- 氧化还原反应方程式的配平
- 共44题
MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:
(1)第①步中所用的稀H2SO4浓度为20%,用98%的硫酸配制该浓度的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒、玻璃棒外,还有 。
A、容量瓶 B、烧杯 C、烧瓶 D、锥形瓶
(2)、第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的 _____ (写化学式)转化为可溶性物质。
(3)第②步反应的离子方程式:
_____ +
ClO3-+
____ →
MnO2+
Cl2↑+
____ 。
(4)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯 _________ 。
(5)实验室中NaClO3 可由Cl2 与热的NaOH反应来制取,反应的方程式为:_______
3Cl2 +6NaOH →NaCl+NaClO3+3H2O,从混合液中获得较多的NaClO3晶体的实验操作依次
为____ 、 _____ 、过滤洗涤。相关物质的溶解度表见下图:
(6)若粗MnO2样品的质量为12.69g,第①步反应后,经过滤得到8.7g MnO2,
并收集到0.224LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要 _____ mol NaClO3。
正确答案
(1)B
(2)MnO MnCO3
(3)5Mn2++2ClO3―+4H2O →5MnO2+Cl2↑+8H+
(4)蒸发皿、玻璃棒;
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
(6)0.02
解析
略
知识点
某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患,需及时清洗除去。清洗流程如下:
Ⅰ.加入NaOH和Na2CO3混合液,加热,浸泡数小时;
Ⅱ.放出洗涤废液,清水冲洗锅炉,加入稀盐酸和少量NaF溶液,浸泡;
Ⅲ.向洗液中加入Na2SO3溶液;
Ⅳ.清洗达标,用NaNO2溶液钝化锅炉。
(1)用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是_____。
(2)已知:
根据数据,结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程_____。
(3)在步骤Ⅱ中:
① 被除掉的水垢除铁锈外,还有 。
② 清洗过程中,溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀,用离子方程式解释其原因_____。
(4)步骤Ⅲ中,加入Na2SO3的目的是 。
(5)步骤Ⅳ中,钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式:
②下面检测钝化效果的方法合理的是 。
a. 在炉面上滴加浓H2SO4,观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO4溶液,观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K3[Fe(CN)6]溶液,观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO3,观察出现红棕色气体的时间
正确答案
见解析。
解析
(1)
(2)CaSO4在水中存在平衡,用Na2CO3溶液浸泡后,Ca2+与CO32-结合成更难溶的CaCO3,使上述平衡右移,CaSO4转化成CaCO3,然后用盐酸除去。
(3)① CaCO3、Mg(OH)2、SiO2
② 2Fe3+ + Fe == 3Fe2+
(4)将Fe3+还原成Fe2+,防止Fe3+腐蚀锅炉
(5)① 2 2 1 1 1Fe2O3 2OH-
② bc
知识点
为了防止枪支生锈,常将枪支的钢铁零件放在NaNO2和NaOH的混合液中进行化学处理使钢铁零件表面生成Fe3O4的致密的保护层——“发蓝”。其过程可用下列化学方程式表示:
① 3FeNaNO2
5NaOH → 3Na2FeO2
H2O
NH3↑
② Na2FeO2 NaNO2
H2O → Na2Fe2O4
NH3↑
NaOH
③ Na2FeO2Na2Fe2O4
2H2O
Fe3O4
4NaOH
(1)配平化学方程式②。
(2)上述反应①中还原剂为 ,被还原的是 。若有1mol Na2FeO2生成,则反应中有 mol电子转移。
(3)关于形成“发蓝”的过程,下列说法正确的是
A,该生产过程不会产生污染
B,反应③生成的四氧化三铁具有抗腐蚀作用
C,反应①②③均是氧化还原反应
D,反应①②中的氧化剂均为NaNO2
(4)当NaOH溶液浓度过大,“发蓝”的厚度会变小,其原因是: 。
正确答案
(1) 6,1,5,3,1,7
(2)Fe 或+3价的N 2
(3)BD
(4)反应③可逆,氢氧化钠浓度过大,平衡向逆反应方向移动
解析
略
知识点
银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的:
(1)点解精练银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为
(2)固体混合物B的组成为 ;在省城固体B的过程中,余姚控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L.
(5)CuSO2溶液也可用于制备胆矾,其基本操作时 、过滤、洗涤和干燥。
正确答案
(1)Ag++e-=Ag 2NO+O2=2NO2
(2)Al(OH)3和CuO的混合物 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
(3)4 2 4 O2
(4)50 25
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
解析
本题考查了工艺流程问题。
(1)电解精炼时,阴极上Ag+得电子生成金属银,电极反应式为Ag++e-=Ag;气体迅速变红是因为生成的NO气体被空气氧化为NO2,2NO+O2=2NO2。
(2)Al2(SO4)3和CuSO4溶液中加入NaOH溶液后得到的固体为Al(OH)3和Cu(OH)2的混合物,但是煮沸后,氢氧化铜在80度即分解,故应该为氢氧化铝和氧化铜的混合物;在该过程中加入的NaOH过量后会使生成的Al(OH)3溶解,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(3)在该未完成的方程式中,产生的气体只能是氧气,故配平后的方程式为4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑。
(4)根据铜守恒可知n(CuAlO2)==50mol;因为n(Al)=n(Cu)=n(CuAlO2)=50mol,故需要溶液的体积为25L。
(5)从硫酸铜溶液中得到晶体的过程为,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
知识点
XeO3是一种不稳定的物质,具有强氧化性。
(1)配平反应的离子方程式:____XeO3____Mn
___H2O → ___MnO
___Xe↑
____H
(2)反应现象为:①有气泡产生,② 。
(3)发生氧化反应的物质是 。
(4)将适量的XeO3投入mL 0.1mol·L
Mn
的水溶液中,刚好完全反应。此时转移电子 mol。将反应后的溶液稀释至90mL,所得溶液的pH
。
正确答案
(1) 5,6,9,6,5,18
(2)溶液显紫红色
(3)Mn2+
(4)0.015 pH = 1
解析
略
知识点
空气质量与我们的健康息息相关,目前我国通过监测6项污染物的百分比浓度计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2和CO是其中3项中的污染物。
(1)上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有 __________ (填化学式)。
(2)早期人们曾经使用铅室法生产硫酸,其主要反应为:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
①若已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) + Q1 2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) + Q2
则SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)+ Q3 , Q3=__________-- kJ·mol-1。
②一定温度下,向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO2和NO2各1 mol,发生反应:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列事实中不能说明该反应达到平衡状态的是____(选填序号)。
a.体系压强保持不变 b.混合气体的颜色保持不变
c.NO的物质的量保持不变 d.每生成1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2
(3)矿石燃料的燃烧是造成酸雨的主要因素之一 。而甲醇日趋成为重要的有机燃料,通常利用CO和H2 合成甲醇,其反应的化学方程式为CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中,充有10 mol CO和20 mol H2,用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示:
① 上述合成甲醇的反应为 _________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为 ______________ 。
铁是人体中必需微量元素中含量最多,体内缺失会引起贫血。含FeO42-离子的盐具有强氧化性,能杀菌消毒,如高铁酸钾是一种新型、高效的消毒剂及绿色净水剂。铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
,
请回答下列有关问题:
(4)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液实现上述①的转化,要求产物纯净。可选用的试剂是_________(选填序号);
a.Cl2 b.Fe c.HNO3 d.H2O2
(5)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应:CuFeS2+4Fe3+→Cu2++5Fe2++2S,
则下列说法正确的是_________(选填序号);
a.反应中,所有铁元素均被还原
b. 从物质的组成看,黄铜矿属于复盐
c.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
d.当转移1 mol 电子时,有46 g CuFeS2参加反应
(6)下列是工业制取高铁酸钾的一种方法,请在方框内填上合适的微粒符号并配平该离子方程式:__Fe3+ +__+ __Cl2 → __FeO42- + __Cl- +___
正确答案
(1)SO2、NO2
(2) ;②a 、d;
(3)①放热 ②KA=KB>KC
(4)d
(5)d
(6)2_Fe3+ +_16_OH-+_3_Cl2→ _2_FeO42-+_6_NO3-+ 6Cl- +8H2O
解析
略
知识点
工业上为从4J29合金(铁钴镍合金)废料中提取钴和镍,一般先用硫酸溶解合金使成为Fe2+、Co2+、Ni2+,再把Fe2+氧化为Fe3+,从而使Fe3+转化为某种沉淀析出,达到与Ni2+、Co2+分离的目的.生产上要使Fe2+氧化为Fe3+,而不使Co2+、Ni2+氧化的试剂是NaClO或NaClO3(均含少量H2SO4)溶液,反应的部分化学方程式如下(A为还原剂):
NaClO +A + B → NaCl + C + H2O
NaClO3 +A + B → NaCl + C + H2O
(1)请完成以上化学方程式:__________________________,_______________________.
并回答实际生产上采用NaClO3来氧化Fe2+比较合算的理由:_______________________.
(2)配平下列离子方程式,并回答问题:
(3)已知有3.21 g Fe(OH)3参加反应,共转移了5.418×1022个电子,则n=______;
(4)根据上述 28,29题推测FeO能与下列哪些物质反应(只填序号)__________。
A. Cl2 B. SO2 C. H2S D. O2
正确答案
(1)NaClO +2FeSO4 +H2SO4 → NaCl + Fe2(SO4)3 +H2O
NaClO3 +6FeSO4 +3H2SO4 → NaCl + 3Fe2(SO4)3 +3H2O
相同质量NaClO3比NaClO氧化更多的Fe2+ 。
(2) 2,5-n,n → 2,5-n,3+n
(3)n=2
(4) BC
解析
略
知识点
卤素单质及其化合物在生产和生活中有广泛应用。
Ⅰ、氟化钠主要用作农作物杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室以氟硅酸()等物质为原料、通过下图所示的流程制取较纯净的氟化钠,并得到副产品氯化铵:
已知:20℃时氯化铵的溶解度为37.2 g,氟化钠的溶解度为4 g,Na2SiF6微溶于水。
请回答下列有关问题:
(1)完成并配平上述流程中①、②的化学反应方程式:
② 。
(2)操作Ⅲ分为两步,其顺序是 (填写所选序号)。
a、过滤 b、加热浓缩 c、冷却结晶 d、洗涤
操作Ⅱ是洗涤、干燥,其目的是 ,在操作Ⅰ~V中与之相同的操作步骤是 。
(3)流程①中NH4HCO3必须过量,其原因是 。
Ⅱ、紫菜与海带类似,是一种富含生物碘的海洋植物,可用于食用补碘。以下为某兴趣小组模拟从紫菜中提取碘的过程:
已知:商品紫菜轻薄松脆,比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐)。
(4)将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用,写出反应的离子方程式:
。
(5)操作①中涉及两步操作,名称是 ,所用的主要玻璃仪器为 ,所用试剂A最好选用表格中的 (填试剂名称)。
(6)将下列装置图中缺少的必要仪器补画出来,以最终将单质碘与试剂A分离:
正确答案
(1);
(2)be(1分) ; 除去氟化钠表面的氯化铵等可溶性杂质(1分) ; V(1分)
(3)使氟硅酸完全反应,避免析出Na2SiFe而混入杂质(1分)
(4)
(5)过滤;烧杯;碘
(6)
解析
略
知识点
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:
(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成 。
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。(写一种即可)
(3)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O; 3CrO42-+4H+= Cr3O102-+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是 。
(4)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式K= ,若继续加水稀释,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:
□Cr2O72-+□S2-+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32-+□OH-
正确答案
(1)FeO·Cr2O3
(2)粉碎矿石、升高温度
(3)① 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物。
② Na2Cr2O7和Na2SO4
(4); 正向
(5) 4 ; 6 ; 19 ; 8 ; 3 ; 14
解析
略
知识点
铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:
回答下列有关问题:
(1)铁元素位于元素周期表的第四周期第VIII族,原子序数是26,最外层有2个电子。元素铁的原子结构示意图是________。
(2)硫酸亚铁溶液中加入H2O2 氧化时,发生反应的化学方程式为________;检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是________。
(3)____Fe(OH)3 +____NaClO+____→____Na2FeO4+____NaCl +____H2O
(4)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾强,其本身在反应中被还原为Fe3+。Na2FeO4之所以能净水,除了能消毒杀菌外,另一个原因是________。
正确答案
(1)
(2) H2O2+H2SO4+2FeSO4=Fe2(SO4)3+2H2O;将适量硫酸铁溶置于洁净试管中,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,充分反应后,溶液紫色退去,则证明其中含有Fe2+,否则不含。
(3)2;3;4NaOH;2;3;5
(4)六价铁被还原成三价铁,三价铁水解生成氢氧化铁胶体,具有较大的表面积,能吸附杂质而沉降下来达到净水的目的
解析
略。
知识点
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