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专题08 氧化还原反应
(建议完成时间:45 分钟 实际完成时间:_______分钟)
目 录
考点一 氧化还原反应的相关概念及其表示方法
考点二 氧化性、还原性强弱的比较
考点三 氧化还原反应的基本规律及应用
考点四 氧化还原反应的配平与计算
考点一 氧化还原反应的相关概念及其表示方法
1.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考二模)已知反应:
,下列说法正确的是
A.
是氧化剂,生成
过程中被氧化
B.
既是氧化产物又是还原产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D.反应中
参加反应,共转移
电子
【答案】D
【解析】A.Cu 元素的化合价降低,故
是氧化剂,生成
过程中被还原发生还原反应,故A 错
误;B.Cu、P 元素的化合价均降低,则生成的
是还原产物,故B 错误;C.Cu、P 元素的化合价降
低,则5molP4、60mol
有0 升高到+5 价,6mol P4是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
65:6,故C 错误;D.消耗60mol
,反应转移120mole-,消耗1mol
,转移2mole-,故D 正确。
答案为D。
2.(2023·广东·高三学业考试)使用交叉分类法可从不同角度认识化学反应。下列反应既属于化合反应,
又属于氧化还原反应的是
A.Cl2+H2O=HCl+HClO
B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C.3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【答案】D
【分析】根据反应特点及特征分析判断。
【解析】A.该反应中反应物有2 种,生成物也有2 种,因此反应不属于化合反应,A 错误;B.该反应中
反应物有2 种,生成物也有2 种,因此反应不属于化合反应,B 错误;C.该反应中反应物有2 种,生成物
也有2 种,因此反应不属于化合反应,C 错误;D.该反应中反应物有3 种,生成物只有1 种,反应基本类
型属于化合反应,且在反应过程中Fe、O 元素的化合价发生了变化,因此反应又属于氧化还原反应,D 正
1
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确;故合理选项是D。
3.(2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模)氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,全
球每年通过人类活动新增的“活性”氮导致全球氮循环的严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、
温室气体排放等一系列环境问题。海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列叙述不正确的是
A.图中5 个反应中包含4 个氧化还原反应
B.1 mol NH 与1 mol NH3所含电子数相等
C.反应④中NH2OH 作还原产物
D.反应③和⑤生成等量N2时,反应⑤转移的电子数少
【答案】D
【解析】A.反应①中NH 的N 和H 的化合价均未发生变化,反应②中NH2OH 的N 的化合价由-1 降低
为-2,反应③中N2H4的N 的化合价由-2 升高为0 价,反应④中的NO 的N 化合价由+3 价降低为-1 价,反
应⑤中的NO 的N 化合价由+3 价降低为0 价,共有4 个氧化还原反应,故A 说法正确;B.1molNH 与
1molNH3均含有10mol 电子,故B 说法正确;C.反应④中的NO 的N 化合价由+3 价降低为-1 价
(NH2OH),NH2OH 作还原产物,故C 说法正确;D.反应③中N2H4的N 的化合价由-2 升高为0 价,反应⑤
中的NO 的N 化合价由+3 价降低为0 价,生成等量氮气时,反应⑤转移电子数多,故D 说法错误;答案
为D。
4.(2023·浙江金华·浙江省丽水中学校联考一模)高铜酸钾KCuO2(Cu 为+3 价)可由反应
2CuO+2KO2=O2↑+2KCuO2制备得到,下列说法正确的是
A.KO2只发生还原反应
B.0.2molCuO 被氧化时,反应共转移了0.3mol 电子
C.CuO 既是氧化剂又是还原剂
D.该反应的氧化产物只有KCuO2
【答案】B
【解析】A.由题干反应方程式:2CuO+2KO2=O2↑+2KCuO2可知,反应中KO2中的O 部分由-
价变为0
价,部分由-
价变为-2 价,即KO2既发生还原反应又发生还原反应,A 错误;B.由题干反应方程式:
2CuO+2KO2=O2↑+2KCuO2可知,反应中转移电子数为:3e-,故0.2molCuO 被氧化时,反应共转移了
0.3mol 电子,B 正确;C.由题干反应方程式:2CuO+2KO2=O2↑+2KCuO2可知,反应中CuO 中Cu 的化合
价由+2 价升高到+3 价,故CuO 只是还原剂,被氧化,C 错误;D.由题干反应方程式:
2CuO+2KO2=O2↑+2KCuO2可知,从O 的化合价可知O2为氧化产物,从Cu 的化合价可知KCuO2为氧化产
物,故该反应的氧化产物有KCuO2和O2,D 错误;故答案为:B。
2
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5.(2023·浙江杭州·校联考模拟预测)超氧化钾(
)在加热条件下可以将
氧化,该反应的化学方程
式如下:
,则下列说法不正确的是
A.该反应中化合价升高的元素是O 和Cu
B.
既是氧化产物,又是还原产物
C.当反应中转移的电子数为
时,有
被氧化
D.标准状况下,生成
时,被还原的超氧化钾(
)为
【答案】C
【分析】
中,Cu 化合价由+2 价升高到+3 价,
中O 的化合价由-
价一部
分升高为0 价,一部分降低到-2 价,2molCuO 参加反应,一共转移3mol 电子;
【解析】A.根据分析可知,该反应中化合价升高的元素是O 和Cu,选项A 正确;B.Cu 化合价由+2 价
升高到+3 价,O 元素部分由-
价降为-2 价,
既是氧化产物,又是还原产物,选项B 正确;C.反
应
中,共转移3mol 电子,故当反应中转移的电子数为
时,有
被氧化,选项C 错误;D.
中O 的化合价由-
价一部分长高为0 价,一部分降低到-2 价,
比例为1:1,标准状况下,生成
时,即0.1mol,被还原的超氧化钾(
)为
,选项D 正确;
答案选C。
6.(2023·上海·统考模拟预测)聚合氯化铝用于城市给排水净化。氧化铝法制取无水三氯化铝的反应如下:
(1)标出上述反应的电子转移方向和数目 。
(2)写出该反应的平衡常数表达式:
。
(3)Al 原子核外有 种不同能量的电子。
聚合氯化铝(PAC)是一种介于
和
之间的水溶性无机高分子聚合物,PAC 的水解过程中会有一
种聚合稳定态物质
称为
,
对水中胶体和颗粒物具有高度电中和桥联作
用,是净水过程中的重要物质。
(4) Al13在水解过程中会产生[Al(OH)2]+、[Al(OH)]2+等产物,写出[Al(OH)]2+水解的离子方程式 。
(5)
溶液与NaOH 溶液反应,若参与反应的铝离子最终全部转化生成
,则理论上参与反应的
与
的物质的量之比是
(6)使用
净水时应控制pH 在6.8~8.02 之间,否则净水效果不佳。请结合使用
水解净化水时铝元素
存在的形态,分析在强酸性和强碱性环境时净水效果差的原因。
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【答案】(1)
或
(2)
(3)5
(4)Al(OH)2++H2O
Al(OH) +H+
(5)13∶32
(6)如果是强酸性,抑制Al3+水解,如果是强碱,Al 元素以AlO 形式存在
【解析】(1)该反应中C 为还原剂,氯气为氧化剂,3molC 参与反应转移6mol 电子,单线桥表示形式为
或用双线桥的形式表示
;故答案为
或
;
(2)根据平衡常数的数学表达式,K=
;故答案为
;
(3)基态Al 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,有1s、2s、2p、3s、3p,有5 种不同能量的电子;故
答案为5;
(4)Al(OH)2+水解的方程式为:Al(OH)2++H2O
Al(OH) +H+,故答案为Al(OH)2++H2O
Al(OH)
+H+;
(5)理论上完全转化,发生的离子方程式为13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+,参与Al3+与
OH-的物质的量之比为13∶32;故答案为13∶32;
(6)如果是强酸性,抑制Al3+水解,不能得到Al13,如果是强碱,Al 元素以AlO 形式存在,也不能得到
Al13;故答案为如果是强酸性,抑制Al3+水解,如果是强碱,Al 元素以AlO 形式存在。
考点二 氧化性、还原性强弱的比较
1.(2023·海南·海南中学校联考一模)
是一种常用的消毒剂,可通过反应
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制取,下列有关说法正确的是
A.还原性:
B.每消耗
,转移
电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D.若该反应通过原电池来实现,则
是负极产物
【答案】C
【解析】A.
反应中,SO2是还原剂、ClO2是还原产物,还原性
,故A 错误;B.SO2中S 元素化合价由+4 升高为+6,每消耗
,转移
电子,故B
错误;C.NaClO3中Cl 元素化合价降低,NaClO3是氧化剂,SO2中S 元素化合价升高,SO2是还原剂,氧
化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,故C 正确;D.若该反应通过原电池来实现,负极发生氧化反应,
正极发生还原反应,则
是正极产物,故D 错误;选C。
2.(2023·山东滨州·统考二模)氧化还原电对的标准电极电势(
)可用来比较相应氧化剂的氧化性强弱,
相关数据(酸性条件)如下。
氧化还原电对(氧
化剂/还原剂)
电极反应式
/V
0.77
0.54
1.36
1.07
1.84
下列分析错误的是
A.氧化性:
B.向
溶液滴加
溶液,反应的离子方程式为
C.向淀粉KI 溶液中滴加
溶液,溶液变蓝色
D.向含有KSCN 的
溶液中滴加少量氯水,溶液变红色
【答案】B
【解析】A.标准电极电势越大,对应氧化剂的氧化性越强,氧化性:
;故A 正确;
B.
的氧化性低于
,所以不能通过
氧化
得到
;所以不会发生反应,故B 错误;
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C.
的氧化性高于
,向淀粉KI 溶液中滴加
溶液,得到
,溶液变蓝色;故C 正确;D.氧化
性大小为
,所以氯水氧化
,溶液变红,故D 正确;故答案选B。
3.(2023·湖北武汉·统考模拟预测)已知反应S2O
(aq)+2I-(aq)
2SO
(aq)+I2(aq),若起始向反应体系中
加入含Fe3+的溶液,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.S2O
中硫元素显+7 价
B.反应速率与Fe3+浓度无关
C.由图可知氧化性:Fe3+>S2O
D.若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的小
【答案】D
【解析】A.硫最外层只有6 个电子,不会显+7;S2O
中含有过氧键存在-1 价氧,使得硫元素显+6 价,A
项错误;B.反应中铁离子参与反应生成亚铁离子,亚铁离子又转化为铁离子,则铁离子为催化剂,改变
反应速率,故反应速率与Fe3+浓度有关,B 项错误;C.氧化剂氧化性大于氧化产物,由图示第二步反应可
知,氧化性:Fe3+<S2O
,C 项错误;D.铁离子为催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率,但是
不改变反应焓变;由图可知,反应为放热反应,若不加Fe3+,正反应的活化能仍比逆反应的小,D 项正确;
故选D。
4.(2023·北京朝阳·统考三模)某同学利用下列电池装置探究
的氧化性和还原性。电流表显示电子由
铁电极流向石墨电极,石墨电极上未见Fe 析出,下列分析不正确的是
A.盐桥中的阳离子进入右侧烧杯溶液中
B.一段时间后两烧杯溶液中
均增大
C.当两烧杯溶液中
相等时,说明反应已达到平衡状态
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D.由A、B 中的现象可知,
还原性小于Fe、氧化性小于
【答案】C
【分析】该反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,负极为铁单质失电子生成亚铁离子,正极为铁离子得电子生成亚铁离
子,据此分析下列选项。
【解析】A.铁电极失电子为负极,石墨电极为正极,阳离子从负极向正极移动,故盐桥中阳离子进入石
墨电极溶液中,A 正确;B.负极反应为Fe-2e-=Fe2+,石墨电极上发生的反应为Fe3++e-=Fe2+,两侧均反应
生成亚铁离子,故一段时间后两烧杯溶液中
均增大,故石墨电极溶液中亚铁离子浓度增大,B 正确;
C.负极反应为Fe-2e-=Fe2+,正极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+,设两边均为1L 溶液,一段时间后转移电子为
2xmol 时两极溶液中亚铁离子浓度相等,则0.10+x=2x+0.05,得x=0.05,则右边消耗铁离子为0.05mol<
1mol,则反应仍能继续进行,故不能说明反应达到平衡状态,C 错误;D.负极反应为Fe-2e-=Fe2+,正极
反应为2Fe3++2e-=2Fe2+,总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,反应中氧化剂为Fe3+,还原剂为Fe,Fe2+既是氧化产物
也是还原产物,故Fe2+还原性小于Fe,氧化性小于Fe3+,D 正确;故答案选C。
5.(2023·河北·校联考三模)二氟化氧(
)可用作极强的氧化剂和氟化剂。已知:①
(NaOH 溶液的浓度为2%),②
。下列说法错误的是
A.
分子的空间结构呈V 形
B.反应①中,每生成
,转移电子4mol
C.反应②中,
和
既是氧化产物又是还原产物
D.氧化性的强弱比较:
【答案】C
【解析】A.
分子中有2 个
键电子对,氧原子上有2 个孤电子对,故
分子的空间结构为V 形,A
项正确;B.反应①中,依据得失电子守恒,每生成
,转移电子4mol,B 项正确;C.反应②中,
既是氧化产物又是还原产物,
仅是氧化产物,C 项错误;D.依据氧化性:氧化剂>氧化产物,氧
化剂>还原剂,可得出氧化性:
,D 项正确;答案选C。
考点三 氧化还原反应的基本规律及应用
1.(2023·浙江·校联考一模)NaH2PO2为正盐,关于化学反应NaH2PO2 +4AgNO3 +2H2O=4Ag+H3PO4
+NaNO3 +3HNO3。下列说法不正确的是
A.氧化产物是H3PO4
B.该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
C.此条件下氧化性:Ag+>H3PO4
D.该反应的离子方程式为
+4Ag++H2O=4Ag+H3PO4 +H+
【答案】D
【分析】NaH2PO2为正盐即可电离生成Na+和
,银元素由+1 价降到0 价,磷元素由+1 价升高到+5 价。
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【解析】A.由分析知,磷元素化合价升高,即H3PO4属于氧化产物,A 正确;B.结合分析知,NaH2PO2
为还原剂,4AgNO3为氧化剂,得失电子守恒知氧化剂和还原剂物质的量之比为4∶1,B 正确;C.氧化剂
的氧化性大于氧化产物的氧化性,即氧化性Ag+>H3PO4,C 正确;D.离子方程式为
,D 错误;故选D。
2.(2023·山东济宁·统考二模)
去除酸性废水中
的反应机理如图所示(图中“HS·”为自由
基)。下列说法错误的是
A.X 的化学式为
B.HS·反应活性较强,不能稳定存在
C.步骤III 反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为8∶1
D.步骤IV 除砷的方程式为
【答案】C
【解析】A.S2O
经过“途径I”的除砷过程可描述为,S2O
与氢离子在紫外线照射条件下可以生成
HS·,两个HS·可以结合生成H2S2,H2S2分解得到S8和H2S,H2S 与H3AsO3发生反应生成As2S3,X 的化学
式为
,故A 正确;B.HS·反应活性较强,在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在,故B 正确;C.
步骤III 反应中H2S2分解得到S8和H2S,方程式为:8H2S2=S8+8H2S,S 元素化合价由-1 价上升到0 价,又
由-1 价下降到-2 价,H2S2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量比为1∶1,故C 错误;D.
步骤IV 中,H2S 与H3AsO3发生反应生成As2S3,方程式为:
,故D 正确;
故选C。
3.(2023·浙江·校联考三模)工业上以镉铁矿(主要成分为
、
、Fe 和
)为原料制备分析试剂
的流程如图[
可溶于水]:
下列说法不正确的是
A.酸浸过程既有氧化还原反应,也有非氧化还原反应
B.
是还原镉步骤的还原剂,溶液中
可能将其氧化为
C.若氧化步骤有气泡生成,说明酸性条件下
也能氧化
D.沉镉后的滤液仍会残留少量的
,排放前需进一步回收处理以防污染环境
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【答案】C
【分析】镉铁矿加入稀硫酸酸浸,得到滤渣1 主要成分为
等,滤液加入甲醇还原镉,再加入双氧水氧
化,调节pH 得到滤渣2,加入碳酸钾溶液沉镉,去掉滤液,得到的碳酸镉加入溴酸转化,蒸发结晶得到
;
【解析】A.酸浸过程
、
与稀硫酸发生复分解反应生成盐和水,属于非氧化还原反应,Fe 与硫
酸反应生成硫酸亚铁和氢气属于氧化还原反应,选项A 正确;B.
是还原镉步骤的还原剂,溶液中
可能将其氧化为
,
转化为
,选项B 正确;C.气泡可能是
等催化下双氧水的分解
产生的,选项C 不正确;D.镉为重金属,沉镉后的滤液仍会残留少量的
,排放前需进一步回收处理
以防污染环境,选项D 正确;答案选C。
4.(2023·河北·张家口市宣化第一中学校联考二模)通过电氧化合成法可制备特殊高价金属化合物高铜酸
钠(化学式为NaCuO2)。关于该物质的推测,下列有关说法正确的是
A.NaCuO2具有强还原性
B.NaCuO2与浓盐酸反应产生O2
C.电氧化合成时,在阴极上Cu2+失电子得到NaCuO2
D.NaCuO2与氢气反应可能有紫红色固体生成
【答案】D
【解析】A.NaCuO2中铜元素的化合价为+3 价,不稳定,容易得到电子,表现强氧化性,A 错误;B.
NaCuO2具有强氧化性,浓盐酸有还原性,二者会发生氧化还原反应生成黄绿色刺激性其为的气体氯气,B
错误;C.NaCuO2中铜元素的化合价为+3 价,故电氧化合成时,Cu2+在阳极上失电子得到NaCuO2,C 错
误;D.氢气具有还原性,NaCuO2具有强氧化性,氢气可将NaCuO2还原产生紫红色的单质铜,D 正确;
故选D。
5.(2023·浙江·校联考模拟预测)超氧化钾
在加热条件下可以将
氧化成
Ⅲ的化合物,化
学方程式如下:
,则下列说法正确的是
A.
既是氧化剂,又是还原剂
B.
只是氧化产物
C.当反应中转移的电子数为
时,则有
被氧化
D.标准状况下,生成
时,被还原的超氧化钾
为
【答案】C
【分析】分析方程式
可知,
中的O 元素的化合价
由部分升高为氧气
中的价,被氧化,部分转化为
,
中O 为
价,
为
价,故氧气为氧化产物,
即是氧化产物也是还原产物。
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【解析】A.该反应中
中
的化合价由
价升高为
价,
被氧化,为还原剂,
的中O 化合
价由
价部分升高为价,部分降低为
价,既有升高,又有降低,
既是氧化剂又是还原剂,选项
A 错误;B.
中
的化合价由
价升高为
价,化合价升高被氧化,是氧化产物,而部分氧的化
合价又由
价降低为
价,化合价降低被还原,故又是还原产物,选项B 错误;C.根据方程式分析可
知,当反应中转移的电子数为
时,则有
被氧化,选项C 正确;D.标准状况下,生成
时,即
时,根据方程式可知,参与反应的超氧化钾
为
,但
中只有一半
是被还原的,另一半被氧化,故被还原的超氧化钾
为
,选项D 错误;答案选C。
考点四 氧化还原反应的配平与计算
1.(2023·浙江绍兴·统考二模)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应 10NaN3 + 2KNO3 = K2O + 5Na2O
+ 16N2↑,下列有关说法不正确的是
A.NaN3为还原剂
B.生成 1mol N2,转移 0.625NA个电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1:15
D.该反应过程有极性键、非极性键和离子键的断裂或形成
【答案】C
【分析】由方程式可知,反应中,叠氮化钠中的氮元素化合价升高被氧化,叠氮化钠为反应的还原剂,硝
酸钾中氮元素化合价降低被还原,硝酸钾是反应的氧化剂,氮气即是氧化产物也是还原产物。
【解析】A.由分析可知,反应中,叠氮化钠中的氮元素化合价升高被氧化,叠氮化钠为反应的还原剂,
故A 正确;B.由方程式可知,反应生成16mol 氮气时转移10mol 电子,则生成1mol 氮气时,反应转移电
子数目为
×NAmol—1=0.625NA,故B 正确;C.由分析可知,反应中,叠氮化钠为反应的还原剂,
硝酸钾是反应的氧化剂,氮气即是氧化产物也是还原产物,由方程式可知,叠氮化钠和硝酸钾的物质的量
比为10:2,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为10×3:2=15:1,故C 错误;D.叠氮化钠是含有离
子键和非极性键的离子化合物,硝酸钾是含有离子键和极性键的离子化合物,氧化钾、氧化钠是含有离子
键的离子化合物,氮气是含有非极性键的非金属单质,所以反应过程有极性键、非极性键和离子键的断裂
或形成,故D 正确;故选C。
2.(2023·广东梅州·统考二模)为了获得良好的草酸酯加氢的催化效果,通常需要保持铜催化剂中Cu0和
Cu+的组成相对稳定,将C60作为电子缓冲剂,通过中性碳团簇(C60)与负离子(C
)的切换可有效地稳定铜催
化剂中Cu0和Cu+的比例。下列说法正确的是
A.C60是新型化合物
B.当1molC60转变为C
时,失去60mol 电子
C.当C60转变为C
时,铜催化剂中Cu0和Cu+的个数比减小
D.草酸酯催化加氢过程中,需要不断补充C60
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【答案】C
【解析】A.
是单质,不是化合物,A 项错误;B.
是一个由60 个C 原子构成的分子,
转
变为
时,得到
电子,B 项错误;C.
转变为
时,得到电子,则铜催化剂中部分
失去电子
变成
,两者个数比减小,C 项正确;D.题干中
是电子缓冲剂,通过
与
的切换起作用,不用
补充
,D 项错误;故选C。
3.(2023·辽宁沈阳·东北育才学校校考模拟预测)2.28 g 铜镁合金完全溶解于75 mL 密度为1.40 g/mL、质
量分数为63%的浓硝酸中,得到
和
的混合气体1680 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入l.0
mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到3.81 g 沉淀,下列说法正确的是
A.该合金中,镁的物质的量为0.03 mol
B.
和
混合气体的平均相对分子质量约为55.2
C.得到3.81 g 沉淀时,加入NaOH 溶液的体积为900 mL
D.该浓硝酸中
的物质的量浓度为12.0 mol/L
【答案】B
【分析】设铜、镁的物质的量分别为x、y,则①64x+24y=2.28,②98x+58y=3.81,解得x=0.03mol,
y=0.015 mol,混合气体的物质的量=
,设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b,根据
氧化还原反应中得失电子数相等:2×(0.03+0.015)=2a+b,a+b=0.075,则a=0.015mol,b=0.06mol,
c(HNO3)=
,硝酸的物质的量n(HNO3)=14.0
mol/L×75mL÷1000=1.05mol。
【解析】A.由分析可知,该合金中,镁的物质的量为0.015 mol,A 错误;B.
和
混合气体的摩
尔质量约=
,其平均相对分子质量约为55.2,B 正确;C.沉淀达最大时,
溶液中只有硝酸钠,根据原子守恒:n(NaOH)=n(HNO3)-(2a+b)=1.05mol-0.09mol=0.96mol,氢氧化钠溶
液体积为960mL,C 错误;D.c(HNO3)=
, D 错误;故选B。
4.(2023 秋·江苏南通·高三如皋市第一中学开学考试)根据提供的情境书写指定反应的方程式。
(1)通过如图转化可回收废旧锂电池电极材料
(难溶于水)中钴元素和锂元素。
写出反应1 的离子方程式: 。
(2)活性自由基
可有效除去废水中的苯酚等有机污染物,原理如图所示。写出
除去苯酚(
)
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反应的化学方程式: 。
(3)现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为
,含少量
和
)制取高纯锌的部分工艺流程如图
所示。
①已知:“溶浸”后浸出液中含
等。写出该过程中生成
的相关离子方程式: 。
②“氧化除杂”的目的是将“
”转化为
胶体,再经吸附聚沉除去。写出氧化反应的离子方程
式: 。
【答案】(1)2LiCoO2+6H++SO
=2Li++2Co2++ SO
+3H2O
(2)4
+
+H2O
3CH3COOH
(3)ZnO+2NH3·H2O+2NH =
+3H2O 2
+2H2O2+6NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH
+5H2O
【分析】现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为
,含少量
和
)制取高纯锌,氧化锌烟灰
加入过量氨水、氯化铵得到
,过滤分离出滤液,加入过氧化氢氧化
除杂,分离出含锌的滤液,最终生成锌。
【解析】(1)“沉钴”时得到Co(OH)2,可以推知反应1 中LiCoO2与H2SO4和Na2SO3反应生成Co2+和SO
,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2LiCoO2+6H++SO
=2Li++2Co2++ SO
+3H2O。
(2)依据流程图可知
除去苯酚(
)反应乙酸,化学方程式为:4
+
+H2O
3CH3COOH。
(3)①已知:“溶浸”后浸出液中含
,则氧化锌和过量氨水、氯化铵生成
,反应为
ZnO+2NH3·H2O+2NH =
+3H2O;②过氧化氢具有氧化性,“氧化除杂”过程中
和过氧
化氢、过量氨水反应生成As2O5和水,反应为2
+2H2O2+6NH3·H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH
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+5H2O。
5.(2023·浙江·校联考三模)某钾盐X 含有4 种前四周期元素,某兴趣小组进行了如下探究实验:
其中固体A 为两种盐组成的混合物,并且两种盐含有相同的阴离子;气体F 是由气体B 与气体Ⅰ组成的混
合物,且只含有两种元素;黑色固体G 是一种磁性物质;所有气体体积均已换算成标况下数据,请回答下
列问题:
(1)X 的组成元素为K、 、 、 ,X 的化学式为 。
(2)写出固体D 真空加热分解的化学方程式 。
(3)写出溶液C 与足量酸性
溶液反应的离子方程式 。
(4)设计实验检验溶液J 中
以外的阳离子 。
【答案】(1)Fe C O K3[Fe(C2O4)3]
(2)FeC2O4
FeO+CO↑+CO2↑
(3)5C2O
+2MnO +16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(4)取少量溶液J 于试管中,滴加KSCN 溶液,若溶液变红,说明存在Fe3+;另取少量溶液J 于试管中,滴
加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,说明存在Fe2+
【分析】黑色固体G 是一种磁性物质,则G 为四氧化三铁,1.55g 四氧化三铁中铁元素的物质的量为
×3≈0.02mol,由铁原子个数守恒可知,1.44g 黑色固体E 中铁原子的质量为0.02mol×56g/
mol=1.12g,由质量守恒定律可知,E 中氧原子的物质的量为
=0.02mol,则E 为氧化亚铁;气
体F 是由气体B 与气体Ⅰ组成的混合物,且只含有两种元素,由B 能与澄清石灰水反应生成白色固体H 可
知,气体B 为二氧化碳、气体F 为一氧化碳、白色固体H 为碳酸钙,则固体D 受热分解生成氧化亚铁、一
氧化碳和二氧化碳,由质量守恒定律可知,D 发生分解反应生成二氧化碳的质量为2.88g—1.44g—
×28g/mol=0.88g,由原子个数守恒可知,D 中铁原子的物质的量为0.02mol、碳原子的物质的量
为
+
=0.04mol、氧原子的物质的量为
=0.08mol,则D 中
铁原子、碳原子和氧原子的物质的量比为0.02mol:0.04mol:0.08mol=1:2:4,化学式为FeC2O4;由固体
A 为两种盐组成的混合物,并且两种盐含有相同的阴离子可知,溶液C 为草酸钾溶液,由固体A 的质量可
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知,草酸钾的物质的量为
=0.03mol,则固体X 受热分解生成草酸钾、草酸亚铁和
二氧化碳,由原子个数守恒可知,X 中钾原子和铁原子的个数比为0.03mol×2:0.02mol=3:1,由化合价代
数和为0 可知,X 的化学式为K3[Fe(C2O4)3]。
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