2020年高考化學一輪復習 第2章 第5節(jié) 氧化還原反應的規(guī)律、配平與計算課時跟蹤練(含解析).doc
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氧化還原反應的規(guī)律、配平與計算1固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象,擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物,提出如下4種猜想,其中不成立的是()AMg(NO2)2、O2BMgO、NO2、O2CMg3N2、O2 DMgO、NO2、N2解析:A、B、C三項中均有化合價的升降,符合氧化還原反應發(fā)生的條件;D項中由于產(chǎn)物中化合價只有降低情況,沒有升高,不滿足氧化還原反應的特征。答案:D2在酸性高錳酸鉀溶液中加入過氧化鈉粉末,溶液褪色,其中發(fā)生反應的離子方程式為2MnO16H5Na2O2=2Mn25O28H2O10Na。下列判斷正確的是()AO2是還原產(chǎn)物,Mn2是氧化產(chǎn)物BNa2O2既是氧化劑,又是還原劑C標準狀況下,產(chǎn)生22.4 L O2時反應轉(zhuǎn)移2 mol eD通常用濃鹽酸酸化高錳酸鉀溶液解析:Mn元素的化合價降低,被還原,O元素的化合價升高被氧化,則O2是氧化產(chǎn)物,Mn2是還原產(chǎn)物,故A錯誤;過氧化鈉中O元素的化合價升高,則過氧化鈉是還原劑,故B錯誤;標準狀況下,產(chǎn)生22.4 L O2時反應轉(zhuǎn)移22.4 L22.4 Lmol120(1)2 mol e,故C正確;用濃鹽酸酸化高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應,應利用稀硫酸酸化,故D錯誤。答案:C3在一定條件下HI、Fe、FeBr2分別與足量的Cl2反應,如果三個反應電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,則HI、Fe、FeBr2的物質(zhì)的量之比為()A111 B311C133 D632解析:反應中只有氯氣是氧化劑,3個反應得失電子數(shù)目相等,則3個反應中參加反應的氯氣的物質(zhì)的量相等,令參加反應的氯氣為1 mol,根據(jù)2HICl2=2HClI2,n(HI)2 mol,根據(jù)2Fe3Cl2=2FeCl3,n(Fe)mol,根據(jù)2FeBr23Cl2=2FeCl32Br2,n(FeBr2)1 molmol,故n(HI)n(Fe)n(FeBr2)2 molmolmol311。答案:B4NaNO2是一種食品添加劑,但食用過量可能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應的化學方程式為MnONOMn2NOH2O(未配平)。下列敘述中正確的是()A該反應中NO被還原B反應過程中溶液的pH減小C生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4D.中的粒子是OH解析:NO中N元素的化合價升高,NO被氧化,A項錯誤。根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知反應的離子方程式為2MnO5NO6H=2Mn25NO3H2O,據(jù)此可知B、D項錯誤,C項正確。答案:C5某溫度下將Cl2通入KOH溶液里,反應后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,經(jīng)測定ClO與ClO的物質(zhì)的量濃度之比為111,則Cl2與KOH反應時,被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為()A13 B43 C21 D31解析:本題考查氧化還原反應的簡單計算。xClKCl降x111 ClKClO 升1111ClKClO3 升15關系式:x111115,得x16,則被還原和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比是16(111)43。答案:B6ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應制得ClO2:KClO3H2C2O4H2SO4ClO2K2SO4CO2H2O(未配平)。下列說法正確的是()AKClO3在反應中是還原劑B1 mol KClO3參加反應,在標準狀況下能得到22.4 L氣體CClO2消毒的效率(以單位質(zhì)量得到電子數(shù)表示)是Cl2的約5.3倍D1 mol KClO3參加反應有1 mol電子轉(zhuǎn)移解析:A項,KClO3中Cl元素化合價從5價降低到4價,得到1個電子,在反應中是氧化劑,錯誤;B項,1 mol KClO3參加反應得到1 mol電子,草酸中碳元素化合價從3價升高到4價,失去1個電子,所以得到的氣體是1 mol ClO2和1 mol CO2,在標準狀況下的體積是44.8 L,錯誤;C項,ClO2消毒的效率(以單位質(zhì)量得到電子數(shù)表示)是Cl2的2.63倍,錯誤;D項,根據(jù)以上分析可知1 mol KClO3參加反應有1 mol電子轉(zhuǎn)移,正確。答案:D7已知酸性高錳酸鉀溶液可以將FeSO4氧化,方程式為2KMnO410FeSO48H2SO4=K2SO42MnSO45Fe2(SO4)38H2O,現(xiàn)將一定量的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)的量隨加入的KI的物質(zhì)的量的變化關系如圖所示,則下列有關說法不正確的是()A圖中AB段主要是高錳酸鉀和碘化鉀溶液反應B圖中BC段發(fā)生的反應為2Fe32I=2Fe2I2 C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0.25 molD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1 mol解析:根據(jù)題干中方程式可知:MnO 的氧化性強于Fe3,當加入KI溶液時,n(Fe3)不變,說明MnO 先氧化I,A正確;MnO 反應完全后,F(xiàn)e3氧化I,使n(Fe3)減小,B正確;BC段參加反應的I為0.75 mol,故被還原的n(Fe3)為0.75 mol,再根據(jù)電子守恒,生成0.75 mol Fe3需0.15 mol MnO ,加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25 mol,C正確,D不正確。答案:D8(2019濟南模擬)已知M2O 可與R2作用,R2被氧化為R單質(zhì),M2O的還原產(chǎn)物中,M為3價;又知c(M2O )0.3 molL1的溶液100 mL可與c(R2)0.6 molL1的溶液150 mL恰好完全反應,則n值為()A4B5 C6D7解析:n(M2O)0.3 molL10.1 L0.03 mol,n(R2)0.6 mol0.15 L0.09 mol,反應中M化合價降低到3價,R元素化合價升高到0價。設M2O中M的化合價為x,則2x22n,xn1,氧化還原反應中得、失電子數(shù)目相等,則有(n13)0.03 mol2(20)0.09 mol,n7。答案:D9(2019揭陽模擬)黃銅礦(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。已知:2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO()產(chǎn)物Cu2S在1 200 高溫下繼續(xù)反應:2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2 ()2Cu2OCu2S=6CuSO2 ()假定各步反應都完全。則下列說法正確的是()A反應中CuFeS2僅作還原劑B取12.5 g黃銅礦樣品,經(jīng)測定含3.60 g硫,則礦樣中CuFeS2質(zhì)量分數(shù)一定為82.8%C由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu消耗O2的物質(zhì)的量為14.25 molD6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反應,理論上可得到銅的物質(zhì)的量為3 mol解析:反應中銅元素化合價降低,硫元素的化合價升高,CuFeS2既作還原劑,也作氧化劑,A錯誤;由于不能確定雜質(zhì)是否含有硫元素,所以不能計算CuFeS2的含量,B錯誤;根據(jù)方程式可知6 mol CuFeS2參加反應,生成3 mol Cu2S,其中2 mol Cu2S轉(zhuǎn)化為2 mol Cu2O,2 mol Cu2O與1 mol Cu2S反應生成6 mol Cu,所以消耗O2的物質(zhì)的量為12 mol3 mol15 mol,C錯誤;6 mol CuFeS2需要12 mol氧氣得到3 mol Cu2S,剩余3.75 mol氧氣可以消耗Cu2S的物質(zhì)的量是22.5 mol,得到2.5 mol Cu2O,此時剩余Cu2S的物質(zhì)的量是0.5 mol,與1 mol Cu2O反應生成3 mol銅,D正確。答案:D10NaCN超標的電鍍廢水可用兩段氧化法處理:NaCN與NaClO反應,生成NaCNO和NaCl;NaCNO與NaClO反應,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。已知:HCN(K6.31010)有劇毒;HCN、HCNO中N元素的化合價相同。完成下列填空:(1)第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為_(填“酸性”“堿性”或“中性”);原因是_。(2)寫出第二次氧化時發(fā)生反應的離子方程式:_。(3)處理100 m3含NaCN 10.3 mgL1的廢水,實際至少需NaClO_g(實際用量應為理論值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mgL1,達到排放標準。(4)(CN)2與Cl2的化學性質(zhì)相似。(CN)2與NaOH溶液反應生成_、_和H2O。解析:(1)NaCN易與酸反應生成HCN,HCN有劇毒,為防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣,因此第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為堿性。(2)反應中氯元素的化合價從1價降低到1價,得到2個電子;氮元素的化合價從3價升高到0價,失去3個電子,則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是23,反應的離子方程式為2CNO3ClO=COCO23ClN2。(3)參加反應的NaCN是20 mol,反應中C元素由2價升高到4價,N元素化合價從3價升高到0價,即1 mol NaCN失去5 mol電子,1 mol次氯酸鈉得到2 mol電子,所以處理100 m3含NaCN 10.3 mgL1的廢水,實際至少需NaClO的質(zhì)量為74.5 gmol1414 900 g。(4)(CN)2與Cl2的化學性質(zhì)相似,則根據(jù)氯氣與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式可知(CN)2與NaOH溶液反應生成NaCNO、NaCN和H2O。答案:(1)堿性防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣(2)2CNO3ClO=COCO23ClN2(3)14 900(4)NaCNONaCN11鉻及其化合物常被應用于冶金、化工、電鍍、制藥等行業(yè),但使用后的廢水因其中含高價鉻的化合物而毒性很強,必須進行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染:(1)上述各步反應中屬于氧化還原反應的是_(填序號)。(2)第步,含Cr2O的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO47H2O)處理,寫出并配平反應的離子方程式:_。(3)第步,向上述反應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_、_(寫化學式)。已知Cr(OH)3性質(zhì)類似Al(OH)3,是既能與強酸反應又能與強堿反應的兩性物質(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)步處理后又可轉(zhuǎn)變成K2Cr2O7。純凈的K2Cr2O7常用于準確測定Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度,方法如下:Cr2O6I14H=3I22Cr37H2O2S2OI2=S4O2I準確稱取純凈的K2Cr2O7 0.122 5 g,配成溶液,用上述方法滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。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)中鉻元素由6價降至3價,中鉻元素由3價升至6價。(2)亞鐵離子具有還原性,與重鉻酸根離子反應生成鉻離子和鐵離子。加入綠礬反應后,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,還會生成氫氧化鐵和硫酸鈣。(3)氫氧化鉻類似氫氧化鋁,具有兩性,能與氫氧化鈉反應生成NaCrO2:Cr(OH)3NaOH=NaCrO22H2O,NaCrO2類似偏鋁酸鈉,通入過量的CO2生成氫氧化鉻、碳酸氫鈉:NaCrO2CO22H2O=Cr(OH)3NaHCO3。(4)根據(jù)反應得關系式K2Cr2O73I26Na2S2O3,n(Na2S2O3)6n(K2Cr2O7),c(Na2S2O3)0100 0 molL1。答案:(1)(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(3)Fe(OH)3CaSO4Cr(OH)3OH=CrO2H2OCrOCO22H2O=Cr(OH)3HCO(4)0.100 0 molL112工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)為原料,通過液相法生產(chǎn)KMnO4。即在堿性條件下用氧氣氧化MnO2得到K2MnO4,分離后得到的K2MnO4,再用惰性材料為電極電解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生產(chǎn)工藝簡略如下: (1)反應器中反應的化學方程式為_。(2)生產(chǎn)過程中最好使用含MnO2 80%以上的富礦,因為MnO2含量最低的貧礦中Al、Si的氧化物含量較高,會導致KOH消耗量_(填“偏高”或“偏低”)。(3)電解槽中總的離子反應方程式為_。(4)在傳統(tǒng)工藝中得到K2MnO4后,向其中通入適量CO2反應生成黑色固體、KMnO4等,反應的化學方程式為_。上述反應中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為_。與該傳統(tǒng)工藝相比,電解法的優(yōu)勢是_。(5)用高錳酸鉀測定草酸結晶水合物的純度:稱草酸晶體樣品0.500 g溶于水配制成100 mL溶液,取出20.00 mL用0.020 0 molL1的酸性KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)不反應),至溶液呈淺粉紅色且半分鐘內(nèi)不褪去,消耗KMnO4溶液14.80 mL,則該草酸晶體的純度為_。(結果保留三位有效數(shù)字)(已知該草酸結晶水合物H2C2O42H2O的相對分子質(zhì)量為126)解析:(1)根據(jù)題給流程和信息知,反應器中KOH、MnO2和O2反應生成K2MnO4和H2O,利用化合價升降法配平,反應的化學方程式為4KOH2MnO2O2=2K2MnO42H2O。(2)若貧礦中Al、Si的氧化物含量較高,發(fā)生反應:Al2O32KOH=2KAlO2H2O、SiO22KOH=K2SiO3H2O,會導致KOH消耗量偏高。(3)電解錳酸鉀溶液制備高錳酸鉀,電解槽中陽極發(fā)生氧化反應,MnO失電子轉(zhuǎn)化為MnO,電極反應式為2MnO2e=2MnO4,陰極發(fā)生還原反應,電極反應式為2H2O2e=H22OH,兩式相加得總的離子反應方程式為2MnO2H2O2MnO2OHH2。(4)向K2MnO4溶液中通入適量CO2,二者反應生成黑色固體二氧化錳、KMnO4,利用化合價升降法配平,該反應的化學方程式為3K2MnO42CO2=2KMnO4MnO22K2CO3。上述反應中3 mol K2MnO4有1 mol錳元素化合價由6價降為4價生成二氧化錳,作氧化劑,有2 mol錳元素化合價由6價升高到7價生成高錳酸鉀,作還原劑,氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為12。K2MnO4的轉(zhuǎn)化率為66.7%,與該傳統(tǒng)工藝相比,電解法的優(yōu)勢是產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用。(5)酸性高錳酸鉀溶液與草酸反應的離子方程式是6H2MnO5H2C2O4=2Mn28H2O10CO2,則樣品中草酸晶體的物質(zhì)的量為n(H2C2O42H2O)514.81030.02mol3.7103 mol,草酸晶體的質(zhì)量為3.7103 mol126 g/mol0.466 2 g,則該草酸晶體的純度為93.2%。答案:(1)4KOH2MnO2O2=2K2MnO42H2O(2)偏高(3)2MnO2H2O2MnO2OHH2(4)3K2MnO42CO2=2KMnO4MnO22K2CO312產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用(5)93.2%- 配套講稿:
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