2022新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練:第2章第5講氧化還原反應(yīng)方程式的配平與計(jì)算(附解析)
ID:49855 2021-10-08 1 3.00元 12頁(yè) 108.26 KB
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課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、選擇題:每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1.(2021·舟山一中模擬)已知氧化性Br2>Fe3+。向FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為aFe2++bBr-+cCl2===dFe3++eBr2+fCl-,下列選項(xiàng)中的數(shù)字與離子方程式中的a、b、c、d、e、f一一對(duì)應(yīng),其中不符合反應(yīng)實(shí)際的是(  )A.2 4 3 2 2 6B.0 2 1 0 1 2C.2 0 1 2 0 2D.2 2 2 2 1 4解析:選B。根據(jù)題意,Cl2先氧化Fe2+,不可能先氧化Br-,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.乙醇與酸性K2Cr2O7溶液混合可發(fā)生如下反應(yīng):Cr2O+C2H5OH+H+―→Cr3++CH3COOH+H2O(未配平)。下列敘述不正確的是(  )A.Cr2O中Cr元素化合價(jià)為+6B.氧化產(chǎn)物為CH3COOHC.K2Cr2O7溶液常用硫酸酸化D.1molC2H5OH發(fā)生上述反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mole-解析:選D。Cr2O中O元素化合價(jià)為-2,則Cr元素化合價(jià)為+6,A正確;乙醇失去電子被氧化為乙酸,故氧化產(chǎn)物為CH3COOH,B正確;K2Cr2O7溶液常用硫酸酸化,C正確;乙醇中碳元素化合價(jià)為-2,乙酸中碳元素化合價(jià)為0,則1molC2H5OH發(fā)生題述反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mole-,D錯(cuò)誤。3.已知在堿性溶液中可發(fā)生如下反應(yīng):2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2RO+3Cl-+5H2O。則RO中R的化合價(jià)是(  )A.+3B.+4C.+5D.+6解析:選D。根據(jù)離子反應(yīng)中反應(yīng)前后電荷守恒可得,3+4=2n+3,解得n=2,根據(jù)化合價(jià)規(guī)則判斷RO中R的化合價(jià)為+6。也可根據(jù)得失電子守恒計(jì)算。4.在一定條件下HI、Fe、FeBr2分別與足量的Cl2反應(yīng),如果三個(gè)反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,則HI、Fe、FeBr2的物質(zhì)的量之比為(  )A.1∶1∶1B.3∶1∶1C.1∶3∶3D.6∶3∶2 解析:選B。反應(yīng)中只有氯氣是氧化劑,三個(gè)反應(yīng)得失電子數(shù)目相等,則三個(gè)反應(yīng)中參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量相等,令參加反應(yīng)的氯氣為1mol,根據(jù)2HI+Cl2===2HCl+I(xiàn)2,n(HI)=2mol,根據(jù)2Fe+3Cl22FeCl3,n(Fe)=mol,根據(jù)2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2,n(FeBr2)=mol,故n(HI)∶n(Fe)∶n(FeBr2)=2mol∶mol∶mol=3∶1∶1。5.據(jù)統(tǒng)計(jì)城市機(jī)動(dòng)車輛每年以15%至20%的速度增長(zhǎng),交通事故也頻發(fā),汽車在劇烈碰撞時(shí),安全氣囊中發(fā)生反應(yīng):10NaN3+2KNO3===K2O+5Na2O+16N2↑。下列判斷正確的是(  )A.還原劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5∶8B.若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.4mol,則轉(zhuǎn)移電子1molC.每生成1.6molN2,則有0.2molKNO3被氧化D.NaN3是只含有離子鍵的離子化合物解析:選B。KNO3為氧化劑,NaN3為還原劑,N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物,其中氧化產(chǎn)物占,則還原劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為10∶=2∶3,故A錯(cuò)誤;由反應(yīng)可知,轉(zhuǎn)移10mol電子時(shí)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多14mol,則氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.4mol時(shí)轉(zhuǎn)移電子1mol,故B正確;反應(yīng)中KNO3是氧化劑,被還原,故C錯(cuò)誤;NaN3是含有離子鍵和非極性共價(jià)鍵的離子化合物,故D錯(cuò)誤。6.(2021·東營(yíng)高三模擬)NaNO2是一種食品添加劑,但食用過(guò)量可能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO+NO+―→Mn2++NO+H2O(未配平)。下列敘述中正確的是(  )A.該反應(yīng)中NO被還原B.反應(yīng)過(guò)程中溶液的pH減小C.生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4 D.K中的粒子是OH-解析:選C。NO中N元素的化合價(jià)升高,NO被氧化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知,反應(yīng)的離子方程式為2MnO+5NO+6H+===2Mn2++5NO+3H2O,據(jù)此可知,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。7.某溫度下將Cl2通入KOH溶液里,反應(yīng)后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,經(jīng)測(cè)定ClO-與ClO的物質(zhì)的量濃度之比為11∶1,則Cl2與KOH反應(yīng)時(shí),被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為(  )A.1∶3B.4∶3C.2∶1D.3∶1解析:選B。本題考查氧化還原反應(yīng)的簡(jiǎn)單計(jì)算。據(jù)題意設(shè)得到KCl、KClO、KClO3的物質(zhì)的量分別為xmol、11mol、1mol,則x   Cl2→KCl   降x×111Cl2→KClO升11×11Cl2→KClO3升1×5根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降數(shù)值相等可得x×1=11×1+1×5,解得x=16,則被還原和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比是16∶(1+11)=4∶3。8.(2021·濱州高三模擬)工業(yè)上用發(fā)煙HClO4把潮濕的CrCl3氧化為棕色的煙[CrO2(ClO4)2]來(lái)除去Cr(Ⅲ),HClO4中部分氯元素轉(zhuǎn)化為最低價(jià)態(tài)。下列說(shuō)法不正確的是(  )A.HClO4屬于強(qiáng)酸,反應(yīng)還生成了另一種強(qiáng)酸B.該反應(yīng)中,參加反應(yīng)的氧化劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶8C.CrO2(ClO4)2中Cr元素顯+6價(jià)D.該反應(yīng)的離子方程式為19ClO+8Cr3++8OH-===8CrO2(ClO4)2+3Cl-+4H2O解析:選D。根據(jù)題意,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為19HClO4+8CrCl3+4H2O===8CrO2(ClO4)2↓+27HCl,HClO4屬于強(qiáng)酸,反應(yīng)生成的HCl也是強(qiáng)酸,A項(xiàng)正確;該反應(yīng)的氧化劑為HClO4,氧化產(chǎn)物為CrO2(ClO4)2,當(dāng)有19molHClO4 參加反應(yīng)時(shí),其中有3mol做氧化劑,生成的氧化產(chǎn)物[CrO2(ClO4)2]為8mol,因此參加反應(yīng)的氧化劑與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶8,B項(xiàng)正確;CrO2(ClO4)2中O元素顯-2價(jià),ClO顯-1價(jià),所以Cr元素顯+6價(jià),C項(xiàng)正確;該反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行,離子方程式為19ClO+8Cr3++4H2O===8CrO2(ClO4)2+8H++3Cl-,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、選擇題:每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。9.已知酸性高錳酸鉀溶液可以將FeSO4氧化,化學(xué)方程式為2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O?,F(xiàn)將一定量用硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與硫酸亞鐵溶液混合,充分反應(yīng)后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中鐵離子的物質(zhì)的量隨加入KI的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示,則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(  )A.圖中AB段主要是高錳酸鉀和碘化鉀溶液反應(yīng)B.圖中BC段發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2C.根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知,開始加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25molD.根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知,開始加入的硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為1mol解析:選D。根據(jù)題干中化學(xué)方程式可知,MnO的氧化性強(qiáng)于Fe3+,當(dāng)加入KI溶液時(shí),n(Fe3+)不變,說(shuō)明MnO先氧化I-,A正確;MnO反應(yīng)完全后,F(xiàn)e3+氧化I-,使n(Fe3+)減小,B正確;BC段參加反應(yīng)的I-為0.75mol,故被還原的n(Fe3+)為0.75mol,再根據(jù)電子守恒可知,生成0.75molFe3+需0.15molMnO,加入0.5molKI時(shí),剩余的MnO全部被還原,消耗0.1molMnO,則開始加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25mol,C正確,D不正確。10.(2021·安陽(yáng)質(zhì)檢)已知:①KMnO4+HCl(濃)―→KCl+MnCl2+Cl2↑+ H2O(未配平)②檢驗(yàn)Mn2+的存在:5S2O+2Mn2++8H2O===10SO+2MnO+16H+下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(  )A.S2O離子中存在一個(gè)過(guò)氧鍵(—O—O—),則S2O離子中硫元素的化合價(jià)為+6價(jià)B.反應(yīng)②若有0.1mol還原劑被氧化,則轉(zhuǎn)移電子0.5mol C.K2S2O8與濃鹽酸混合可得到黃綠色氣體D.反應(yīng)①配平后還原劑與還原產(chǎn)物之比為8∶1解析:選D。A.過(guò)氧鍵整體顯-2價(jià),S2O中存在一個(gè)過(guò)氧鍵,則S2O中硫元素的化合價(jià)為+6價(jià),故A正確;B.反應(yīng)②Mn2+為還原劑,若有2mol還原劑被氧化,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol×(7-2)=10mol,故若有0.1mol還原劑被氧化,轉(zhuǎn)移電子0.5mol,故B正確;C.根據(jù)反應(yīng)②,K2S2O8的氧化性比高錳酸鉀強(qiáng),故其與濃鹽酸混合可得到氯氣,故C正確;D.反應(yīng)①中Mn元素從+7價(jià)降低到+2價(jià),Cl元素從-1價(jià)升高到0價(jià),由得失電子守恒和原子守恒配平方程式為2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反應(yīng)中HCl中的Cl元素的化合價(jià)升高,HCl做還原劑,還原產(chǎn)物為MnCl2,16份氯化氫參與反應(yīng),只有10份做還原劑,則還原劑與還原產(chǎn)物之比為5∶1,故D錯(cuò)誤。11.(2021·濰坊模擬)釩元素在酸性溶液中有多種存在形式,其中VO2+為藍(lán)色,VO為淡黃色,VO具有較強(qiáng)的氧化性,F(xiàn)e2+、SO等能把VO還原為VO2+。向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色。下列說(shuō)法正確的是(  )A.在酸性溶液中氧化性:MnO>VO2+>Fe3+B.亞硫酸鈉溶液與酸性(VO2)2SO4溶液發(fā)生反應(yīng):2VO+2H++SO===2VO2++SO+H2OC.向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng):10VOSO4+2H2O+2KMnO4===5(VO2)2SO4+2MnSO4+2H2SO4+K2SO4D.向含1molVO的酸性溶液中滴加含1.5molFe2+的溶液完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移 1.5mol電子解析:選BC。向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色,說(shuō)明MnO把VO2+氧化為VO,則氧化性:MnO>VO,F(xiàn)e2+能把VO還原為VO2+,自身被氧化為Fe3+,則氧化性:VO>Fe3+,但無(wú)法說(shuō)明VO2+和Fe3+的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系,A項(xiàng)錯(cuò)誤;SO能把VO還原為VO2+,自身被氧化為SO,結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒可知,反應(yīng)的離子方程式為2VO+2H++SO===2VO2++SO+H2O,B項(xiàng)正確;向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色,說(shuō)明KMnO4把VOSO4氧化為(VO2)2SO4,自身被還原為MnSO4,結(jié)合得失電子守恒和質(zhì)量守恒可知,反應(yīng)的化學(xué)方程式為10VOSO4+2H2O+2KMnO4===5(VO2)2SO4+2MnSO4+2H2SO4+K2SO4,C項(xiàng)正確;向含1molVO的酸性溶液中滴加含1.5molFe2+的溶液發(fā)生反應(yīng):Fe2++VO+2H+===Fe3++VO2++H2O,則VO的量不足,所以轉(zhuǎn)移1mol電子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.(2021·山東高三模擬)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L,固體物質(zhì)完全反應(yīng),生成NO和Cu(NO3)2。向所得溶液中加入1.0mol·L-1的NaOH溶液1.0L,此時(shí)溶液呈中性,金屬離子已完全沉淀,沉淀質(zhì)量為39.2g。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )A.原固體混合物中Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為2∶1B.硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6mol·L-1C.產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48LD.Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余0.6molHNO3解析:選BD。向所得溶液中加入NaOH溶液后,溶液呈中性,金屬離子已完全沉淀,溶液中的溶質(zhì)為NaNO3,則n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol·L-1×1.0L=1.0mol,沉淀為Cu(OH)2,質(zhì)量為39.2g,則其物質(zhì)的量為0.4mol,根據(jù)銅元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=0.4mol,所以反應(yīng)后的溶液中n[Cu(NO3)2]=0.4mol。 設(shè)Cu和Cu2O的物質(zhì)的量分別為x、y,根據(jù)二者質(zhì)量有64g·mol-1·x+144g·mol-1·y=27.2g,根據(jù)銅元素守恒有x+2y=0.4mol,聯(lián)立方程解得x=0.2mol,y=0.1mol,故Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為0.2mol∶0.1mol=2∶1,A項(xiàng)正確;根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知,3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O),所以n(NO)=0.2mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L,根據(jù)氮元素守恒可知,n(HNO3)=n(NO)+n(NaNO3)=0.2mol+1.0mol=1.2mol,所以原硝酸溶液的濃度c(HNO3)=1.2mol÷0.5L=2.4mol·L-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;根據(jù)選項(xiàng)B計(jì)算可知n(NO)=0.2mol,所以反應(yīng)后的溶液中加入氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉與硝酸銅反應(yīng),剩余的氫氧化鈉與硝酸反應(yīng),最后為硝酸鈉溶液,根據(jù)氮元素守恒可知,Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后溶液中n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以n(HNO3)=1mol-2×0.4mol=0.2mol,D項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題13.磷化鋁(AlP)和磷化氫(PH3)都是糧食儲(chǔ)備常用的高效熏蒸殺蟲劑。(1)磷元素位于元素周期表第________周期________族。AlP遇水蒸氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)放出PH3氣體,該反應(yīng)的另一種產(chǎn)物的化學(xué)式為________。(2)PH3具有強(qiáng)還原性,能與CuSO4溶液反應(yīng),配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CuSO4+PH3+H2O===Cu3P↓+H3PO4+H2SO4(3)工業(yè)制備PH3的流程如圖所示。①白磷和燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________, 次磷酸屬于________(填“一”“二”或“三”)元酸。②若起始時(shí)有1molP4參加反應(yīng),則整個(gè)工業(yè)流程中共生成________molPH3。(不考慮產(chǎn)物的損失)解析:(1)AlP與H2O反應(yīng)生成PH3氣體,另一種產(chǎn)物的化學(xué)式是Al(OH)3。(2)反應(yīng)中Cu由+2價(jià)變?yōu)椋?價(jià),部分P由-3價(jià)變?yōu)椋?價(jià),根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒可將化學(xué)方程式配平。(3)①由流程圖可知,白磷和燒堿溶液反應(yīng)生成PH3和NaH2PO2,產(chǎn)物中H原子個(gè)數(shù)比O原子個(gè)數(shù)多,因此反應(yīng)物中除P4、NaOH外還應(yīng)有H2O參與,據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。由于使用的燒堿過(guò)量,所以得到的NaH2PO2應(yīng)是次磷酸的正鹽,即次磷酸屬于一元酸。②1molP4與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)P4+3NaOH+3H2O===PH3↑+3NaH2PO2,生成1molPH3和3molNaH2PO2,3molNaH2PO2與硫酸發(fā)生反應(yīng)2NaH2PO2+H2SO4===Na2SO4+2H3PO2,生成3molH3PO2,3molH3PO2再發(fā)生分解反應(yīng)2H3PO2===PH3↑+H3PO4,又生成1.5molPH3,所以整個(gè)工業(yè)流程中共生成PH32.5mol。答案:(1)三?、魽 Al(OH)3(2)24 11 12 8 3 24(3)①P4+3NaOH+3H2O===PH3+3NaH2PO2 一?、?.514.鉻及其化合物常被應(yīng)用于冶金、化工、電鍍、制藥等行業(yè),但使用后的廢水因其中含高價(jià)鉻的化合物而毒性很強(qiáng),必須進(jìn)行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染:(1)上述各步反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號(hào))。(2)第①步,含Cr2O的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO4·7H2O)處理,寫出反 應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)第②步,向上述反應(yīng)后的溶液中加入適量的堿石灰,使鉻離子轉(zhuǎn)變?yōu)镃r(OH)3沉淀。處理后,沉淀物中除了Cr(OH)3外,還有________、________(填化學(xué)式)。已知Cr(OH)3的性質(zhì)與Al(OH)3類似,是既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的兩性物質(zhì),寫出從該沉淀物中分離出Cr(OH)3的離子方程式:________________________________、________________________________________________________________________。(4)回收所得的Cr(OH)3,經(jīng)③④⑤步處理后又可轉(zhuǎn)變成K2Cr2O7。純凈的K2Cr2O7常用于準(zhǔn)確測(cè)定Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度,方法如下:①Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O ?、?S2O+I(xiàn)2===S4O+2I-準(zhǔn)確稱取純凈的K2Cr2O70.1225g,配成溶液,用上述方法滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00mL,則Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度為________(保留四位有效數(shù)字)。解析:(1)第①步中鉻元素由+6價(jià)降至+3價(jià),第④步中鉻元素由+3價(jià)升至+6價(jià)。(2)亞鐵離子具有還原性,與重鉻酸根離子反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子。(3)加入綠礬反應(yīng)后,溶液中有鐵離子和硫酸根離子,再加入堿石灰,除生成Cr(OH)3外,還會(huì)生成氫氧化鐵和硫酸鈣。氫氧化鉻與氫氧化鋁類似,具有兩性,能與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCrO2:Cr(OH)3+NaOH===NaCrO2+2H2O,NaCrO2與偏鋁酸鈉類似,通入過(guò)量的CO2生成氫氧化鉻、碳酸氫鈉:NaCrO2+CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+NaHCO3。(4)根據(jù)反應(yīng)得關(guān)系式K2Cr2O7~3I2~6Na2S2O3,n(Na2S2O3)=6n(K2Cr2O7), c(Na2S2O3)==0.1000mol·L-1。答案:(1)①④ (2)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O(3)Fe(OH)3 CaSO4Cr(OH)3+OH-===CrO+2H2O CrO+CO2+2H2O===Cr(OH)3↓+HCO(4)0.1000mol·L-115.工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)為原料,通過(guò)液相法生產(chǎn)KMnO4。即在堿性條件下用氧氣氧化MnO2生成K2MnO4,分離后得到K2MnO4,再用惰性材料為電極電解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)略如下:(1)反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)生產(chǎn)過(guò)程中最好使用含MnO280%以上的富礦,因?yàn)镸nO2含量最低的貧礦中Al、Si的氧化物含量較高,會(huì)導(dǎo)致KOH消耗量________(填“偏高”或“偏低”)。(3)電解槽中的總離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在傳統(tǒng)工藝中得到K2MnO4后,向其中通入適量CO2反應(yīng)生成黑色固體、KMnO4等,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為________________________________________________________________________。與該傳統(tǒng)工藝相比,電解法的優(yōu)勢(shì)是________________________________________。(5)用高錳酸鉀測(cè)定草酸結(jié)晶水合物的純度:稱取草酸晶體樣品0.500g溶于水配制成100mL溶液,取出20.00mL,用0.0200mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)不反應(yīng)),至溶液呈淺粉紅色且半分鐘內(nèi)不褪去,消耗酸性KMnO4溶液14.80mL,則該草酸晶體的純度為________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(已知該草酸結(jié)晶水合物H2C2O4·2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為126)解析:(1)根據(jù)題給流程和信息可知,反應(yīng)器中KOH、MnO2和O2反應(yīng)生成K2MnO4和H2O,利用化合價(jià)升降法配平,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KOH+2MnO2+O2===2K2MnO4+2H2O。(2)貧礦中Al、Si的氧化物含量較高,會(huì)發(fā)生反應(yīng):Al2O3+2KOH===2KAlO2+H2O、SiO2+2KOH===K2SiO3+H2O,會(huì)導(dǎo)致KOH消耗量偏高。(3)用惰性材料為電極電解錳酸鉀溶液制備高錳酸鉀,電解槽中陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),MnO失電子轉(zhuǎn)化為MnO,電極反應(yīng)式為2MnO-2e-===2MnO,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-,兩式相加得總離子方程式為2MnO+2H2O2MnO+2OH-+H2↑。(4)向K2MnO4溶液中通入適量CO2,二者反應(yīng)生成黑色固體二氧化錳、KMnO4,利用化合價(jià)升降法配平,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3,上述反應(yīng)中3molK2MnO4有1mol錳元素化合價(jià)由+6價(jià)降為+4價(jià)生成二氧化錳,做氧化劑,有2mol錳元素化合價(jià)由+6價(jià)升高到+7價(jià)生成高錳酸鉀,做還原劑,故氧化劑與還原劑的質(zhì)量之比為1∶2。與該傳統(tǒng)工藝相比,電解法的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)率更高、KOH可循環(huán)利用。(5)酸性高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)的離子方程式是6H++2MnO+5H2C2O4===2Mn2++8H2O+10CO2↑,則樣品中草酸晶體的物質(zhì)的量 n(H2C2O4·2H2O)=n(KMnO4)=×14.80×10-3L×0.0200mol·L-1×=3.700×10-3mol,草酸晶體的質(zhì)量為3.700×10-3mol×126g·mol-1=0.4662g,則該草酸晶體的純度為×100%≈93.2%。答案:(1)4KOH+2MnO2+O2===2K2MnO4+2H2O(2)偏高(3)2MnO+2H2O2MnO+2OH-+H2↑(4)3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3 1∶2 產(chǎn)率更高、KOH可循環(huán)利用(5)93.2%
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