1、专项提能特训专项提能特训 3 从氧化还原反应的视角分析从氧化还原反应的视角分析“化工生产化工生产” 中的物质变化中的物质变化 1分解水制氢的一种原理如图，下列关于该原理的说法正确的是( ) A反应过程中化合价改变的元素共有 H、O、S B涉及的反应类型只有分解反应和化合反应 C理论上，每生成 16 g O2，就能得到标准状况下 22.4 L H2 D理论上，每分解 18 g H2O，就需向体系内再补充 32 g SO2 答案 C 解析 反应：SO22H2OI2=H2SO42HI； 反应：2HI= 太阳能 H2I2； 反应：2H2SO4= 太阳能 2SO22H2OO2。 2碱式硫酸铁Fex(OH
2、)y(SO4)z(其中 Fe 元素为3 价)是一种新型高效絮凝剂。一种利用 废铁屑(含 Fe 和少量 Al2O3、Fe2O3)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下 ： 下列说法正确的是( ) Ax、y、z 一定符合关系式：xyz B“过滤”所得滤液中只含溶质 FeSO4 C“反应”中包含的反应类型有置换反应、化合反应和复分解反应 D在实际生产中，反应常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量，若有 11.2 L(标准状况)的 O2参与反应，则相当于节约 4 mol NaNO2 答案 C 解析 Fex(OH)y(SO4)z(其中 Fe 元素为3 价)， 化合价代数和为 0， x、 y、 z 一定符合关系式
3、： 3xy2z，故 A 错误；“过滤”所得滤液中除含溶质 FeSO4外还有 Na2SO4，故 B 错误；由 分析可知，“反应”中包含的反应类型有置换反应：FeH2SO4=FeSO4H2，化合反 应 Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4和复分解反应 Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O、Fe2O3 3H2SO4=Fe2(SO4)33H2O， 故 C 正确； 在实际生产中， 反应常同时通入 O2以减少 NaNO2 的用量，若参与反应的 O2有 11.2 L(标准状况)，反应过程中提供电子相等，则相当于节约 NaNO2的物质的量 11.2 L 22.4 L mol 14 1 2 mol
4、。 3.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下，将 NO 与 H2的混合气体通入 Ce(SO4)2与 Ce2(SO4)3的混合溶液中，其转化过程如图所示。下列说法不 正确的是( ) A反应的离子反应方程式为：2Ce4 H 2=2Ce 32H B反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 12 C反应前溶液中 c(Ce4 )一定等于反应后溶液中的 c(Ce4) D反应过程中混合溶液内 Ce3 和 Ce4的总数一定保持不变 答案 C 解析 根据图示可知反应为 2Ce4 H 2=2Ce 32H， A 项正确； 反应的反应物为 Ce3、 H 、NO，生成物为 Ce4、N 2
5、、H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应 方程式为 4Ce3 4H2NO=4Ce4N 22H2O，在该反应中 NO 是氧化剂，Ce 3是还原 剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2412，B 项正确；反应前后溶液中 Ce4 的物 质的量不变，但由于反应后溶液中水的物质的量增多，所以反应后溶液中 c(Ce4 )减小，C 项 错误、D 项正确。 4(2019 山东淄博、滨州一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下： 下列说法正确的是( ) A“灼烧”可在石英坩埚中进行 B母液中的溶质是 K2CO3、KHCO3、KCl C“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法 D“转化”反
6、应中，生成的 KMnO4和 MnO2的物质的量之比为 21 答案 D 解析 “灼烧”时，KOH 会与石英坩埚中的二氧化硅反应，A 项错误；结晶后的母液中有 KMnO4、KCl、KHCO3，B 项错误；“结晶”环节采用加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法，C 项错误；由 2H2O3K2MnO44CO2=2KMnO4MnO24KHCO3可知，氧化产物为 KMnO4，还原产物为 MnO2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 21，D 项正确。 5五氧化二钒(V2O5)是一种两性氧化物，具有强氧化性，其制备方法如下图所示。下列关于 五氧化二钒的说法中错误的是( ) A五氧化二钒的结构式为 BV2O5溶于碱生成
7、 VO 2 C“沉钒”涉及反应的化学方程式为 6NaVO32H2SO42NH4Cl=(NH4)2V6O162Na2SO4 2H2O2NaCl DV2O56HCl(浓)=2VOCl2Cl23H2O，生成 1 mol Cl2转移电子数为 2NA 答案 B 解析 根据五氧化二钒的化学式(V2O5)及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为5 价， 因此 A 中所示的结构式正确；根据题干信息知 V2O5是一种两性氧化物，既可与酸反应，也 可与碱反应，其与碱的反应属于复分解反应，各元素化合价不变，故 B 错误；根据题目所给 流程图可知，“沉钒”是使钒元素以沉淀形式析出，发生的是复分解反应，各元素化合价不
8、发生改变，故 C 正确；V2O5具有强氧化性，其与盐酸反应时可将 Cl 氧化成氯气，生成 1 mol Cl2失去 2 mol e ，D 正确。 6(2019 山东日照一模)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着 广泛的应用，从钛白水解工业废酸(含 Sc3 、TiO2、Mn2、H、SO2 4等离子)中提取氧化钪 (Sc2O3)的一种流程如图： 请回答下列问题： (1)在钛白水解工业废酸中， 加入 H2O2是为了使 TiO2 转化为难萃取的Ti(O 2)(OH)(H2O)4 ， Ti(O2)(OH)(H2O)4 中 Ti 的化合价为_。 (2)钪的萃取率(E%)与 O/A 值
9、萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比的关系如下图，应选择 的合适 O/A 值为_。 温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表，合适的萃取温度为 1015 ，其理由是 _。 T/ 5 10 15 25 30 钪的萃取率/% 91.3 96 97.1 97.3 98.0 钛的萃取率/% 0.94 0.95 2.10 3.01 4.20 (3)已知钪与铝类似，其氢氧化物具有两性。反萃取步骤中，加入 NaOH 使溶液呈碱性，碱性 条件下双氧水可以氧化锰离子生成滤渣，写出该反应的离子方程式_。 (4)草酸钪“灼烧”的化学方程式为_。 (5)若该钛白水解废酸中含 Sc3 的浓度为 16 mg L1，从 1 m
10、3 该废酸中提取得到 21.6 g Sc2O3， 则钪的提取率为_(保留两位有效数字)。 答案 (1)4 (2)14 温度为 1015 时，钪的萃取率较高，且钛的萃取率较低(合理即 得分) (3)Mn2 H 2O22OH =MnO 22H2O (4)2Sc2(C2O4)33O2= 2Sc2O312CO2 (5)88% 解析 (1)Ti(O2)(OH)(H2O)4 中存在过氧根离子(O2 2)和 OH ，故化合物中 Ti 为4 价。 (2)在 1015 钪萃取率较大，而钛的萃取率较低，钪的相对纯度较高。 (4)草酸根中碳的化合价是3 价，在灼烧草酸钪时会被氧化为 CO2，则化学方程式为 2Sc2(C2O4)33O2= 2Sc2O312CO2。 (5)1 m3废酸中 Sc3 的质量为 16 g,21.6 g Sc 2O3中钪的质量为 21.6 g 90 13814 g，故钪的提取 率为14 g 16 g100%88%。
