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2021届高三高考化学一轮复习 专题四 氧化还原反应（综合练习）
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这是一份2021届高三高考化学一轮复习 专题四 氧化还原反应（综合练习），共13页。
专题四 氧化还原反应
【综合集训】
1.某温度下,将1.1 mol I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO-与IO3-的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是 ( )
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
答案 B
2.探究Na2O2与水的反应,实验如下:
(已知:H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-)
下列分析不正确的是( )
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
答案 D
3.根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4…
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO4-…
Cl2、Mn2+…
A.第①组反应的其余产物只有O2 B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移电子10 mol D.氧化性由强到弱顺序为MnO4->Cl2>Fe3+>Br2
答案 B
4.利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
1.0 mol/L NH4Cl
5
②
0.5 mol/L(NH4)2SO4
5
③
1.0 mol/L NaCl
7
④
0.5 mol/L Na2SO4
7
下列说法不正确的是( )
A.上述正极反应均为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.在不同溶液中,Cl-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素
C.向实验④中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快
D.在300 min内,铁钉在酸性溶液中的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液中的平均吸氧腐蚀速率
答案 B
5.某同学进行如下实验(溶液的浓度均为1 mol/L)。
实验
①
②
③
现象
产生无色气泡
产生无色气泡,液面上方呈浅红棕色
产生无色气泡(能使湿润pH试纸变蓝)
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A.①中:2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
B.根据上述实验判断,NaNO3的氧化性强于水
C.②中:Al+3NO3-+6H+ Al3++3NO2↑+3H2O
D.③中使湿润pH试纸变蓝的气体是NH3
答案 C
6.(2019河北衡水期末,9)已知:①2Fe3++2I-I2+2Fe2+;②2Fe3++Fe3Fe2+;③2Fe(OH)2+I2+2OH-2Fe(OH)3+2I-。根据以上反应判断,下列说法正确的是( )
A.I-的还原性强于Fe
B.I2的氧化性强于Fe3+
C.③易发生的主要原因是Fe(OH)3比Fe(OH)2更难溶
D.溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性没有影响
答案 C
7.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.NaClO3在发生器中作氧化剂
B.吸收塔中1 mol H2O2得到2 mol电子
C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2分解
D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
答案 B
8.NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反应:MnO4-+NO2-+XMn2++NO3-+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
B.反应过程中溶液的pH减小
C.该反应中NO2-被还原
D.X可以是盐酸
答案 A
9.在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应:Mn2++S2O82-+H2OMnO4-+SO42-+H+(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.可以利用该反应检验Mn2+
B.氧化性:S2O82->MnO4-
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 mol氧化产物生成,则转移电子0.5 mol
答案 C
10.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-+Cl2CO2+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
答案 B
11.铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,其+3价较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色,取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:
加入溶液
①适量铋酸钠溶液
②过量的双氧水
③适量KI-淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,产生气泡
溶液变成蓝色
下列关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3
B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
D.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
答案 D
12.化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知:
氧化还原反应:PbO2+4HCl PbCl2+Cl2↑+2H2O;2FeCl3+H2S 2FeCl2+S↓+2HCl
复分解反应:KCN+CO2+H2O HCN+KHCO3
热分解反应:4NaClO 3NaCl+NaClO4
下列说法不正确的是( )
A.氧化性:PbO2>Cl2 B.还原性:H2S>FeCl2
C.酸性(水溶液):H2CO3>HCN D.热稳定性:NaClO>NaClO4
答案 D
13.在几个烧杯中分别加入200 mL pH不同的含铬废水(Cr2O72-的浓度相同),再加入质量相同的FeSO4·7H2O,测得废水中六价铬(Cr2O72-)的含量随pH的变化曲线如图所示,反应原理为Fe2++Cr2O72-+H+ Fe3++Cr3++H2O(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.上述反应配平H+的化学计量数为14
B.当pH在3~5之间时,Cr2O72-的去除率最小
C.氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.每处理1 mol Cr2O72-,至少需要FeSO4·7H2O的质量为912 g
答案 BD
14.钨酸主要用于制金属钨、钨丝、硬质合金,也可用作印染助剂。一种以精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)为原料生产钨酸的工艺流程如下:
已知:常温下钨酸难溶于水;在整个变化过程中钨元素化合价未发生变化。
下列说法错误的是( )
A.FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
B.MnWO4参与反应的化学方程式为2MnWO4+2Na2CO3+O2 2Na2WO4+2MnO2+2CO2
C.滤渣中除含有MnO2外还含有FeO
D.反应过程中盐酸可用硫酸代替
答案 AC
15.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )
A.离子方程式中,x=4
B.此反应中,氧化剂为O2,将Fe元素全部氧化
C.每生成1 mol Fe3O4,该反应共转移4 mol电子
D.反应中S元素的价态未发生变化
答案 AC
16.黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
图1
①图1转化过程的总反应中,FeS2作 (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”,下同)。该转化过程中NO的作用是 。
②写出图1中Fe3+与FeS2反应的离子方程式: 。
(2)FeS2氧化为Fe3+的过程中,控制起始时Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变,改变其他条件时,Fe2+被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
图2
①加入NaNO2发生反应:2H++3NO2-NO3-+2NO↑+H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应,转移电子的物质的量为 mol。
②加入NaNO2、KI发生反应:4H++2NO2-+2I-2NO↑+I2+2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因: 。
答案 (1)①还原剂 催化剂
②14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2SO42-+16H+
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多,加快了反应速率
17.高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。某实验小组采用如图装置制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质、用途。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,难溶于有机溶剂;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并产生O2,在碱性溶液中较稳定。
Ⅰ.制备K2FeO4(夹持、加热等装置略)
(1)B中所用试剂为 。
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~8 ℃,可使用的控温方法为 ,充分反应后得到紫色固体,反应方程式为 。反应中KOH必须过量的原因是 。
(3)C中混合物经过滤、洗涤、干燥,得纯净高铁酸钾晶体,洗涤时洗涤剂可选用 。
a.冰水 b.KOH溶液 c.异丙醇
Ⅱ.探究K2FeO4的性质
(4)K2FeO4可以将废水中的CN-氧化为CNO-,实验表明,pH=9时CN-去除效果最佳。配平反应离子方程式:
FeO42-+ CN-+ H2O Fe(OH)3↓+ CNO-+ OH-
现处理含CN-浓度为13 mg/L的废水1 m3,至少需要K2FeO4 g。
(5)资料表明,酸性溶液中氧化性FeO42->MnO4-。验证实验:将少量K2FeO4溶解在过量KOH溶液中,溶液呈浅紫色,取该溶液滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,振荡,溶液颜色仍然呈浅紫色。请设计实验证明最后所得浅紫色溶液中含有MnO4-: 。
答案 (1)饱和食盐水(1分)
(2)冷水浴(1分) 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O(2分)
保持溶液呈碱性,防止K2FeO4变质(2分)
(3)c(2分)
(4)2 3 5 2 3 4(共3分) 66(2分)
(5)向最后的浅紫色溶液中滴加过量稀硫酸,振荡,溶液浅紫色未褪去(2分)
18.“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,但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式: 。
(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO43-),溶于强酸生成含钒氧离子(VO2+)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: 、 。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化:V2O5+SO2 2VO2+SO3、4VO2+O2 2V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是 。
答案 (每空2分)(1)V+6H++5NO3- VO2++5NO2 ↑+3H2O
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O
(3)V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4
(5)催化剂或催化作用
19.某小组以反应4H++4I-+O2 2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
实验
气体a
编号及现象
HCl
Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2
Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2
Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色
空气
Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化
(1)实验Ⅳ的作用是 。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了 。
(3)查阅资料:I2易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并能解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象X是 。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:溶液中c(H+)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是 。
假设2:O2只氧化了SO2,化学方程式是 。
假设3:I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
ⅰ.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。向褪色溶液中加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
结合化学反应,解释上表中的现象: 。
(6)综合实验证据说明影响I-被氧化的因素及对应关系: 。
答案 (1)对照组,证明只有O2时很难氧化I-
(2)I2
(3)上层黄色,下层无色
(4)SO2的溶解度比CO2大,H2SO3的酸性强于H2CO3,故溶液酸性更强 2SO2+O2+2H2O 2H2SO4
(5)阳极发生反应:2I--2e- I2,生成的I2与溶液中的SO2发生反应:SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI,以上过程循环进行,使溶液中SO2减少,SO42-增多,黄色褪去
(6)通过实验Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,说明c(H+)越大,I-越易被氧化;在酸性条件下,KI比AgI易氧化,说明c(I-)越大,越易被氧化;电解Ⅱ中亮黄色溶液时检出I2,未电解时未检出I2,说明I-被氧化受反应条件影响
20.某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。
实验Ⅰ:向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段时间(t秒)后,溶液突然变蓝。
资料:IO3-在酸性溶液中可氧化I-,反应为IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O。
(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有 性。
(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:
ⅰ.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能 (填“大”或“小”),反应速率慢。
ⅱ.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3, (用离子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述实验证实了假设ⅱ合理。
实验Ⅱ:向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入 ,蓝色迅速消失,后再次变蓝。
(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。
实验Ⅲ:K闭合后,灵敏电流计的指针偏转情况记录如下表:
表盘
时间/min
0~t1
t2~t3
t4
偏转
位置
右偏
至Y
指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次
指针
归零
①K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是 。
②0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3-在a极放电的产物是 。
③结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因: 。
(5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确的是 。
A.对比实验Ⅰ、Ⅱ,t秒后溶液变蓝,Ⅰ中SO32-被完全氧化
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO3-未发生反应
C.实验Ⅲ中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-
答案 (1)还原
(2)ⅰ.大 ⅱ.SO32-+I2+H2O 2I-+SO42-+2H+
(3)少量Na2SO3
(4)①生成白色沉淀
②I-
③此时,a极区发生反应IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O,IO3-不再与SO32-发生反应,外电路无电流通过
(5)AC
专题四 氧化还原反应
【综合集训】
1.某温度下,将1.1 mol I2加入氢氧化钾溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO-与IO3-的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是 ( )
A.I2在该反应中既作氧化剂又作还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D.该反应中,被还原的碘元素与被氧化的碘元素的物质的量之比是17∶5
答案 B
2.探究Na2O2与水的反应,实验如下:
(已知:H2O2 H++HO2-、HO2- H++O22-)
下列分析不正确的是( )
A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2
答案 D
3.根据表中信息判断,下列选项正确的是( )
序号
反应物
产物
①
KMnO4、H2O2、H2SO4
K2SO4、MnSO4…
②
Cl2、FeBr2
FeCl3、FeBr3
③
MnO4-…
Cl2、Mn2+…
A.第①组反应的其余产物只有O2 B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2
C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移电子10 mol D.氧化性由强到弱顺序为MnO4->Cl2>Fe3+>Br2
答案 B
4.利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
实验装置
实验编号
浸泡液
pH
氧气浓度随时间的变化
①
1.0 mol/L NH4Cl
5
②
0.5 mol/L(NH4)2SO4
5
③
1.0 mol/L NaCl
7
④
0.5 mol/L Na2SO4
7
下列说法不正确的是( )
A.上述正极反应均为O2+4e-+2H2O 4OH-
B.在不同溶液中,Cl-是影响吸氧腐蚀速率的主要因素
C.向实验④中加入少量(NH4)2SO4固体,吸氧腐蚀速率加快
D.在300 min内,铁钉在酸性溶液中的平均吸氧腐蚀速率大于中性溶液中的平均吸氧腐蚀速率
答案 B
5.某同学进行如下实验(溶液的浓度均为1 mol/L)。
实验
①
②
③
现象
产生无色气泡
产生无色气泡,液面上方呈浅红棕色
产生无色气泡(能使湿润pH试纸变蓝)
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A.①中:2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
B.根据上述实验判断,NaNO3的氧化性强于水
C.②中:Al+3NO3-+6H+ Al3++3NO2↑+3H2O
D.③中使湿润pH试纸变蓝的气体是NH3
答案 C
6.(2019河北衡水期末,9)已知:①2Fe3++2I-I2+2Fe2+;②2Fe3++Fe3Fe2+;③2Fe(OH)2+I2+2OH-2Fe(OH)3+2I-。根据以上反应判断,下列说法正确的是( )
A.I-的还原性强于Fe
B.I2的氧化性强于Fe3+
C.③易发生的主要原因是Fe(OH)3比Fe(OH)2更难溶
D.溶液酸碱性对Fe3+和Fe2+的氧化性或还原性没有影响
答案 C
7.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.NaClO3在发生器中作氧化剂
B.吸收塔中1 mol H2O2得到2 mol电子
C.吸收塔中温度不宜过高,否则会导致H2O2分解
D.从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
答案 B
8.NaNO2是一种食品添加剂,它与酸性KMnO4溶液可发生反应:MnO4-+NO2-+XMn2++NO3-+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
B.反应过程中溶液的pH减小
C.该反应中NO2-被还原
D.X可以是盐酸
答案 A
9.在酸性介质中,往MnSO4溶液里滴加(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)溶液会发生如下反应:Mn2++S2O82-+H2OMnO4-+SO42-+H+(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.可以利用该反应检验Mn2+
B.氧化性:S2O82->MnO4-
C.该反应中酸性介质可以为盐酸
D.若有0.1 mol氧化产物生成,则转移电子0.5 mol
答案 C
10.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-+Cl2CO2+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
答案 B
11.铋(Bi)位于元素周期表中ⅤA族,其+3价较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色,取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液依次滴加下列溶液,对应的现象如下表所示:
加入溶液
①适量铋酸钠溶液
②过量的双氧水
③适量KI-淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,产生气泡
溶液变成蓝色
下列关于NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3
B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4
C.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2
D.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2
答案 D
12.化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知:
氧化还原反应:PbO2+4HCl PbCl2+Cl2↑+2H2O;2FeCl3+H2S 2FeCl2+S↓+2HCl
复分解反应:KCN+CO2+H2O HCN+KHCO3
热分解反应:4NaClO 3NaCl+NaClO4
下列说法不正确的是( )
A.氧化性:PbO2>Cl2 B.还原性:H2S>FeCl2
C.酸性(水溶液):H2CO3>HCN D.热稳定性:NaClO>NaClO4
答案 D
13.在几个烧杯中分别加入200 mL pH不同的含铬废水(Cr2O72-的浓度相同),再加入质量相同的FeSO4·7H2O,测得废水中六价铬(Cr2O72-)的含量随pH的变化曲线如图所示,反应原理为Fe2++Cr2O72-+H+ Fe3++Cr3++H2O(未配平)。下列说法不正确的是( )
A.上述反应配平H+的化学计量数为14
B.当pH在3~5之间时,Cr2O72-的去除率最小
C.氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.每处理1 mol Cr2O72-,至少需要FeSO4·7H2O的质量为912 g
答案 BD
14.钨酸主要用于制金属钨、钨丝、硬质合金,也可用作印染助剂。一种以精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)为原料生产钨酸的工艺流程如下:
已知:常温下钨酸难溶于水;在整个变化过程中钨元素化合价未发生变化。
下列说法错误的是( )
A.FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
B.MnWO4参与反应的化学方程式为2MnWO4+2Na2CO3+O2 2Na2WO4+2MnO2+2CO2
C.滤渣中除含有MnO2外还含有FeO
D.反应过程中盐酸可用硫酸代替
答案 AC
15.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH- Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )
A.离子方程式中,x=4
B.此反应中,氧化剂为O2,将Fe元素全部氧化
C.每生成1 mol Fe3O4,该反应共转移4 mol电子
D.反应中S元素的价态未发生变化
答案 AC
16.黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。
图1
①图1转化过程的总反应中,FeS2作 (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”,下同)。该转化过程中NO的作用是 。
②写出图1中Fe3+与FeS2反应的离子方程式: 。
(2)FeS2氧化为Fe3+的过程中,控制起始时Fe2+的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变,改变其他条件时,Fe2+被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。
图2
①加入NaNO2发生反应:2H++3NO2-NO3-+2NO↑+H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应,转移电子的物质的量为 mol。
②加入NaNO2、KI发生反应:4H++2NO2-+2I-2NO↑+I2+2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2+转化率的原因: 。
答案 (1)①还原剂 催化剂
②14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2SO42-+16H+
(2)①4 ②生成的催化剂NO更多,加快了反应速率
17.高铁酸盐是优良的多功能水处理剂。某实验小组采用如图装置制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质、用途。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,难溶于有机溶剂;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中紫色快速褪去并产生O2,在碱性溶液中较稳定。
Ⅰ.制备K2FeO4(夹持、加热等装置略)
(1)B中所用试剂为 。
(2)C中反应为放热反应,而反应温度须控制在0~8 ℃,可使用的控温方法为 ,充分反应后得到紫色固体,反应方程式为 。反应中KOH必须过量的原因是 。
(3)C中混合物经过滤、洗涤、干燥,得纯净高铁酸钾晶体,洗涤时洗涤剂可选用 。
a.冰水 b.KOH溶液 c.异丙醇
Ⅱ.探究K2FeO4的性质
(4)K2FeO4可以将废水中的CN-氧化为CNO-,实验表明,pH=9时CN-去除效果最佳。配平反应离子方程式:
FeO42-+ CN-+ H2O Fe(OH)3↓+ CNO-+ OH-
现处理含CN-浓度为13 mg/L的废水1 m3,至少需要K2FeO4 g。
(5)资料表明,酸性溶液中氧化性FeO42->MnO4-。验证实验:将少量K2FeO4溶解在过量KOH溶液中,溶液呈浅紫色,取该溶液滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,振荡,溶液颜色仍然呈浅紫色。请设计实验证明最后所得浅紫色溶液中含有MnO4-: 。
答案 (1)饱和食盐水(1分)
(2)冷水浴(1分) 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O(2分)
保持溶液呈碱性,防止K2FeO4变质(2分)
(3)c(2分)
(4)2 3 5 2 3 4(共3分) 66(2分)
(5)向最后的浅紫色溶液中滴加过量稀硫酸,振荡,溶液浅紫色未褪去(2分)
18.“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,但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO2+。
(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5,请写出该反应的化学方程式: 。
(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气,其中钒元素被还原为蓝色的VO2+,请写出该反应的离子方程式: 。
(4)V2O5是两性氧化物,与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO43-),溶于强酸生成含钒氧离子(VO2+)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: 、 。
(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中,450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化:V2O5+SO2 2VO2+SO3、4VO2+O2 2V2O5,说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是 。
答案 (每空2分)(1)V+6H++5NO3- VO2++5NO2 ↑+3H2O
(2)2NH4VO3V2O5+2NH3 ↑+H2O
(3)V2O5+6H++2Cl-2VO2++Cl2 ↑+3H2O
(4)Na3VO4 (VO2)2SO4
(5)催化剂或催化作用
19.某小组以反应4H++4I-+O2 2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应的因素。
实验
气体a
编号及现象
HCl
Ⅰ.溶液迅速呈黄色
SO2
Ⅱ.溶液较快呈亮黄色
CO2
Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色
空气
Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化
(1)实验Ⅳ的作用是 。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了 。
(3)查阅资料:I2易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并能解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象X是 。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:溶液中c(H+)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是 。
假设2:O2只氧化了SO2,化学方程式是 。
假设3:I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
ⅰ.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ⅱ.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。向褪色溶液中加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
ⅲ.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
电解时间/min
溶液
阳极
阴极
t1
黄色变浅、有少量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
t2(t2>t1)
溶液无色、有大量SO42-
检出I2,振荡后消失
H2
结合化学反应,解释上表中的现象: 。
(6)综合实验证据说明影响I-被氧化的因素及对应关系: 。
答案 (1)对照组,证明只有O2时很难氧化I-
(2)I2
(3)上层黄色,下层无色
(4)SO2的溶解度比CO2大,H2SO3的酸性强于H2CO3,故溶液酸性更强 2SO2+O2+2H2O 2H2SO4
(5)阳极发生反应:2I--2e- I2,生成的I2与溶液中的SO2发生反应:SO2+I2+2H2O H2SO4+2HI,以上过程循环进行,使溶液中SO2减少,SO42-增多,黄色褪去
(6)通过实验Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ,说明c(H+)越大,I-越易被氧化;在酸性条件下,KI比AgI易氧化,说明c(I-)越大,越易被氧化;电解Ⅱ中亮黄色溶液时检出I2,未电解时未检出I2,说明I-被氧化受反应条件影响
20.某小组探究Na2SO3溶液和KIO3溶液的反应。
实验Ⅰ:向某浓度的KIO3酸性溶液(过量)中加入Na2SO3溶液(含淀粉),一段时间(t秒)后,溶液突然变蓝。
资料:IO3-在酸性溶液中可氧化I-,反应为IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O。
(1)溶液变蓝,说明Na2SO3具有 性。
(2)针对t秒前溶液未变蓝,小组做出如下假设:
ⅰ.t秒前未生成I2,是由于反应的活化能 (填“大”或“小”),反应速率慢。
ⅱ.t秒前生成了I2,但由于存在Na2SO3, (用离子方程式表示),I2被消耗。
(3)下述实验证实了假设ⅱ合理。
实验Ⅱ:向实验Ⅰ的蓝色溶液中加入 ,蓝色迅速消失,后再次变蓝。
(4)进一步研究Na2SO3溶液和KIO3溶液反应的过程,装置如下。
实验Ⅲ:K闭合后,灵敏电流计的指针偏转情况记录如下表:
表盘
时间/min
0~t1
t2~t3
t4
偏转
位置
右偏
至Y
指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次
指针
归零
①K闭合后,取b极区溶液加入盐酸酸化的BaCl2溶液,现象是 。
②0~t1时,从a极区取溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝;直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。判断IO3-在a极放电的产物是 。
③结合反应解释t2~t3时指针回到“0”处的原因: 。
(5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列说法正确的是 。
A.对比实验Ⅰ、Ⅱ,t秒后溶液变蓝,Ⅰ中SO32-被完全氧化
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ,t秒前IO3-未发生反应
C.实验Ⅲ中指针返回X处的原因,可能是I2氧化SO32-
答案 (1)还原
(2)ⅰ.大 ⅱ.SO32-+I2+H2O 2I-+SO42-+2H+
(3)少量Na2SO3
(4)①生成白色沉淀
②I-
③此时,a极区发生反应IO3-+5I-+6H+ 3I2+3H2O,IO3-不再与SO32-发生反应,外电路无电流通过
(5)AC
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