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- 2021-08-06 发布
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课练5 氧化还原反应
————————[狂刷小题 夯基础]————————
[练基础]
1.对于反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑,下列说法正确的是( )
A.MnO2发生氧化反应,HCl发生还原反应
B.每消耗4 mol HCl转移2 mol电子
C.每生成1 mol Cl2转移4 mol电子
D.反应中锰元素将电子转移给氯元素
2.下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( )
A
B
C
D
实验
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl浊液中
热铜丝插入稀硝酸中
现象
产生白色沉淀,随后变为红褐色
溶液变红,随后迅速褪色
沉淀由白色逐渐变为黑色
产生无色气体,随后变为红棕色
3.已知还原性Cl-K2FeO4
C.每生成1 mol氧化产物转移电子的物质的量为3 mol
D.K2FeO4的用途与胶体和氧化剂知识有关
3.[2020·黑龙江哈尔滨师大附中月考]已知:还原性:HSO>I-,氧化性:IO>I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.O~a间发生反应:3HSO+IO===3SO+I-+3H+
B.a~b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 mol
C.b~c间反应:I2仅是氧化产物
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为5:3时,加入的KIO3为1.1 mol
4.(多选)在氧化还原反应中,氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知:
①半反应式:Cu2O-2e-+2H+===2Cu2++H2O
②五种物质:FeSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、Na2CO3、KI
③Fe2++MnO+―→Fe3++Mn2++H2O(未配平)
下列判断正确的是( )
A.①中半反应式发生的是还原反应
B.②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe2(SO4)3
C.MnO+5e-+4H2O===Mn2++8OH-是反应③的一个半反应
D.几种物质的氧化性强弱顺序为MnO>Fe3+>Cu2+
———————[综合测评 提能力]————————
一、选择题:本题共7小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题意。
1.[2020·福建厦门检测]下列颜色变化与氧化还原反应无关的是( )
A.将乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中,溶液由橙色变为绿色
B.将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
C.将SO2通入氯水中,溶液黄绿色褪去
D.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
2.[2020·湖南衡阳联考]雌黄(As2S3)在我国古代常用作书写涂改修正胶。浓硝酸氧化雌黄可制得硫黄,并生成砷酸和一种红棕色气体,利用此反应原理设计某原电池。下列有关叙述正确的是( )
A.砷酸的化学式为H2AsO4
B.红棕色气体在该原电池的负极区生成并逸出
C.该反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为12:1
D.该反应中每析出4.8 g硫黄,则转移0.5 mol电子
3.[2020·江西赣州南康中学月考]某工业废气中的SO2经如图所示的两个循环可分别得到S和H2SO4。下列说法正确的是( )
A.循环Ⅰ中,反应1中的氧化产物为ZnFeO3.5
B.循环Ⅰ中,反应2中的还原产物为ZnFeO4
C.Mn可作为循环Ⅱ中电解过程中的阳极材料
D.循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗相同质量的SO2,理论上得到S和H2SO4的质量之比为16:49
4.[2019·甘肃宁县期末]下列有关氧化还原反应的理解正确的是( )
A.(NH4)2SO4在高温上分解生成SO2、H2O、N2和NH3,则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:3
B.已知反应:2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4===2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O,其中1 mol氧化剂在反应中得到的电子的物质的量为13 mol
C.一定条件下,氯酸钾与碘发生反应2KClO3+I2===2KIO3+Cl2,由此判断氧化性:I2>Cl2
D.在反应CH3CH2OH+K2Cr2O7(H+)―→CH3COOH中,每消耗1 mol乙醇转移3NA个电子(NA为阿伏加德罗常数的值)
5.已知氧化性:BrO>IO>Br2>I2。向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO3的物质的量的关系如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.b点时KI恰好反应完全
B.b→c过程中,被氧化的为Br-
C.当n(KBrO3)=4 mol时,对应含碘物质为KIO3
D.该过程所能消耗n(KBrO3)的最大值为7.2 mol
6.向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到2 240 mL NO气体(标准状况)。已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。下列说法不正确的是( )
A.上述体现酸性的HNO3与体现氧化性的HNO3的物质的量之比为5:1
B.若将上述混合物用足量的H2加热还原,则所得到固体的质量为32 g
C.Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2NO===6Cu2++2NO↑+7H2O
D.若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol
7.[2019·湖南株洲一模]含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+
Cl2―→CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2:5
C.该反应中,若有1 mol CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
二、选择题:本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
8.黄铜矿(CuFeS2)是提取铜的主要原料,其煅烧产物Cu2S在1 200 ℃高温下继续反应:①2Cu2S+3O2===2Cu2O+2SO2 ②2Cu2O+Cu2S===6Cu+SO2。则下列说法正确的是( )
A.反应②中Cu2S只发生了还原反应
B.反应①中氧化剂只有O2
C.若1 mol Cu2S完全转化为2 mol Cu,则转移电子数为6NA
D.若1 mol Cu2S冶炼成2 mol Cu,至少需要用2 mol NaOH来吸收SO2
9.有如下反应:
①MnO2+4HCl(浓)===MnCl2+Cl2↑+2H2O
②2NaIO3+5NaHSO3===2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2
③I2+5Cl2+6H2O===2IO+10Cl-+12H+
下列说法正确的是( )
A.反应①中只体现浓盐酸的还原性
B.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5
C.氧化性:MnO2>Cl2
D.反应2NaI+MnO2+3H2SO4===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2可以发生
10.下列关于氧化还原反应说法正确的是( )
A.反应Cl2+KOH―→KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平)中,若n(ClO-):n(ClO)=5:1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
B.铅蓄电池每转移2 mol电子,正极增重96 g
C.反应3BrF3+5H2O===Br2+HBrO3+O2↑+9HF中,当生成3 mol Br2时,被水还原的BrF3的物质的量为4 mol
D.汽车安全气囊反应原理:10NaN3+2KNO3===K2O+5Na2O+16N2↑,若有0.25 mol KNO3被还原,则氧化产物比还原产物多1.75 mol
三、非选择题:本题共3小题。
11.(12分)[2020·福建莆田二十四中月考]Ⅰ.NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生反应:2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是________。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有①水、②淀粉-碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有__________(填序号)。
(3)请配平以下化学方程式:
Al+NaNO3+NaOH===NaAlO2+N2↑+H2O
若反应过程中转移5 mol电子,则生成标准状况下N2的体积为________L。
Ⅱ.“钢是虎,钒是翼,钢含钒犹如虎添翼”,钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的,但室温下能溶于浓硝酸中生成VO。
(4)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(5)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO),溶于强酸生成含钒氧离子(VO)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式:________、________。
12.(12分)[2019·河北石家庄二中期中]高锰酸钾是一种常用的氧化剂。如图是利用软猛矿(主要成分为MnO2)制备高锰酸钾的一种工艺(流程中部分产物已略去):
相关物质不同温度下的溶解度(单位:g/100 g水)数据如下表:
物质
温度
KMnO4
CH3COOK
K2SO4
KCl
20 ℃
6.34
217
11.1
34.2
90 ℃
45.2
398
22.9
53.9
(1)“熔融”步骤反应的化学方程式为____________________________________________。
(2)K2MnO4溶液中加入冰醋酸发生反应的离子方程式为____________________________________。
(3)操作2是________、________、________。
(4)图中可以直接进行循环利用的物质是________(填化学式)。
(5)KMnO4粗晶体中的主要杂质有________和________(填化学式),若用硫酸代替图中的冰醋酸,则导致的问题及原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13.(14分)[2020·河南名校联盟模拟]高铁酸钾(K2FeO4)是一新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
搜集资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4
①装置A为制取氯气发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称为________。
②除杂装置B中的试剂为________________________________________________________________________。
③装置C为制备K2FeO4的装置,KOH溶液过量的原因是________________________________________________________________________。
④装置D为尾气处理装置,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)探究K2FeO4的性质
取装置C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明K2FeO4能否氧化Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤装置C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b,取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生
①由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________。该离子的产生________(填“能”或“不能”)判断一定是由K2FeO4被Cl-还原而形成的。
②方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是__________________________________________。方案Ⅱ得出氧化性:Cl2________FeO(填“>”或“<”)。
(3)使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。K2FeO4在硫酸溶液中反应如下:
__FeO+__H+===__O2↑+__Fe3++__ __
①配平并完成上述离子方程式。
②现取装置C中洗涤并干燥后样品的质量10 g,加入稀硫酸,收集到0.672 L气体(标准状况下),则样品中高铁酸钾的质量分数约为________。(计算结果保留到0.1%)
课练5 氧化还原反应
[狂刷小题 夯基础]
[练基础]
1.B 根据该反应中元素化合价变化可知MnO2作氧化剂,发生还原反应,HCl作还原剂,发生氧化反应,A项错误;该反应中4 mol HCl参加反应时,有2 mol HCl发生氧化反应,转移2 mol电子,B项正确;每生成1 mol Cl2转移2 mol电子,C项错误;反应中氯元素将电子转移给锰元素,D项错误。
2.C NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,发生反应:2NaOH+FeSO4===Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色沉淀Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定,迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,后一过程发生了氧化还原反应,A项不符合题意;氯水中含有HCl和HClO,溶液呈酸性,能使石蕊溶液变红,次氯酸具有强氧化性,能将红色物质氧化,溶液红色褪去,该过程发生了氧化还原反应,B项不符合题意;Na2S溶液滴入AgCl浊液中,发生了沉淀的转化:Na2S+2AgClAg2S+2NaCl,此过程中不涉及氧化还原反应,C项符合题意;将铜丝插入稀硝酸中,发生反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成无色气体NO,但NO能与空气中的氧气发生反应:2NO+O2===2NO2,这两步反应都是氧化还原反应,D项不符合题意。
3.C 由已知条件可知还原性SO2>H2O2,而C项还原性:H2O2>SO2,与已知条件不一致,符合题意。
4.C 本题通过氮氧化物的处理考查氧化还原反应的概念和相关计算等。根据图示可知反应Ⅰ的离子方程式为2Ce4++H2===2Ce3++2H+,A项正确;反应Ⅱ的反应物为Ce3+、H+、NO,生成物为Ce4+、N2、H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒,可得反应的离子方程式为4Ce3++4H++2NO===4Ce4++N2+2H2O,NO是氧化剂,Ce3+是还原剂,
故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:4=1:2,B项正确;反应前后溶液中n(Ce4+)不变,但由于反应后溶液中水的物质的量增大,所以反应后溶液中c(Ce4+)减小,C项错误;根据Ce原子守恒可知,反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+的总数不变,D项正确。
5.C 由题图可知,ClO-为反应物,N2是生成物。结合给出的微粒种类,根据电荷守恒、元素守恒及得失电子守恒可写出反应的离子方程式:3ClO-+2NH===3Cl-+N2↑+3H2O+2H+,故ClO-是氧化剂,Cl-是还原产物,A项正确;NH是还原剂,被氧化为N2,1 mol NH参加反应转移3 mol电子,B项正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,C项错误;生成物中有H+,故反应后溶液酸性增强,D项正确。
6.A 分析流程图中的物质转化,“电解”“氯化”“合成”中均有单质参与反应或生成,故均涉及氧化还原反应,A项正确;“氯化”时还原剂包括焦炭和FeTiO3,故B项错误;“合成”反应的化学方程式为CO+2H2―→CH3OH,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,C项错误;800 ℃条件下,CO2与Mg反应,D项错误。
7.A 根据加入适量铋酸钠溶液的现象可知,Mn2+和BiO反应生成了MnO和Bi3+,故氧化性:BiO(氧化剂)强于MnO(氧化产物),故A正确;根据再加入过量双氧水时的现象可知,H2O2被MnO氧化生成了O2,故B错误;最后滴加适量KI-淀粉溶液,溶液缓慢变成蓝色,可能是H2O2氧化了I-,还可能是溶解在水中的少量O2氧化了I-,故C项错误;通过上述实验现象分析,可知氧化性:BiO>MnO>I2,结合过量的KMnO4与KI溶液反应可生成KIO3可知,在KI-淀粉溶液中滴加铋酸钠溶液,BiO不一定把I-氧化成I2,可能会氧化成高价态的碘的化合物,故D项错误。
8.AD 分析题给离子方程式可以看出,这是一个氧化还原反应,首先依据电荷守恒,可知n=1,所以RO中R元素的化合价是+5,故A正确;R为Cl时,题述反应可以发生,故B错误;物质的氧化性要结合具体的反应条件去判断,如题述反应在酸性水溶液中进行,则在酸性水溶液中RO的氧化性强于R2,但若不是在酸性水溶液中,则RO的氧化性不一定比R2的氧化性强,如若R为Cl,在热的碱性水溶液中,可发生反应3Cl2+6OH-ClO+5Cl-+3H2O,故C错误;在RO+5R-+6H+===3R2+3H2O中,RO→R2(还原产物),5R-→R2(氧化产物),故氧化产物和还原产物物质的量之比是5:1,故D正确。
[练高考]
1.B 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,该反应中Na2O2既作氧化剂又作还原剂,碳的化合价没有改变,A项错误;氯气和溴化钾反应生成氯化钾,氯元素化合价降低,被还原,B项正确;乙烯和溴发生加成反应,乙烯中碳化合价升高,被氧化,C项错误;氨气和氯化铝反应溶液生成氢氧化铝和氯化铵,元素化合价没有变化,D项错误。
2.C A项,海带中碘以化合态存在,提取碘单质涉及元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;B项,氯碱工业是利用电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,涉及元素化合价的改变,错误;C项,氨碱法制取碱是利用复分解反应原理,不属于氧化还原反应,正确;D项,海水提溴是利用氧化还原反应将溴离子氧化为溴单质,属于氧化还原反应,错误。
3.B A项,用Fe粉除去FeCl2溶液中的Fe3+时,发生了氧化还原反应;C项,除去Cl2中的HCl杂质一般用饱和食盐水,而用水除会损失部分Cl2,同时Cl2与H2O的反应是氧化还原反应;D项,NO2和H2O的反应属于氧化还原反应。
4.D 该氧化还原反应中Cl由+1价降至-1价,设RO中R为x价,R(OH)3中R为+3价,根据氧化还原反应中化合价升降总数目相同,有2(x-3)=3[+1-(-1)],解得x=+6。
[练模拟]
1.A 本题考查氧化还原反应的基本概念、相关计算和化学方程式书写。向红色CrO3固体表面喷洒酒精,生成绿色固体Cr2O3和乙醛,该反应中Cr元素由+6价变为+3价、C元素由-2价变为-1价,则CrO3是氧化剂,乙醇是还原剂,所以CrO3体现氧化性,乙醇体现还原性,不能说明乙醛既有氧化性又有还原性,A项错误;乙醇具有还原性,所以酒精严禁与强氧化性试剂混合存放,C项正确;该反应中CrO3和乙醇是反应物,Cr2O3和乙醛是生成物,结合得失电子守恒、质量守恒可知化学方程式为2CrO3+3C2H5OH===Cr2O3+3CH3CHO+3H2O,故D项正确;如果有1 mol乙醇参加反应,则转移电子2 mol,B项正确。
2.B 本题考查氧化还原反应的基本概念与计算。在反应3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O中,Cl元素的化合价降低,被还原,Cl2作氧化剂,Fe元素的化合价升高,被氧化,Fe(OH)3作还原剂,发生氧化反应,失去电子,A项正确;Fe(OH)3为还原剂,由题给反应只能得出氧化性:Cl2>K2FeO4,B项错误;由Fe元素的化合价变化可知,每生成1 mol K2FeO4转移电子的物质的量为3 mol,C项正确;高铁酸钾(K2FeO4)中Fe元素为+6价,具有强氧化性,可杀菌消毒,被还原生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3胶体,胶体具有吸附性,故K2FeO4可用作水处理剂与其氧化性及胶体的性质有关,D项正确。
3.C 本题考查氧化还原反应基本概念、相关计算。由题给还原性:HSO>I-,首先发生反应:IO+3HSO===I-+3SO+3H+,继续加入KIO3,因氧化性:IO>I2,所以IO氧化I-生成I2,发生反应:IO+6H++5I-===3H2O+3I2。O~a间没有碘单质生成,说明IO和HSO发生氧化还原反应生成I-,A项正确;由图像可知,a~b间消耗KIO3的物质的量是0.6 mol,根据离子方程式可得关系式:IO~3HSO,消耗NaHSO3的物质的量为0.6 mol×3=1.8 mol,B项正确;根据图像知,b~c间发生反应:IO+6H++5I-===3H2O+3I2,只有I元素的化合价发生变化,所以I2既是氧化产物又是还原产物,C项错误;O~b间生成I-的物质的量为1 mol,设b~c间某点生成的碘单质的物质的量为x mol,则根据反应IO+6H++5I-===3H2O+3I2,消耗的KIO3的物质的量为x mol,消耗I-的物质的量为x mol,剩余I-的物质的量为 mol,当溶液中n(I-)n(I2)=53时,即=,x=0.3,故加入KIO3的物质的量为1 mol+0.3 mol×=1.1 mol,D项正确。
4.BD ①中Cu2O→Cu2+,铜元素化合价升高,发生的是氧化反应,A项错误;为使①顺利发生,要选择氧化性强的物质作氧化剂,而Fe2(SO4)3可作①的氧化剂,B项正确;配平反应③为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,反应在酸性条件下进行,③的半反应中不能生成OH-,C项错误;根据上述分析可知氧化性:Fe3+>Cu2+,根据③可知氧化性:MnO>Fe3+,即氧化性:MnO>Fe3+>Cu2+,D项正确。
[综合测评 提能力]
1.B 本题通过反应中颜色变化的原理考查氧化还原反应的基本概念、化合物性质。将乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中,乙醇被氧化,Cr元素化合价由+6价变为+3价,属于氧化还原反应,A项不符合题意;SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液,发生中和反应生成盐和H2O,没有元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,B项符合题意;SO2通入氯水中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4,有电子转移,属于氧化还原反应,C项不符合题意;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性,次氯酸具有强氧化性,石蕊溶液褪色是因为发生氧化还原反应,D项不符合题意。
2.D 本题考查氧化还原反应基本概念和计算。砷元素最高价为+5价,砷酸的化学式为H3AsO4,故A项错误;红棕色气体是硝酸发生还原反应生成的NO2,原电池的正极发生还原反应,所以NO2在正极区生成并逸出,故B项错误;As2S3被硝酸氧化为砷酸和硫单质,As2S3中As元素由+3价升高到+5价,S元素由-2价升高到0价,化合价共升高2×(5-3)+3×[0-(-2)]=10,硝酸被还原为NO2,N元素由+5价降低到+4价,化合价降低1,则氧化剂和还原剂物质的量之比为10:1,故C项错误;由C项分析可知,1 mol As2S3参与反应,失去10 mol电子,生成2 mol砷酸和3 mol硫单质,所以生成4.8 g(即0.15 mol)硫黄,转移0.5 mol电子,故D项正确。
3.D 本题考查氧化还原反应的基本概念及相关计算。由题图可知反应1中H元素化合价升高,被氧化,氧化产物为H2O,A项错误;反应2中S元素化合价降低,被还原,还原产物为S,B项错误;循环Ⅱ中电解时,阳极上Mn2+放电生成MnO2,若Mn作为阳极材料,则阳极上Mn放电生成Mn2+,得不到MnO2,C项错误;循环Ⅰ中总反应为2H2+SO2===S↓
+2H2O,循环Ⅱ中电解过程发生的反应为MnSO4+2H2OMnO2↓+H2SO4+H2↑,吸收过程发生的反应为MnO2+SO2===MnSO4,故循环Ⅱ中的总反应为2H2O+SO2===H2SO4+H2,循环Ⅰ和循环Ⅱ中消耗同质量的SO2,理论上得到S和H2SO4的物质的量之比为1:1,质量之比为16:49,D项正确。
4.A 本题考查氧化还原反应基本概念、氧化性强弱判断以及相关计算。在(NH4)2SO4高温分解反应中,N2是氧化产物,SO2是还原产物,N元素化合价由-3→0,每生成1 mol N2转移6 mol电子,S元素化合价由+6→+4,每生成1 mol SO2转移2 mol电子,根据得失电子守恒可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:3,A项正确;由反应的化学方程式可知,Cu(IO3)2中Cu元素的化合价由+2价降低到+1价,I元素的化合价由+5价降低到0价,则Cu(IO3)2为氧化剂,所以1 mol氧化剂在反应中得到电子的物质的量为1 mol×(2-1)+2 mol×(5-0)=11 mol,B项错误;在氯酸钾与碘的反应中,I2为还原剂,Cl2为还原产物,还原剂的还原性强于还原产物,即还原性:I2>Cl2,C项错误;CH3CH2OH中C元素平均化合价为-2价,而CH3COOH中C元素平均化合价为0价,所以每消耗1 mol乙醇转移2×2 mol=4 mol电子,即4NA个电子,D项错误。
5.C 由图像可知,整个反应过程分三个阶段,每个阶段的反应方程式为①(a→b)6H++BrO+6I-===3I2+Br-+3H2O,②(b→c)BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O,③(c→d)I2+2BrO===2IO+Br2,则B项正确;b点时,I-恰好完全转化为I2,A项正确;由题图知,当n(KBrO3)=4 mol时,对应含碘物质有I2和KIO3两种,C项错误;根据反应①、②、③可计算出6 mol KI最终完全转化为KIO3时共消耗KBrO3的物质的量为7.2 mol,D项正确。
6.B Cu、Cu2O、CuO与HNO3恰好完全反应时生成Cu(NO3)2、NO和H2O,HNO3的物质的量为1 L×0.6 mol·L-1=0.6 mol,生成的NO的物质的量为2.24 L÷22.4 L·mol-1=0.1 mol,则体现氧化性的HNO3是0.1 mol,体现酸性的HNO3是0.5 mol,A项正确;根据N原子守恒可知n[Cu(NO3)2]=(0.6 mol-0.1 mol)÷2=0.25 mol,混合物中所含的Cu元素共有0.25 mol,根据铜元素守恒可知,用H2还原Cu、Cu2O、CuO的混合物后应得到0.25 mol Cu,故所得到固体的质量为0.25 mol×64 g·mol-1=16 g,B项错误;Cu2O被稀HNO3氧化为Cu2+,NO被还原为NO,同时生成H2O,反应的离子方程式为3Cu2O+14H++2NO===6Cu2++2NO↑+7H2O,C项正确;根据得失电子守恒,混合物中n(Cu2O)=(0.1 mol×3-0.1 mol×2)÷2=0.05 mol,根据铜元素守恒可知,n(CuO)=0.25 mol-0.1 mol-0.05 mol×2=0.05 mol,该混合物中0.1 mol Cu不与稀H2SO4反应,0.05 mol Cu2O、0.05 mol CuO与稀H2SO4反应,根据Cu2O、CuO中氧原子与H2SO4电离出的H+反应生成H2O,可得n(H2SO4)=0.05 mol+0.05 mol=0.1 mol,D项正确。
7.B 本题考查氧化还原反应方程式的配平和计算。反应中Cl元素由0价降低到-1价,C元素由+2价升高到+4价,N元素由-3价升高到0价,可知Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物,A项正确;由上述分析可知,配平后的离子方程式为2CN-+8OH-+5Cl2===2CO2+N2+10Cl-+4H2O,反应中是CN-是还原剂,Cl2是氧化剂,氧化剂与还原剂的化学计量数之比为52,B项错误;由离子方程式可知,若有1 mol CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移,C项正确;若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区失去电子,发生氧化反应,D项正确。
8.BC 反应2Cu2O+Cu2S===6Cu+SO2中,Cu元素化合价降低,S元素化合价升高,Cu2S既被氧化也被还原,故A错误;反应①中O的化合价降低,S的化合价升高,故还原剂是Cu2S,氧化剂是O2,故B正确;若1 mol Cu2S完全转化为2 mol Cu,最终产物为Cu和SO2,总方程式为Cu2S+O2===2Cu+SO2,反应中Cu、O元素化合价降低,S元素化合价升高,转移电子的物质的量为6 mol,则转移电子数为6NA,故C正确;将1 mol Cu2S完全转化为2 mol Cu,最终产物为Cu和SO2,生成1 mol SO2,至少需要用1 mol NaOH来吸收SO2,故D错误。
9.CD A项,①中体现了浓盐酸的还原性和酸性,错误;B项,反应③中氧化剂是Cl2,还原剂是I2,二者的物质的量之比为5:1,错误;C项,氧化剂的氧化性大于氧化产物,故氧化性:MnO2>Cl2,正确;D项,NaI作还原剂,MnO2作氧化剂,反应2NaI+MnO2+3H2SO4===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2能发生,正确。
10.CD ClO-为5 mol,ClO为1 mol,根据电子守恒,生成的Cl-为10 mol,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:3,故A错误;铅蓄电池正极反应:PbO2+2e-+4H++SO==
=PbSO4+2H2O,转移2 mol电子时,正极增重64 g,故B错误;3BrF3+5H2O===Br2+HBrO3+O2↑+9HF中,Br元素化合价由+3变为0、+5,部分O元素化合价由-2变为0,当3 mol BrF3参与反应时,其中的2 mol作氧化剂,转移6 mol电子,2 mol BrF3中被水还原的为2 mol×= mol,所以当生成3 mol Br2即9 mol BrF3参与反应时,被水还原的BrF3为4 mol,故C正确;该反应中,NaN3为还原剂,KNO3为氧化剂,每生成16 mol N2,氧化产物比还原产物多了15-1=14 mol,0.25 mol KNO3参加反应,氧化产物比还原产物多1.75 mol,所以D正确。
11.答案:(1)NaNO2 (2)②⑤
(3)10 6 4 10 3 2 11.2
(4)V+6H++5NO===VO+5NO2↑+3H2O
(5)Na3VO4 (VO2)2SO4
解析:本题考查氧化还原反应的基本概念、方程式配平及相关计算、元素化合物性质。(1)在反应2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O中,N元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则氧化剂是NaNO2。(2)由2NaNO2+4HI===2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,鉴别NaNO2和NaCl,可选择淀粉-碘化钾试纸、食醋,酸性条件下NaNO2与KI反应生成I2,使淀粉-碘化钾试纸变蓝。(3)Al元素的化合价从0价升高到+3价,N元素从+5价降低到0价,由得失电子守恒和质量守恒可知,配平后的化学方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH===10NaAlO2+3N2↑+2H2O,由化学方程式可知,若反应过程中转移5 mol电子,则生成标准状况下N2的物质的量为0.5 mol,体积为0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L。(4)金属钒与浓硝酸反应生成VO、二氧化氮和水,反应的离子方程式为V+6H++5NO===VO+5NO2↑+3H2O。(5)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO),所以V2O5与烧碱溶液反应生成盐的化学式为Na3VO4;V2O5与稀硫酸反应生成盐的化学式为(VO2)2SO4。
12.答案:(1)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)3MnO+4CH3COOH===2MnO+MnO2↓+2H2O+4CH3COO-
(3)蒸发浓缩 冷却结晶 过滤
(4)MnO2
(5)KCl CH3COOK 反应生成K2SO4,而K2SO4在常温下的溶解度也较小,容易析出K2SO4晶体从而导致产品的纯度降低;硫酸酸性较强,导致MnO将Cl-氧化,产生有毒的Cl2,造成KMnO4损失
解析:本题考查氧化还原反应的基本概念、氧化还原反应方程式的书写。(1)根据流程可知,“熔融”步骤中加入的原料是KClO3、KOH、MnO2,得到K2MnO4,Mn元素的化合价由+4价升高到+6价,MnO2作还原剂,KClO3作氧化剂,被还原成KCl,配平可得该反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O。(2)根据流程可知,加入冰醋酸,得到KMnO4、CH3COOK、MnO2,只有Mn元素的化合价发生变化,K2MnO4既是氧化剂又是还原剂,离子方程式为3MnO+4CH3COOH===2MnO+MnO2↓+2H2O+4CH3COO-。(3)滤液1中主要成分是KMnO4、CH3COOK、KCl,操作2是从溶液中得到固体溶质,结合KMnO4的溶解度随温度的降低而减小,可知操作2应为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)经过操作1后所得滤渣的主要成分是MnO2,与软猛矿的主要成分相同,可以直接循环利用。(5)KMnO4粗晶体中主要含有的杂质为KCl、CH3COOK;若用硫酸代替图中的冰醋酸,生成的K2SO4在常温下溶解度较小,容易析出K2SO4晶体从而导致产品的纯度降低,同时硫酸的酸性太强,导致MnO将Cl-氧化产生有毒的Cl2,造成KMnO4损失。
13.答案:(1)①分液漏斗 ②饱和氯化钠溶液
③K2FeO4微溶于KOH溶液,在碱性溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4)
④Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(2)①Fe3+ 不能 ②排除ClO-的干扰,防止干扰后续实验,同时减少K2FeO4晶体损失 <
(3)①4FeO+20H+===3O2↑+4Fe3++10H2O ②79.2%
解析:本题通过高铁酸钾的制备实验,考查实验操作、离子方程式书写、氧化还原反应配平和相关计算等。(1)①装置A为氯气发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗;②装置B为除杂装置,反应使用
浓盐酸,浓盐酸会挥发出HCl,可将混合气体通过饱和食盐水以除去Cl2中混有的HCl杂质;③根据题目信息可知,KOH溶液过量的原因是K2FeO4微溶于KOH溶液,在碱性溶液中较稳定(或有利于生成K2FeO4);④通过NaOH溶液吸收尾气,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。(2)①方案Ⅰ中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4被Cl-还原产生,因为K2FeO4在碱性溶液中稳定,在酸性或中性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+;②K2FeO4表面可能吸附ClO-,ClO-在酸性条件下可与Cl-反应生成Cl2,从而干扰实验,所以用KOH溶液洗涤的目的是把K2FeO4表面吸附的ClO-除尽,防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应产生Cl2,避免ClO-干扰后续实验,同时减少K2FeO4的损失;Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO,可以说明Cl2的氧化性强于FeO,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2,两种反应体系所处酸碱性环境不一样,说明溶液酸碱性会影响物质氧化性的强弱,方案Ⅱ得出氧化性:Cl2