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2022年高考化学一轮复习考点分层练专题06 氧化还原反应的配平与计算
展开这是一份2022年高考化学一轮复习考点分层练专题06 氧化还原反应的配平与计算,共15页。试卷主要包含了5m3CO2,2L的Cl2,【答案】D等内容,欢迎下载使用。
1.(2020·上海)工业上将Na2CO3和Na2S以1:2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。在该反应中( )
A.硫元素既被氧化又被还原
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.每生成1mlNa2S2O3,转移4ml电子
D.相同条件下,每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2
2.(2019·浙江)反应8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为
A.2∶3B.8∶3C.6∶3D.3∶2
3.(2017·全国I)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。
4.(2017·全国III)砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。
5.(2017·江苏)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl− +2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+:
4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是____________________。
夯实基础一遍过
1.标准状况下,将a L SO2和Cl2组成的混合气体通入200 mL 0.1 ml·L-1Fe2(SO4)3溶液中,充分反应后,溶液的棕黄色变浅。向反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥后称重,其质量为23.3 g。则下列关于该过程的推断不正确的是
A.所得沉淀为0.1 ml的BaSO4
B.混合气体中SO2的体积为0.896 L
C.a L混合气体的物质的量为0.08 ml
D.a的取值范围为1.3442.K2FeO4 是优良的水处理剂,一种制备方法是将 Fe2O3、KNO3、KOH 混合共熔,反应为Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH ==2K2FeO4 + 3KNO3 + 2H2O。下列关于该反应的说法不正确的是
A.铁元素被氧化,氮元素被还原
B.每生成 1 ml K2FeO4,转移 6 ml e−
C.K2FeO4 具有氧化杀菌作用
D.该实验条件下的氧化性:KNO3>K2FeO4
3.用CuS、Cu2S处理酸性废水中的Cr2O72-,发生反应如下:
反应Ⅰ:CuS+Cr2O72-+H+→Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O72-+H+→Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
下列有关说法正确的是( )
A.反应Ⅰ和Ⅱ中Cu2+、SO42-都是氧化产物
B.处理1ml Cr2O72-时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H+的物质的量相等
C.反应Ⅱ中还原剂、氧化剂的物质的量之比为3:5
D.反应Ⅰ、Ⅱ中每处理1ml Cr2O72-,转移电子数不相等
4.下表是某同学探究Na2SO3溶液和铬(VI)盐溶液反应规律的实验记录,已知:Cr2O72-(橙色)+ H2O2CrO42-(黄色)+ 2H+
下列说法不正确的是
A.实验1中的绿色溶液中含有SO42-
B.实验1、2的a溶液中所含的离子种类相同
C.向实验3溶液中继续滴加过量硫酸可使溶液变为浅橙色
D.实验4的目的是排除稀释对溶液颜色变化造成的影响
5.工业上将Na2CO3和Na2S以1:2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2.下列说法错误的是( )
A.硫元素既被氧化,又被还原
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C.相同条件下,每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2
D.若生成2.24LCO2,则转移0.8ml电子
6.工业上将Na2CO3和Na2S以1:2的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2.下列说法错误的是( )
A.硫元素既被氧化,又被还原
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C.相同条件下,每吸收10m3SO2就会放出2.5m3CO2
D.若生成2.24LCO2,则转移0.8ml电子
7.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下:KMnO4+FeSO4+H2SO4―→K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O。(未配平)下列说法正确的是( )
A.Fe2+的还原性强于Mn2+
B.MnO4-是氧化剂,Fe3+是还原产物
C.氧化剂和还原剂物质的量之比为5:1
D.生成1 ml水时,转移2.5 ml电子
8.明兰做实验时不小心沾了一些KMnO4,皮肤上的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原,其离子方程式为:MnO4-+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++____(未配平)。关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+
B.1 ml MnO4-在反应中失去5 ml电子
C.该反应右横线上的产物是OH-
D.配平该反应后,H+的计量数是6
9.某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaC1O、NaClO3,的混合液,经滋定ClO-与ClO3-的浓度之比为1:3,则Cl2与NaOH溶液反应时被还原的氯元素与技氧化的氯元素的物质的量之比为
10.黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。已知:2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(Ⅰ)产物Cu2S在1200 ℃高温下继续反应:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 (Ⅱ)2Cu2O+Cu2S6Cu +SO2↑ (Ⅲ)假定各步反应都完全。则下列说法正确的是
A.由6mlCuFeS2生成6mlCu消耗O2的物质的量为15ml
B.6mlCuFeS2和14.25mlO2反应,理论上可得到铜的物质的量为3ml
C.反应Ⅰ中CuFeS2仅作还原剂
D.取12.5g黄铜矿样品,经测定含3.60g硫,则矿样中CuFeS2质量分数一定为82.8%
稳步提高一遍过
1.KClO3与浓盐酸发生如下反应:KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O,下列说法不正确的是
A.Cl2既是氧化产物,又是还原产物
B.转移5ml电子时,产生67.2L的Cl2
C.盐酸既体现酸性,又体现还原性
D.被氧化的元素和被还原的元素的质量之比5:1
2.H2O2是一种“绿色”试剂,许多物质都会使较高浓度的H2O2溶液发生催化分解。实验发现,向H2O2溶液中加入Br2可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步,第1步反应为:H2O2 + Br2 === 2H+ + O2↑+ 2Br-。下列说法正确的是
A.H2O2分子中含有离子键和非极性键
B.在第1步反应中,每生成0.1 ml O2,转移0.4 ml电子
C.机理中第2步反应为:2H+ + H2O2 + 2Br- === 2H2O + Br2
D.若在加入Br2的H2O2溶液中检出Br-,则说明第1步反应发生了
3.运动会上使用的发令枪所用的“火药”主要成分是氯酸钾和红磷,经撞击发出响声,同时产生白色烟雾。撞击时发生的化学反应方程式为:5KClO3+6P=3P2O5+5KCl,则下列有关叙述正确的是
A.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为6∶5
B.上述反应中消耗3mlP时,转移电子的物质的量为15ml
C.KCl既是氧化产物,又是还原产物
D.因红磷和白磷互为同素异形体,上述火药中的红磷可以用白磷代替
4.某反应体系的物质有:NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。
(1)请将Au2O3之外的反应物与生成物分别填入以下空格内。
Au2O3+_____+______→______+________+_________
(2)反应中,被还原的元素是_______,还原剂是____________。
(3)将氧化剂与还原剂填入空格中,并用单线桥表示出电子转移的方向和数目。______
(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂,Na2S2O3可作为漂白后布匹“脱氯剂”,Na2S2O3和Cl2反应的产物是H2SO4、NaCl和HCl,则还原剂与氧化剂的个数之比为_______。
5.氢化钠(NaH)和硝酸铵在工农业生产中有重要应用。
(1)氢化钠(NaH)中氢元素的化合价为___________。
(2)NaH能与水烈反应:NaH+H2O=NaOH+H2↑,氧化剂与还原剂的物质的量之比是____。
(3)金属与稀硝酸反应通常生成NO,硝酸更稀时,还可生成NH4NO3。写出镁与稀硝酸反应(HNO3仅被还原为NO)的化学方程式:____________________________________,若镁与稀硝酸反应时HNO3的还原产物仅为NH4NO3,则每生成1ml NH4NO3消耗HNO3的物质的量为________。
6.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应,会生成橙黄色的易爆物二氧化氯(ClO2)气体,该反应的化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(1)该反应的氧化产物是_____________ (填化学式)。
(2)在反应中浓盐酸表现出来的性质是________(填字母)。
A.只有还原性 B 只有氧化性 C.还原性和酸性 D.氧化性和酸性
(3)若该反应产生2.24 L(标准状况)ClO2,则转移电子的物质的量为_____________。
(4)当发生二氧化氯泄漏和爆炸事故,人们逃离爆炸现场时,可用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,最适宜采用的物质是_________(填字母)。
A.NaOH B.NaCl C.KCl D.Na2CO3
(5)某地生产的氧化钠井盐中含有少量的剧毒物质氰化钠(NaCN),用ClO2 可除去其中的氰化钠,从而得到纯净的食盐,同时产生两种无毒气体。写出该反应的化学方程式:____________________________________________________。
7.若把黄铜矿CuFeS2看作为硫化铜和硫化亚铁的缔合物,可用来制取铜和铁及硫的化合物。如:8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
(1)在黄铜矿中硫的化合价为______________,该反应中还原产物(通过得电子而产生的物质)有_________种。
(2)若反应中消耗氧气6.3ml,则反应转移的电子数为_________,其中某元素部分被氧化,则其被氧化和未被氧化的物质的量之比为_________。
(3)反应产生污染气体,需要吸收处理,下列不可用来吸收该污染气体的是_________(选填编号)
A.KMnO4溶液 B.NaOH溶液 C.H2S气体 D.NaHSO3溶液
(4)某吸收方法产生的物质可能有:①Na2SO4②NaHSO4③Na2SO3④NaHSO3等。
等浓度的上述四种物质的溶液pH值由大到小的是_____________________(用编号填写),选用这些物质中的部分,实现离子反应2H++SO32-→H2O+SO2↑,写出对应的化学方程式__________________。某NaHSO3的浓度为c1,pH为x1,NaHSO4溶液的浓度为c2,pH为x2,若x1
8.电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se,工业上从其中回收硒(Se)、碲(Te)的一种工艺流程如下:
已知:I.TeO2是两性氧化物、微溶于水;
Ⅱ.元素碲在溶液中主要以Te4+、TeO32-、HTeO3-等形式存在;
(1)SeO2与SO2通入水中反应的化学方程式为_____________________________操作①的名称为__________。
(2)焙砂中碲以TeO2形式存在。溶液①中的溶质主要成分为NaOH、_______。工业上通过电解溶液①也可得到单质碲。已知电极均为石墨,则阴极的电极反应式为___________________________。
(3)向溶液①中加入硫酸,控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量,将导致碲的回收率偏低,其原因是_________________________________。
(4)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲溶液,然后将SO2通入到溶液中得到Te单质。由四氯化碲得到Te单质的离子方程式为__________________。
参考答案
一.真题回顾
1.【答案】A
2.【答案】A
【解析】该氧化还原反应用双线桥表示为,可知实际升价的N原子为2个,所以2个NH3被氧化,同时Cl2全部被还原,观察计量数,Cl2为3个,因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为2:3。
故答案选A。
3.【答案】(1)2∶7
4.【答案】(2)2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
5.【答案】(2)4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染
【解析】(2)因为已知NaClO 溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,用化合价升降法即可配平,该反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑。HNO3也能氧化Ag,硝酸做氧化剂时通常被还原为有毒的氮的氧化物而污染环境,所以以HNO3代替NaClO的缺点是会释放出氮氧化物(或 NO、NO2 ),造成环境污染。
二、夯实基础一遍过
1.【答案】C
【解析】A.加入BaCl2溶液,生成白色沉淀23.3g。SO2被Cl2、Fe3+氧化成SO42-,而且原溶液中也有SO42-,所以白色沉淀为BaSO4,BaSO4的摩尔质量为233g·ml-1,23.3gBaSO4的物质的量。A项正确;B.原Fe2(SO4)3溶液中含有SO42-的物质的量 QUOTE n=3×c[Fe2(SO4)3]×V=3×0.1×0.2ml=0.06ml 。生成的BaSO4沉淀中的硫酸根为0.1ml,可知SO2被氧化生成的SO42-的物质的量为0.1-0.06ml=0.04ml。则混合气体中SO2的物质的量为0.04ml。在标准状况下,其体积。B项正确;C.根据题意,溶液的棕黄色变浅,所以SO2被Cl2氧化了,也被Fe3+氧化了。但是SO2被氯气氧化了多少,不能确定,C项错误。D.根据题意,溶液的棕黄色变浅,所以SO2被Cl2氧化了,也被Fe3+氧化了。则a的范围可以利用极值法求解。第一种情况,若SO2全部被Cl2氧化,而没有被Fe3+氧化,发生的反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-,SO2和Cl2的比例为1:1,混合气体中SO2的物质的量为0.04ml,那么氯气的物质的量也为0.04ml,则混合气体的物质的量为0.08ml,混合气体的体积为。第二种情况,SO2除了被氯气氧化外,还被Fe3+氧化,利用极值法,氯气最少,则溶液中Fe3+反应完全,根据离子方程式SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+,SO2和Fe3+的物质的量之比为1:2,溶液中的Fe3+的物质的量 QUOTE n=2×c[Fe2(SO4)3]×V=2×0.1×0.2ml=0.04ml ,则与Fe3+反应的SO2为0.02ml。原Fe2(SO4)3溶液中含有SO42-的物质的量 QUOTE n=3×c[Fe2(SO4)3]×V=3×0.1×0.2ml=0.06ml 。生成的BaSO4沉淀中的硫酸根为0.1ml,则SO2被氧化生成的SO42-的物质的量为0.1-0.06ml=0.04ml,混合气体中SO2的物质的量也为0.04ml。被Fe3+氧化的SO2为0.02ml,则被氯气氧化的SO2也为0.02ml。根据方程式SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-,SO2和Cl2的物质的量之比为1:1,则Cl2的物质的量为0.02ml。混合气体的物质的量为0.02+0.04ml=0.06ml,混合气体的体积为。所以a的取值范围为1.3442.【答案】B
【解析】反在应Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH =2K2FeO4 + 3KNO3 + 2H2O中,铁元素化合价由Fe2O3 中的+3价变为K2FeO4中的+6价,化合价升高,Fe2O3为还原剂,而N元素则由KNO3中+5价变为KNO2中的+3价,化合价降低,做氧化剂。A、氮元素化合价降低,被还原,铁元素化合价升高被氧化,选项A正确; B、反应Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH =2K2FeO4 + 3KNO3 + 2H2O中铁元素由+3价变为+6价,故1mlFe2O3转移6ml电子即6NA个,生成2mlK2FeO4,故当生成1mlK2FeO4时转移3NA个电子,选项B错误;C、K2FeO4 中铁元素为+6价,有强氧化性,能杀菌消毒,选项C正确;D、反应中KNO3为氧化剂,而K2FeO4为氧化产物,而氧化性是氧化剂>氧化产物,故氧化性:KNO3>K2FeO4,选项D正确。
3.【答案】C
【解析】A. 反应Ⅰ中Cu化合价没有改变,所以Cu2+不是氧化产物,故A错误;B. 处理1ml Cr2O72-时反应Ⅰ、Ⅱ根据化合价变化及电荷守恒配平得:3CuS+4Cr2O72-+32H+=3Cu2++3SO42-+8Cr3++16H2O;3Cu2S+5Cr2O72-+46H+=6Cu2++3SO42-+10Cr3++23H2O,所以消耗H+的物质的量不相等,故B错误;C. 反应Ⅱ中还原剂为Cu2S氧化剂为Cr2O72-,根据得失电子守恒配平后得氧化剂的物质的量之比为3:5,故C正确;
D. 处理1ml Cr2O72-得到2mlCr3+,转移电子数相等,故D错误。
4.【答案】C
【解析】A. 实验1中K2Cr2O7与Na2SO3发生了氧化还原反应,Na2SO3被氧化为Na2SO4,K2Cr2O7被还原为Cr3+,溶液呈绿色,故A正确;B. 实验1、2中的a溶液中都存在平衡:Cr2O72-(橙色)+ H2O2CrO42-(黄色)+ 2H+,故溶液中所含的离子种类相同,故B正确;C.Na2SO3溶液呈碱性,滴加3滴0.05 ml·L−1 K2Cr2O7溶液,平衡Cr2O72-(橙色)+ H2O2CrO42-(黄色)+ 2H+向正向移动,溶液呈黄色;若向实验3溶液中继续滴加过量硫酸,则在酸性条件下,K2Cr2O7与Na2SO3发生氧化还原反应,溶液变绿色,故C错误;D. 实验4和实验3相比,b溶液相同,a为等体积的蒸馏水,溶液由黄色变成浅橙色,颜色反而加深,故可排除稀释对溶液颜色变化造成的影响,故D正确。
5.【答案】D
【解析】A.S元素的化合价变化可知,硫元素既被氧化又被还原,不选A;B.2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3
+CO2中,Na2S为还原剂,SO2为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,不选B;C.根据方程式2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2可知,每吸收4ml SO2就会放出1mlCO2,则相同条件下,每吸收10 m3SO2就会放出2.5 m3CO2,不选C;D.温度压强未知,无法计算2.24 L CO2的物质的量,无法知道转移多少电子,选D。
6.【答案】D
【解析】A.S元素的化合价变化可知,硫元素既被氧化又被还原,不选A;B.2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3
+CO2中,Na2S为还原剂,SO2为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,不选B;C.根据方程式2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2可知,每吸收4ml SO2就会放出1mlCO2,则相同条件下,每吸收10 m3SO2就会放出2.5 m3CO2,不选C;D.温度压强未知,无法计算2.24 L CO2的物质的量,无法知道转移多少电子,选D。
7.【答案】A
【解析】A项,Fe2+化合价升高,是还原剂,Mn2+是还原产物,还原性:还原剂>还原产物,故A项正确;
B项,MnO4-化合价降低,是氧化剂,Fe3+是氧化产物,故B项错误;C项,锰元素由+7价降至+2价,铁元素由+2价升至+3价,根据得失电子守恒,MnO4-、Mn2+的系数为1,Fe2+、Fe3+的系数为5,根据电荷守恒,H+的系数为8,根据质量守恒,H2O的系数为4,所以离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,由此可知氧化剂和还原剂物质的量之比为1:5,故C项错误;D项,根据离子方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O ,生成4ml水时转移5ml电子,所以生成1 ml水时,转移1.25 ml电子,故D项错误。
8.【答案】D
【解析】A.化合价升高的元素是碳元素,所得生成物CO2是氧化产物,选项A错误;B.锰元素化合价从+7价降低到+2价,元素得到电子,化合价降低数=得到电子的数目=5,即1ml MnO4-在反应中得到5ml电子,选项B错误;C.反应方程式左边有H+,则右边不能出现OH-,右横线上的产物是水,选项C错误;
D.根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O,H+的计量数是6,选项D正确。
9.【答案】D
【解析】Cl2生成ClO-与ClO3-是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价,
ClO-与ClO3-的物质的量浓度之比为1:3,
则可设ClO-为1ml,ClO3-为3ml,被氧化的Cl共为4ml,
失去电子的总物质的量为1ml×(1-0)+3ml×(5-0)=16ml,
氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等,
Cl2生成NaCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,
则得到电子的物质的量也应为16ml,
则被还原的Cl的物质的量为16ml,
所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为16ml:4ml=4:1,
答案选D。
10.【答案】A
【解析】A.由反应可知,最终CuFeS2与O2反应的最终成为FeO、Cu、SO2,根据原子守恒n(FeO)=n(CuFeS2)=6ml,n(SO2)=2n(CuFeS2)=12ml,根据O原子守恒可知2n(O2)=n(FeO)+2n(SO2)=6ml+12ml×2,故n(O2)=15ml,A正确;B.2CuFeS2+4O2 Cu2S+3SO2+2FeO,根据方程式可知6mlCuFeS2反应消耗12mlO2,反应产生3ml Cu2S,剩余氧气为14.25ml-12ml=2.25ml,再根据方程式2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2可知Cu2S与O2反应的物质的量的比为2:3,3mlCu2S完全反应需消耗4.5mlO2,现在只剩有2.25ml,显然氧气不足,氧气完全反应,按照氧气计算,n(O2)=2.25ml,则反应产生Cu2O的物质的量为n(Cu2O)=,消耗Cu2S也是1.5ml,则剩余Cu2S物质的量为n(Cu2S)=3ml-1.5ml=1.5ml,再发生反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2,二者反应的物质的量的比是2:1,现在二者的物质的量相等,显然氧化亚铜完全反应,则生成铜的物质的量为n(Cu)=3×1.5ml=4.5ml,B错误;C.反应I中Cu元素的化合价由+2价降低到Cu2S 中的+1,S元素的化合价由-2升高到SO2中的+4,所以反应Ⅰ中CuFeS2既作氧化剂又作还原剂,C错误;×ω(CuFeS2)×==3.6g,解得ω(CuFeS2)=82.8%,但黄铜矿样品中还可能还有其他含硫物质,所以矿样中CuFeS2质量分数不一定为82.8%,D错误。
三、稳步提高一遍过
1.【答案】B
【解析】A项,该反应中氧化剂是氯酸钾,浓盐酸是还原剂,所以氯气既是氧化产物又是还原产物,故A项正确;B项,温度和压强未知,无法计算气体体积,故B项错误;C项,该反应中HCl中氯元素部分化合价不变、部分化合价升高,所以盐酸体现酸性和还原性,故C项正确;D项,该反应中氯元素化合价由+5价、-1价变为0价,被氧化的元素和被还原的元素的质量之比5:1,故D项正确。
2.【答案】C
【解析】A、H2O2属于共价化合物,其结构式为H-O-O-H,含有共价键,不含离子键,故A错误;B、第1步反应中,生成0.1mlO2,转移电子物质的量为0.1×2×1ml=0.2ml,故B错误;C、H2O2分解反应方程式为2H2O2=2H2O+O2↑,根据第1步反应,推出第2步反应为2H++H2O2+Br-=2H2O+Br2,故C正确;D、Br2能与水反应生成Br-,因此该溶液中检验出Br-,不能说明第1步发生,故D错误。
3.【答案】B
【解析】A.反应5KClO3+6P=3P2O5+5KCl中只有氯元素的化合价降低,KClO3是氧化剂,且氯元素化合价全部降低;反应中只有磷元素化合价升高,磷是还原剂,且磷元素化合价全部升高;所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:6,选项A错误;B.反应5KClO3+6P=3P2O5+5KCl中只有磷元素化合价升高,P元素化合价由0价升高为P2O5中+5价,且磷元素化合价全部升高,所以消耗3mlP时,转移电子的物质的量为3ml×5=l5ml,选项B正确;C. KCl是氧化剂KClO3获得电子形成的还原产物,P2O5是还原剂P失去电子形成的氧化产物,选项C错误;D. 白磷不稳定,易自燃,火药中的红磷不能用白磷代替,选项D错误。
4.【答案】Na2S2O3 H2O Au2O Na2S4O6 NaOH Au Na2S2O3 1:4
【解析】(1)Au2O3为反应物,则反应中Au2O3→Au2O,Au的化合价由+3价变为+1价,则Au元素被还原,Na2S4O6中硫元素平均化合价为+2.5,Na2S2O3中硫元素平均化合价为+2,所以Na2S2O3为反应物,Na2S4O6为生成物,即氧化产物,由于2Na2S2O3→Na2S4O6,S硫元素平均化合价由+2价升高为+2.5价,化合价总共升高8×(2.5-2)=4,根据化合价升降相等,反应方程式为Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=Au2O+2Na2S4O6+4NaOH,故答案为:. Au2O3、Na2S2O3、H2O、Au2O、Na2S4O6、NaOH。
(2)Au元素的化合价降低,被还原,S元素的化合价升高,则Na2S2O3为还原剂,故答案为:Au;Na2S2O3。
(3)Au2O3+4Na2S2O3+2H2O=Au2O+2Na2S4O6+4NaOH中,S失去电子,转移4e-,则电子转移的方向和数目可表示为,故答案为:。
(4)反应中Na2S2O3→H2SO4,S硫元素平均化合价由+2价升高为+6价,Na2S2O3是还原剂,Cl2→NaCl、HCl,Cl元素化合价由0价降低为-1价,Cl2是氧化剂,根据电子转移相等,所以n(Na2S2O3)×2×(6-2)=n(Cl2)×2,故n(Na2S2O3):n(Cl2)=1:4,故答案为:1:4。
5.【答案】-1 1:1 3Mg+8HNO3=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O 10ml
【解析】 (1)Na为+1价,由于化合物中所有元素正负化合价的代数和等于0,所有NaH中H元素的化合价为-1价;(2)在NaH+H2O=NaOH+H2↑中,H元素的化合价由反应前NaH中的-1价变为反应后H2中的0价,化合价升高,失去电子,NaH作还原剂;H元素的化合价由反应前H2O中的+1价变为反应后H2中的0价,化合价降低,获得电子,H2O作氧化剂;所有氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1;(3)Mg是+2价金属,与硝酸反应时被氧化产生Mg(NO3)2,HNO3被还原产生NO,根据反应过程中电子守恒、原子守恒可得化学反应方程式为3Mg+8HNO3=3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O;若HNO3被还原产生NH4NO3,根据电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O.有方程式可知:每反应产生1ml NH4NO3反应会消耗HNO3的物质的量是10ml。
6.【答案】Cl2 C 0.lml D 2ClO2+2NaCN=2CO2+N2+2NaCl
【解析】KClO3和浓盐酸在一定温度下反应,会生成橙黄色的易爆物二氧化氯(ClO2)气体,该反应的化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。
(1)还原剂被氧化,得到的产物称为氧化产物,此反应氧化产物为Cl2,
故答案为:Cl2;
(2)浓盐酸在反应中作还原剂,但氯元素化合价并没有全部升高,所以表现出来的性质既有还原性,也有酸性,
故答案为:C;
(3)2.24 L(标准状况)ClO2为0.1ml,氯元素化合价由KClO3中+5降低为+4,则转移电子的物质的量为0.1ml,
故答案为:0.1ml;
(4)A.NaOH碱性过强,对身体有损害,故A不适宜;B.NaCl、C.KCl与氯气不反应,故B和C不适宜;D.Na2CO3溶液呈碱性,可以与氯气反应,故最适宜,
故答案为:D;
(5)根据题干信息,该反应为2ClO2+2NaCN=2CO2+N2+2NaCl,
故答案为:2ClO2+2NaCN=2CO2+N2+2NaCl。
7.【答案】-2 四 30NA 1:1 CD ③①④② 2NaHSO4+ Na2SO3= 2Na2SO4+ H2O+SO2↑ >
【解析】(1)CuFeS2中硫的化合价为-2价,氧化剂所含元素化合价降低,被还原得到的产物是还原产物,铜元素的化合价由+2价降为0价,氧元素的化合价由0价降为-2价,故该反应中还原产物有Cu,FeO,Fe2O3,SO2,共四种,故答案为:-2;四。
(2)8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,由方程式可推出,每消耗21ml氧气,转移的电子数为16ml+84ml=100ml,若反应中消耗氧气6.3ml,则反应转移的电子数为30ml,即30NA,其中铁元素部分被氧化,CuFeS2→Fe2O3,8个Fe中有4个被氧化,故被氧化和未被氧化的物质的量之比为1:1,故答案为:30NA,1:1。
(3)8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,二氧化硫有毒,不能直接排放到大气中,
A.SO2被KMnO4溶液氧化成硫酸根离子,故A正确;
B.SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,故B正确;
C.硫化氢气体可以与二氧化硫反应生成硫和水,但硫化氢有毒,硫化氢易逸出到空气中污染空气,故C错误;
D.二氧化硫在NaHSO3溶液中的溶解度很小,故不能用其吸收二氧化硫,故D错误;
(4)等浓度的①Na2SO4的pH=7;②NaHSO4完全电离,NaHSO4=Na++H++SO42-,pH<7;③Na2SO3溶液中,存在水解平衡SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,溶液显碱性,pH>7,④NaHSO3溶液中:HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-,HSO3-⇌H++SO32-,电离大于水解,所以pH<7,由于NaHSO4是强电解质,故等浓度的溶液中的氢离子浓度大于NaHSO3溶液中的氢离子浓度,故答案为:③①④②。为了实现离子反应2H++SO32-→H2O+SO2↑,化学方程式为:2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+H2O+SO2↑,故答案为:2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+H2O+SO2↑。如果是等浓度的NaHSO3溶液和NaHSO4溶液,NaHSO3溶液的pH大于NaHSO4溶液,若x1
8.【答案】SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓ 过滤 Na2TeO3 TeO32-+3H2O+4e-=Te+6OH- TeO2 是两性氧化物,溶液酸性过強,TeO2 会继续与酸反应导致碲元素损失 Te4++2SO2+4H2O=Te+8H++2SO42-
【解析】 (1)根据流程图,SeO2 与SO2在冷却后通入水中反应生成Se,反应的化学方程式为SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓,Se单质难溶于水,反应后分离出Se单质可以通过过滤方法分离;
(2)TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。焙砂中碲以TeO2形式存在,与足量NaOH溶液反应后得到的溶液①,其溶质的主要成分为Na2TeO3。工业上也可以通过电解溶液①得到单质碲,电解时电极均为石墨,阴极发生还原反应,TeO32-在阴极得到电子被还原生成Te,电极反应式为TeO32-+3H2O+4e-=Te+6OH-;
(3)TeO2微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。向溶液①中加入硫酸时控制溶液的pH为4.5~5.0,生成TeO2沉淀,如果H2SO4过量,溶液酸性过強,TeO2 会继续与酸反应,导致碲元素损失,使碲的回收率偏低;
(4)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲,然后再将SO2通入到溶液中得到Te单质,二氧化硫被氧化生成硫酸,反应的离子方程式为Te4++2SO2+4H2O=Te+8H++2SO42-。
序号
a
b
现象
1
2 mL 0.05 ml·L−1 K2Cr2O7溶液(pH = 2)
3滴饱和Na2SO3溶液(pH = 9)
溶液变绿色(含Cr3+)
2
2 mL 0.1 ml·L−1 K2CrO4溶液(pH = 8)
3滴饱和Na2SO3溶液
溶液没有明显变化
3
2 mL饱和Na2SO3溶液
3滴0.05 ml·L−1 K2Cr2O7溶液
溶液变黄色
4
2 mL蒸馏水
3滴0.05 ml·L−1 K2Cr2O7溶液
溶液变成浅橙色
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