1、信息型氧化还原反应和离子反应综合题 -2- 离子反应与氧化还原反应是高中化学的重要基础知识 ,也是高考重点考查内容之一。近年来在高考中最常见的考查方式是在 卷中将离子反应和氧化还原反应两部分内容融合在一起 ,考查试剂的作用、氧化产物或还原产物、指定物质间的比例关系或化学方程式的配平等。 -3- 反应中试剂的作用、氧化产物或还原产物、指定物质间的比例关系只是信息型离子反应、氧化还原反应方程式配平环节的一部分 ,配平氧化还原反应方程式常常是解决相关问题的基础。信息型离子反应与氧化还原反应方程式的配平步骤如下 : -4- 典例 CN-可以造成水体污染 ,某小组采用如下方法对污水中的 CN-进行处理。
2、 .过氧化氢溶液 氧化法除 NaCN (1)NaCN的电子式为 ,用离子方程式表示 NaCN溶液呈碱性的原因 。 (2)碱性条件下加入 H2O2溶液除 CN-,可得到纯碱和一种无色无味的无毒气体 ,该反应的离子方程式为 。 . CN - 和 Cr 2 O 72 -联合废水处理法 (3) 中反应后无气体放出 , 该反应的离子方程式为 。 (4) 步骤 中 , 每处理 0 . 4 m ol Cr 2 O 72 - , 至少消耗 Na 2 S 2 O 3 m ol 。 -5- .电化学法处理 CN-。如下图装置模拟电化学法处理 CN-,有关结果见下表。 实验 序号 电极 (X) Na C l 溶液浓
3、度( mol L- 1)甲中石墨表 面通入气体 电流计 读数 /A (1) Fe 0 . 1 空气 1 (2) Al 0 . 1 空气 1 . 5 (3) Fe 0 . 1 O 2 2 ( 4) Al 0 . 5 空气 1 . 6 -6- (5)若乙池中石墨 ( )极产生无毒无害的物质 ,其电极反应式为 。 (6)该实验表明电化学法处理 CN-时 ,影响处理速率的因素有 、 。 -7- 解析 : . ( 1) N a C N 为离子化合物 ,电子式为 Na+ C ? N -, N a C N 溶液呈碱性是由于 CN-水解 ,水解离子方程式为 CN-+H 2 OH C N + O H-。 ( 2
4、) 碱性条件下加入 H 2 O 2 除 CN-,可得到纯碱和一种无色无味的无毒气体 ,根据质量守恒 ,可推出这种气体是氮气 ,再根据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒 ,写出该反应的离子方程式为5H 2 O 2 + 2 C N-+ 2 O H-N 2 + 6H 2 O + 2C O32 -。 -8- . (3) 中反应后无气体放出 ,该反应的离子方程式为CN-+ClO-CNO-+Cl-。 (4) 步骤 中 ,重铬酸根离子中铬是 +6 价 ,被还原为 +3 价的铬离子 ,0 . 4 m ol 的重铬酸根离子得到的电子数为 2 . 4 m ol ,硫代硫酸钠中硫的化合价为 +2 价 ,被氧化为硫酸根
5、 ,硫酸根中硫的化合价为 +6 价 ,1 m ol 硫代硫酸钠完全被氧化需要失去的电子为 8 m ol ,所以每处理 0 . 4 m ol Cr 2 O72 -,至少消耗 Na 2 S 2 O 3 0 . 3 m ol 。 . (5) 乙装置中阳极 石墨 ( ) 发生氧化反应生成无毒无害的氮气和碳酸根离子 ,电极反应式为 2C N-+1 2OH- 10e-2C O32 -+N 2 + 6H 2 O 。 (6) 通过比较表中的数据可知 ,影响处理速率的因素有负极的金属材料、甲池中电解质的浓度及氧气的浓度。 -9- 答案 : . ( 1) N a+ C ? N -CN-+H 2 O H C N +
6、 O H-( 2) 5H 2 O 2 +2 C N-+2 O H-N 2 +6H 2 O + 2C O32 - . ( 3) C N-+ Cl O-CN O-+ Cl-( 4) 0 . 3 . ( 5) 2C N-+ 12 O H- 10e-2C O32 -+N 2 +6H 2 O ( 6) 负极的金属材料 甲池电解质溶液中氯化钠的浓度和氧气的浓度 -10- 1.用含有 Al2O3SiO2和少量 FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O的工艺流程如下 (部分操作和条件略 ): .向铝灰中加入过量稀硫酸 ,过滤 ; .向滤液中加入过量 KMnO4溶液 ,调节溶液的 pH约为 3; .加热 ,产生大量棕色沉淀 ,静置 ,上层溶液呈紫红色 ; .加入 MnSO4至紫红色消失 ,过滤 ; .浓缩、结晶、分离 ,得到产品。 (1)H2SO4溶解 Al2O3的离子方程式为 。 (2)将 KMnO4氧化 Fe2+的离子方程式补充完整 : Mn O 4- + Fe 2+ + Mn 2+ + Fe 3+ + 1 2
