五年2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编8-氧化还原反应的应用(含解析)
展开五年2018-2022高考化学真题按知识点分类汇编8-氧化还原反应的应用(含解析)
一、单选题
1.(2022·河北·高考真题)下列说法错误的是
A.CaF2与浓H2SO4糊状混合物可用于刻蚀玻璃
B.NaOH是强碱,因此钠盐的水溶液不会呈酸性
C.溶洞的形成主要源于溶解CO2的水对岩石的溶蚀作用
D.KMnO4与H2C2O4的反应中,Mn2+既是还原产物又是催化剂
2.(2022·北京·高考真题)下列物质混合后,因发生氧化还原反应使溶液减小的是
A.向溶液中加入少量溶液,生成白色沉淀
B.向和的悬浊液中通入空气,生成红褐色沉淀
C.向溶液中加入少量溶液,生成蓝绿色沉淀
D.向溶液中通入氯气,生成黄色沉淀
3.(2022·北京·高考真题)某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
A.温度升高时不利于吸附
B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动
C.转化为的反应是
D.每获得时,转移电子的数目为
4.(2022·湖南·高考真题)科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ中发生氧化反应
B.a和b中转移的数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为
5.(2022·山东·高考真题)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
6.(2022·广东·高考真题)北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料为氧化性气体
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
D.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同位素
7.(2022·浙江·统考高考真题)下列说法正确的是
A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C.浓硝酸与铁在常温下不能反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
8.(2022·浙江·统考高考真题)关于反应,下列说法正确的是
A.发生还原反应
B.既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.发生反应,转移电子
9.(2022·浙江·统考高考真题)关于化合物的性质,下列推测不合理的是
A.与稀盐酸反应生成、、
B.隔绝空气加热分解生成FeO、、
C.溶于氢碘酸(HI),再加萃取,有机层呈紫红色
D.在空气中,与高温反应能生成
10.(2022·湖南·高考真题)为探究的性质,进行了如下实验(和溶液浓度均为)。
实验
操作与现象
①
在水中滴加2滴溶液,呈棕黄色;煮沸,溶液变红褐色。
②
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
再滴加溶液,产生蓝色沉淀。
③
在溶液中滴加2滴溶液,变红褐色;
将上述混合液分成两份,一份滴加溶液,无蓝色沉淀生成;
另一份煮沸,产生红褐色沉淀。
依据上述实验现象,结论不合理的是A.实验①说明加热促进水解反应
B.实验②说明既发生了水解反应,又发生了还原反应
C.实验③说明发生了水解反应,但没有发生还原反应
D.整个实验说明对的水解反应无影响,但对还原反应有影响
11.(2021·重庆·统考高考真题)下列实验操作及其现象与对应结论不匹配的是
选项
实验操作及其现象
结论
A
将CO与水蒸气通过炽热的催化剂,所得气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊
水蒸气有氧化性
B
将新制Cu(OH)2加入葡萄糖溶液中,加热至沸腾,有砖红色沉淀产生
葡萄糖具有还原性
C
将NaBiO3固体加入酸性MnSO4溶液中,充分振荡,溶液变为紫红色
NaBiO3有氧化性
D
有FeCl3溶液和KSCN溶液混合后,滴加H2O2溶液,溶液变为红色
H2O2有还原性
A.A B.B C.C D.D
12.(2021·福建·统考高考真题)明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如下:
下列说法错误的是
A.FeSO4的分解产物X为FeO B.本流程涉及复分解反应
C.HNO3的沸点比H2SO4的低 D.制备使用的铁锅易损坏
13.(2021·天津·统考高考真题)近年我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。对下列成就所涉及的化学知识的判断错误的是
A.北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)是金属元素
B.奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于无机非金属材料
C.长征五号B遥二火箭把天和核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
D.天问一号探测器着陆火星过程中使用了芳纶制作的降落伞,芳纶是高分子材料
14.(2020·北京·高考真题)水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是
A.Na B.Cl2 C.NO2 D.Na2O
15.(2020·北京·高考真题)硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:
下列说法不正确的是
A.该过程有H2O参与 B.NO2是生成硫酸盐的氧化剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性 D.该过程没有生成硫氧键
16.(2020·江苏·高考真题)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝
淀粉未水解
B
室温下,向HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升
镁与盐酸反应放热
C
室温下,向浓度均为的BaCl2和CaCl2混合溶液中加入Na2CO3溶液,出现白色沉淀
白色沉淀是BaCO3
D
向H2O2溶液中滴加KMnO4溶液,溶液褪色
H2O2具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
17.(2019·北京·高考真题)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
A.A B.B C.C D.D
18.(2019·浙江·统考高考真题)下列化学反应中溴元素仅被氧化的是
A.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 B.Br2+2NaI=2NaBr+I2
C.3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O D.HBr+NaOH=NaBr+H2O
二、多选题
19.(2021·山东·统考高考真题)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是
A.G与H均为氧化产物 B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应 D.G与H的物质的量之和可能为0.25mol
三、实验题
20.(2022·北京·高考真题)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
II
5%NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
III
40%NaOH 溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是___________。
(2)通入Cl2前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为___________。
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是___________。
(4)根据资料ii,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因___________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________(填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是___________。
④从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因___________。
21.(2021·北京·高考真题)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是_______。
②电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应:_______。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱。
ii.随c(Cl-)降低,_______。
④补充实验证实了③中的分析。
实验操作
试剂
产物
I
较浓H2SO4
有氯气
II
a
有氯气
III
a+b
无氯气
a是_______,b是_______。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______,从原子结构角度说明理由______________。
(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是_______。
(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因:_______。
(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。
22.(2020·北京·高考真题)探究Na2SO3固体的热分解产物。
资料:①4Na2SO3Na2S+3Na2SO4②Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S。③BaS易溶于水。
隔绝空气条件下,加热无水Na2SO3固体得到黄色固体A,过程中未检测到气体生成。黄色固体A加水得到浊液,放置得无色溶液B。
(1)检验分解产物Na2S:取少量溶液B,向其中滴加CuSO4溶液,产生黑色沉淀,证实有S2-。反应的离子方程式是____。
(2)检验分解产物Na2SO4:取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,____(填操作和现象),可证实分解产物中含有SO。
(3)探究(2)中S的来源。
来源1:固体A中有未分解的Na2SO3,在酸性条件下与Na2S反应生成S。
来源2:溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S。
针对来源1进行如图实验:
①实验可证实来源1不成立。实验证据是____。
②不能用盐酸代替硫酸的原因是____。
③写出来源2产生S的反应的离子方程式:____。
(4)实验证明Na2SO3固体热分解有Na2S,Na2SO4和S产生。运用氧化还原反应规律分析产物中S产生的合理性:____。
四、结构与性质
23.(2022·河北·统考高考真题)含及S的四元半导体化合物(简写为),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题:
(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为_______。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是_______,原因是_______。
(3)的几何构型为_______,其中心离子杂化方式为_______。
(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质中,属于顺磁性物质的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构:
根据组成和结构推断,能在酸性溶液中将转化为的是_______(填标号)。理由是_______。
本题暂无(6)问
五、工业流程题
24.(2021·江苏·高考真题)以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂,可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1)“除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有___(填化学式)。
(2)“调配比”前,需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.0150mol·L-1EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-=ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度___(写出计算过程)。
(3)400℃时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为___。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,该反应过程可描述为___。
(4)将硫化后的固体在N2:O2=95:5(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400℃范围内,固体质量增加的主要原因是___。
25.(2020·山东·高考真题)用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
回答下列问题
(1)软锰矿预先粉碎的目的是____________,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为________。
(2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是________。
(3)滤液I可循环使用,应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。
(4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)。再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全)。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。
参考答案:
1.B
【详解】A.氢氟酸能与二氧化硅反应生成氟化硅和水,氟化钙与浓硫酸反应生成硫酸钙和氟化氢,则糊状混合物中的氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应,可用于刻蚀玻璃,故A正确;
B.硫酸氢钠是强酸的钠盐,在溶液中能电离出氢离子使溶液呈酸性,故B错误;
C.溶洞的形成主要源于溶解于水的二氧化碳与岩石中的碳酸钙反应生成可溶于水的碳酸氢钙,故C正确;
D.酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应中锰元素的化合价降低被还原,硫酸锰是反应的催化剂,反应生成的硫酸锰能做反应的催化剂加快反应速率,则锰离子既是反应的还原产物又是反应的催化剂,故D正确;
故选B。
2.D
【详解】A.向NaHSO4中加入少量BaCl2溶液,实际参与反应的只有硫酸根离子和钡离子,忽略体积变化,H+的浓度不变,其pH不变,A错误;
B.向 NaOH 和 Fe(OH)2 的悬浊液中通入空气,虽然有氢氧化亚铁被氧化成了红褐色的氢氧化铁,其方程式为,该过和中会消耗水,则增大了氢氧根离子的浓度,pH会变大,B错误;
C.向 NaHCO3 溶液中加入少量 CuSO4 溶液,生成蓝绿色沉淀 [Cu2(OH)2CO3],其中没有元素的化合价发生变化,故没有氧化还原反应,C错误;
D.向H2S中通入氯气生成HCl和单质硫沉淀,这个氧化还原反应增大了H+的浓度,pH减小,D正确。
故选D。
3.D
【分析】废气经过MOFs材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。
【详解】A.从可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A正确;
B.多孔材料“固定”,从而促进平衡正向移动,B正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为,C正确;
D.在方程式中,转移的电子数为4e-,则每获得,转移的电子数为0.4mol,即个数为,D错误;
故选D。
4.D
【详解】A.由图示可知,过程I中NO转化为NO,氮元素化合价由+3价降低到+2价,NO作氧化剂,被还原,发生还原反应,A错误;
B.由图示可知,过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+2H++e-NO+H2O,生成1molNO,a过程转移1mole-,过程II为NO和NH在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1molNO,b过程转移4mol e-,转移电子数目不相等,B错误;
C.由图示可知,过程II发生反应的参与反应的离子方程式为:NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO):n(NH)=1:1,C错误;
D.由图示可知,过程I的离子方程式为NO+2H++e-NO+H2O,过程II的离子方程式为NO+NH+3e-+2H+H2O+N2H4,过程III的离子方程式为N2H4N2↑+4H++4e-,则过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+ NH= N2↑+2H2O,D正确;
答案选D。
5.D
【详解】A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+∙OOH=NO2+∙OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+∙C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+∙OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正确;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项正确;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误;
答案选D。
6.D
【详解】A.H2作为燃料在反应中被氧化,体现出还原性,故A项说法错误;
B.玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,故B项说法错误;
C.乙酸钠饱和溶液中析出晶体的过程中无新物质生成,因此属于物理变化,故C项说法错误;
D.与是质子数均为92,中子数不同的核素,因此二者互为同位素,故D项说法正确;
综上所述,叙述正确的是D项。
7.D
【详解】A.六水合氯化镁没有自由移动的离子,不能导电,工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁,A不正确;
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫,二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫,B不正确;
C.在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应,在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生,所以可用铁质容器贮运浓硝酸,C不正确;
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用,若两者混用会发生归中反应生成氯气,不仅达不到各自预期的作用效果,还会污染环境,D正确;
综上所述,本题选D。
8.B
【分析】Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S ↓+SO2↑ +H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。
【详解】A.H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A说法不正确;
B.Na2S2O3中的S的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B说法正确;
C.该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1,C说法不正确;
D.根据其中S元素的化合价变化情况可知,1mol Na2S2O3发生反应,要转移2 mol电子,D说法不正确。
综上所述,本题选B。
9.B
【分析】已知化合物中Fe的化合价为+3价,CH3O-带一个单位负电荷,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,故其与稀盐酸反应生成、、,反应原理为:FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH,A不合题意;
B.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,C为-2,若隔绝空气加热分解生成FeO、、则得失电子总数不相等,不符合氧化还原反应规律,即不可能生成FeO、、,B符合题意;
C.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2,反应原理为:2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH,再加萃取,有机层呈紫红色,C不合题意;
D.化合物在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O,然后Fe2O3为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,故化合物与高温反应能生成,D不合题意;
故答案为:B。
10.D
【分析】铁离子水解显酸性,亚硫酸根离子水解显碱性,两者之间存在相互促进的水解反应,同时铁离子具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性,两者还会发生氧化还原反应,在同一反应体系中,铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争,结合实验分析如下:实验①为对照实验,说明铁离子在水溶液中显棕黄色,存在水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,煮沸,促进水解平衡正向移动,得到红褐色的氢氧化铁胶体;实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后,两者发生水解反应得到红褐色的氢氧化铁胶体;根据铁氰化钾检测结果可知,同时发生氧化还原反应,使铁离子被还原为亚铁离子,而出现特征蓝色沉淀;实验③通过反滴操作,根据现象描述可知,溶液仍存在铁离子的水解反应,但由于铁离子少量,没检测出亚铁离子的存在,说明铁离子的水解反应速率快,铁离子的还原反应未来得及发生。
【详解】A.铁离子的水解反应为吸热反应,加热煮沸可促进水解平衡正向移动,使水解程度加深,生成较多的氢氧化铁,从而使溶液显红褐色,故A正确;
B.在5mLFeCl3溶液中滴加2滴同浓度的Na2SO3溶液,根据现象和分析可知,Fe3+既发生了水解反应,生成红褐色的氢氧化铁,又被亚硫酸根离子还原,得到亚铁离子,加入铁氰化钾溶液后,出现特征蓝色沉淀,故B正确;
C.实验③中在5mL Na2SO3溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl3溶液,根据现象和分析可知,仍发生铁离子的水解反应,但未来得及发生铁离子的还原反应,即水解反应比氧化还原反应速率快,故C正确;
D.结合三组实验,说明铁离子与亚硫酸根离子混合时,铁离子的水解反应占主导作用,比氧化还原反应的速率快,因证据不足,不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响,事实上,亚硫酸根离子水解显碱性,可促进铁离子的水解反应,故D错误。
综上所述,答案为D。
11.D
【详解】A.将CO与水蒸气通过炽热的催化剂生成二氧化碳和氢气,水中的氢由+1价变为0价,水是氧化剂,表现氧化性,A正确;
B.该反应中铜由+2价变为+1价,氢氧化铜表现氧化性,葡萄糖表现还原性,B正确;
C.该反应中锰的化合价由+2价变为+7价,硫酸锰表现还原性,NaBiO3表现氧化性,C正确;
D.溶液变为红色,是因为生成硫氰化铁,且三价铁可以催化过氧化氢分解,现象和结论不匹配,D错误;
故选D。
12.A
【详解】A.据图可知FeSO4分解时生成SO2和SO3,部分S元素被还原,则Fe元素应被氧化,X为Fe2O3,A错误;
B.H2SO4与KNO3在蒸馏条件下生成HNO3和K2SO4,为复分解反应,B正确;
C.H2SO4与KNO3混合后,蒸馏过程中生成HNO3,说明HNO3的沸点比H2SO4的低,C正确;
D.硫酸、硝酸均可以和铁反应,所以制备使用的铁锅易损坏,D正确;
综上所述答案为A。
13.B
【详解】A.铷位于周期表第六周期第ⅠA族,属于碱金属,属于铷(Rb)是金属元素,故A正确;
B.钛合金为合金,属于金属材料,故B错误;
C.火箭动力源于火箭燃料的燃烧,属于氧化还原反应,故C正确;
D.芳纶属于合成纤维,是高分子材料,故D正确;
故选B。
14.A
【详解】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,H2O中H元素化合价由+1降为0价,得电子被还原,做氧化剂,在反应中表现出氧化性,故A符合题意;
B.Cl2+H2OHCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B不符合题意;
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C不符合题意;
D.Na2O + H2O = 2NaOH,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D不符合题意;
答案选A。
15.D
【详解】A.根据图示中各微粒的构造可知,该过程有H2O参与,故A正确;
B.根据图示的转化过程,NO2转化为HNO2,N元素的化合价由+4价变为+3价,化合价降低,得电子被还原,做氧化剂,则NO2的是生成硫酸盐的氧化剂,故B正确;
C.硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶中含有HSO,转化过程有水参与,则HSO在水中可电离生成H+和SO,则硫酸盐气溶胶呈酸性,故C正确;
D.根据图示转化过程中,由SO转化为HSO,根据图示对照,有硫氧键生成,故D错误;
答案选D。
16.B
【详解】A .加入碘水后,溶液呈蓝色,只能说明溶液中含有淀粉,并不能说明淀粉是否发生了水解反应,故A错误;
B.加入盐酸后,产生大量气泡,说明镁与盐酸发生化学反应,此时溶液温度上升,可证明镁与盐酸反应放热,故B正确;
C.BaCl2、CaCl2均能与Na2CO3反应,反应产生了白色沉淀,沉淀可能为BaCO3或CaCO3或二者混合物,故C错误;
D.向H2O2溶液中加入高锰酸钾后,发生化学反应2KMnO4+3H2O2=2MnO2+2KOH+2H2O+3O2↑等(中性条件),该反应中H2O2被氧化,体现出还原性,故D错误;
综上所述,故答案为:B。
【点睛】淀粉在稀硫酸作催化剂下的水解程度确定试验较为典型,一般分三种考法:①淀粉未发生水解:向充分反应后的溶液中加入碘单质,溶液变蓝,然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性,然后加入新制氢氧化铜溶液并加热,未生成砖红色沉淀;②淀粉部分发生水解:向充分反应后的溶液中加入碘单质,溶液变蓝,然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性,然后加入新制氢氧化铜溶液并加热,生成砖红色沉淀;③向充分反应后的溶液中加入碘单质,溶液不变蓝,然后加入过量氢氧化钠溶液使溶液呈碱性,然后加入新制氢氧化铜溶液并加热,生成砖红色沉淀。此实验中需要注意:①碘单质需在加入氢氧化钠溶液之前加入,否则氢氧化钠与碘单质反应,不能完成淀粉的检验;②酸性水解后的溶液需要加入氢氧化钠溶液碱化,否则无法完成葡萄糖的检验;③利用新制氢氧化铜溶液或银氨溶液检验葡萄糖试验中,均需要加热,银镜反应一般为水浴加热。
17.B
【分析】发生的反应中,存在元素的化合价变化,与氧化还原反应有关;反之,不存在元素的化合价变化,则与氧化还原反应无关,以此解答该题。
【详解】A.FeCl3与Fe反应生成FeCl2,2FeCl3+Fe=3FeCl2,此过程中Fe的化合价发生变化,涉及到了氧化还原反应,故A不符合题意;
B.MgCl2与NaOH溶液发生复分解反应MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaCl,过量的NaOH溶液可用HCl除去HCl+NaOH=NaCl+H2O ,此过程中没有元素化合价发生变化,未涉及氧化还原反应,故B符合题意;
C.部分氯气与H2O 发生反应生成氯化氢和次氯酸,应该用饱和食盐水除去HCl,除杂方法不正确,故C不符合题意;
D.NO2 与水反应生成硝酸和NO。反应过程中氮元素化合价发生变化,涉及到了氧化还原反应,故D不符合题意;
综上所述,本题应选B。
【点睛】本题考查氧化还原反应,为高考常见题型,侧重于氧化还原反应判断的考查,注意把握发生的反应及反应中元素的化合价变化,题目难度不大。
18.A
【详解】A、溴化钠中溴元素化合价升高被氧化作还原剂,选项A符合;B、溴单质中溴元素化合价降低被还原作氧化剂,选项B不符合;C、溴单质既是氧化剂又是还原剂,被氧化生成溴酸钠,被还原生成溴化钠,选项C不符合;D、反应属于中和反应,各元素化合价不变,不属于氧化还原反应,选项D不符合。答案选A。
19.BD
【分析】KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2,K2MnO4、MnO2均具有氧化性,在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2,因此气体单质G为O2,气体单质H为Cl2。
【详解】A.加热KMnO4固体的反应中,O元素化合价由-2升高至0被氧化,加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中,Cl元素化合价由-1升高至0被氧化,因此O2和Cl2均为氧化产物,故A正确;
B.KMnO4固体受热分解过程中,Mn元素化合价降低被还原,部分O元素化合价升高被氧化,因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂,故B错误;
C.Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为 ,Mn元素至少参加了3个氧化还原反应,故C正确;
D.每生成1mol O2转移4mol电子,每生成1mol Cl2转移2mol电子,若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去的,则气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,n(气体)max=0.25mol,但该气体中一定含有O2,因此最终所得气体的物质的量小于0.25mol,故D错误;
综上所述,说法错误的是BD,故答案为:BD。
20.(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 4+4OH-=4+O2↑+2H2O Cl2 3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧根离子还原高锰酸根离子的速率,因而实验III未得到绿色溶液
【分析】在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,为排除HCl对Cl2性质的干扰,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
【详解】(1)B中试剂是饱和NaCl溶液,作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体;1
(2)通入Cl2前,II、III中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O;
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强;
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被OH-还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为:4+4OH-=4+O2↑+2H2O;
溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为,发生的反应是:3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;
④III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧根离子还原高锰酸根离子的速率,导致实验III未得到绿色溶液。
21.(1) MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O 2Cl--2e- =Cl2↑ Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强 KCl固体(或浓/饱和溶液) MnSO4固体(或浓/饱和溶液)
(2) KCl>KBr>KI Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO3 或Ag2SO4
(4)比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强
【详解】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;②氧化反应是元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e- =Cl2↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂,故答案为:Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);结合实验III的显现是没有氯气,且实验III也加入了试剂a,那一定是试剂b影响了实验III的现象,再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液);
(2)非金属性越弱其阴离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度越小,故顺序是KCl>KBr>KI;其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;
(3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2,故答案为:AgNO3 或Ag2SO4;
(4)若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H2↑发生,根据本题的提示可以降低Ag+浓度,对比AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是:比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生;
(5)通过本题可以发现,物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关,浓度越大氧化性或者还原性越强,故答案为:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
22. S2-+Cu2+=CuS↓ 滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀, 向溶液2中加入KMnO4溶液,溶液没有褪色 盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液应该褪色,干扰实验现象和实验结论; Sx2-+2H+=H2S↑+(x-1)S↓ 根据反应4Na2SO3Na2S+3Na2SO4可知,Na2SO3发生歧化反应,其中的S元素化合价即可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质
【详解】(1)Na2S和CuSO4溶液反应生成硫化铜和硫酸钠,反应的离子方程式是S2-+Cu2+=CuS↓;
(2)根据题干资料:Na2S能与S反应生成Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,取少量溶液B,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入盐酸,沉淀增多(经检验该沉淀含S),同时产生有臭鸡蛋气味的气体(H2S),说明B溶液中含有Na2Sx,Na2Sx与酸反应生成S和H2S,由于沉淀增多对检验造成干扰,另取少量溶液B,加入足量盐酸,离心沉降(固液分离)后,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,可证实分解产物中含有SO;
(3)①实验可证实来源1不成立。根据分析,溶液2为H2SO3,向溶液2中加入少量KMnO4溶液,H2SO3具有还原性,酸性条件下KMnO4具有强氧化性,二者混合和后应发生氧化还原反应,KMnO4溶液应该褪色,但得到的仍为紫色,说明溶液B中不含Na2SO3;
②不能用盐酸代替硫酸的原因是盐酸中Cl元素为-1价,是Cl元素的最低价,具有还原性,会与KMnO4溶液发生氧化还原反应,使KMnO4溶液应该褪色,干扰实验现象和实验结论;
③来源2认为溶液B中有Na2Sx,加酸反应生成S,反应的离子方程式:Sx2-+2H+=H2S↑+(x-1)S↓;
(4)根据已知资料:4Na2SO3Na2S+3Na2SO4,亚硫酸钠中硫为+4价,硫酸钠中硫为+6价,硫化钠中硫为-2价,根据反应可知Na2SO3发生歧化反应,其中的S元素化合价即可升高也可降低,能从+4价降为-2价,也应该可以降到0价生成硫单质。
23.(1)1:2##2:1
(2) Cu Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3) 三角锥形
sp3杂化
(4)B
(5) D D中含有-1价的O,易被还原,具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO
【解析】(1)
基态S的价电子排布是3s23p4,根据基态原子电子排布规则,两种自旋状态的电子数之比为:1:2或2:1;
(2)
Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大;
(3)
Sn是ⅣA族元素,SnCl的中心离子Sn2+价层电子对数为3+,有1对孤电子对,中心离子是sp3杂化,SnCl的几何构型是三角锥形;
(4)
根据题意,具有顺磁性物质含有未成对电子。A.[Cu(NH3)2]Cl各原子核外电子均已成对,不符合题意;B.[Cu(NH3)4]SO4中的Cu2+外围电子排布是3d9,有未成对电子,符合题意;C.[Zn(NH3)4]SO4各原子核外电子均已成对,不符合题意;D.Na2[Zn(OH)] 各原子核外电子均已成对,不符合题意;故答案选B。
(5)
Mn2+转化为MnO需要氧化剂,且氧化性比MnO的强,由SO2使KMnO4溶液褪色可知H2SO4的氧化性弱于MnO,故A不符合;B、C中的S化合价比H2SO4低,氧化性更弱,故B、C均不符合;D中含有-1价的O,易被还原,具有强氧化性,能将Mn2+转化为MnO,故D符合。
24.(1)Fe3+、H+
(2)0.7500mol·L-1
(3) ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O
(4)ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐
【分析】锌灰含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2,加入稀硫酸浸取,SiO2和硫酸不反应,过滤出SiO2,所得溶液中含有硫酸锌、硫酸铅、硫酸铜、硫酸铁、硫酸,加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,加H2O2氧化,再加入硫酸铁调节锌、铁的配比,加入碳酸氢钠沉锌铁,制得脱硫剂ZnFe2O4。
(1)
“除杂”加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有Fe3+、H+。
(2)
根据Zn2++Y4-=ZnY2-,可知20.00mL稀释后的溶液中含ZnSO4的物质的量为0.025L×0.015mol·L-1=3.75×10-4mol;ZnSO4溶液的物质的量浓度为;
(3)
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,铁元素化合价由+3降低为+2、氢气中H元素化合价由0升高为+1,根据得失电子守恒,其化学方程式为ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O;
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,ZnS为催化剂,该反应过程可描述为ZnS+CO2=ZnO+COS;ZnO+H2S=ZnS+H2O;
(4)
在280~400℃范围内,ZnS和FeS吸收氧气,ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐,固体质量增加。
25. 增大接触面积,充分反应,提高反应速率: 过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2 蒸发 H2O2 4.9
【分析】软锰矿粉(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化钡溶液进行反应,主要发生MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S,过滤得到Ba(OH)2溶液,经蒸发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡;滤渣用硫酸溶解,得到的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+,得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺;之后向滤液中加入合适的氧化剂将Fe2+转化为Fe3+,然后加入氨水调节pH,使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去,压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(OH)3,此时滤液中的金属阳离子只有Mn2+,向滤液中加入碳酸氢铵、氨水,Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。
【详解】(1)软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更充分,提高反应速率;MnO2与BaS反应转化为MnO,Mn元素的化合价由+4价降低为+2价,根据元素价态规律可知-2价的S元素应被氧化得到S单质,则MnO2与BaS的系数比应为1:1,根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2,结合元素守恒可得化学方程式为:MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S;
(2)根据题目信息可知MnO2为两性氧化物,所以当MnO2过量时,会消耗反应产生的Ba(OH)2,从而使Ba(OH)2的量达到最大值后会减小;
(3)滤液I为结晶后剩余的Ba(OH)2饱和溶液,所以可以导入到蒸发操作中循环使用;
(4)净化时更好的除去Fe元素需要将Fe2+氧化为Fe3+,为了不引入新的杂质,且不将Mn元素氧化,加入的试剂X可以是H2O2;根据表格数据可知,Fe(OH)3和Al(OH)3为同类型的沉淀,而Al(OH)3的Ksp稍大,所以当Al3+完全沉淀时,Fe3+也一定完全沉淀,当c(Al3+)=1.0×10-5mol/L时,c(OHˉ)==10-9.1mol/L,所以c(H+)=10-4.9mol/L,pH=4.9,即pH的理论最小值为4.9;
(5)碳化过程Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀,促进碳酸氢根的电离,产生的氢离子和一水合氨反应生成铵根和水,所以离子方程式为Mn2++HCO+NH3·H2O=MnCO3↓+NH+H2O。
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