答案】
(1)碱性 防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气
(2)2OCN-+3ClO-===CO
+CO2↑+3Cl-+N2↑
(3)14900 (4)NaOCN NaCN
9.(2018·
广东六校联考)钼酸钠晶体(Na2MoO4·
2H2O)常用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。
如图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,还含少量其他杂质)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)提高焙烧效率的方法有________________。
(写一种)
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,该反应过程的化学方程式为______________________________________________________________,
氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
(4)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO
生成,该反应的离子方程式为_______________________________________________________________
【解析】
(1)为了提高焙烧效率,可以粉碎钼精矿,增大固体颗粒与空气的接触面积。
(2)“焙烧”时,反应的化学方程式为2MoS2+7O2
2MoO3+4SO2,该反应中Mo、S元素化合价均升高,则氧化产物是MoO3、SO2。
(3)根据流程图可知,“碱浸”时生成CO2和Na2MoO4,故“碱浸”时发生的主要反应的化学方程式为MoO3+Na2CO3===Na2MoO4+CO2↑。
(4)根据钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,能制备钼酸钠并生成SO
,再结合原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒可得到该反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-===MoO
+9Cl-+2SO
+3H2O。
【答案】
(1)粉碎固体颗粒(其他合理答案均可)
(2)2MoS2+7O2
2MoO3+4SO2 MoO3、SO2
(3)MoO3+Na2CO3===Na2MoO4+CO2↑
(4)MoS2+9ClO-+6OH-===MoO
+3H2O
10.高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)是两种常见的氧化剂。
(1)下列物质中能使酸性KMnO4溶液褪色的是______(填字母)。
a.臭碱(Na2S) B.小苏打(NaHCO3)
c.水玻璃(Na2SiO3溶液)D.酒精(C2H5OH)
(2)某强酸性反应体系中,参与反应的共有六种微粒:
O2、MnO
、H2O、Mn2+、H2O2、H+。
①该反应中应选择的酸是________(填字母)。
a.盐酸B.浓硫酸
c.稀硫酸D.稀硝酸
②该反应中发生还原反应的过程是________→________。
③写出该反应的离子方程式:
_______________________________
_________________________________________________________。
④若上述反应中有6.72L(标准状况)气体生成,则转移的电子为________mol。
【解析】
(1)Na2S中的S2-和C2H5OH都具有还原性,都能被酸性KMnO4溶液氧化。
(2)①该反应是酸性KMnO4溶液氧化H2O2的反应,MnO
被还原为Mn2+。
KMnO4有强氧化性,所选择的酸不能是具有还原性的盐酸,也不能是具有强氧化性的浓硫酸和稀硝酸,应选择稀硫酸。
②该反应中发生还原反应的过程是MnO
―→Mn2+。
③该反应的离子方程式为2MnO
+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑。
④根据③中离子方程式可知,每转移10mol电子,生成5molO2,则生成标准状况下6.72L(0.3mol)O2时,转移0.6mol电子。
【答案】
(1)ad
(2)①c ②MnO
Mn2+ ③2MnO
+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑ ④0.6
11.
(1)MnO2可以与KOH和KClO3在高温下反应,生成K2MnO4,反应的化学方程式为____________________________________________________
(2)硫化氢具有还原性,可以和许多氧化剂反应,在硫酸酸化条件下,H2S和KMnO4反应,反应生成S、MnSO4、K2SO4和H2O,写出该反应的化学方程式:
_________________________________________________________
(3)S2O
的结构式为
,其中S元素的化合价为________。
在Ag+催化下,S2O
能使含Mn2+的溶液变成紫红色,氧化产物是________(填离子符号)。
【解析】
(1)反应中MnO2作还原剂,氧化产物是K2MnO4,KClO3作氧化剂,还原产物是KCl,利用化合价升降法配平化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O。
(2)H2S中S元素化合价升高2,KMnO4中Mn元素化合价降低5,则H2S前配5,KMnO4前配2,利用原子守恒配平其他物质,得化学方程式为5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5S↓+8H2O。
中含1个过氧键,除过氧键中2个O均为-1价外,其余6个O均为-2价,则S元素的化合价为+6;
能使含Mn2+的溶液变成紫红色,由此可判断氧化产物为MnO
。
【答案】
(1)3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)5H2S+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5S↓+8H2O
(3)+6 MnO
12.某废水中含有CN-和Cr2O
等离子,需经污水处理达标后才能排放,污水处理拟采用下列流程进行处理:
(1)步骤②中,CN-被ClO-氧化为CNO-的离子方程式为_____________________________________________________________。
(2)步骤③反应的离子方程式为S2O
+Cr2O
+H+―→SO
+Cr3++H2O(未配平),每消耗0.4molCr2O
时,反应中S2O
失去________mol电子。
(3)利用Cr2O
测定某SnCl2的纯度(杂质不参与反应,溶液中Sn4+较为稳定):
将agSnCl2样品制成溶液的操作为____________________,向得到的SnCl2溶液中加入过量的FeCl3溶液,用bmol·
L-1K2Cr2O7滴定生成的Fe2+(已知酸性环境下,Cr2O
可被还原为Cr3+),共用去K2Cr2O7溶液xmL。
则样品中SnCl2的质量分数是________。
(SnCl2的摩尔质量为Mg·
mol-1,用含a、b、x、M的代数式表示)
【解析】
(1)步骤②中,CN-被ClO-氧化为CNO-,因为是在碱性环境中,所以ClO-只能被还原为Cl-,因此反应的离子方程式为CN-+ClO-===CNO-+Cl-。
(2)根据化学方程式可知,在反应中Cr元素的化合价从+6价降低到+3价,0.4molCr2O
转化为Cr3+时转移电子的物质的量=0.4mol×
(6-3)×
2=2.4mol。
(3)Sn2+能水解,所以将agSnCl2样品制成溶液的操作为将SnCl2样品溶于盐酸,然后用适量蒸馏水稀释;
令样品中SnCl2的物质的量为nmol,根据得失电子守恒有
3SnCl2 ~ Cr2O
3 1
nmol bmol·
L-1×
x×
10-3L
解得n=3×
b×
10-3,样品中SnCl2的质量为3×
10-3mol×
Mg·
mol-1=3×
10-3×
Mg,所以样品中SnCl2的质量分数为
100%=
100%。
【答案】
(1)CN-+ClO-===CNO-+Cl-
(2)2.4
(3)将SnCl2样品溶于盐酸,然后用适量蒸馏水稀释
100%
13.(2018·
昆明模拟)铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。
以下是从某废旧铍铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程:
已知:
Ⅰ.铍、铝元素在元素周期表中处于对角线位置,化学性质相似。
Ⅱ.常温下:
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×
10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
10-38,Ksp[Mn(OH)2]=2.1×
10-13。
(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有________(填化学式),写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:
_______________________________________________________________。
(2)从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是_______________________
____________________________________________________________。
(3)①MnO2能将金属硫化物氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:
________________________________________________。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,特点是________________(任写一条)。
(4)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·
L-1、c(Fe3+)=0.008mol·
L-1、c(Mn2+)=0.1mol·
L-1,逐滴加入稀氨水调节溶液D的pH可依次分离各元素,首先沉淀的是________(填离子符号),为使铜离子沉淀,常温下应调节溶液的pH________。
(5)取铍铜元件1000g,最终获得Be的质量为81g,则该实验中Be的产率是________。
【解析】
(1)根据已知信息Ⅰ可知BeO能与NaOH溶液发生反应,故滤液A的主要成分除NaOH外,还有Na2SiO3、Na2BeO2。
滤液A中Na2BeO2与过量盐酸反应生成Be2+,其离子方程式为BeO
+4H+===Be2++2H2O。
(2)为了抑制BeCl2水解,BeCl2溶液蒸发结晶时需向溶液中持续通入HCl气体。
(3)①根据题中信息可知MnO2作氧化剂,在稀硫酸作用下CuS被氧化为S,并生成MnSO4和CuSO4,该反应的化学方程式为MnO2+CuS+2H2SO4===S+MnSO4+CuSO4+2H2O。
②浓HNO3溶解金属硫化物时,会产生NO2等污染环境的气体。
(4)根据已知信息Ⅱ可知要使Cu2+沉淀,需使c(Cu2+)·
c2(OH-)≥2.2×
10-20,结合c(Cu2+)=2.2mol·
L-1,可求出c(OH-)≥10-10mol·
L-1,即溶液的pH≥4,同理可求出Fe3+、Mn2+沉淀时溶液中c(OH-)应分别大于或等于10-12×
mol·
L-1和10-6×
L-1,故逐滴加入稀氨水调节溶液D的pH时,Fe3+先沉淀;
为使Cu2+沉淀,常温下应控制溶液的pH≥4。
(5)根据铍铜元件中含BeO25%,则1000g铍铜元件中含BeO250g,根据Be元素守恒有BeO~Be,当250gBeO完全反应时,可计算出理论上生成90gBe,而实际生成Be的质量为81g,故该实验中Be的产率为
100%=90%。
【答案】
(1)Na2SiO3、Na2BeO2BeO
+4H+===Be2++2H2O
(2)蒸发结晶并向溶液中持续通入氯化氢气体 (3)①MnO2+CuS+2H2SO4===S+MnSO4+CuSO4+2H2O ②产生污染环境的气体(答案合理即可) (4)Fe3+ ≥4 (5)90%