化学必修 第一册第3节 氧化还原反应同步达标检测题
展开一、单选题
1.下列变化是氧化还原反应的是( )
A.IBr+H2O=HIO+HBr
B.2CuSO4=2CuO+2SO2↑+O2
C.2O33O2
D.CaO+CO2=CaCO3
2.黄铁矿(FeS2)中-1价硫元素在酸性条件下可以与ClO3-发生反应,其离子方程式如下
_____ ClO3-+_____ FeS2+_____H+=_____ClO2↑+_____Fe3++_____ SO42-+_____H2O(未配平):下列说法正确的是
A. ClO3-是氧化剂,Fe3+是还原产物
B. ClO3-的氧化性强于Fe3+
C.生成l ml SO42-时,转移7ml 电子
D.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有红色沉淀产生
3.氯酸钾与浓盐酸在常温下能发生如下反应:KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,下列关于这一反应的说法正确的是
A.HCl发生还原反应
B.KClO3被氧化为Cl2
C.1mlKClO3参加反应时有5ml电子转移
D.若制取标准状况下6.72LCl2,反应过程中转移电子的数目为6.02×1023
4.下列离孟方程式书写正确的是
A.碳酸氢钠溶液与强碱反应:HCO+OH-=CO2+H2O
B.向足量澄清石灰水中通入的少量二氧化碳:CO2+OH-=HCO
C.Cl2和水的反应: Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.KI溶液被H2SO4酸化的H2O2溶液氧化: 2I-+H2O2+ 2H+=2H2O+I2
5.18世纪70年代,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,发现了氯气的方法至今还是实验室制备氯气的主要方法,下列关于实验室制氯气的说法中正确的是( )
A.浓盐酸在反应中起到酸性和氧化剂作用
B.将87g MnO2和足量浓盐酸反应,与将含有146gHCl的浓盐酸与足量MnO2反应制得的氯气一样多
C.为防止氯气污染环境,必须进行尾气处理,可选用饱和石灰水
D.收集氯气时,可采用湿润的淀粉KI试纸进行验满
6.Al遇到极稀的硝酸发生反应:8Al+30HNO3=3NH4NO3+8Al(NO3)3+9H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.反应中每消耗2.7g金属Al,转移的电子数为3NA
B.1mlNH含有的质子数为10NA
C.1.0g由H218O与D2O组成的混合物中所含有的中子总数为0.5NA
D.0.1ml·L-1Al(NO3)3溶液中,所含阳离子数目为0.1NA
7.下列反应不属于四种基本反应类型的是
A.B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
8.将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个化学反应:
①SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+
②Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
下列有关说法错误的是
A.氧化性Cr2O>Fe3+> SO
B.K2Cr2O7将Na2SO3氧化成Na2SO4
C.每有1mlK2Cr2O7参加反应,转移电子的数目为6NA
D.若6.72LSO2参加反应,则最终消耗0.1mlK2Cr2O7
9.生活处处存在氧化还原反应,研究氧化还原反应,对人类的进步具有极其重要的意义。在强碱性条件下,发生反应:,中X的化合价为
A.+4B.+5C.+6D.+7
10.高铁酸钾()具有杀菌消毒及净水作用,某实验小组在碱性条件下制备流程如图所示:
下列说法错误的是
A.消毒能力相当于1.5ml HClO
B.氧化反应:
C.同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾
D.提纯时,应用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯
二、填空题
11.铝元素在地壳中的含量居第三位,金属铝在生成、生活中有广泛用途。
(1)铝在元素周期表中的位置是第 周期、第 族
(2)研究表明,铝元素有多种核素,只有27Al是稳定的,其中子数是
(3)工业冶炼金属铝的化学方程式是 ,反应中每生成1ml铝,转移电子 ml。
(4)高速铁路极大地方便了人们的出行。高速铁路的无缝钢轨焊接方法之一是利用铝粉与氧化铁反应,其化学方程式是 ,利用该反应能将钢轨焊接在一起的原因是 。
12.CO和CO2是碳的两种重要氧化物。
(1)在标准状况下,5.6L CO2的物质的量是 ml,质量是 g;
(2)14g CO的体积是 L(标准状况);
(3)标准状况下11.2L CO与 g CO2中所含的氧原子数相同;
(4)标准状况下11.2L CO2与足量的Na2O2反应时转移电子数为 。
13.附加题:在方框内填上相应数字配平下列离子方程式,并把所缺的物质补齐。
。
14.如图为氯及其化合物的“价—类”二维图。
(1)某同学利用以下试剂研究HCl性质,进行了如下预测:从物质类别上看,HCl属于酸,可能与 发生反应(填序号);从化合价角度看,Cl-具有还原性,可能与 发生反应(填序号)。
a.NaClO b.Fe c.NaOH d.KMnO4 e.AgNO3
(2)某工厂用NaCl溶液制备氯气,其化学原理为如下反应:
H2O+NaClCl2+NaOH+
请将上述方程式补充完整,并用单线桥表示电子转移 。
15.H2O2是一种“绿色”试剂,应用于多个领域。回答下列问题:
(l)H2O2分子中 (填字母)。
a.含有离子键 b.只含极性共价键 c.只含非极性共价键 d.既含有极性共价键又含有非极性共价键
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2,反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,发现有白色沉淀,则说明H2O2具有 (填“氧化性”或“还原性”),写出H2O2与SO2反应的化学方程式: 。
(3)实验发现,向20mL0.40ml•L-1H2O2溶液中加入少量KI溶液可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步:i.H2O2+I-=H2O+IO-,ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下:
①KI (填“能”或“不能”)影响H2O2分解反应的能量变化。
②反应i是 (填“吸热”或“放热”,下同)反应,反应ii是 反应。
③若不考虑溶液体积变化,则0~10min的平均反应速率:v(H2O2)= ml·L-1·min-1。
16.饮用水质量是关系人类健康的重要问题。
(1)在我国,一些贫困山区的农民至今还饮用井水,但暴雨过后井水浑浊,无法饮用。为了能让暴雨过后井水尽快变的澄清,你会建议他们最好向井水中投入下列中的 (填序号)。
(2)氯气是最早用于饮用水消毒的物质,其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸,该反应的离子方程式为: 。
(3)写出工业上制取漂白粉的化学反应方程式: 。
(4)臭氧,也称作超氧,可以替代氯气给自来水消毒,既提高了消毒效率且安全无副作用,臭氧的分子式为 ;该物质、氯水以及SO2均可以作漂白剂,三者的漂白原理分别是: ; ; 。
(5)ClO2是一种广谱型的消毒剂,将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得,反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为 。
17.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,其变化可表述为:______KClO3+______HCl(浓)===______KCl+______ClO2↑+______Cl2↑+______H2O
(1) 请配平上述化学方程式 。
(2) 浓盐酸在反应中显示出来的性质是 (填编号)
①只有还原性 ②还原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性
(3) 产生0.1 ml Cl2,则转移的电子的物质的量为 ml。
(4) 氧化剂是 ,氧化产物是 。
18.Ⅰ.实验室可由软锰矿(主要成分为)制备,方法如下:软锰矿和过量的固体KOH和在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl;用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,转变为和;滤去沉淀,浓缩溶液,结晶得到深紫色的针状。试回答:
(1)软锰矿制备的化学方程式是 ;
(2)制备的离子方程式是 ;
(3)能与热的经硫酸酸化的反应,生成和等产物,该反应的化学方程式是 。
Ⅱ.是一种重要的无机功能材料,粗的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗(含有较多的MnO和)样品转化为纯实验,其流程如下:
(4)第①步加稀时,粗样品中的 (写化学式)转化为可溶性物质。
(5)完成第②步反应的离子方程式并配平:
_______+_______=_______。(“1”也要填写在内)
19.已知MnO2与浓盐酸可发生如下反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
①用双线桥法标明上述反应方程式中电子转移的方向和数目 。
②HCl在上述反应中显示出来的性质是 。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
③该反应的氧化产物是 ,还原产物是 。
④若生成标准状况下3.36L氯气,则转移的电子个数为 。
⑤当有7.3gHCl被氧化时,被还原的物质的质量是 g。
20.(1)反应2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中,氧化剂是 ,还原剂是 ,若生成71gCl2,被氧化的HCl是 g。
(2)现有100mL的CuCl2溶液,投入2.3g钠充分反应后,若溶液中的Cu2+全部以沉淀形式存在(溶液呈中性,忽略溶液的体积变化)。
a.反应中产生的气体在标准状况下的体积为 L;
b.反应过程转移电子的个数 ;
c.原溶液中Cu2+的浓度为 。
三、实验题
21.Cl2是一种重要的化工原料,也是一种剧毒气体。某化学兴趣小组制备Cl2并探究Cl2相关性质的过程如下。回答下列问题:
(1)氯气的制备
①上图中仪器X的名称是 ,若用KMnO4和浓HCl反应制备Cl2则发生反应的化学方程式为 ;
②欲用二氧化锰和浓盐酸制备纯净干燥的Cl2,仪器接口的连接顺序为 ;(根据气流方向,按照小写字母顺序填写)。
(2)制备的氯气与Fe粉在硬质玻璃管G中的反应,需采取 反应条件,将反应后的硬质玻璃管中固体溶于稀盐酸,取少量溶解后的溶液,检测其中金属阳离子种类:
22.完成下列问题
(1)气体X可能是O2、CO2中的一种或两种。用下图装置进行实验(忽略气体的溶解)。
①O2属于 (填金属或非金属)单质, O2与 O3是 (填同一物质或同素异形体)。CO2属于 (填酸性或碱性)氧化物。
②若观察到B中始终未变浑浊,最终有100 mL液体进入C,则气体X的成分是 (填化学式)。A中发生反应的离子方程式为 。
③若气体X中只含有O2,观察到的现象是 。
(2)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的原理:4Ag+2H2S+O2=2X+2H2O。则X的化学式是 。其中H2S在该反应中 (填字母)。
A.氧化剂 B.还原剂 C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
(3)已知 8H+ + 2MO+ 3Cu = 3Cu2+ + 4H2O + 2MO↑,则MO中M的化合价为 。
(4)将SO2气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫色褪去。已知上述反应中MnO转化为Mn2+,该反应的离子方程式为 。
23.实验室制取Cl2的方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,若收集一瓶纯净的氯气装置如图所示。
(1)用双线桥标出A装置中发生反应的化学方程式 ,其中氧化剂是 ,氧化产物是 。
(2)仪器a的名称是 ,若制备1mlCl2需要HCl(浓) 4ml(填>、<或=)。
(3)B装置中所盛的试剂是 ,C装置的作用是 。
(4)E装置中发生反应的离子方程式是 。
t/min
0
5
10
15
20
V(O2)/mL
0.0
12.6
20.16
28.0
32.7
A.NaCl
B.Na2CO3
C.KAl(SO4)2·12H2O
D.CuSO4
实验编号
实验操作
实验现象
实验结论
①
取少量待测液,滴加 溶液
含有Fe2+
②
取少量待测液,滴加 溶液
含有Fe3+
参考答案:
1.B
【详解】A.IBr+H2O═HIO+HBr反应中各元素的化合价都不变,所以不是氧化还原反应,故A错误;
B.2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑反应中氧和硫元素的化合价变化,所以是氧化还原反应,故B正确;
C.2O33O2反应中元素的化合价都不变,所以不是氧化还原反应,故C错误;
D.CaO+CO2═CaCO3反应中各元素的化合价都不变,所以不是氧化还原反应,故D错误。
故答案为B。
2.B
【详解】反应中氯元素化合价+5价降低为+4价,作氧化剂,FeS2中铁元素化合价+2价变化为+3价,硫元素化合价-1价变化为+6价,失电子总数=1+7×2=15,则反应离子方程式为:15ClO3-+FeS2+14H+=15ClO2↑+Fe3++7H2O+2SO42-。
A. ClO3-在反应中,元素化合价降低,获得电子,作氧化剂;FeS2中的Fe元素化合价升高,失去电子,被氧化,所以Fe3+是氧化产物,A错误;
B. 氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,ClO3-作氧化剂,Fe3+是氧化产物,所以ClO3-的氧化性强于Fe3+,B正确;
C. 根据反应方程式可知:每反应产生2 mlSO42-,转移15 ml电子,则生成l ml SO42-时,转移7.5 ml 电子,C错误;
D. 铁离子遇到KSCN溶液生成血红色溶液,不是红色沉淀,D错误;
故合理选项是B。
3.C
【分析】KClO3在反应中化合价由+5价降低到0价,Cl元素被还原,为氧化剂,还原产物为Cl2,HCl在反应中化合价由-1价升高到0价,Cl元素被氧化,为还原剂,氧化产物为Cl2。
【详解】A.HCl被氧化为Cl2,发生氧化反应,A错误;
B.KClO3被还原为Cl2,B错误;
C.一个KClO3被还原得到5个电子,则1mlKClO3被还原得到5ml电子,C正确;
D.标准状况下得到6.72L的Cl2,则Cl2物质的量为n==0.3ml,每生成3mlCl2转移5ml电子,则反应过程中转移的电子的物质的量为0.3ml×5=1.5ml,则转移的电子数目为1.5NA,约为9.03×1023,D错误;
故选:C。
4.D
【详解】A.碳酸氢钠溶液与强碱反应,生成碳酸钠和水:+OH-=+H2O,故A错误;
B.向足量澄清石灰水中通入的少量二氧化碳,生成碳酸钙沉淀:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+ H2O,若通入过量二氧化碳,生成Ca(HCO3)2,故B错误;
C.Cl2和水的反应,生成的HClO是弱酸: Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故C错误;
D.KI溶液被H2SO4酸化的H2O2溶液氧化为I2,而H2O2被还原为水: 2I-+H2O2+ 2H+=2H2O+I2,故D正确;
故选D。
5.D
【分析】A.根据盐酸与MnO2反应方程式,结合元素的化合价的变化分析判断;
B.稀盐酸还原性弱,不能与MnO2混合加热可以制取氯气;
C.根据Ca(OH)2的溶解度小分析;
D.根据氯气的强氧化性及碘遇淀粉溶液变为蓝色判断。
【详解】A. 软锰矿与浓盐酸混合加热,发生反应的方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在该反应中,浓盐酸中的一部分Cl由-1价变为Cl2中的0价,失去电子,表现还原性,一部分化合价没有变化,与Mn2+结合形成盐,所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用,A错误;
B.87g MnO2的物质的量是1ml,由于有足量浓盐酸反应,所以根据方程式可知1ml MnO2会完全反应,产生1mlCl2;146gHCl的物质的量是146g÷36.5g/ml=4ml,但随着反应的进行,盐酸浓度降低,当为稀盐酸时反应停止,所以生成的氯气的物质的量小于1ml,故两种情况反应产生的Cl2的物质的量不等,B错误;
C.Cl2是大气污染物,在尾气排放前要进行处理,可根据Cl2能够与碱反应的性质,用溶解度大的NaOH溶液进行吸收,由于Ca(OH)2微溶于水,因此一般不使用饱和石灰水吸收,C错误;
D.氯气具有强的氧化性,在溶液中会发生反应:Cl2+2KI=2KCl+I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此可用湿润的淀粉KI试纸进行验满,D正确;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查了氯气的有关知识,涉及化学反应在气体的制取、检验、尾气处理等的应用,掌握氧化还原反应的特征、实质与反应类型与物质作用的关系,结合浓度对反应的影响及反应现象的明显程度进行分析,选项B是易错点。
6.C
【详解】A.该反应转移电子情况:8Al+30HNO3=3NH4NO3+8Al(NO3)3+9H2O ~24e-。反应中每消耗2.7g金属Al,物质的量为0.1ml,则转移的电子数为0.3 NA,A错误;
B.一个NH含有质子数7+4=11,1mlNH含有的质子数为11NA,B错误;
C.H218O分子含有中子数10,D2O分子含有中子数10,H218O摩尔质量为20g/ml,与摩尔质量同为20g/ml的D2O组成的混合物,平均摩尔质量是20g/ml,1.0g该混合物物质的量为0.05ml,所含有的中子总数为0.5NA,C正确;
D.未给出该溶液的体积,无法计算阳离子数目,D错误;
故选C。
7.C
【详解】A.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu是置换反应,故A不符合题意;
B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaCO3是复分解反应,故B不符合题意;
C.3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于四种基本反应类型,属于氧化还原反应,故C符合题意;
D.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑是分解反应,故D不符合题意。
故答案为C。
8.D
【详解】A.同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则对于①SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+,氧化性:Fe3+>SO,同理可知,②Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O中,氧化性:Cr2O>Fe3+,A正确;
B.根据A选项分析可知,氧化性:Cr2O>Fe3+> SO,所以K2Cr2O7能将Na2SO3氧化成Na2SO4,B正确;
C.对于反应②Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,方程式中1mlCr2O中Cr从+6价降低到+3价,转移电子数为6ml,即转移电子的数目为6NA,C正确;
D.未指明是否是标准状况,无法利用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,D错误;
故选D。
9.C
【详解】根据电荷守恒可知,n=2,根据可知, ,解得x=+6,X的化合价为+6价,故选C。
10.D
【详解】A.1ml次氯酸得2ml电子生成氯离子,得3ml电子转化为三价铁,故消毒能力相当于1.5ml HClO,A正确;
B.根据得失电子守恒和元素守恒配平方程:,B正确;
C.流程图中高铁酸钠加入饱和氢氧化钾溶液利用同温度时高铁酸钠溶解度大于高铁酸钾可生成高铁酸钾,C正确;
D.提纯时需过滤,应用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯,D错误;
故选D。
11. 三 ⅢA 14 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 3 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 该反应放热,使生成的铁熔化,将钢铁焊接在一起
【详解】试题分析:(1)铝是13号元素,铝在元素周期表中位于第三周期、第ⅢA族。
(2)根据质量数=中子数+质子数,则中子数是27-13=14,。
(3)铝是活泼金属,工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝,化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑;铝元素的化合价由+3价降低到0价,则反应中每生成1ml铝,转移电子3 ml。
(4)铝和灼热氧化铁发生置换反应生成氧化铝和铁,化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3;利用该反应能将钢轨焊接在一起的原因是该反应放热,使生成的铁熔化,将钢铁焊接在一起。
考点:考查铝的结构与性质。
12.(1) 0.25 11
(2)11.2
(3)11
(4)0.5NA
【详解】(1)在标准状况下,5.6L CO2的物质的量是,其质量是;
(2)14g CO的物质的量为,在标准状况下,其体积为;
(3)标准状况下11.2L CO的物质的量为,其氧原子物质的量为0.5ml,则与其所含的氧原子数相同的CO2的物质的量为0.25ml,故CO2的质量为;
(4)CO2与Na2O2反应方程式为,根据方程式可知,每生成1mlO2转移2ml电子,则11.2L CO2即0.5ml与足量的Na2O2反应生成0.25mlO2时转移电子数为0.5NA。
13.5+2+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
【详解】反应中→Mn2+,Mn元素由+7价→+2价,一个得5个电子;→CO2,C元素由+3价→+4价,一个失去2个电子,化合价升高值=化合价降低值=转移电子数=10,由电子守恒和原子守恒可知,反应为5+2+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。
14. a、b、c、e; a、d
【详解】(1)HCl是一元强酸,能与NaClO反应生成HClO,能与铁反应生成氢气,能与氢氧化钠发生中和反应,能与AgNO3反应生成白色沉淀;Cl-中Cl为-1价,为最低价态,具有还原性,能与NaClO发生归中反应,能与KMnO4发生氧化还原反应,故答案为:a、b、c、e;a、d;
(2)方程式中氯元素化合价升高由-1变为0价,氢元素化合价降低由+1价变为0价,根据氧化还原反应化合价升降守恒对方程式配平可得方程式为 。
15. d 氧化性 H2O2+SO2=H2SO4 不能 吸热 放热 9.0×10-3
【分析】(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键;
(2)H2O2具有氧化性,H2O2与SO2反应生成硫酸;
(3)①由i、ii相加得到2H2O2=2H2O+O2↑,KI为反应的催化剂;
②反应i生成物能量高,是吸热反应,反应ii生成物能量低,是放热反应;
③结合v= 计算;
【详解】(l)H2O2分子中既含有H-O极性共价键又含有O-O非极性共价键,故答案为:d;
(2)若向2mL30%的H2O2溶液中通入SO2,反应后的溶液中滴入BaCl2溶液,发现有白色沉淀,生成了硫酸钡,S由+4价升高为+6价,则说明H2O2具有氧化性,H2O2与SO2反应生成硫酸,化学方程式:H2O2+SO2=H2SO4。故答案为:氧化性;H2O2+SO2=H2SO4;
(3)①由i.H2O2+I-=H2O+IO-,ii.H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-两式相加后得2H2O2=2H2O+O2↑,KI作反应的催化剂,KI不能影响H2O2分解反应的能量变化。故答案为:不能;
②反应i生成物能量高,是吸热反应,反应ii生成物能量低,是放热反应。故答案为:吸热;放热;
③0~10min生成氧气的物质的量为 =0.9×10-3ml,反应的双氧水是氧气的2倍,若不考虑溶液体积变化,则0~10min的平均反应速率:v(H2O2)==9.0×10-3 ml·L-1·min-1。故答案为:9.0×10-3 ml·L-1·min-1。
【点评】本题考查化学键、反应的焓变、速率计算等,把握反应中能量变化、催化剂对反应热的影响、速率计算为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意(3)②为解答的易错点,③为解题的难点,先求出生成的氧气的物质的量,再求双氧水的消耗量,再求反应的速率。
16.(1)C
(2)Cl2+H2O=H++Cl-+HClO
(3)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(4) O3 强氧化性 强氧化性 发生化合反应(答案合理即可)
(5)2∶1
【详解】(1)暴雨过后井水浑浊,加入少量KAl(SO4)2·12H2O净水,答案选C;
(2)氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,氯气、水、次氯酸在离子反应中保留化学式,则离子方程式为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故答案为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;
(3)氯气通入石灰乳中反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,该反应的化学反应方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故答案为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)臭氧的分子式为O3;O3、氯水以及SO2均可以作漂白剂,三者的漂白原理分别是强氧化性、强氧化性、与有色物质发生化合反应生成无色物质,故答案为:O3;强氧化性;强氧化性;发生化合反应;
(5)根据题意,酸性条件下,NaClO3和Na2SO3发生氧化还原反应生成ClO2和Na2SO4,同时生成水,该反应中氯元素化合价从+5价降低到+4价,得到1个电子,S元素化合价从+4价升高到+6价,失去2个电子,则根据电子得失守恒可知反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2∶1,故答案为:2∶1。
17. 2 4 2 2 1 2 ② 0.2 KClO3 Cl2
【分析】(1)运用化合价升降法,结合原子守恒配平方程式。
(2)浓盐酸中部分Cl元素化合价不变、部分Cl元素化合价由-1价变为0价。
(3)根据方程式分析该反应中氯气和转移电子的关系为1∶2,即可解答。
(4))根据化合价的变化来判断。
【详解】(1)KClO3中氯元素化合价由+5价降低为ClO2中+4价,化合价降低1价;HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价,化合价升高2价,化合价升降最小公倍数为2,故ClO2系数为2,Cl2系数为1;所以KClO3系数为2,KCl系数为2,HCl系数为4,结合原子守恒配平方程式,其反应方程式为2KClO3+4HCl(浓)===2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,故答案为2 ;4 ;2 ;2 ;1 ;2;
(2)该反应中浓盐酸中部分Cl元素化合价不变、部分Cl元素化合价由-1价变为0价,所以浓盐酸作酸和还原剂,体现酸性和还原性;故答案为②;
(3)该反应中氯气和转移电子的关系为1∶2,则产生0.1 ml Cl2,则转移的电子的物质的量为0.2 ml,故答案为0.2;
(4)根据化合价的变化可知氧化剂为KClO3,氧化产物为Cl2,故答案为KClO3 ; Cl2。
18.(1)
(2)
(3)
(4)MnO、
(5)5+=8
【详解】(1)由软锰矿(主要成分为)与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl,根据氧化还原反应的配平得反应的方程式为:;
(2)滤液酸化后,转变为和,则为锰酸钾与酸反应生成二氧化锰和高锰酸钾,离子反应为:;
(3)能与热的经硫酸酸化的反应,生成和等产物,经配平得反应方程式:;
(4)二氧化锰不溶于硫酸,所以加硫酸时样品中的MnO和分别与硫酸反应生成可溶性的硫酸锰;
(5)滤液中主要是MnO和分别与硫酸反应生成可溶性的硫酸锰,MnSO4转化为MnO2,失电子,化合价升高,加入作氧化剂,Mn元素由+2价升高为+4价,Cl元素由+5价下降为0价,根据化合价升降相等和元素守恒,可以配平得离子方程式为: 。
19. BC Cl2 MnCl2 0.3NA 8.7g
【详解】①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中Mn元素化合价由+4降低至+2,一部分Cl元素化合价由-1升高至0,因此双线桥表示为;
②该反应中一部分HCl被氧化,作还原剂,一部分生成盐,作酸,反应过程中体现出酸性和还原性,故答案为BC;
③该反应中一部分Cl元素化合价升高生成Cl2,因此氧化产物为Cl2,Mn元素化合价降低生成MnCl2,因此还原产物为MnCl2;
④标准状况下3.36L氯气的物质的量为=0.15ml,每生成1ml Cl2时,转移2ml电子,当生成0.15ml Cl2时,转移电子数为0.15ml×2NA=0.3NA;
⑤7.3gHCl的物质的量为=0.2ml,由上述可知,每有0.2ml HCl被氧化时,反应0.1ml MnO2,MnO2的质量为0.1ml×87g/ml=8.7g。
20. KMnO4 HCl 73 1.12 6.02×1022 0.5ml/L
【详解】(1)反应2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O中Mn元素化合价从+7价降低到+2价得到电子,氧化剂是KMnO4,氯元素化合价从-1价升高到0价,失去电子,还原剂是HCl;71gCl2的物质的量是1ml,根据氯原子守恒可知被氧化的HCl是2ml,质量是2ml×36.5g/ml=73g。(2)钠的物质的量是0.1ml,根据方程式2Na+CuCl2+2H2O=Cu(OH)2↓+2NaCl+H2↑可知反应中产生的气体是0.05ml,在标准状况下的体积为0.05ml×22.4L/ml=1.12L;b.反应过程转移电子的物质的量是0.1ml,个数是0.1ml×6.02×1023/ml=6.02×1022;c.根据方程式可知原溶液中Cu2+的浓度为0.05ml÷0.1L=0.5ml/L。
21. 分液漏斗 16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O a→f→g→d→e 加热 K3[Fe(CN)6] 产生蓝色沉淀 KSCN 溶液变红色
【分析】实验室可以利用16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应制备氯气,可以用饱和食盐水除去氯气中含有的少量氯化氢,用浓硫酸来干燥氯气;氯气和铁反应只能生成氯化铁,可能含有未反应完的铁,把反应后物质加入盐酸后,利用加K3[Fe(CN)6]溶液可以检验Fe2+是否存在,利用KSCN溶液可以检验Fe3+是否存在。
【详解】(1)①带活塞的漏斗为分液漏斗,MnO4-被还原成Mn2+,Cl-被氧化成Cl2,根据化合价升降法配平,再用H2O保证H和O的原子守恒即可;
故答案为:分液漏斗; 16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要选择固液加热制备气体的装置,由于浓HCl具有挥发性,此法制备的Cl2含有HCl和H2O杂质,气体除杂一般先除其他杂质后除水蒸气,故先通过饱和食盐水除HCl气体,后通过浓硫酸除水蒸气;
故答案为:a→f→g→d→e;
(2)Cl2和Fe的反应需加热,得到的FeCl3,Fe粉有可能剩余,故加盐酸后可能有Fe2+;滴加K3[Fe(CN)6]溶液可以检验Fe2+,产生蓝色沉淀,滴加KSCN溶液可以检验Fe3+,溶液变红色。
故答案为:加热; K3[Fe(CN)6];产生蓝色沉淀; KSCN;溶液变红色。
22.(1) 非金属 同素异形体 酸性 O2和CO2 2OH- + CO2 = CO + H2O B中澄清石灰水始终未变浑浊,最终装置C中进入400 mL液体
(2) Ag2S D
(3)+5
(4)2MnO+ 5SO2 + 2H2O = 2Mn2+ + 5SO+ 4H+
【分析】二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收,澄清石灰水检验二氧化碳并手机氧气,量筒量取水的体积认为是氧气的体积,据此解答。
【详解】(1)①氧气属于非金属单质,氧气和臭氧都是氧元素形成的单质,是同素异形体,二氧化碳属于酸性氧化物。
②观察到B中溶液未变浑浊,说明二氧化碳完全被氢氧化钠溶液吸收,最终有100毫升液体进入C中,说明含有100毫升氧气,则气体X为氧气和二氧化碳的混合气体。二氧化碳和氢氧化钠反应的离子方程式为:2OH- + CO2 = CO + H2O。
(2)若气体只有氧气,则B中澄清石灰水不变浑浊,最终有400毫升液体进入C中。根据质量守恒分析,X含有银河硫,且化学式为Ag2S。硫化氢没有元素化合价变化,既不是氧化剂也不是还原剂。故选D。
(3)根据元素化合价代数和等于电荷数分析,M 的化合价为+5价。
(4)二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应的离子方程式为2MnO+ 5SO2 + 2H2O = 2Mn2+ + 5SO+ 4H+。
23.(1) MnO2 Cl2
(2) 分液漏斗 >
(3) 饱和食盐水 干燥Cl2
(4)2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
【分析】浓盐酸装在分液漏斗中,放进圆底烧瓶与二氧化锰共同受热制得氯气,氯气经饱和食盐水除去混杂的氯化氢气体,再经过浓硫酸干燥,在装置D中向上排空气法收集,多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,以防止污染环境。
【详解】(1)浓盐酸装在分液漏斗中,放进圆底烧瓶与二氧化锰共同受热制得氯气,用双线桥标出A装置中发生反应的化学方程式:;其中MnO2被还原作氧化剂;Cl2是被氧化得到的产物,是氧化产物。
(2)从图中可知,仪器a是分液漏斗;根据反应原理方程式可知,若制备1mlCl2需要4ml的HCl(浓)参与反应,而随着反应的进行,盐酸浓度下降后反应停止,故需要的HCl(浓) 大于4ml。
(3)据分析,B装置中所盛的试剂是饱和食盐水;C装置盛浓硫酸,作用是干燥Cl2。
(4)据分析,E装置中盛NaOH溶液吸收氯气,发生反应的离子方程式是:2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O。
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