- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
高锰酸钾是强氧化剂，它的用途遍布各个行业。
（1）工业上由软锰矿（主要成分为MnO2）生产髙锰酸钾分为两个步骤。
①步骤一将软锰矿与过量的固体KOH和空气在高温下反应，生成锰酸钾（K2MnO4），该反应的化学方程式是______________。
②步骤二以石墨为阳极，铁为阴极，电解锰酸钾（K2MnO4）溶液，在_______（填“阴极区”或“阳极区”）得到高锰酸钾。阴极反应的化学方程式是_______。
（2）某研究小组用工业生产高锰酸钾产生的废渣——猛泥（含K2MnO4、MnO2及Pb、Ca等元素）和乳钢废酸液制取工业级碳酸锰（MnCO3），其流程如下：
③轧钢废酸中Fe2+的作用是______________。
④操作I、操作II、操作III的名称是_______。
⑤溶液C中除含有Ca2+、Mn2+、H+外，还含有的阳离子是_______。
⑥若固体C中不含CaCO3，则溶液D中
[已知：Ksp(MnCO3)=1×10—11，Ksp(CaCO3)=5×10—9]
正确答案
（16分）（1）① 2MnO2+4KOH+O2 
② 阳极区（2分） 2H2O+2e—=H2↑+2OH—（3分）（2H+ + 2e—= H2↑也给3分）
（2）③ 将高价的锰元素还原成Mn2+（2分）
④ 过滤（2分）
⑤ K+、Na+、NH4+（2分）
⑥ 500（2分）
试题分析：（1）①根据题意，锰元素的化合价由+4升高为+6，由此推断氧化剂为空气中的氧气，根据化合价升降总数相等、原子守恒推断，该反应式为2MnO2+4KOH+O2 
磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g) ΔH1＝＋3359.26 kJ·mol－1
CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH1＝－89.61 kJ·mol－1
2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g) ΔH3
则ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒，解毒原理可用下列化学方程式表示：
11P4＋60CuSO4＋96H2O=20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4
60 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是________。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制在________；pH＝8时，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为________。
②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2溶液，溶液则显酸性，其原因是________(用离子方程式表示)。
（4）磷的化合物三氯氧磷（
①酸性气体是______________________(填化学式)。
②X的结构简式为__________________。
正确答案
(1)2821.6 (2)3 mol (3)①4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可) c(HPO42—)＞c(H2PO4—)
②3Ca2＋＋2HPO42—=Ca3(PO4)2↓＋2H＋
(4)①HCl
应用化学反应原理分析相关问题，得出合理答案。
(1)2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g) ΔH＝＋3359.26 kJ·mol－1①
CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1②根据盖斯定律，①＋②×6得ΔH3＝＋2821.6 kJ·mol－1。
(2)该反应中，Cu2＋转化为Cu＋，则60 mol CuSO4转移60 mol e－，
(3)根据图像可知获得纯净的NaH2PO4应控制pH在4～5.5之间。pH＝8时溶质主要是Na2HPO4和NaH2PO4。此时c(HPO42—)＞c(H2PO4—)。加入CaCl2后，Ca2＋结合HPO42—电离出的PO42—生成沉淀，促进了HPO42—的电离，反应的离子方程式为3Ca3＋＋2HPO42—=Ca3(PO4)2↓＋2H＋。
(4)根据元素种类可以判定酸性气体是HCl，根据元素守恒及反应物季戊四醇的核磁共振氢谱、生成物X的核磁共振氢谱推出反应为
点拨：知识：反应热计算、氧化还原反应、离子浓度大小比较、离子方程式等。能力：考查学生对化学知识综合运用、解决问题的能力。试题难度：较大。
半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl3）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）
已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3，与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl；遇O2会生成POCl3，POCl3溶于PCl3。PCl3、POCl3的熔沸点见下表：
请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为 。
（2）B中所装试剂是 ，E中冷水的作用是 ，F中碱石灰的作用是 。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K3通入干燥的CO2，再迅速加入黄磷。通干燥CO2的作用是 。
（4）粗产品中常含有POC13、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后．通过 （填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl3。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1．00g产品，加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25．00mL，向其中加入10．00 mL 0．1000 mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0．1000 mol／L的Na2S2O3，溶液滴定
④重复②、③操作，平均消耗Na2S2O3，溶液8．40ml
正确答案
（1）MnO2+4H++2Cl-
（2）浓H2SO4；冷凝PCl3防止其挥发；吸收多余的氯气，防止空气中的水蒸汽进入烧瓶中和PCl3反应
（3）排尽装置中的空气，防止白磷自燃；
（4）蒸馏
（5）79.75%
试题分析：（1）二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气；（2）干燥氯气用浓硫酸；根据表中PCl3的沸点可得，用冷水可以将其冷凝；根据信息可得PCl3不能遇见水蒸气，还要考虑进行尾气处理，故碱石灰的作用为吸收多余的氯气，防止空气中的水蒸汽进入烧瓶中和PCl3反应；（3）根据题目信息可知需要排尽装置内的空气；（4）根据题目信息可知利用沸点的不同将混合物分离，故蒸馏；（5）根据碘单质和Na2S2O3的反应求出剩余的碘单质，根据总的碘单质减去剩余的碘单质求出与H3PO3的物质的量，根据磷原子守恒得PCl3的物质的量，从而求出其质量分数。
硝酸铈铵[（NH4）2Ce（NO3）6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：
（1）已知（NH4）2Ce（NO3）6受热易分解，某科研小组认为反应原理如下，请补充完整：（NH4）2Ce（NO3）6
在空气中加热（NH4）2Ce（NO3）6，除固体颜色有变化外，还可观察到的现象是_________。
（2）步骤Ⅰ中，将Ce（NO3）3·6H2O配成溶液，保持pH到4~5，缓慢加入H2O2溶液搅拌混合均匀，再加入氨水调节溶液pH，得到Ce（OH）4沉淀。该过程中参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
（3）298K时，Ksp[Ce（OH）4]＝1×10—29。Ce（OH）4的溶度积表达式为Ksp＝___________。
为了使溶液中Ce4＋沉淀完全，即残留在溶液中的c（Ce4+）小于1×10—5mol·L－1，需调节pH为______以上。
（4）为了研究步骤Ⅲ的工艺条件，科研小组测定了（NH4）2Ce（NO3）6在不同温度、不同浓度硝酸中的溶解度，结果如图。从图中可得出三条主要规律：
① （NH4）2Ce（NO3）6在硝酸中的溶解度随温度升高而增大；
② _____________________________________________；
③ _____________________________________________。
正确答案
（1）NO ；产生红棕色气体 （4分，每空2分）
（2）1:2 （3分）
（3）c（Ce4+）•[c（OH—）]4 （3分） ；8 （2分）
（4）②其它条件相同时，S随c（HNO3）减小而增大 （2分）
③c（HNO3）越小，温度对S的影响越大或c（HNO3）越大，温度对S的影响越小 （2分）
试题分析：（1）根据原子个数守恒、质量守恒可知，（NH4）2Ce（NO3）6
Ⅰ．某溶液中仅含下表离予中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且各离子的物质的量均相等都为0．0lmol。
①若向原溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。
②若向原溶液中加入过量的盐酸,有气体生成．溶液中阴离子种类不变。
③若向原溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
试回答下列问题
（1）若先向原溶液中先加入过量的盐酸，再加入KSCN溶液，现象是__________________。该过程中涉及的离子方程式有________________、__________________。
（2）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体为____________________（写化学式）。
（3）向原溶液中加入足量盐酸后，用排水法收集所产生的气体并使气体恰好充满容器，将容器倒置于水槽中，再向容器中通入___________mLO2（气体体积均指标准状况），能使溶液充满该容器。
Ⅱ．amolCu2S和bmol FeS投入到v L c mol／L的稀硝酸中；充分反应，生成NO气体，所得澄清溶液可以看作Cu（NO3）2、Fe（NO3）3和H2SO4的混合溶液，则反应中未被还原的硝酸的物质的量为 ___________mol（用同时含有a、b、v、c的表达式表示）。
Ⅲ．已知CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l） △H1＝a kJ／mol欲计算反应CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）的焓变△H2，则还需要查找某反应的焓变△H3，当反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时△H3＝b kJ／mol，则该反应的热化学方程式为______________________________________。
据此计算出△H2＝_____________kJ／mol（用含a和b的式子表示）。
正确答案
I．（1）有气泡产生，溶液变成（血）红色（2分）（只要给出溶液变成（血）红色即得分）
3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O、Fe3++3SCN-= Fe（SCN）3(写成可逆符号给分)（2分）
（2）Fe2O3、CuO（2分）（漏写一种得一分，有错写不给分）(其他合理答案也可)
（3）56（2分）
Ⅱ.
Ⅲ. N2(g) + O2(g)＝2NO(g) △H3 =" b" kJ/mol （2分） a - 2b（2分）
或2NO(g)＝N2(g) + O2(g) △H3 =" b" kJ/mol a +2b
试题分析：依题意可以推出溶液中含有的离子种类应有Fe2+，NO3-，Cu2+ ，SO42-，Cl-。可以回答问题（1）。（2）应考虑Fe（OH）2在加热时生成Fe（OH）3，Cu（OH）2和Fe（OH）3在灼烧时生成Fe2O3、CuO。（3）因为4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,利用Fe2+的量为0.01mol，可以算出O2的体积。Ⅱ利用电子得失守恒可以推出被氧化的硝酸为
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