4.2 硫及其化合物的相互转化 课堂同步练(含解析)2023-2024学年上学期高一化学苏教版(2019)必修第一册

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名称 4.2 硫及其化合物的相互转化 课堂同步练(含解析)2023-2024学年上学期高一化学苏教版(2019)必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-12 17:18:31

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4.2 硫及其化合物的相互转化 课堂同步练
一、单选题
1.如图所示,硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是(  )
A.硫在氧气中燃烧直接生成Y B.Z的浓溶液与Cu反应可生成Y
C.酸雨的形成包括的转化 D.N可与Z的稀溶液反应生成L
2.高铁酸钾(K2FeO 4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,下列反应可制取K2FeO4:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6□+8H2O。下列说法错误的是(  )
A.每转移1mole-,可以得到33g K2FeO4
B.□处的物质应为KCl
C.该反应中铁元素的化合价升高
D.氧化性:Cl2>K2FeO4
3.关于反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O,下列说法正确的是(  )
A.NH3中H元素被氧化
B.NO2在反应过程中失去电子
C.还原剂与氧化剂的物质的量之比为3:4
D.氧化产物与还原产物的质量之比为4:3
4.已知:
①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;
②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;
③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变为蓝色.
下列判断正确的为(  )
A.上述实验证明氧化性:MnO4﹣>Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
5.小明同学在学习钠的化合物性质时,记录了以下四个化学方程式:
①Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓
②Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
③Na2CO3+H2SO3=Na2SO3+H2O+CO2↑
④Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
请你根据学过的知识判断4个反应中的4种含氧酸,其中酸性最强的是(  )
A.H2SO4 B.H2SO3 C.H2SiO3 D.H2CO3
6.根据反应①2FeCl3+2KI═2FeCl2+2KCl+I2,②2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3,判断下列物质的氧化性由强到弱的顺序中,正确的是(  )
A.Fe3+>Cl2>I2 B.Cl2>I2>Fe3+
C.Cl2>Fe3+>I2 D.I2>Cl2>Fe3+
7.已知:3Fe2++ +4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,对于该反应的下列叙述中,错误的是(  )
A.每0.1mol 发生氧化反应,转移0.3mole-
B.离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化
C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3
D.若把该反应设计为原电池,则负极反应为Fe2+-e-=Fe3+
8.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2++2 +O2+xOH-=Fe3O4+ +2H2O,下列说法错误的是(  )
A.每生成1molFe3O4,反应转移的电子总物质的量为4mol
B.Fe2+和 都是还原剂
C.1molFe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为 mol
D.x=4
9.为了防止枪支生锈,常采用化学处理使钢铁零件表面生成Fe3O4的致密保护层——“发蓝”。化学处理过程中其中一步的反应为: 。下列有关的叙述错误的是(  )
A. 的氧化性大于 的氧化性
B.反应中转移电子2mol,则生成还原产物0.5mol
C.枪支“发蓝”实质上是使铁表面钝化导致难以生锈
D.上述反应中,单质铁被氧化,而NaNO2作为氧化剂
10.工业生产钠和烧碱的原理如下:①电解熔融氯化钠制钠:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,②电解饱和食盐水制烧碱:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,下列有关说法正确的是(  )
A.在反应①和②中,氯化钠均既是氧化剂,又是还原剂
B.在反应①中氯气是还原产物,在反应②中氢气是还原产物
C.若标准状况下生成等体积的气体,则反应①和②中转移电子总数相等
D.若消耗等质量的氯化钠,则反应①和②中转移电子总数相等
11.“价—类”二维图是研究物质性质的一种方法,下图是a~f表示的是含硫物质。下列说法正确的是(  )
A.a可用硫化亚铁与稀硝酸反应制取
B.b在足量的纯氧中燃烧,可一步转化为d
C.c能使溴水褪色,证明c有漂白性
D.f既有氧化性又有还原性
12.下列变化中,需要加入还原剂的是(  )
A.2Cl—→Cl2 B.Fe3+→Fe2+
C.NH4+→NH3 D.CO32→→CO2
13.今有三个氧化还原反应:
①2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2
②2FeCl2+Cl2=2FeCl3
③2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
若某溶液中有Fe2+和Cl﹣、I﹣共存,要氧化除去I﹣而又不影响Fe2+和Cl﹣.可加入的试剂是(  )
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
14.下列一步转化中,一定要加入氧化剂才能实现的是(  )
A. B. C. D.
15.盐酸在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现在有如下三个反应,有关判断正确的是(  )
①Zn+2HCl ZnCl2+H2↑;②NaOH+HCl NaCl+H2O;
③2HCl H2↑+Cl2↑
选项 有关判断
A 反应①是置换反应,HCl表现还原性
B 反应②是复分解反应,HCl表现氧化性
C 反应③中HCl既表现氧化性也表现还原性
D 反应①中氢原子失去电子
A.A B.B C.C D.D
16.核心元素的化合价及类别是研究物质性质的两个重要视角。硫及其化合物的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.适量的c可作为葡萄酒的添加剂
B.常温下,a与f的浓溶液反应可生成b和c
C.将c通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D.在自然界中,部分的c会转化成d,最后转化为f或h
二、综合题
17.磷单质及其化合物的有广泛应用.
(1)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式见图)之间脱去两个分子产物,其结构式为   .三聚磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为   
(2)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍.
①NaH2PO2中P元素的化合价为   .
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2﹣,在酸性等条件下发生下述反应:
(a)   Ni2++   H2PO2﹣+   →   Ni++   H2PO3﹣+   
(b)6H2PO2﹣+2H+=2P+4H2PO3﹣+3H2↑
18.为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
已知:活化硫铁矿的主要成分为:FeS2.请回答下列问题:
(1)为了加快第I步浸取速率,除了粉碎硫铁矿烧渣外,还可采取的措施有   。(至少写出2条)
(2)第II步中氧化产物为SO ,请写出对应的离子方程式   。
(3)从第Ⅳ步滤液中获得FeSO4晶体的方法为   、   、过滤、洗涤、干燥,检验FeSO4晶体中是否含Fe3+的方法为   。
19.二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se.
完成下列填空:
(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1:1,写出Se和浓HNO3的化学反应方程式   
(2)已知:Se+2H2SO4(浓)═2SO2↑+SeO2+2H2O、2SO2+SeO2+2H2O═Se+2SO +4H+、SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是   .
(3)回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
①SeO2+KI+HNO →Se+I2+KNO3+H2O②I2+2Na2S2O3═Na2S4O6+2NaI
配平方程式①,标出电子转移的方向和数目   
(4)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗0.2000mol L﹣1的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为   .
20.钴酸锂废极片中钴回收的某种工艺流程如下图所示,其中废极片的主要成分为钴酸锂(LiCoO2)和金属铝,最终可得到Co2O3及锂盐。
(1)“还原酸浸”过程中,大部分LiCoO2可转化为CoSO4,请将该反应的化学方程式补充完整:2LiCoO2+3H2SO4+      =    CoSO4+      +      +       。
(2)“还原酸浸”过程中,Co、Al浸出率(进入溶液中的某元素质量占固体中该元素总质量的百分数)受硫酸浓度及温度(t)的影响分别如图1和图2所示。工艺流程中所选择的硫酸浓度为2 mol.L-1,温度为80 oC,推测其原因是   。
A. Co的浸出率较高
B. Co和Al浸出的速率较快
C. Al的浸出率较高
D. 双氧水较易分解
(3)加入(NH4)2C2O4后得CoC2O4沉淀。写出CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧得到Co2O3的反应的化学方程式:   。
(4)若初始投入钴酸锂废极片的质量为1 kg,煅烧后获得Co2O3的质量为83 g,已知Co的浸出率为90%,则钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为   (小数点后保留两位)。
(5)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li+)约为10-1 mol·L-1,部分锂盐的溶解度数据如下表所示。
温度 Li2SO4 Li2CO3
0 oC 36.1 g 1.33 g
100 oC 24.0 g 0.72 g
结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b是   (写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,   ,洗涤干燥。
21.近年来我国储氢碳纳米管研究获得重大进展,电弧法合成碳纳米管常伴有大量物质——碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为____C+________(稀)=____________。
(1)完成并配平上述反应的化学方程式。   
(2)此反应的氧化剂是   ,还原剂是   。
(3)硫酸在上述反应中表现出的性质是____(填字母序号)。
A.酸性 B.氧化性 C.吸水性 D.还原性
(4)该反应中转移的电子数为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.硫在氧气中燃烧产生SO2,不能直接反应产生SO3,A不符合题意;
B.浓硫酸与Cu混合加热,发生反应产生CuSO4、SO2、H2O,不能反应产生SO3,B不符合题意;
C.SO2会导致形成酸雨,其形成过程主要是SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4,C符合题意;
D.N是CuS,该物质既不溶于水,也不溶于硫酸,因此CuS不能与稀硫酸反应产生H2S气体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】易错分析:A.单质硫与氧气反应只能得到二氧化硫,二氧化硫与氧气在催化剂作用下才能得到三氧化硫。
B.铜和浓硫酸反应为氧化还原反应,留的化合价降低,得到二氧化硫。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.Fe元素的化合价由+3价升高为+6价,失去3个电子,因此每转移1mole-,可以得到高铁酸钾的质量是 ,故A符合题意;
B.根据原子守恒可知□处的物质应为KCl,故B不符合题意;
C.Fe元素的化合价升高,失去电子被氧化,故C不符合题意;
D.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则反应条件下氧化性是Cl2>K2FeO4,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】在氧化还原反应中,氧化剂得电子,化合价降低,发生还原反应,对应的产物是还原产物;还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应,对应的是氧化产物,氧化剂和还原剂的得失电子式相等的。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.NH3中H元素的化合价没有发生变化,故其未被氧化,被氧化的是N元素,A不符合题意;
B.NO2在反应过程中得到电子,B不符合题意;
C.该反应中,NH3是还原剂,NO2是氧化剂。由化学方程式可知,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,C说法不符合题意;
D.该反应中氧化产物和还原产物均为N2。还原剂被氧化后得到氧化产物,氧化剂被还原后得到还原产物,还原剂与氧化剂的物质的量之比为4:3,因此,氧化产物与还原产物的质量之比为4:3 ,D说法符合题意。
故答案为:D。
【分析】由反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O可知,其中NH3的N元素的化合价由-3升高到0、NO2中的N元素的化合价由-+4降低到0,因此,NH3是还原剂, NO2是氧化剂。氮气既是氧化产物又是还原产物
4.【答案】A
【解析】【解答】解:A、高锰酸钾能将浓盐酸氧化为氯气,高锰酸钾做氧化剂,氯气是氧化产物,每个反应的氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性MnO4﹣>Cl2,氯气能将亚铁离子氧化为三价铁,氯气做氧化剂,所以氧化性Cl2>Fe3+,三价铁将碘离子氧化为单质碘,二价铁是还原产物,单质碘是氧化产物,所以氧化性F3+>I2,故A正确;
B、三个反应都是氧化还原反应,故B错误;
C、①生成Cl2,氧化性强于I2,也能使其变蓝,故C错误;
D、②反应中Fe2+只是化合价升高,只反映其具有还原性,故D错误.
故选A.
【分析】高锰酸钾能将浓盐酸氧化为氯气,高锰酸钾做氧化剂,浓盐酸做还原剂;
氯气能将亚铁离子氧化为三价铁,氯气做氧化剂,亚铁离子做还原剂;
三价铁将碘离子氧化为单质碘,三价铁是氧化剂,单质碘是氧化产物,
氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,
还原剂的还原性大于还原产物的还原性.
5.【答案】A
【解析】【解答】根据强酸制弱酸的道理可以比较出几种酸的酸性强弱。
【分析】由强酸制弱酸推测个方程式之间酸的关系
6.【答案】C
【解析】【解答】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,①2FeCl3+2KI═2FeCl2+2KCl+I2,Fe3+>I2,②2FeCl2+Cl2=2FeCl3,Cl2>Fe3+,则氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Fe3+>I2,符合题意
故答案为:C。
【分析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,据此判断氧化性强弱顺序。
7.【答案】A
【解析】【解答】A.硝酸根离子中N原子化合价降低,发生还原反应,则每0.1mol 发生还原反应,转移0.3mole-,A叙述符合题意;
B.根据离子方程式可知,硝酸根离子、氢离子和亚铁离子发生反应,则离子间的反应说明Fe(NO3)2溶液不宜加酸酸化,B叙述不符合题意;
C.氧化剂的化合价由+5变为+2,还原剂的化合价由+2变为+3,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3,C叙述不符合题意;
D.若把该反应设计为原电池,负极失电子化合价升高,则则负极反应为Fe2+-e-=Fe3+,D叙述不符合题意;
故答案为A。
【分析】重点: 在碱性条件下没有氧化性,在酸性条件下有强氧化性
8.【答案】C
【解析】【解答】A. 由方程式可知,每生成1molFe3O4时有1 mol的O2被还原,反应转移电子的总物质的量为4 mol,故A不符合题意;
B. Fe元素和S元素的化合价都升高,所以Fe2+和 都是还原剂,故B不符合题意;
C. 1molFe2+被氧化时,需要失去1 mol电子,被Fe2+还原的O2的物质的量为 mol,故C符合题意;
D. 根据离子方程式的电荷守恒可知,3×2+(-2×2)+(-1×x)=-2,解得x=4,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】从电荷守恒的角度分析,可配平反应的离子方程式: 3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O,反应中3Fe2+→Fe3O4,当3molFe2+参加反应时,有2molFe2+化合价升高,反应中Fe和S元素的化合价升高,被氧化,O2为氧化剂。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.该化学反应中,Fe元素的化合价从0变为+2价,化合价升高了2价,则Fe为还原剂;N元素从NaNO2中的+3价变为NH3中的-3价,化合价降低了6价;氨气为还原产物,反应中生成1mol氨气转移6mol电子;该反应中氧化剂为 ,氧化产物为 ,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则 的氧化性大于 的氧化性,故A不符合题意;
B.根据A项分析,氨气为还原产物,反应中生成1mol氨气转移6mol电子,则反应中转移电子2mol,则生成还原产物 mol,故B符合题意;
C.枪支“发蓝”是一层致密的保护层四氧化三铁,其实质上是使铁表面钝化导致难以生锈,故C不符合题意;
D.根据A项分析,反应中,单质铁为还原剂,被氧化,而NaNO2作为氧化剂,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、根据氧化剂的氧化性强于氧化产物分析;
B、根据反应过程中元素化合价变化计算转移电子数;
C、铁表面钝化导致难以生锈;
D、根据反应过程中元素化合价变化分析;
10.【答案】D
【解析】【解答】①电解熔融氯化钠制钠:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,Na元素的化合价降低,Cl元素的化合价升高,所以氯化钠既是氧化剂,又是还原剂;②电解饱和食盐水制烧碱:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,H元素的化合价降低,Cl元素的化合价升高,所以水是氧化剂,氯化钠是还原剂;A.由分析可知,反应②中氯化钠是还原剂,不是氧化剂,故A不符合题意;
B.在反应①中氯气是氧化产物,在反应②中氢气是还原产物,故B不符合题意;
C.2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑中生成1mol气体转移2mol电子,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2 ↑中生成2mol气体转移2mol电子,故C不符合题意;
D.若消耗1mol氯化钠,则反应①和②中转移电子均为2mol,所以消耗等质量的氯化钠,则反应①和②中转移电子总数相等,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】把握反应中的元素化合价变化为解答的关键。本题的易错点为B,要注意氧化剂被还原得到还原产物,还原剂被氧化生成氧化产物。
11.【答案】D
【解析】【解答】A.FeS和硝酸反应生成硝酸铁、S、NO和水,无法生成H2S,A不符合题意;
B.S在足量的纯氧中燃烧,只能生成SO2无法一步生成SO3,B不符合题意;
C.SO2能使溴水褪色,是因为SO2具有还原性被溴水氧化从而使溴水褪色,C不符合题意;
D.亚硫酸盐中S为+4价,可被强氧化剂氧化成硫酸盐表现还原性,也可与S2-发生归中反应生成S单质体现氧化性,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.硝酸有强氧化性,FeS和硝酸反应生成硝酸铁、S、NO和水;
B.S燃烧只能生成SO2;
C.SO2具有还原性;
D.依据元素化合价最低,只有还原性;元素化合价最高,只有氧化性;元素化合价外于中间,既有还原性,又有氧化性。
12.【答案】B
【解析】【解答】A. 2Cl-→Cl2,氯元素的化合价升高,需要加入氧化剂,故A不符合题意;
B. Fe3+→Fe2+ 铁元素的化合价降低,被还原,需要加入还原剂;
C. NH4+→NH3,氮元素的化合价始终为-3价,没有发生变化,故C不符合题意;
D. CO32-→CO2,碳元素的化合价始终为+4价,没有发生变化,故D不符合题意;本题选B。
【分析】此题考查氧化还原知识的理解,在反应中元素化合价降低,被还原,需要加入还原剂。
13.【答案】C
【解析】【解答】解:反应①中Fe元素的化合价降低,则FeCl3为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性FeCl3>I2,
反应②中Cl元素的化合价降低,则Cl2为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性Cl2>FeCl3,
反应③中Mn元素的化合价降低,则KMnO4为氧化剂,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性KMnO4>Cl2,
即氧化性强弱为KMnO4>Cl2>FeCl3,
则某溶液中有Fe2+和I﹣共存,要氧化除去I﹣而又不影响Fe2+和Cl﹣,
选择氧化性强的物质除杂时能将Fe2+和Cl﹣氧化,故选择弱氧化剂FeCl3来除杂而不影响Fe2+和Cl﹣,且没有引入新的杂质,
故选C.
【分析】根据反应中元素化合价的变化来判断氧化剂及氧化性的强弱,再利用氧化性的强弱来分析氧化除去I﹣而又不影响Fe2+和Cl﹣.
14.【答案】D
【解析】【解答】A.氯气可与氢氧化钠发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,不需要加入氧化剂也能实现 ,A不符合题意;
B.过氧化钠与水可发生歧化反应生成氢氧化钠和氧气,且 过程中O元素化合价降低,发生还原反应,B不符合题意;
C. ,N元素化合价降低,被还原,需要加入还原剂,C不符合题意;
D. 转化过程中,Fe元素化合价升高,被氧化,需要加入氧化剂如氯气等才能实现,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】氧化剂具有氧化性,加入氧化剂才能实现,说明选项中含有的某元素化合价升高被氧化,以此分析解答。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、反应①是置换反应,HCl表现氧化性,故A不符合题意;
B、反应②是复分解反应,没有元素化合价变化,HCl表现酸性,故B不符合题意;
C、反应③中氢元素化合价降低,表现氧化性,氯元素化合价升高,表现还原性,HCl既表现氧化性也表现还原性,故C符合题意;
D、反应①中氢元素化合价降低,氢原子得到电子,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据反应物HCl中H、Cl元素的化合价变化分析HCl在反应中的氧化性、还原性即可.
16.【答案】C
【解析】【解答】A.氧化物c为+4价S,则c为,可作为葡萄酒的添加剂,故A不符合题意;
B.a为-2价的氢化物,则a为硫化氢;f为含+6价S的含氧酸,即f为硫酸。所以a与f反应的方程式为,可生成b硫单质、c二氧化硫,故B不符合题意;
C.c为二氧化硫,将二氧化硫通入紫色石蕊试液的现象为溶液变为红色,故C错;
D.在自然界中,部分的c二氧化硫与氧气在一定条件下会转化成d三氧化硫,最后转化为f硫酸或h硫酸盐,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由图可知,a为-2价S的氢化物,a为H2S,b为单质,b为S;c为+4价S的氧化物,c为SO2;d为+6价S的氧化物,d为SO3;e、 f分别为+4价、+6价含氧酸,则e、 f分别为H2SO3、H2SO4;g、h分别为+4价、+ 6价S的正盐,如亚硫酸钠、硫酸钠等,以此来解答。
17.【答案】(1);Na5P3O10
(2)+1;2;1;1H2O;2;1;2H+
【解析】【解答】解:(1)磷酸分子间通过羟基脱水形成三聚磷酸,所以三聚磷酸的结构式为: ;三聚磷酸中羟基的氢原子被钠离子取代生成三聚磷酸钠(俗称“五钠”),所以三聚磷酸钠的化学式为:Na5P3O10,
故答案为: ; Na5P3O10;(2)①由化合价代数为零,H为+1,Na为+1,O为﹣2,故可求算化合物中P元素的化合价为+1价,故答案为:+1;
②(a)镍元素的化合价降低了1价,磷元素的化合价升高的2价,故Ni2+的系数均为2、H2PO2﹣的系数均为1,根据电荷守恒可知生成物中缺项为H+,根据原子守恒、电荷守恒可得配平的方程式为:2Ni2++H2PO2﹣+H2O═2Ni+H2PO3﹣+2H+,
故答案为:2;1;1H2O;2;1;2H+.
【分析】(1)三聚磷酸可视为三个磷酸分子之间脱去两个水分子的产物,即磷酸分子间两个羟基脱去应该水分子;三聚磷酸钠可以看作三聚磷酸中五个羟基的氢原子换成钠离子;(2)①由化合价代数为零可求算化合物中P元素的化合价;
②镍元素的化合价降低了1价,磷元素的化合价升高的2价,化合价升降最小公倍数为2,故Ni2+的系数均为2,H2PO3﹣的系数为1,根据电荷守恒可知生成物中缺项为H+,再根据原子守恒、电荷守恒配平.
18.【答案】(1)适当增大硫酸浓度
(2)适当升温
(3)FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2 +16H+;蒸发浓缩,冷却结晶;取少量晶体溶解后,往溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则无Fe3+。
【解析】【解答】(1)为了加快第Ⅰ步浸取速率,除了粉碎硫铁矿烧渣外,还可采取的措施有适当增大硫酸浓度、适当升温等,故答案为:适当增大硫酸浓度;适当升温;
(2)活化硫铁矿的主要成分为FeS2,氧化产物为 ,反应的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2 +16H+,故答案为:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2 +16H+;
(3)从第Ⅳ步滤液中获得FeSO4晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,检验FeSO4晶体中是否含Fe3+的方法为取少量晶体溶解后,往溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则不含Fe3+,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;取少量晶体溶解后,往溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则不含Fe3+。
【分析】 硫铁矿烧渣用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁、未反应的硫酸,用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤,向滤液中加入FeCO3调节溶液pH,过滤后在通入空气、调节溶液pH,除去溶液中杂质离子,过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体。
19.【答案】(1)Se+2HNO3(浓)═H2SeO3+NO↑+NO2↑
(2)H2SO4(浓)>SeO2>SO2
(3)
(4)92.5%
【解析】【解答】解:(1.)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应,Se被氧化为+4价的H2SeO3,HNO3还原为NO与NO2,生成NO与NO2的物质的量之比为1:1,即二者计量系数比为1:1,令二者系数为1,根据电子转移守恒可知,Se的系数为 =1,故反应方程式为:Se+2HNO3(浓)=H2SeO3+NO↑+NO2↑,
故答案为:Se+2HNO3(浓)=H2SeO3+NO↑+NO2↑;
(2.)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的,所以根据反应的方程式可知,SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是H2SO4(浓)>SeO2>SO2,故答案为:H2SO4(浓)>SeO2>SO2;
(3.)在反应①中Se元素的化合价从+4价降低到0价,而碘元素的化合价从﹣1价升高到0价,所以根据电子的得失守恒,配平后的方程式是SeO2+4KI+4HNO3═Se+2I2+4KNO3+2H2O,反应中转移的电子数为4,则用单线桥表示为: ;
故答案为: ;
(4.)已知反应①SeO2+4KI+4HNO3═Se+2I2+4KNO3+2H2O,②I2+2Na2S2O3═Na2S4O6+2NaI,由电子的得失守恒可知,SeO2~2I2~4Na2S2O3,所以参加反应的SeO2的物质的量是0.200 0 mol L﹣1×0.025 L× =0.001 25 mol,因此所测定的样品中SeO2的质量分数为 ×100%=92.5%;
故答案为:92.5%.
【分析】(1)利用题中信息可知Se与浓HNO3反应,Se被氧化为+4价的H2SeO3,HNO3还原为NO与NO2,利用电子守恒和限定条件(生成NO与NO2的物质的量之比为1:1,即二者计量系数比为1:1)可得方程式;(2)在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的,而还原剂的还原性强于还原产物的;(3)在反应①中Se元素的化合价从+4价降低到0价,而碘元素的化合价从﹣1价升高到0价,所以根据电子的得失守恒,配平后的方程式是SeO2+4KI+4HNO3═Se+2I2+4KNO3+2H2O,反应中转移的电子数为4;(4)根据反应①②及电子的得失守恒可知,SeO2~2I2~4Na2S2O3,所以参加反应的SeO2的物质的量是Na2S2O3的 ,然后求出质量和质量分数.
20.【答案】(1)1;H2O2;2;1;Li2SO4;1;O2↑;4;H2O
(2)A B
(3)4CoC2O4 + 3O2=2Co2O3 + 8CO2
(4)6.56 %
(5)Na2CO3;加热浓缩,趁热过滤
【解析】【解答】(1). “还原酸浸”过程中,大部分LiCoO2可转化为CoSO4,Co元素的化合价从+3价降低到+2价,则H2O2中O元素的化合价从-1价升高到0价,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2=2CoSO4 + Li2SO4 + O2↑+ 4H2O,故答案为:2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2=2CoSO4 + Li2SO4 + O2↑+ 4H2O;(2). 由图1可知,当硫酸浓度为2 mol.L-1时,Co的浸出率较高,由图2可知,当温度为80℃,Co和Al浸出的速率较快,
故答案为:AB;(3). CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧,CoC2O4被氧气氧化得到Co2O3,反应的化学方程式为:4CoC2O4 + 3O2=2Co2O3 + 8CO2,故答案为:4CoC2O4 + 3O2=2Co2O3 + 8CO2;(4). 煅烧后获得Co2O3的质量为83 g,则Co原子的质量为:83× =59g,Co的浸出率为90%,则1 kg钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为 ×100%=6.56 %,故答案为:6.56 %;(5). 由表中数据可知,在相同温度下,Li2CO3的溶解度更小,且温度越高,Li2CO3的溶解度越小,则沉锂过程所用的试剂b是Na2CO3,相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的Na2CO3,搅拌,加热浓缩,趁热过滤,洗涤干燥,故答案为:Na2CO3;加热浓缩,趁热过滤。
【分析】(1)根据氧化还原反应化合价升降相等(或得失电子数守恒)进行化学方程式的书写与配平;
(2)由图1可知Co浸出率较高,由图2可知随着温度的升高浸出率逐渐升高,温度高时反应速率大效率高;
(3)煅烧是与空气中的氧气反应,根据反应物和生成物写方程式即可;
(4)根据化学式进行计算;
(5)根据溶解度表可知碳酸锂的溶解度远小于硫酸锂,故沉锂试剂应是碳酸盐,根据溶解度表可知温度越高溶解度越低,则操作过程应是加热浓缩趁热过滤。
21.【答案】(1)3C+28(稀)=322
(2);C
(3)A
(4)12
【解析】【解答】(1)该反应中C元素化合价由0升高为+4、Cr元素化合价由+6降低为+3,根据得失电子守恒、元素守恒,配平反应方程式为3C+28(稀)=322;
(2)3C+28(稀)=322反应,中Cr元素化合价由+6降低为+3,是氧化剂;C元素化合价由0升高为+4、C是还原剂。
(3)硫酸中元素化合价不变,硫酸表现酸性,选A。
(4)该反应中C元素化合价由0升高为+4,每个碳原子失4个电子,该反应中转移的电子数为4×3=12。
【分析】(1)根据得失电子守恒及质量守恒定律进行配平。
(2)在氧化还原反应中,氧化剂中部分元素的化合价降低,还原剂中部分元素化合价升高。
(3)稀硫酸具有酸性,在上述反应前后元素的化合价不变,浓硫酸具有吸水性,据此分析。
(4)转移电子数=还原剂(氧化剂)化合价升高数(降低数)×变价原子个数。