1、【 精品教育资源文库 】 小专题四 氧化还原反应理论的综合应用 1 (2018届山西太原十八中月考 )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: 2FeCl2 Cl2=2FeCl3 2Co(OH)3 6HCl=2CoCl2 Cl2 6H2O 2FeCl3 2HI=2FeCl2 I2 2HCl 复分解反应: 2CH3COOH K2CO3=2CH3COOK CO2 H2O KCN CO2 H2O=HCN KHCO3 热分解反应: 4KClO= 3KCl KClO4; KClO4= KCl 2O2 根据以上反应分析下列说法正确是 ( )。 A还原性 (酸性溶液 ): HCl C
2、oCl2 HI B酸性 (水溶液 ): CH3COOH HCN H2CO3 C热稳定性: KCl KClO4 KClO D氧化性 (酸性溶液 ): Co(OH)3 FeCl3 I2 2已知 NH4CuSO3 与足量的 10 molL 1 硫酸溶液混合微热,产生下列现象: 有红色金属生成; 产生刺激性气味的气体; 溶液呈蓝色。据此判断下列说法正确的是 ( )。 A反应中硫酸作氧化剂 B NH4CuSO3中硫元素被氧化 C刺激性气味的气体是氨气 D 1 mol NH4CuSO3完全反应转移 0.5 mol电子 3 (2016 年浙江卷 )为落实 “ 五水共治 ” ,某工厂拟综合处理含 NH4 的废
3、水和工业废气(主要含 N2、 CO2、 SO2、 NO、 CO,不考虑其他成分 ),设计了如下流程: 下列说法 不正确 的是 ( )。 A固体 1中主要含有 Ca(OH)2、 CaCO3、 CaSO3 B X可以是空气,且需过量 C捕获剂所捕获的气体主要是 CO D处理 含 NH4 废水时,发生反应的离子方程式为: NH4 NO2 =N2 2H2O 4向 27.2 g Cu 和 Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L,固体物质完全反应,生成 NO 和 Cu(NO3)2。在所得溶液中加入 1.0 molL 1 的 NaOH 溶液 1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量
4、为 39.2 g。下列有关说法 不正确 的是 ( )。 A Cu与 Cu2O的物质的量之比为 21 B硝酸的物质的量浓度为 2.6 molL 1 C产生的 NO在标准状况下的体积为 4.48 L D Cu、 Cu2O与硝酸反应后剩余 HNO3为 0.2 mol 5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,无二次污染,工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入 KOH至饱和,使高铁酸钾析出。 (1) 干法制备高铁酸钠的主要反应为: 2FeSO4 aNa2O2=2Na2FeO4 bX 2Na2SO4cO2
5、 。该反应中物质 X应是 _, a与 c的关系 是 _。 简要说明 K2FeO4 作 为 水 处 理 剂 时 , 在 水 处 理 过 程 中 所 起 的 作 用 :【 精品教育资源文库 】 _ _。 (2)湿法制备高铁酸钾 (K2FeO4)的反应体系中有六种微粒: Fe(OH)3、 ClO 、 OH 、 FeO24 、Cl 、 H2O。 写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式: _ _。 每生成 1 mol FeO24 转移 _mol 电子,若反应过程中转移了 0.3 mol 电子,则还原产物的物质的量为 _mol。 6 (2018年山西晋中联考 )用含有 Al2O3及少量 Fe3O4和
6、SiO2的铝土矿制备净水剂 液体聚合硫酸铝铁,工艺流程如下 (部分操作和条件略 ): . 向铝土矿中加入过量 H2SO4后,加热、搅拌、过滤。 . 向滤液中加入一定量的双氧水。 . 向溶液中加入 Ca(OH)2固体,调节溶液的 pH 约为 1,过滤。 . 加入稳定剂,加热,得到产品。 (1)Fe3O4与 H2SO4反应的离子方程式是 _。 (2)步骤 中过滤时用到的玻璃仪器是 _,得到的滤渣成分是_(填化学式 )。 (3)步骤 中增大 n(Fe3 )的离子方程式是 _。 (4)铝土矿也可用于冶炼金属 Al。以金属 Al 作阳极,稀硫酸作电解液,通过电解会使金属 Al 的表面生成致密坚硬的氧化膜
7、,其电极反应式是 _。 7 (2017届湖南怀化四模 )高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿 (主要成分是 MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾。下图是实验室模拟制备 KMnO4晶体的操作流程: 已知:锰酸钾 (K2MnO4)是墨绿色晶体,其水溶液呈深绿色,这是锰酸根离子 (MnO24 )在水溶液中的特 征颜色,在强碱性溶液中能稳定存在;在酸性、中性和弱碱性环境下, MnO24 会发生自身氧化还原反应,生成 MnO4 和 MnO2。 回答下列问题: (1)KOH 的电子式为 _,煅烧时 KOH 和软锰矿的混合物应放在 _中加热 (填标号 )。 A烧杯 B瓷坩埚 C蒸发皿 D铁坩
8、埚 (2)调节溶液 pH过程中,所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为 _。 (3)趁热过滤的目的是 _。 (4)已知 20 时 K2SO4、 KCl、 CH3COOK 的溶解度分别为 11.1 g、 34 g、 217 g,则从理论上分析,选用下列酸中 _(填标号 ),得到的高锰酸钾晶体纯度更高。 A稀硫酸 B浓盐酸 C醋酸 D稀盐酸 (5)产品中 KMnO4的定量分析: 配制浓度为 0.1250 mg mL 1的 KMnO4标准溶液 100 mL。 将上述溶液稀释为浓度分别为 2.5、 5.0、 7.5、 10.0、 12.5、 15.0(单位: mgL 1)的溶液,分别测定不同浓度溶液对
9、光的吸收程度,并将测定结果绘制成曲线如下。 【 精品教育资源文库 】 称取 KMnO4样品 (不含 K2MnO4)0.1250 g 按步骤 配得产品溶液 1000 mL,取 10 mL 稀释至 100 mL,然后按步骤 的方法进行测定,两次测定所得的吸光度分别为 0.149、 0.151,则样品中 KMnO4的质量分数为 _。 (6)酸性 KMnO4溶液与 FeSO4溶液反应的离子方程式为 _ _。 小专题四 氧化还原反应理论的综合应用 1 D 解析: A项,在 2Co(OH)3 6HCl=2CoCl2 Cl2 6H2O反应中,还原性: HClCoCl2,但无法比较 CoCl2与 HI 的还
10、原性强弱,故 A 错误; B 项,化学反应遵循强酸制弱酸的规律,则酸性为 CH3COOH H2CO3 HCN,故 B错误; C项,物质分解时生成更加稳定的物质,则稳定性: KCl KClO4 KClO,故 C错误。 2 D 解析:反应的化学方程式为 2NH4CuSO3 4H =Cu Cu2 2SO2 2H2O 2NH4 。反应只有 Cu 元素的化合价发生变化,硫酸根反应前后未变,反应中硫酸体现酸性,不作氧化剂,故 A错误;反应前后 S元素的化合价没有发生变化,故 B错误;因反应是在酸性条件下进行,不可能生成氨气,故 C错误;每 2 mol NH4CuSO3参加反应时转移 1 mol 电子,则
11、1 mol NH4CuSO3完全反应转移 0.5 mol电子,故 D正确。 3 B 解析:工业废气中的 CO2、 SO2可被石灰乳吸收,生成 CaCO3、 CaSO3,气体 1是不能被过量石灰乳吸收的 N2、 NO、 CO,气体 1中 通入气体 X,用 NaOH溶液处理后得到 NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到硝酸钠, NaNO2与含有 NH4 的溶液反应生成无污染气体,应为氮气,则气体 2 含有 CO、 N2,捕获剂所捕获的气体主要是 CO。工业废气中的 CO2、 SO2可被石灰乳吸收,生成 CaCO3、 CaSO3,因石灰乳过量,则固体 1中主要含有 Ca(OH)2、 CaCO3
12、、CaSO3,故 A正确;由以上分析可知 B错误, C正确; NaNO2与含有 NH4 的溶液反应生成氮气,发生氧化还原反应,离子方程式为 NH4 NO2 =N2 2H2O,故 D正确。 4 B 解析:最终溶液中溶质为 NaNO3, n(NaNO3) n(NaOH) 1.0 molL 11.0 L 1 mol,沉淀为 Cu(OH)2,其物质的量为 39.2 g98 gmol 1 0.4 mol,根据铜元素守恒有 n(Cu)2n(Cu2O) nCu(NO3)2 nCu(OH)2 0.4 mol。 A项,设 Cu和 Cu2O的物质的量分别为 x mol、y mol,根据二者质 量有 64x 144
13、y 27.2,根据铜元素守恒有 x 2y 0.4,联立方程解得x 0.2, y 0.1,所以 n(Cu) n(Cu2O) 21 ,故 A正确; B项,根据 N元素守恒可知 n(HNO3) n(NO) n(NaNO3),根据电子转移守恒可知: 3n(NO) 2n(Cu) 2n(Cu2O),所以 3n(NO)20.2 mol 20.1 mol ,解得 n(NO) 0.2 mol,所以 n(HNO3) n(NO) n(NaNO3) 0.2 mol 1 mol 1.2 mol,所以原硝酸溶液的浓度为 1.2 mol0.5 L 2.4 molL 1,故 B错误; C项,由以上计算可知 n(NO) 0.2
14、 mol,所以标准状况下 NO 的体积为 0.2 mol22.4 Lmol 1 4.48 L,故 C 正确; D 项,反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠先与剩余的硝酸反应,再与硝酸铜反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后溶液中 n(HNO3)2nCu(NO3)2 n(NaNO3),所以 n(HNO3) n(NaNO3) 2nCu(NO3)2 1 mol 20.4 mol 0.2 mol,故 D正 确。 5 (1)Na 2O a 4 2c 高铁酸钾具有强氧化性,能杀菌消毒,且消毒过程中自身被还原成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质 【 精品教育资源文库
15、】 (2)2Fe(OH) 3 3ClO 4OH =2FeO24 3Cl 5H2O 3 0.15 解析: (1) 根据原子守恒和电子得失守恒可知, X 应该是氧化钠。根据方程式可知,过氧化钠中氧元素的化合价从 1价部分降低到 2价,得到 1个电子,而部分升高到 0价,失去 1 个电子。另外铁元素的化合价从 2价升高到 6 价,失去 4 个电子,所以根据电子的得失守恒可知, 24 2c 2a 2c,解得 a 4 2c。 (2) 高铁酸钾是生成物,则 Fe(OH)3是反应物,该反应中 Fe 元素化合价由 3价变为 6价,则 Fe(OH)3是还原剂,还需要氧化剂参加反应, ClO 具有强氧化性,所以 ClO 是反