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1、氧化还原反应规律及应用1(2020山东八校联考)活性氧化锌是一种多功能的新型无机材料。某小组以粗氧化锌(含铁、铜的氧化物)为原料模拟工业生产活性氧化锌，流程如下：已知相关氢氧化物沉淀pH范围如表所示：Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2开始沉淀pH5.47.02.34.7完全沉淀pH8.09.04.16.7下列说法不正确的是()A“酸浸”中25%稀硫酸可用98%浓硫酸配制，需玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管等仪器B“除铁”中用ZnO粉调节溶液pH至4.14.7C“除铜”中加入过量Zn粉对活性氧化锌的产量没有影响D“沉锌”反应为2Zn24HCO=Zn2(OH)2CO33CO2H2
2、O解析：选C“除铜”时，溶液仍然呈酸性，若此时加入过量的锌粉，则会增加溶液中Zn2的浓度，导致活性氧化锌的产量增大，C项错误。2(2020株洲一模)含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为CNOHCl2CO2N2ClH2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)()ACl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物B上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为25C该反应中，若有1 mol CN发生反应，则有5NA个电子发生转移D若将该反应设计成原电池，则CN在负极区发生反应解析：选B反应
3、中Cl元素由0价降低到1价，C元素由2价升高到4价，N元素由3价升高到0价，可知Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，A正确；由上述分析可知，配平后的离子方程式为2CN8OH5Cl2=2CO2N210Cl4H2O，反应中CN是还原剂，Cl2是氧化剂，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为52，B错误；由离子方程式可知，若有1 mol CN发生反应，则有5NA个电子发生转移，C正确；若将该反应设计成原电池，则CN在负极区失去电子，发生氧化反应，D正确。3已知离子方程式：As2S3H2ONOAsO SONO_(未配平)，下列说法错误的是()A配平后水的化学计量数为4B反应后溶液呈酸性C配平后氧化剂与还
4、原剂的物质的量之比为328D氧化产物为AsO和SO解析：选C从所给的离子方程式知，As2S3转化成AsO和SO，而NO转化为NO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为3As2S34H2O28NO=6AsO9SO28NO8H，则A、B、D正确；氧化剂与还原剂物质的量之比为283，则C不正确。4高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂，制取Na2FeO4的离子方程式为Fe3OHCl2FeOClH2O，该反应配平的离子方程式中H2O的化学计量数是()A4B6C8D10解析：选C反应Fe3OHCl2FeOClH2O中，铁元素化合价：36，化合价升高3价；氯元素化合价：01，Cl
5、2参加反应，化合价降低12价，化合价变化的最小公倍数为6，所以Fe3的化学计量数为2、Cl2的化学计量数为3，根据氯原子守恒，Cl的化学计量数为6，即2Fe3OH3Cl22FeO6ClH2O，根据电荷守恒，OH的化学计量数为16，根据氢原子守恒，水的化学计量数为8。5(2020石家庄一模)某离子反应涉及H2O、ClO、NH、H、N2、Cl六种粒子，其中c(NH)随反应进行逐渐减小。下列判断正确的是()A反应的还原产物是N2B消耗1 mol氧化剂，转移电子3 molCClO与NH的化学计量数之比为23D反应后溶液的酸性明显增强解析：选Dc(NH)随反应进行逐渐减小，NH为反应物，N2为生成物，氮
6、元素化合价由3价升高到0价，则离子方程式为3ClO2NH=3H2O2HN23Cl。6高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：_KMnO4_FeSO4_H2SO4=_K2SO4_MnSO4_Fe2(SO4)3_H2O下列说法正确的是()AMnO是氧化剂，Fe3是还原产物BFe2的氧化性强于Mn2C取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有血红色沉淀生成 D化学计量数依次为21081258答案：D7双选把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是()AIO作氧化剂B1 mol Mn2参加反应转移5 mol电
7、子C氧化剂与还原剂的物质的量之比为25D配平后Mn2、H的化学计量数分别为2、3解析：选CDA项，分析图1、图2可知，Mn2为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂；B项，配平后的离子方程式为2Mn25IO3H2O=2MnO5IO6H，故1 mol Mn2参加反应转移5 mol电子；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为52；D项，配平后Mn2、H的化学计量数分别为2、6。8(2019重庆七校联考)氯酸是一种强酸，浓度超过40%时会发生分解，反应可表示为aHClO3=bO2cCl2dHClO4eH2O。下列说法正确的是()A由反应可知：氧化产物只有HClO4B由非金属性：ClS可推知，酸性：HClO3
8、H2SO4C若a8，b3，则该反应转移8eD若该反应所得1 mol混合气体的质量为45 g，则反应可表示为3HClO3=2O2Cl2HClO4H2O解析：选D该反应中氧化产物有O2和HClO4，A项错误；HClO3不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，故不能根据非金属性：ClS来推断酸性：HClO3H2SO4，B项错误；若a8，b3，根据原子守恒和得失电子守恒得：2cd8，122d10c，联立解得c2，d4，则该反应转移20e，C项错误；设混合气体中O2为x mol，则Cl2为(1x)mol,32x71(1x)45，解得x，即1 mol混合气体中O2为 mol，Cl2为 mol，D项正确。9向暗
9、红色CrO3固体表面喷洒酒精会剧烈反应，生成绿色固体Cr2O3，同时有具有刺激性气味的乙醛生成。下列判断错误的是()A该反应说明乙醛既有氧化性又有还原性B若有1 mol乙醇参加反应，转移电子的物质的量为2 molC由此反应可知，酒精严禁与强氧化性试剂混合存放D上述反应的化学方程式为2CrO33C2H5OH=Cr2O33CH3CHO3H2O解析：选A由题目信息可写出该反应的化学方程式为2CrO33C2H5OH=Cr2O33CH3CHO3H2O，在该反应中C2H5OH为还原剂，乙醛是氧化产物，根据该反应无法说明乙醛既有氧化性又有还原性，A项错误。10建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸
10、味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：NaNO2HINOI2NaIH2O(1)配平上述化学方程式。(2)上述反应的氧化剂是_；若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是_。(3)根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质有：水、淀粉碘化钾试纸、淀粉、白酒、食醋，选取上述物质进行实验，下列组合合适的是_(填字母)。ABCD(4)某厂废液中，含有2%5%的NaNO2，直接排放会造成污染，使用NH4Cl处理，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2，反应的化学方程式为_。(5)请配平以下化学方程式：Al_NaNO3_NaOH=
11、NaAlO2_N2_若反应过程中转移5 mol e，则生成标准状况下N2的体积为_L。解析：(1)NaNO2中氮元素化合价由3价降为2价，HI中碘元素化合价由1价升为0价，根据化合价升高和降低的总数相等以及原子守恒配平化学方程式。(2)2NaNO24HI=2NOI22NaI2H2O中，NaNO2中氮元素的化合价降低，所以NaNO2是氧化剂，若有4 mol HI参与反应，其中2 mol HI为还原剂，在反应中转移电子的物质的量是2 mol，所以若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是6.021023或NA。(4)由题给信息和氧化还原反应的化学方程式书写规律可得NaNO2NH4Cl=
12、NaClN22H2O。(5)铝元素的化合价升高，NaNO3中氮元素的化合价降低，根据氧化还原反应中得失电子守恒及原子守恒进行配平：10Al6NaNO34NaOH=10NaAlO23N22H2O；反应过程中转移30 mol电子时有3 mol N2生成，所以转移5 mol e生成标准状况下N2的体积为0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。答案：(1)242122(2)NaNO26.021023(或NA)(3)C(4)NaNO2NH4Cl=NaClN22H2O(5)10641032H2O11.211氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。(1)将含SO2
13、的废气通入含Fe2(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转化为SO，其总反应为2SO2O22H2O=2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O，写出第二步反应的离子方程式：_。(2)pH3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因：_。(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：_。写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目：_。ClO
14、2能将电镀废水中的CN氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl。写出该反应的离子方程式：_。解析：(1)总反应中Fe2作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3在第二步反应中又被SO2还原为Fe2，故第二步反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H。(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3Al2(SO4)33H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl3H2O3H2ClO；二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为2NaClO34
15、HC2el=2ClO22NaClCl22H2O；ClO2能将电镀废水中的CN氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl。该反应的离子方程式为2ClO22CN=2CO22ClN2。答案：(1)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H(2)3CaCO3Al2(SO4)33H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)Cl3H2O3H2ClO2NaClO34HC2el=2ClO22NaClCl22H2O2ClO22CN=2CO22ClN212(2020重庆巴蜀中学月考)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(主要成分为LiFePO4、炭黑和铝箔)中
16、金属的流程如下：(1)步骤中“碱溶”的化学方程式为_。(2)步骤中反应的离子方程式为_。若用H2O2代替HNO3，其优点是_，其反应的离子方程式为_。(3)步骤沉淀的主要成分是_。(4)步反应的离子方程式为_。解析：(1)步骤中“碱溶”时铝与碱液发生反应生成NaAl(OH)4。(2)根据流程图知，步骤中磷酸亚铁锂与HNO3、H2SO4发生氧化还原反应，HNO3氧化2价Fe；如果用H2O2代替HNO3，将不产生大气污染物NO。(3)根据(2)知，步骤中Fe3转化为Fe(OH)3沉淀。(4)Li2CO3难溶。答案：(1)2Al2NaOH6H2O=3H22NaAl(OH)4或2Al2NaOH2H2O
17、=2NaAlO23H2(2)3LiFePO4NO13H=3Li3Fe33H3PO4NO2H2O不产生氮氧化物污染物大气2LiFePO4H2O28H=2Li2Fe32H3PO42H2O(3)Fe(OH)3(4)2LiCO=Li2CO313(1)某地污水中的有机污染物主要成分是三氯乙烯(C2HCl3)，向此污水中加入KMnO4(高锰酸钾的还原产物为MnO2)溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写出该反应的化学方程式：_。(2)SO2通入FeCl3溶液中，反应的化学方程式：_。(3)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)，溶液的紫色褪去，写出反应的化学方程
18、式：_。(4)20世纪初期，化学家合成出极易溶于水的NaBH4。在强碱性条件下，常用NaBH4处理含Au3的废液生成单质Au，已知，反应后硼元素以BO形式存在，反应前后硼元素化合价不变，且无气体生成，则发生反应的离子方程式为_。(5)酸性废水中的H3AsO3(弱酸)不易沉降，可投入MnO2先将其氧化成H3AsO4(弱酸)，其反应的离子方程式为_。答案：(1)2KMnO4C2HCl3=2KCl2CO22MnO2HCl(2)SO22H2O2FeCl3=2FeCl2H2SO42HCl(3)5H2O22KMnO43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O5O2(4)8Au33BH24OH=8Au3B
19、O18H2O(5)MnO2H3AsO32H=H3AsO4Mn2H2O14化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。请推测并回答：(1)甲的化学式_。(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式_。(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_。(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式_。(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和
20、盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由_。解析：(1)由甲受热分解得到单质钠和H2分析，甲由Na、H两种元素组成，且4.80 g化合物甲分解得到0.1 mol H2，即0.2 g H2，说明同时得到4.6 g金属钠，所以甲的化学式为NaH；(2)NaH与AlCl3反应的化学方程式为4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl；(3)NaAlH4与H2O反应将生成NaAlO2和H2，其化学方程式为NaAlH42H2O=NaAlO24H2；(4)Fe2
21、O3与NaH反应生成Fe和NaOH，反应的化学方程式为Fe2O33NaH=2Fe3NaOH；(5)由该同学的方法所制得的H2中含有HCl，所以反应所得固体产物中会含有NaCl。取该固体与水反应，一方面若该固体中有Na残留，Na与水反应也有H2产生；另一方面也无法验证固体中是否存在NaCl，所以得出固体是纯净的NaH也不合理。答案：(1)NaH(2)4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl(3)NaAlH42H2O=NaAlO24H2(4)3NaHFe2O3=2Fe3NaOH(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl