2.3 氧化还原反应 同步训练
一、单选题
1.下列反应中,水做氧化剂的是( )
A.Cl2+H2O=HCl+HClO B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ D.NH3+H2O NH3·H2O
2.火药的爆炸反应为:2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑,其中被还原的元素是( )
A.N B.C C.N和S D.N和C
3.化学与生活等密切相关,下列说法错误的是( )
A.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应
B.“铁质菜刀生锈”与氧化还原反应有关
C.为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质,常在包装袋中放入生石灰或硅胶
D.维生素C可将Fe3+转变为Fe2+,所以维生素C具有还原性
4.我国古典富载化学知识,下列记载不涉及氧化还原反应的是( )
A.“何意百炼钢,化为绕指柔”
B.“盖此矾色绿,味酸,烧之则赤”
C.“石垩(生石灰)以水沃之,即热蒸而解”
D.“(火药)乃焰消()、硫磺、杉木炭所合,以烽燧铳极”
5.含元素碲(Te)的几种物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是( )
A.反应①利用了H2Te的还原性
B.反应②中H2O作氧化剂
C.反应③利用了H2O2的氧化性
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9发生了氧化还原反应
6.氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,反应原理为:NaH+H2O=NaOH+H2↑。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.该反应属于置换反应 B.NaH是还原剂
C.H2既是氧化产物又是还原产物 D.H2O是氧化剂
7.固体火箭的动力常由铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)反应提供。高氯酸铵受热可发生反应:。下列有关该反应的说法错误的是( )
A.该化学反应为分解反应
B.发生了还原反应
C.反应中部分氯元素被氮元素还原
D.反应中部分氧元素被氯元素氧化
8.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列反应属于丙区域的是( )
A.Cl2+2KBr═Br2+2KCl
B.2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
C.3Mg+N2 Mg3N2
D.2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
9.下列说法正确的是( )
A.反应H2S+H2SO4(浓)=SO2↑+S↓+2H2O中SO2是氧化产物
B.向FeCl3和CuSO4的混合溶液中加入少量铁粉发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+
C.浓硫酸有强氧化性,但没有酸性
D.浓、稀硝酸的的还原产物分别是NO2和NO,且前者常温下遇铁片没有明显变化,因此浓硝酸氧化性弱于稀硝酸
10.将n mol的Cu2S与足量稀HNO3反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,则参加反应的HNO3中被还原的HNO3的物质的量是( )
A.4n mol B.10n mol C. n mol D. n mol
11.下列物质的应用不是利用了氧化还原反应的是( )
A.用生石灰脱去燃煤产生的SO2并且最终转化为稳定的CaSO4
B.火箭发射时火箭燃料剧烈的反应
C.用煮沸的豆浆和石膏稀溶液可制作豆腐脑或豆腐
D.绿色植物进行光合作用将CO2和H2O转化成葡萄糖和氧气
12.从矿物学资料查得,一定条件下自然界存在如下反应:14CuSO4+5FeS2+12H2O═7X+5FeSO4+12H2SO4,下列说法正确的是( )
A.X的化学式为CuS,它既是氧化产物又是还原产物
B.5 mol FeS2发生反应,有10 mol电子转移
C.产物中的SO42﹣离子有一部分是氧化产物
D.FeS2只作还原剂
13.新一代饮用水的消毒剂ClO2具有高效、广谱、安全等特点.制取ClO2的其中一种反应是:Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl.则下列叙述正确的是( )
A.该反应是复分解反应
B.该反应1molCl2得到2mole﹣
C.反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂
D.NaClO2和ClO2中Cl的化合价相同
14.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度等有关。下列各组物质:①Cu与HCl溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Na和O2 ④Cl2和NaOH溶液 ⑤Fe和浓HNO3 由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是( )
A.①②④ B.②③④
C.③④⑤ D.①④⑤
15.下列变化中需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.Mn2+→MnO4- B.Fe3+→Fe2+
C.CuO→Cu D.H2SO4→BaSO4
16.如图是某反应在密闭容器中反应前后的分子状况示意图,“ ”和“ ”分别表示不同的原子.下列对此反应的分类一定不正确的是( )
A.化合反应 B.可逆反应
C.置换反应 D.氧化还原反应
二、综合题
17.
(1)火药是中国的“四大发明"之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:2KNO3+3C+S=K2S+2NO2↑+3CO2↑。其中被还原的元素的名称是 ,氧化产物是 。
(2)在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量比是 。
(3)强酸性的未知无色溶液中可能含有大量的Cl-、S2-、NO 、CO 、NH 、Cu2+、Fe3+、Ag+等,现已检出有Ag+,你认为其中 离子还需要鉴定是否存在,请写出检验该离子的离子方程式 。
18.储氢纳米碳管的研制成功体出了科技的进步.用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质﹣﹣碳纳米颗粒.这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯.其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七种.
(1)请用上述物质填空,并配平化学方程式:
C+ + H2SO4═ + + Cr2(SO4)3+ H2O
(2)上述反应中氧化剂是 (填化学式),被氧化的元素 (填元素符号).
(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是(填选项序号) .
A.氧化性 B.氧化性和酸性
C.酸性 D.还原性和酸性
(4)若反应中电子转移了0.8mol,则产生的气体在标准状况下的体积为 .
19.某一反应体系有反应物和生成物共五种物质:O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2.已知该反应中H2O2只发生如下过程:H2O2→O2
(1)该反应中的还原剂是 .
(2)该反应中,发生还原反应的过程是 → .
(3)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目 .
(4)如反应转移了0.3mol电子,则产生的气体在标准状况下的体积为 .(5)已知I﹣、Fe2+、SO2、Cl﹣、H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为:SO2>I﹣>H2O2>Fe2+>Cl﹣,则下列反应不能发生的是
A.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42﹣+4H+
B.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe3++2I﹣=2Fe2++I2.
20.钴及其化合物可作为一些化学合成的催化剂,亦用于油漆、颜料、玻璃、釉瓷及电极板等的制造.
(1)粉红色、不溶于水的Co(OH)2空气中慢慢被氧化为棕褐色的Co(OH)3,反应的化学方程式为 .
(2)CoxNi(1﹣x)Fe2O4可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性.两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1﹣x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随X变化的曲线如图所示.
由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高;Co2+、Ni2+两种离子中催化效果较好的是 .
(3)CoCl2常用作多彩水泥的添加剂,可用钴的氧化物(其中Co的化合价为+2、+3)制备,现将一定量的某种钴的氧化物用480mL5mol L﹣1盐酸恰好将其完全溶解,得到CoCl2溶液和6.72L(标准状况下)黄绿色气体.则该钴的氧化物的化学式为 (列出计算过程).
(4)将上述制得一定量的CoCl2 6H2O粗产品溶于水,加入足量的硝酸银溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量,通过计算发现粗产品中CoCl2 6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 .
21.NaNO2可将正常的血红蛋白中的二价铁变为高铁血红蛋白中的三价铁,失去携氧能力。完成下列填空:
(1)N元素在元素周期表中位于第 族,N原子最外层的电子排布式是 。
(2)Na、N、O三种元素形成的简单离子中,离子半径最小的是 (用离子符号表示)。
(3)某工厂的废液中含有2%~5%的NaNO2直接排放会造成污染。下列试剂中,能使NaNO2转化为N2的是 (选填编号)。
a.NaCl
b.NH4Cl
c.HNO3
d.H2SO4
(4)已知NaNO2能发生如下反应:NaNO2 + HI → NO↑+ I2 + NaI + H2O
①配平反应物的系数并标出电子转移的方向和数目
②当有0.75mol HI被氧化时,在标准状况下产生气体的体积是 L。
(5)NaNO2外观与食盐相似,根据上述反应,可用于鉴别NaNO2和NaCl。现有 ①白酒、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白糖、⑤白醋,其中可选用的物质至少有 (选填编号)。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.Cl2+H2O=HCl+HClO中只有氯元素的化合价发生变化,氯气既是氧化剂也是还原剂,水不是氧化剂也不是还原剂,A不选;
B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑中过氧化钠中氧元素化合价既升高也降低,过氧化钠既是氧化剂也是还原剂,水不是氧化剂也不是还原剂,B不选;
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑中钠元素化合价升高,钠是还原剂,氢元素化合价降低,水是氧化剂,C选;
D.NH3+H2O NH3·H2O中元素的化合价均不发生变化,不是氧化还原反应,D不选;
故答案为:C。
【分析】在氧化还原反应中,氧化剂得到电子,元素的化合价降低。还原剂失去电子,元素的化合价升高,据此分析.
2.【答案】C
【解析】【解答】反应2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑中,N元素化合价由+5价降低到0价,S元素化合价由0价降低到-2价,N和S元素被还原,
故答案为:C。
【分析】氧化还原反应口诀:升失氧化还原剂,降得还原氧化剂,化合价降低,被还原,根据价态判断为N和S。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.葡萄糖注射液是溶液,不属于胶体,不能产生丁达尔效应现象,选项A不符合题意;
B.铁质菜刀生锈铁转化为了氧化铁,涉及氧化还原反应,选项B不符合题意;
C.生石灰或硅胶都不具有还原性,所以不能防止食品被氧化变质,选项C符合题意;
D.在维生素C可将铁离子转化为亚铁离子中,Fe元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,所以维生素C具有还原性,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、胶体具有丁达尔效应;
B、金属的腐蚀是氧化还原反应;
C、生石灰和硅胶是干燥剂;
D、维生素C具有还原性,可以将铁离子转化为亚铁离子。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.炼钢过程中涉及减少碳含量的反应,碳和氧气生成二氧化碳涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.绿矾烧之则赤,说明煅烧可生成氧化铁,涉及氧化还原反应,B不符合题意;
C.生石灰和水反应生成氢氧化钙,没有元素化合价改变,不涉及氧化还原反应,C符合题意;
D.火药燃烧过程中生成二氧化硫、二氧化碳等物质,有元素化合价改变,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氧化还原反应的特点是元素化合价发生变化,一般有单质参加反应或者生成为氧化还原反应;
A、碳单质参与反应为氧化还原反应;
B、亚铁离子被氧化,为氧化还原反应;
C、元素化合价不变;
D、有硫、碳等单质发生反应,为氧化还原反应。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.H2Te被O2氧化生成Te,体现H2Te具有还原性,故A不符合题意;
B.反应②中Te与H2O反应H2TeO3,Te元素化合价升高,是还原剂,则H2O为氧化剂,应有H2生成,故B不符合题意;
C.反应③中H2TeO3→H6TeO6,Te元素化合价升高,发生氧化反应,则H2O2作氧化剂,体现氧化性,故C不符合题意;
D.H2Te2O5转化为H2Te4O9时不存在元素化合价的变化,未发生氧化还原反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、碲化合价升高,具有还原性;
B、水和碲反应,碲化合价升高,被氧化,水体现为氧化性;
C、碲元素的化合价升高,被氧化,过氧化氢体现为还原性;
D、碲元素反应前后都为+4价,价态不变,不是氧化还原反应。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.该反应的反应物全是化合物,该反应不属于置换反应,A符合题意;
B.NaH中H元素的化合价为-1价,反应后H元素的化合价升高至H2中的0价,NaH被氧化,是还原剂,B不符合题意;
C.反应中NaH中H元素的化合价由-1价升至H2中的0价,H2O中部分H元素的化合价由+1价降至H2中的0价,H2既是氧化产物又是还原产物,C不符合题意;
D.H2O中部分H元素的化合价由+1价降至H2中的0价,H2O是氧化剂,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】该反应为归中反应, NaH 中的氢由-1价升高到0价; H2O 的氢由+1价降低到0价;H2既是氧化产物又是还原产物; NaH是还原剂 ; H2O是氧化剂 。
7.【答案】B
【解析】【解答】A. 反应物只有一种,有4种生成物,该化学反应为分解反应,故A不符合题意;
B. 氮由-3价升高为0价,发生了氧化反应,故B符合题意;
C. 反应中只有氯元素化合价降低,氮和氧元素化合价升高,反应中部分氯元素被氮元素还原,部分氯被氧还原,故C不符合题意;
D. 反应中部分氧元素被氯元素氧化,部分氧元素化合价不变,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】该反应由一种物质分解生成4种物质,为分解反应;反应过程中,Cl元素的化合价降低,O元素和N元素的化合价升高。
8.【答案】D
【解析】【解答】解:丙区域属于氧化还原反应,但不属于四种基本类型的反应,
A.属于置换反应,也属于氧化还原反应,故A不选;
B.属于分解反应,且元素的化合价没有变化,不属于氧化还原反应,故B不选;
C.属于化合反应,也属于氧化还原反应,故C不选;
D.O元素的化合价变化,属于氧化还原反应,但不属于四种基本类型的反应,故D选.
故选D.
【分析】由图可知,区域丙属于氧化还原反应,但不属于置换反应、化合反应、分解反应,有元素化合价变化的反应为氧化还原反应,结合反应的类型进行判断.
9.【答案】B
【解析】【解答】A.反应H2S+H2SO4(浓)=SO2↑+S↓+2H2O中硫化氢被氧化生成单质硫,浓硫酸被还原生成二氧化硫,则SO2是还原产物,A不符合题意;
B.铁离子的氧化性强于铜离子,向FeCl3和CuSO4的混合溶液中加入少量铁粉发生的反应为2Fe3++Fe=3Fe2+,B符合题意;
C.浓硫酸有强氧化性,也有酸性,C不符合题意;
D.浓硝酸氧化性强于稀硝酸,与其还原产物中氮元素的价态没有关系,只与得到电子的能力有关系,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.标出元素的化合价即可判断氧化产物和还原产物
B.根据离子的氧化性强弱判断铁先和铁离子反应
C.浓硫酸的氧化性是硫元素体现出,酸性是由氢离子体现
D.浓硝酸与铁发生钝化
10.【答案】D
【解析】【解答】解:反应中Cu元素化合价由+1价升高为+2价,S元素有﹣2价升高为+6价,反应中只有N元素被还原,N元素的化合价由+5价降低为+2价,令被还原的硝酸的物质的量为xmol,根据电子转移守恒有nmol×[2×(2﹣1)+6﹣(﹣2)]=xmol×(5﹣2),解得x= n.
故选D.
【分析】反应中Cu元素化合价由+1价升高为+2价,S元素有﹣2价升高为+6价,反应中只有N元素被还原,N元素的化合价由+5价降低为+2价,令被还原的硝酸的物质的量为xmol,根据电子转移守恒列方程计算x的值.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应为CaO+SO2+O2CaSO4,反应前后硫元素、氧元素的化合价有变化,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.火箭发射时火箭燃料剧烈的反应为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2CO2,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.用煮沸的豆浆和石膏稀溶液可制作豆腐脑或豆腐,是利用聚沉的原理,没有发生氧化还原反应,C符合题意;
D.绿色植物进行光合作用将CO2和H2O转化成葡萄糖(C6H12O6)和氧气,该反应前后碳元素、氧元素的化合价有变化,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】氧化还原的特征是反应前后元素化合价有升降,据此分析。
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A.X为Cu2S,Cu元素化合价降低,为还原产物,故A错误;
B.5molFeS2发生反应,Cu元素化合价由+2价→+1价,14molCuSO4得到14mol电子,FeS2→Cu2S,S元素的化合价由﹣1价→﹣2价,生成7molCu2S,得到7mol电子,有21mol电子转移,故B错误;
C.由化学方程式可知,反应物中含有14molSO42﹣离子,生成物中有17molSO42﹣离子,则有3molS被氧化,故C正确;
D.FeS2中S元素化合价为﹣1价,反应后分别升高为+6价、降低为﹣2价,FeS2既是氧化剂又是还原剂,故D错误.
故选C.
【分析】由质量守恒可知X为Cu2S,则在反应14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4中,Cu元素化合价降低,被还原,CuSO4为氧化剂,FeS2中S元素化合价为﹣1价,反应后分别升高为+6价、降低为﹣2价,FeS2既是氧化剂又是还原剂,从元素化合价的角度判断并计算该题.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A.Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl反应中,Cl2中Cl元素的化合价为0价降低到﹣1价的NaCl,NaClO2中Cl元素的化合价为+3价升高到+4价的ClO2,则该反应为氧化还原反应,故A错误;
B.Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl反应中,Cl2中Cl元素的化合价为0价降低到﹣1价的NaCl,所以该反应1molCl2得到2mole﹣,故B正确;
C.Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl反应中,Cl2中Cl元素的化合价为0价降低到﹣1价的NaCl,则Cl2是氧化剂,故C错误;
D.NaClO2中Cl元素的化合价为+3价,ClO2中Cl的化合价为+4价,故D错误;
故选B.
【分析】在Cl2+2NaClO2═2ClO2+2NaCl反应中,Cl2中Cl元素的化合价为0价降低到﹣1价的NaCl,NaClO2中Cl元素的化合价为+3价升高到+4价的ClO2,则NaClO2是还原剂,Cl2是氧化剂,据此分析解答.
14.【答案】C
【解析】【解答】①Cu与HCl溶液不反应;②Cu与FeCl3溶液生成氯化亚铁和氯化铜,与温度无关系;③Na和O2常温下生成氧化钠,加热生成过氧化钠;④Cl2和NaOH溶液常温下生成氯化钠、次氯酸钠和水,加热时生成氯酸钠、氯化钠和水;⑤Fe和浓HNO3常温下钝化,加热生成硝酸铁、NO2和水,
故答案为:C。
【分析】根据常见化学物质的性质,结合在不同温度下生成不同物质的特例进行判断即可。
15.【答案】A
【解析】【解答】A.Mn2+→MnO4-中锰元素的化合价升高,被氧化,需加入氧化剂才能实现,故A选项符合题意。
B.Fe3+→Fe2+的反应中铁元素的化合价降低,被还原,需加入还原剂才能实现,故B选项不符合题意。
C. CuO→Cu 铜的化合价降低,被还原,需要加入还原剂,故C选项不符合题意。
D.H2SO4→BaSO4无化合价变化,故D选项不符合题意。
故答案为:A。
【分析】加入氧化剂后发生反应,说明原来物质是还原剂,化合价升高进行判断。
16.【答案】C
【解析】【解答】解:A.为两种单质生成化合物的反应,属于化合反应,故A不选;
B.化合反应可能为可逆反应,故B不选;
C.反应物中没有化合物,一定不是置换反应,故C选;
D.由单质生成化合物,一定存在元素的化合价变化,为氧化还原反应,故D不选;
故选C.
【分析】由图可知,两种单质分子生成化合物,一定存在元素的化合价变化,以此来解答.
17.【答案】(1)氮和硫;CO2
(2)5:1
(3)NH ;NH +OH- NH3↑+H2O
【解析】【解答】(1)2KNO3+3C+S=K2S+2NO2↑+3CO2↑中N、S元素化合价降低被还原,C元素化合价升高被氧化,故被还原的元素名称是氮和硫;氧化产物是CO2;(2)在KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,根据氧化还原反应化合价变化中“只靠近不交叉”可知,KClO3中Cl元素化合价降低生成Cl2,HCl中部分被氧化生成Cl2,由反应可知,每生成3 mol Cl2,则有1 mol KClO3被还原,5 mol HCl 被氧化,因此被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量比是5:1;(3)强酸性溶液中含有大量H+,因此溶液中不能大量存在与H+反应的S2-、CO ;溶液呈无色,则溶液中不可能大量存在有色离子Cu2+、Fe3+;现已检出有Ag+,则溶液中不能大量存在Cl-;根据电荷守恒可知,溶液中一定存在NO ,而无法确定溶液中是否一定存在大量NH ,因此NH 还需要鉴定是否存在,可利用强碱浓溶液与NH 并加热的方式检验NH ,反应的离子方程式为:NH +OH- NH3↑+H2O。
【分析】 (1)2KNO3+3C+S=K2S+2NO2↑+3CO2↑,C元素的化合价升高被氧化,N、S元素的化合价降低被还原;
(2)在 KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O 的反应中,Cl元素化合价由+5价、-1价变为0价,氯酸钾是氧化剂、HCl是还原剂;
(3)溶液呈强酸性,则S2-、CO 不存在,溶液无色,则不存在Cu2+、Fe3+,现已检Ag+,则不存在Cl-,溶液中可能存在 NH 。
18.【答案】(1)3;2K2Cr2O7;8;3CO2;2K2SO4;2;8
(2)K2Cr2O7;C
(3)C
(4)4.48L
【解析】【解答】解:(1)由C﹣→CO2、K2Cr2O7﹣→Cr2(SO4)3变化过程中得失电子守恒和反应的部分化学方程式可配平得3C+2K2Cr2O7+8H2SO4═3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O,
故答案为:3;2K2Cr2O7;8;3CO2;2K2SO4;2;8;(2)分析所给物质的化合价氧化剂为K2Cr2O7,还原产物为Cr2(SO4)3,还原剂为C,氧化产物为CO2.故答案为:K2Cr2O7;C;(3)H2SO4在反应中各元素的化合价没有发生变化,只表现酸性.故答案为:C;(4)设产生的气体的体积为V,根据反应式计算:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4═ 3CO2↑ +2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O 转移电子
3×22.4L 12mol
V 0.8mol
V=0.8 mol×3×22.4 L/mol÷12=4.48 L.故答案为:4.48 L.
【分析】(1)根据质量守恒定律和氧化还原反应得失电子守恒来配平化学方程式;(2)根据反应中元素的化合价的变化来判断氧化剂以及被氧化的元素;(3)根据硫酸在反应的化合价是否发生变化来判断硫酸在反应中表现出来的性质;(4)根据电子转移的数目与氧化剂或还原剂之间的物质的量的关系进行计算.
19.【答案】(1)H2O2
(2)H2CrO4;Cr(OH)3
(3) =2Cr(OH)3↓+3O2↑+2H2O
(4)3.36L;C
【解析】【解答】解:(1)由信息H2O2﹣→O2中可知,O元素的化合价由﹣1价升高到0,则H2O2为还原剂,故答案为:H2O2;(2)氧化剂发生还原反应,含元素化合价降低的物质为氧化剂,则Cr元素的化合价降低,即还原反应的过程为H2CrO4→Cr(OH)3,故答案为:H2CrO4;Cr(OH)3;(3)该反应中O元素失电子,Cr元素得到电子,2molH2CrO4反应转移电子为2mol×(6﹣3)=6mol,则用单线桥法标出电子转移的方向和数目为 =2Cr(OH)3↓+3O2↑+2H2O,故答案为: =2Cr(OH)3↓+3O2↑+2H2O;(4)由2H2CrO4+3H2O2═2Cr(OH)3↓+3O2↑+2H2O可知,生成3mol气体转移6mol电子,则转移了0.3mol电子,则产生的气体的物质的量为 mol=0.15mol,其在标准状况下体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L,故答案为:3.36L;(5)A、因该反应中S元素的化合价升高,Fe元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,能发生,故A不选;B、因该反应中S元素的化合价升高,I元素的化合价降低,则SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>I﹣,与已知的还原性强弱一致,能发生,故B不选;C、因该反应中O元素的化合价升高,S元素的化合价降低,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2>SO2,与已知的还原性强弱不一致,反应不能发生,故C选;D、因该反应中Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则I﹣为还原剂,还原性强弱为I﹣>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,能发生,故D不选.故选C.
【分析】(1)由H2O2只发生如下过程H2O2﹣→O2可知,利用该过程中O元素的化合价由﹣1价升高到0来分析;(2)氧化剂发生还原反应,利用元素的化合价降低来分析;(3)由失去电子的元素指向得到电子的元素,并标出电子转移的总数来用单线桥法标出电子转移的方向和数目;(4)由反应可知生成3mol气体转移6mol电子,以此来计算;(5)根据氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,利用酸性溶液中还原性强弱的顺序是SO2>I﹣>H2O2>Fe2+>Cl﹣来判断反应能否发生.
20.【答案】(1)4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3
(2)微波水热;Co2+
(3)Co3O4+8HCl═3CoCl2+Cl2↑+4H2O
(4)样品中含有NaCl杂质,CoCl2 6H2O烘干时失去了部分结晶水
【解析】【解答】解:(1)Co(OH)2在空气中慢慢被氧化为棕褐色的Co(OH)3的方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,
故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;(2)过氧化氢的分解速率越大,催化剂活性更高,根据图象可知,x相同时,微波水热法初始速度大于常规水热法,故微波水热法制得催化剂的活性更高;由图可知,随x值越大,过氧化氢的分解速率越大,而x增大,Co2+的比例增大,故Co2+的催化活性更高,故答案为:微波水热;Co2+;(3)由电子守恒:n(Co3+)=2 n(Cl2)=2× =0.6 mol,由电荷守恒:n(Co原子)总=n(Co2+)溶液= n(Cl﹣)= ×( 0.48L×5mol/L﹣2×0.3mol)=0.9 mol,所以固体中的n(Co2+)=0.9mol﹣0.6mol=0.3 mol,根据化合价电荷守恒为0,氧化物中n(O)=(0.3mol×2+0.6mol×3)÷2=1.2mol,故该钴氧化物中n(Co):n(O)=0.9mol:1.2mol=3:4,故氧化物的化学式为:Co3O4,和盐酸反应的化学方程式为Co3O4+8HCl═3CoCl2+Cl2↑+4H2O,
故答案为:Co3O4+8HCl═3CoCl2+Cl2↑+4H2O;
故答案为:降低烘干温度,防止产品分解;(4)根据CoCl2 6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2 6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:1、含有杂质,导致氯离子含量大,2、结晶水化物失去部分水,导致相同质量的固体中氯离子含量变大,
故答案为:样品中含有NaCl杂质,CoCl2 6H2O烘干时失去了部分结晶水;
【分析】(1)类比氢氧化亚铁的性质回答即可;(2)过氧化氢的分解速率越大,催化剂活性更高;随x值越大,过氧化氢的分解速率越大,而x增大,Co2+的比例增大,据此进行分析;(3)由电子守恒:n(Co3+)=2 n(Cl2),由电荷守恒:n(Co原子)总=n(Co2+)溶液= n(Cl﹣),联立计算n氧化物(Co2+),根据化合价电荷守恒为0计算氧化物中n(O),进而计算氧化物中n(Co):n(O),结合原子守恒写出化学方程式;(4)根据CoCl2 6H2O的组成分析,造成产品中CoCl2 6H2O的质量分数大于100%的原因可能是:1、含有杂质,导致氯离子含量大,2、结晶水化物失去部分水;
21.【答案】(1)VA;2s22p3
(2)Na+
(3)b
(4);16.8
(5)②⑤
【解析】【解答】(1)N是7号元素,最外层电子数是5,所以在元素周期表中N元素位于第二周期VA族;核外电子排布是1s22s22p3, 所以最外层电子排布式为2s22p3;(2)Na、N、O三种元素形成的简单离子中,Na+、N3-、O2-中它们的电子层结构相同,随核电荷数递增,离子半径依次减小,所以离子半径最小的是Na+;(3)NaNO2中的N元素的化合价是+3价,使NaNO2中的氮转化为对空气无污染的气体(氮气),需要另一种反应物具有强还原性,而且含有N元素,二者发生氧化还原反应产生N2,就不会引起环境污染,a中的Cl-只有弱还原性,a错误,b中NH4+的N元素是-3价,具有强还原性,能够与+3价的N元素发生氧化还原反应生成N2,b正确;HNO3中的N元素+5价,具有强氧化性,不符合条件,c错误;d中浓硫酸具有强氧化性,且没有N元素,也不符合条件,d错误,
故答案为:是b;(4)①2I-被氧化为I2,失去2e-,NaNO2→ NO,N元素得到e-,被还原,根据电子守恒及原子守恒可得2NaNO2 + 4HI = 2NO↑+ I2 + 2NaI + 2H2O,2molHI中I失去2mol电子给NaNO2中的N,电子转移总数是2e-即: ②根据方程式2NaNO2 + 4HI = 2NO↑+ I2 + 2NaI + 2H2O可知:4molHI参加反应,有2mol被氧化,生成2mol的NO气体,所以当有0.75mol HI被氧化时,有0.75mol的NO生成,V(NO)=0.75mol×22.4L·mol-1=16.8L;(5)鉴别亚硝酸钠和氯化钠固体,利用题干中给的信息: NaNO2能够将HI氧化为I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,而NaCl没有该性质,所以利用上述反应可以鉴别NaNO2和NaCl的物质有:②碘化钾淀粉试纸、⑤白醋,答案选②⑤。
【分析】(1)根据N元素的原子序数分析;(2)离子的电子层结构相同,随核电荷数递增,离子半径依次减小;(3)从氧化还原反应解答;(4)根据电子守恒及原子守恒分析。