2022届高三化学一轮复习专题十四氧化还原反应基本概念含解析
展开专题十四 氧化还原反应基本概念
一、单选题(本大题共15小题,共45分)
1. 反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中,当有6mole-发生转移时,被氧化与被还原的物质的物质的量之比为( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 3:1
2. 氮及其化合物的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是 ( )
A. 路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B. 路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C. 图中所有标号的反应都是氧化还原反应
D. 氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
3. 在反应3S+6KOH=K2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化与被还原的硫原子数之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 3:2
4. 对于白磷引起的中毒,硫酸铜溶液是一种解毒剂。有关反应如下:11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4,下列关于该反应说法正确的是( )
A. Cu3P既是氧化产物也是还原产物
B. 11molP参与反应时,该反应中有15mol电子发生转移
C. P发生还原反应和氧化反应的物质的量之比为6:5
D. CuSO4仅作氧化剂,发生还原反应
5. 浓硫酸分别与三种钠盐反应,现象如图。下列分析正确的是 ( )
已知:Br2红棕色
A. 对比①和②可以说明还原性:Br->Cl-
B. ①和③相比可说明氧化性:Br2>SO2
C. ②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致,说明酸性:H2SO4>HCl
D. ③中浓H2SO4被还原成SO2
6. 已知反应:
①Cl2+2KBr=2KCl+Br2,
②KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O,
③2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3。
下列说法正确的是( )
A. 反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶6
B. ①中KCl是氧化产物,KBr发生还原反应
C. ③中1 mol氧化剂参加反应得到电子的物质的量为2 mol
D. 氧化性由强到弱的顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
7. 某化学兴趣小组进行如下实验:
实验① 向KMnO4晶体中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体Cl2;
实验② 向FeCl2溶液中通入少量实验①中产生的Cl2,溶液变为黄色;
实验③ 取实验②中生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为蓝色。
下列判断正确的是( )
A. 上述实验证明氧化性:MnO4->Cl2>Fe3+>I2
B. 上述实验中,共有两个氧化还原反应
C. Cl2不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D. 实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
8. 在一定条件下,RO3-与R-可发生反应:RO3-+5R-+6H+=3R2+3H2O,下列关于R元素的叙述中,正确的是( )
A. 元素R位于周期表中第VA族
B. 若1molRO3-参与该反应,则转移的电子的物质的量为5mol
C. R元素单质在常温常压下一定是气体单质
D. RO3-中的R只能被还原
9. 利用分子筛作催化剂,可用NH3脱去工厂废气中的NO、NO2,其原理如图所示,下列说法错误的是
A. 该反应中的氧化剂是NO、O2
B. 转化中钒(V)元素只发生还原反应
C. 生成N2的反应可表示为V5+—O-…+H3N—N=ON2+H2O+V5+—O—H
D. 反应中存在N—H键的断裂与H—O键的形成
10. 在Zr2O4+催化作用下CO与N2O的循环反应路径如图所示,下列叙述错误的是( )
A. Zr2O3+是反应中间产物
B. 反应过程中Zr的成键数目未改变
C. Zr2O3+转化为Zr2O4+的氧化剂是N2O
D. 催化循环的总反应为CO+N2ON2+CO2
11. 某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应,下列有关说法错误的是( )
A. 用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B. A装置制备NH3,E装置制备Cl2
C. 反应时,装置C中观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明生成NH4Cl和N2
D. 尾气中的NH3可利用F装置吸收
12. 过氧化钠(Na2O2)几乎可与所有的常见气态非金属氧化物反应,根据所学知识分析,下列气态非金属氧化物与Na2O2发生氧化还原反应,生成物一定不合理的是( )
A. NO2→生成物仅含NaNO2 B. CO2→生成物为Na2CO3和O2
C. CO→生成物仅含Na2CO3 D. SO2→生成物仅含Na2SO4
13. Cr2O72-毒性较强,常用NaHSO3处理工业废水中的Cr2O72-,反应的离子方程式为:5H + +Cr 2O 72-+3HSO 3-= 2Cr 3++ 3SO 42-+4H 2O,下列关于该反应的说法正确的是
A. Cr2O72-在反应中表现氧化性 B. Cr3+是氧化产物
C. HSO3-发生还原反应 D. 生成1 molCr3+时转移6mol电子
14. 在真空密闭装置中,亚氯酸钠(NaClO2)固体在一定条件下发生分解反应,不可能生成的物质是( )
A. NaClO3和O2 B. NaClO3和 NaClO
C. NaCl和O2 D. NaClO3和NaCl
15. Fe3O4中含有Fe+2、Fe+3,分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ),以Fe3O4/Pd为催化材料,可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO2-,其反应过程示意图如图所示,下列说法不正确的是( )
A. Pd上发生的电极反应为:H2-2e-⇌2H+
B. Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用
C. 反应过程中NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2
D. 用该法处理后水体的pH降低
二、填空题(本大题共6小题,共55分)
16. 用单线桥表示下列反应的电子转移情况
(1)2KMnO4+ 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2+ 8H2O
(2)4NO2+ O2+ 2H2O = 4HNO3
(3)2KMnO4+ 5SO2+ 2H2O = K2SO4+ 2MnSO4+ 2H2SO4
17. 硒和硫是同一主族元素,二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se.完成下列填空:
(1)Se和浓HNO3反应的氧化产物为H2SeO3还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1:1,写出Se和浓HNO3的反应方程式:______.
(2)已知:Se+2H2SO4(浓)=2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O=Se+2SO42-+4H+则SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是______.
(3)回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
①______ SeO2+______ KI+______ HNO3→______Se+______ I2+______ KNO3+______ H2O
②I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI 配平方程式①,标出电子转移的方向和数目.
(4)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为______.
18. 依据图1中氮元素及其化合物的转化关系,回答下列问题:
(1)实验室常用图2装置制取氨气,该反应的化学方程式为________。
(2)收集氨气的方法是________。
(3)下列试剂不能用于干燥NH3的是________(填选项字母)。
A.碱石灰
B.无水CaCl2
C.NaOH固体
D.浓硫酸
(4)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步:
①NH3→NO的化学方程式为________。
②NO→NO2的实验现象是________。
③NO2+H2O→HNO3中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(5)将X转化为HNO3________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(6)若要将NH3→N2,从原理上看,下列试剂可行的是________(填选项字母)。
A.O2
B.Na
C.NH4Cl
D.NO2
(7)标准状况下,将500L氨气溶于水形成1L氨水,则此氨水的物质的量浓度为________mol/L(保留三位有效数字),该氨水最多能吸收SO2的体积为________。
19. (1)反应:2FeSO4(s)+6Na2O2(s)=2Na2FeO4(s)+2Na2O(s)+2Na2SO4(s)+O2(g),每生成1 mol Na2FeO4转移电子数为________mol。
(2)K2FeO4可将水中的H2S氧化为硫酸盐,同时K2FeO4被还原为Fe(OH)3,则反应时K2FeO4与H2S的物质的量之比为________。
(3)利用活性焦炭的吸附作用,可以对烟气进行脱硫和脱硝。被吸附的NO2与活性焦炭反应生成N2和CO2,当生成1 mol N2时,转移的电子数为________mol。
(4)反应:2LiOH+6H2C2O4+2FePO4=2LiFePO4+7CO2↑+5CO↑+7H2O,其中体现氧化性和还原性的反应物的物质的量之比为________。
20. 按要求填空。
(1)配平氧化还原离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目:______Cu+______NO3-+______H+=______NO↑+______Cu2++______H2O;______
(2)已知KMnO4与浓盐酸室温下可发生如下反应。2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
①用“双线桥法”标出上述反应的电子转移情况(请直接标在上面)______。
②此反应的还原剂是______,氧化产物是______,生成71gCl2时消耗的还原剂的质量为______。
(3)油画所用颜料含有某种白色铅化合物,置于空气中天长日久就会变成黑色,从而使油画色彩变暗。若用H2O2来“清洗”,则可将PbS转变成白色的PbSO4,从而使油画的色彩“复原”。上述“清洗”反应的化学方程式为______。
21. Ⅰ.高铁酸钾K2FeO4是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强,且无二次污染。
①K2FeO4在净水过程中可转化为Fe(OH)3胶体而吸附杂质,Fe(OH)3胶体粒子的直径大小范围是_______________。
②K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体。该反应的化学方程式是________。
③K2FeO4是否具有还原性?__________(填“有”或“没有”)。
Ⅱ.Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为:3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2。
①用单线桥标出电子转移的方向和数目 ______。
②此反应中氧化剂与还原剂的质量之比为 ________。
Ⅲ.已知常温下在溶液中可发生如下两个反应:;。由此可以确定、、三种离子的氧化性由强到弱的顺序是____________。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应计算、氧化还原反应概念,难度中等,理解基本概念,关键根据产物中化合价判断氧化剂与还原剂中的NO2的物质的量之比。
【解答】
NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,反应中只有氮元素的化合价发生变化,由+4价升高为+5价,由+4价降低为+2价,如图,
所以NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂被还原,还原剂被氧化,
由产物中氮元素的化合价,可知起始氧化剂与还原剂的NO2物质的量之比为1:2,
所以被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比为2:1,
故选C。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了氮及其化合物的相互转化,工业制硝酸,氮的固定的含义,氧化还原反应的判断。掌握工业制硝酸的重要方法:氨的催化氧化法,雷电固氮的反应过程,氮的固定的含义:将游离态的氮转变成化合态的氮的过程是解答本题的关键。
【解答】
A.工业上生成硝酸常采用氨的催化氧化法:路径为氨的催化氧化生成一氧化氮、一氧化氮转化为二氧化氮、二氧化氮和水反应获得硝酸,所以路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,故A正确;
B.氮气和氧气在雷电作用下生成一氧化氮,一氧化氮会迅速被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮和水反应获得硝酸,即路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径,故B正确;
C.上述过程所有反应:合成氨、氨的催化氧化、一氧化氮转化为二氧化氮、二氧化氮和水反应都有元素化合价变化,都属于氧化还原反应,故C正确;
D.氮气和氧气通过一步反应只能生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,故D错误。
故选D。
3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应概念与计算,难度不大,根据化合价判断氧化剂与还原剂、还原产物与氧化产物是关键,判断后也可根据得失电子守恒计算还原剂与氧化剂的物质的量之比。
【解答】
在反应3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O中,只有S元素的化合价发生变化,氧化剂和还原剂都是S,反应中S→K2S,S化合价降低,则S被还原,S为氧化剂,S→K2SO3,S化合价升高,则S被氧化,S为还原剂,由生成物可知,被氧化与被还原的硫原子数之比为1:2,故A正确。
故选A。
4.【答案】D
【解析】解:A、生成物Cu3P中只有元素化合价降低,所以是还原产物,故A错误;
B、11 mol P参与反应时,其中有6 mol P化合价从0价升高到+5价,作还原剂,共有30 mol电子发生转移,故B错误;
C、11 mol P参与反应时,其中有5 mol P化合价降低,6 mol P化合价升高,分别发生还原反应和氧化反应,故C错误;
D、反应物CuSO4中仅有Cu元素化合价降低,作氧化剂,发生还原反应,故D正确;
故选:D。
11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中,P元素的化合价由0降低为-3价,由0升高为+5价,Cu元素的化合价由+2价降低为+1价,该反应中转移30e-,以此来解答。
本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念及转移电子数的考查,注意从化合价分析,题目难度不大。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应中相关概念,浓硫酸的性质,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意由现象得出结论,题目难度中等。
【解答】
A.反应①生成红棕色气体是溴蒸气,反应②白雾是氯化氢,说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质,而不能将氯离子氧化成氯气,说明还原性Br->Cl-,故A正确;
B.反应③生成二氧化硫气体,非氧化还原反应,所以不能比较Br2、SO2的氧化性,故B错误;
C.白雾说明氯化氢易挥发,说明挥发性H2SO4
故选A。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应相关知识,涉及氧化性强弱比较,氧化产物还原产物判断,电子转移等知识点,正确判断化合价变化是解题关键,难度一般。
【解答】
A、应②中氧化剂是氯酸钾,还原剂是HCl,其中参加反应的HCl有56被氧化,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5,错误。
B、①中氯气是氧化剂,所以KCl是还原产物,KBr发生氧化反应,错误;
C、③中氧化剂是溴酸钾,Br元素的化合价从+5价降到0价,所以1mol氧化剂参加反应,得到电子的物质的量是5mol,错误;
D、反根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以由①得氯气的氧化性大于溴的氧化性,②中氯酸钾的氧化性大于氯气的氧化性,③中溴酸钾的氧化性大于氯酸钾的氧化性,所以氧化性的强弱顺序是KBrO3> KClO3> Cl2> Br2,正确;
7.【答案】A
【解析】
【分析】
本题是对氧化还原反应知识的考查,是中学化学的重要知识点,难度一般。关键是掌握氧化还原反应的实质,侧重知识的能力考查。
【解答】
A.依据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可以判断氧化性由强到弱的顺序是,故A正确;
B.上述实验中,3个反应均是氧化还原反应,故B错误;
C.氯气氧化性强于单质碘,因此能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,故C错误;
D.为中间价态,确实既有氧化性又有还原性,但是在实验②中它只做还原剂,只体现还原性,故D错误;
故选A。
8.【答案】B
【解析】解:A.结合分析可知,最低价为-1价,最外层电子数为7,则元素R位于周期表中第ⅦA族,故A错误;
B.反应中R元素化合价由+5价降低为0,若1molRO3-参与该反应,转移的电子的物质的量为:1mol×(5-0)=5mol,故B正确;
C.若R为Cl,单质为气体,若R为I或Br也可以发生如上反应,碘为固体,溴为液体,故C错误;
D.RO3-中的R为+5价,为中间价态,能被还原,也能被氧化,故D错误;
故选:B。
RO3-+5R-+6H+=3R2+3H2O中,RO3-的R元素化合价从+5价降低为0,R-的R元素化合价从-1价升高为0,最低价为-1价,则最外层电子数为7,以此结合氧化还原反应概念判断。
本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念的考查,注意从元素化合价角度分析,题目难度不大。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查反应机理,考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力,题目难度不大。
【解答】
A.由图可知,反应物有氨气、一氧化氮和氧气,生成物有氮气和水,含钒物质是催化剂。由一氧化氮中氮元素化合价降低,氧气中氧元素化合价降低可知一氧化氮和氧气是氧化剂,A项正确。
B.由转化图可知,氧气转化为水的过程中,含钒物质被氧化了,B项错误。
C.由图可知,生成N2的反应可表示为V5+—O-…+H3N—N=O=N2+H2O+V5+—O—H,C项正确。
D.氨气转化为氮气存在N—H键的断裂,氧气转化为水存在H—O键的形成,D项正确。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查化学反应历程、化学键等知识,掌握基础是解题关键,注意反应过程中化学键的变化,题目难度中等。
【解答】
A、根据反应历程图可知,Zr2O3+一直都在循环体系中,故Zr2O3+是反应中间产物,故A正确;
B、根据反应历程图可知,Zr2O4+中Zr的成键数目为4,Zr2O3+中一个Zr的成键数目为3,反应过程中Zr的成键数目发生改变,故B错误;
C、根据反应历程图可知,Zr2O3++N2O→Zr2O4++N2,反应中N元素化合价降低,N2O是氧化剂,故C正确;
D、根据反应历程图可知,整个循环反应体系进入的反应物为CO和N2O,出去的是CO2和N2,故催化循环的总反应为CO+N2ON2+CO2,故D正确;
故选B。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了实验室制取氯气,以及氯气的性质,属于实验分析题,题目难度中等,注意对实验分析能力的培养。
【解答】
A.高锰酸钾中Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,HCl中Cl元素的化合价由-1价升高到0价,根据得失电子数相等,配平化学方程式为16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,氧化剂为高锰酸钾,还原剂为氯化氢,16分子中有10分子氯化氢化合价升高作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5,故A正确;
B.氯气不能用碱石灰干燥,故A装置制备Cl2,E装置制备NH3,故B错误;
C.装置C中观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明氯气和氨气反应生成NH4Cl,根据化合价的变化可知,氯气中氯元素的化合价从0价降低到-1价,则氮元素的化合价升高,另一种生成物是N2,故C正确;
D.NH3极易溶于水,难溶于四氯化碳,氨气可以被稀硫酸吸收,可以防止倒吸,故D正确。
12.【答案】A
【解析】解:A.过氧化钠与二氧化氮反应,NO2→生成物NaNO2,氮元素化合价降低,则一定有化合价升高的物质,所以产物不能只有NaNO2,故A错误;
B.二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应中过氧化钠中氧元素部分升高,部分降低,故B正确;
C.过氧化钠与一氧化碳反应生成碳酸钠,反应中碳元素化合价升高,过氧化钠中氧元素化合价降低,故C正确;
D.过氧化钠与二氧化硫反应,二氧化硫中硫元素化合价升高,则过氧化钠中氧元素化合价降低,生成产物仅含Na2SO4,故D正确。
故选:A。
A.氧化还原反应中化合价一定有升高同时有降低的;
B.二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气;
C.依据元素化合价升降判断;
D.二氧化硫具有还原性,能够还原过氧化钠。
本题考查了氧化还原反应产物判断,明确氧化还原反应化合价升降情况是解题关键,题目难度中等。
13.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查氧化还原反应间的关系,难度不大。
【解析】
A.Cr2O72- 中Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,化合价降低,做氧化剂,表现为氧化性,故A正确;
B.由A可知Cr2O72-做氧化剂,Cr3+是还原反应的产物,故B错误;
C. HSO3-中硫元素的化合价由+4价升高为+6价,化合价升高,发生氧化反应,故C错误;
D.生成1 mol Cr3+时转移3 mol电子,故D错误。
故选A。
14.【答案】A
【解析】解:A.若生成NaClO3和O2,Cl、O元素的化合价均升高,不符合氧化还原反应的规律,故A错误;
B.若生成NaClO3和 NaClO,Cl元素的化合价由+3价升高为+5价,Cl元素的化合价由+3价降低为+1价,符合氧化还原反应的规律,故B正确;
C.若生成NaCl和O2,Cl元素的化合价由+3价降低为-1,O元素的化合价由-2价升高为0价,符合氧化还原反应的规律,故C正确;
D.若生成NaClO3和NaCl,Cl元素的化合价由+3价升高为+5价,Cl元素的化合价由+3价降低为-1价,符合氧化还原反应的规律,故D正确;
故选:A。
亚氯酸钠(NaClO2)固体在一定条件下发生分解反应,发生氧化还原反应,一定有元素的化合价升高和降低,以此来解答。
本题考查物质的性质及氧化还原反应,为高频考点,把握生成物中元素的化合价及氧化还原反应的特征为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
15.【答案】D
【解析】解:A、由图可知Pd上氢气得电子生成氢离子,所以电极反应为:H2-2e-⇌2H+,故A正确;
B、Fe(Ⅲ)得电子生成Fe(Ⅱ),Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ),则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用,故B正确;
C、由图可知反应过程中NO2-得到Fe(Ⅱ)给的电子生成N2,所以反应过程中NO2-被Fe(Ⅱ)还原为N2,故C正确;
D、总反应方程式可知:2H++2NO2-+3H2- 催化剂 N2+4H2O,所以用该法处理后水体的pH升高,故D错误;
故选:D。
A、由图可知Pd上氢气得电子生成氢离子;
B、Fe(Ⅲ)得电子生成Fe(Ⅱ),Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ);
C、由图可知反应过程中NO2-得到Fe(Ⅱ)给的电子生成N2;
D、总反应方程式可知:2H++2NO2-+3H2- 催化剂 N2+4H2O。
本题考查氧化还原反应基本概念,题目难度中等,充分考查学生的分析和理解能力。
16.【答案】(1);
(2);
(3)。
【解析】
【分析】
本题考查学生氧化还原反应中的有关概念和电子转移知识,根据化合价变化判断转移电子数目,难度中等。
【解答】
(1)该反应中Cl元素失去电子,Mn元素得到电子,转移的电子总数为10e-,则电子转移的方向和数目为:;
故答案为:;
(2)NO2中N化合价从+4升高到+5价,失去电子,O2中O从0价降低到-2价,转移的电子总数为4e-,则电子转移的方向和数目为:
故答案为:;
(3)反应中Mn化合价降低,得到电子,S元素化合价升高,失去电子,转移的电子总数为10e-,则电子转移的方向和数目为:;
故答案为:。
17.【答案】Se+2HNO3(浓)=SeO2+NO↑+NO2↑+H2O H2SO4(浓)>SeO2>SO2 1 4 4 1 2 4 2 92.50%
【解析】解:(1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应,Se被氧化为+4价的H2SeO3,HNO3还原为NO与NO2,生成NO与NO2的物质的量之比为1:1,即二者计量系数比为1:1,令二者系数为1,根据电子转移守恒可知,Se的系数为1×3+1×14=1,故反应方程式为:Se+2HNO3(浓)=SeO2+NO↑+NO2↑+H2O,
故答案为:Se+2HNO3(浓)=SeO2+NO↑+NO2↑+H2O;
(2)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的,所以根据反应的方程式可知,SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>SO2,
故答案为:H2SO4(浓)>SeO2>SO2;
(3)反应①中I-失去电子生成I2,共升高2价,SeO2中+4价Se得到单质还原为单质Se,共降低4价,化合价升降最小公倍数为4,故KI的系数为4,I2的系数为2,SeO2、Se的系数都是1,KNO3的系数为4,H2O的系数为2,配平并标出电子转移的方向和数目为:,
故答案为:1,4,4,1,2,4,2;;
(4)根据反应的方程式可知SeO2~2I2~4Na2S2O3,消耗的n(Na2S2O3)=0.2000 mol/L×0.025L=0.005mol,根据关系式计算样品中n(SeO2)=0.005mol×14=0.00125mol,故SeO2的质量为0.00125mol×111g/mol=0.13875g,所以样品中SeO2的质量分数为0.13875g0.1500g×100%=92.50%,
故答案为:92.50%.
(1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应,Se被氧化为+4价的H2SeO3,HNO3还原为NO与NO2,利用电子守恒和限定条件(生成NO与NO2的物质的量之比为1:1,即二者计量系数比为1:1)可得方程式;
(2)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的,而还原剂的还原性强于还原产物的;
(3)反应①中I-失去电子生成I2,共升高2价,SeO2中+4价Se得到单质还原为单质Se,共降低4价,化合价升降最小公倍数为4,进而确定各物质的量的系数配平方程式,确定转移电子数目,标出电子转移的方向和数目;
(4)根据反应的方程式可知,SeO2~2I2~4Na2S2O3,根据n=cV计算消耗的n(Na2S2O3),根据关系式计算样品中n(SeO2),再根据m=nM计算SeO2的质量,进而计算样品中SeO2的质量分数.
本题考查氧化还原反应有关知识,涉及氧化性强弱比较、氧化还原反应配平、电子转移表示、氧化还原反应滴定计算等,难度中等,注意(4)中根据关系式的计算.
18.【答案】(1)2NH4Cl + Ca(OH)2=Δ2NH3 ↑+ 2H2O + CaCl2;
(2)向下排空气法;
(3)BD;
(4)①4NH3 + 5O2 ;②无色气体变为红棕色
③1:2;
(5)不是;
(6)AD;
(7)22.3;500L。
【解析】
【分析】
本题考查了氨气的实验室制备、干燥以及氮的化合物之间的转化,为高频考点,题目难度不大。
【解答】
(1)NH4Cl与Ca(OH)2反应生成氨气、氯化钙和水,故答案为:2NH4Cl + Ca(OH)2=Δ2NH3 ↑+ 2H2O + CaCl2;
(2)氨气密度小于空气,收集时应向下排空气法,故答案为:向下排空气法;
(3)无水氯化钙与氨气反应会吸收氨气;浓硫酸为酸性干燥剂,吸收氨气,故答案为:BD;
(4)①发生氨的催化氧化反应,故答案为:4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O;②无色气体NO变为红棕色NO2;③在反应中2mol二氧化氮化合价从+4价升高到+5价,1mol从+4价降低到+2价,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故答案为:1:2;
(5)X中氮元素为+5价,生成硝酸过程没有变价,不是氧化还原反应,故答案为:不是;
(6)NH3→N2变化中,氮元素的化合价升高,被氧化,需加氧化剂,故答案为:AD。
(7)c=nV=50022.41=22.3mol/L;氨气吸收二氧化硫生成亚硫酸氢铵,反应为NH3+SO2+H2O=NH4HSO3,氨气和二氧化硫体积比为1:1,则最多可吸收500L,故答案为:22.3;500L。
19.【答案】(1)5 (2)8:3 (3)8 (4)9:7
【解析】(1)Fe元素由+2价升为+6价,O元素由-1价升为0价,生成2 mol Na2FeO4转移10mol电子。
(2)K2FeO4被还原为Fe(OH)3,铁元素化合价由+6价变为+3价,H2S被氧化为硫酸盐,硫元素化合价由-2价变为+6价,根据氧化还原反应得失电子守恒知,二者物质的量之比为8:3。
(3)找出关系:2NO2~N2,生成1 mol N2时,转移8 mol e-。
(4)假设有6 mol H2C2O4参与反应,则其中有3.5 mol H2C2O4失电子,2.5 mol H2C2O4得电子,2 mol FePO4得电子,所以体现氧化性和还原性的反应物的物质的量之比为(2.5+2):3.5=9:7
20.【答案】3 2 8 2 3 4 HCl Cl2 116.8g PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O
【解析】解:(1)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO,反应中N元素化合价由+5价降低到+2价,被还原,HNO3为氧化剂,Cu元素化合价由0价升高到+2价,Cu为还原剂,最小公倍数为6,电子转移的方向和数目为:,
故答案为:3、2、8、2、3、4;;
(2)①反应中KMnO4为氧化剂,Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,得到5个电子,Cl元素由-1价升高到0价,化合价升高,被氧化,氧化剂是高锰酸钾,被氧化的是氯元素,最小公倍数为10,电子转移的方向和数目可表示为,
故答案为:;
②元素化合价升高的失电子做还原剂,元素化合价降低的做氧化剂,HCl中Cl元素由-1价升高到0价,HCl为还原剂,Cl元素化合价升高,被氧化,Cl2为氧化产物,n(Cl2)=71g71g/mol=1mol,由方程式可知消耗盐酸的物质的量为165mol=3.2mol,3.2mol×36.5g/mol=116.8g,
故答案为:HCl;Cl2;116.8g;
(3)用H2O2来“清洗”,则可将PbS转化为白色PbSO4,过氧化氢被还原为水,反应为PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O,
故答案为:PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O。
(1)由方程式可知,反应中N元素化合价由+5价降低到+2价,被还原,HNO3为氧化剂,Cu元素化合价由0价升高到+2价,Cu为还原剂,最小公倍数为6,单线桥标电子转移的方向是:由还原剂指向氧化剂;
(2)由方程式可知,反应中Mn元素化合价由+7价降低到+2价,被氧化,KMnO4为氧化剂,Cl元素化合价由-1价升高到0价,被氧化,HCl为还原剂,结合化合价的变化以及反应的方程式可计算生成71gCl2时消耗的还原剂的质量;
(3)用H2O2来“清洗”,则可将PbS转化为白色PbSO4,过氧化氢被还原为水。
本题考查了氧化还原反应方程式的表示、氧化剂的判断以及相关计算,是高考中的常见题型,综合性较强,有利于培养学生的逻辑推理能力,题目难度中等。
21.【答案】I. ①1∼100nm ;
②2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O;
③有;
II.① ;
②213∶34;
III. ;
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应的综合分析,侧重考查化学方程式的书写,胶体中胶粒直径大小,氧化还原反应的本质及相关概念,电子转移的表示方法,氧化性强弱的比较及氧化还原反应的相关计算,题目难度一般。
【解答】
Ⅰ.①K2FeO4在净水过程中可转化为Fe(OH)3胶体而吸附杂质,胶体粒子的直径大小范围是1∼100nm,故答案为:1∼100nm;
②K2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体,该气体为氯气,K2FeO4被还原为铁离子,反应的化学方程式为2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O,故答案为:2K2FeO4+16HCl=4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O;
③K2FeO4中O元素的化合价为-2价,处于最低价态,能够被氧化,因此K2FeO4有还原性,故答案为:有;
Ⅱ.①化学反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中,Cl元素化合价由0价降低为-1价,Cl2为氧化剂,得到电子,N元素化合价由-3价升高为0价,NH3为还原剂,失去电子,共转移6个电子,电子转移的方向和数目用单线桥表示为,故答案为:;
② 3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2中氧化剂为Cl2,还原剂为NH3,物质的量之比为3∶2,质量之比为(3×71)∶(2×17)=213∶34,故答案为:213∶34;
Ⅲ.根据反应Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,可知氧化性:Ce4+>Fe3+,根据反应Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+,可知氧化性:Fe3+>Sn4+,所以Ce4+、Sn4+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是Ce4+>Fe3+>Sn4+,故答案为:Ce4+>Fe3+>Sn4+。
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