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专题三 离子反应 氧化还原反应
A组 基础巩固练
1.(2023·陕西西安模拟)《梦溪笔谈》是北宋沈括的著作,被誉为“中国科学史上的里程碑”,下列都是摘自该著作的内容,其中没有涉及氧化还原反应的是 ( )
A.烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
B.又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽
C.鄜延境内有石油……颇似淳漆。燃之如麻,但烟甚浓
D.取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也
2.(2023·陕西西安联考)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是( )
A.探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B.探究NO与N2O可能化合生成NO2
C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
3.(2023·宁夏银川模拟)已知下列反应:(Ⅰ)Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2+Cl2↑+3H2O;(Ⅱ)5Cl2+I2+6H2O10HCl+2HIO3,下列说法正确的是( )
A.反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂
B.反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应
C.还原性:CoCl2>HCl>I2
D.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3
4.(2023·广东佛山一模)离子鉴别能让我们感受微观世界的神奇。下列在透明溶液中能大量共存的离子组是( )
A.Cu2+、S、Na+、N
B.Mn、Cl-、H+、I-
C.Al3+、S2-、N、C
D.Fe3+、SCN-、K+、ClO-
5.(2023·陕西汉中二模)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.将等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液等体积混合:HC+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O
B.氯气溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
D.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH-Al+H2↑
6.(2023·浙江丽水一模)关于反应2NaNO2+2KI+2H2SO42NO↑+I2+Na2SO4+K2SO4+2H2O,下列说法正确的是( )
A.KI发生还原反应
B.H2SO4既不是氧化剂,也不是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.消耗0.5 mol NaNO2时,转移1.0 mol电子
7.(2023·陕西榆林二模)常温下,下列各组离子在指定条件下一定能大量共存的是( )
A.无色透明的水溶液中:Na+、N、S、Cl-
B.pH=0的溶液中:K+、Na+、S、S2
C.中性溶液中:Fe3+、Al3+、S、Cl-
D.含有大量Ca2+的溶液中:Al3+、C、N、Br-
8.(2023·内蒙古包头统考)碱式氯化铜
[CuaClb(OH)c·xH2O]制备需要的CuCl2可用Fe3+作催化剂得到,其催化原理如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.上述转化过程中Cu2+与O2个数比为1∶1
B.图中M、N分别为Fe3+、Fe2+
C.a、b、c之间的关系式为2a=b+c
D.N参加的反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
9.(2023·四川宜宾二诊)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2:2Na++C+CO2+H2O2NaHCO3↓
B.铜丝插入浓硫酸中:2H++CuCu2++H2↑
C.Cl2通入水中:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
D.向AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液:Al3++3OH-Al(OH)3↓
10.(2023·四川泸州二诊)已知:Ksp(AgNO2)=5.9×10-4,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。下列离子方程式书写正确的是( )
A.FeSO4溶液滴入溴水:Fe2++Br2Fe3++Br-
B.Ca(ClO)2溶液中通入SO2:ClO-+SO2+H2OHS+HClO
C.AgNO2中滴加KCl溶液:AgNO2+Cl-AgCl+N
D.明矾与Ba(OH)2按物质的量1∶1在溶液中反应:Al3++S+Ba2++3OH-Al(OH)3↓+BaSO4↓
11.(2023·湖南郴州一模)铅丹(Pb3O4)可作防锈用涂料,其中铅的化合价为+2价和+4价,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓)3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是( )
A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作为还原剂
B.物质的氧化性:Cl2>Pb3O4
C.Pb3O4中+2价的铅与+4价的铅的物质的量之比为2∶1
D.当上述反应中消耗1 mol Pb3O4时,生成的氯气为22.4 L
12.(2023·宁夏银川模拟)常温下,在溶液中可以发生以下反应:
①2KMnO4+16HCl2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②2Fe2++Br22Fe3++2Br-;
③2Br-+Cl22Cl-+Br2。
由此判断下列说法错误的是( )
A.氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+
B.若反应①中转移1 mol电子,则产生的Cl2在标准状况下的体积约为11.2 L
C.溴元素在反应②中被还原,在③中被氧化
D.反应①中做还原剂与表现酸性的HCl的分子数之比为3∶5
13.(2023·宁夏银川一模)现有一澄清透明的溶液,可能含有大量的Fe3+、Fe2+、Al3+、H+、Al、C、N七种离子中的几种,向该溶液中逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液一定体积后才产生沉淀,则下列判断正确的是( )
A.溶液中可能含有Fe2+
B.溶液中一定含有N
C.溶液中可能含有C
D.溶液中一定不含Al3+
14.(2023·北京顺义区一模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示:
已知:α-Al2O3化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
试回答下列问题:
(1)“还原”过程中的离子方程式为 。
(2)“滤渣”中主要成分为 (填化学式)。
(3)①“沉铁”过程中有CO2气体产生,反应的离子方程式为 。
②“沉铁”过程中往往有副产物Fe(OH)2生成,分析原因是 。
(4)氧化过程生成铁黄的化学方程式为 。
B组 能力提升练
1.(2023·北京东城区一模)依据下列实验现象推测,其反应原理不涉及氧化还原反应的是( )
A.K2CO3溶液和NH4Cl溶液混合,产生刺激性气味
B.将钠放入CuSO4溶液中,有蓝色沉淀生成
C.向酸性KMnO4溶液中加入H2O2,溶液紫色褪去
D.氯水在光照条件下放置一段时间后,溶液的pH降低
2.(2023·陕西西安模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.强碱性溶液中:N、Cl-、Ba2+、Na+
B.新制饱和氯水中:K+、Fe2+、S、S
C.澄清透明的溶液中:Mn、N、S、K+
D.c(I-)=0.1 mol·L-1的溶液中:Na+、Fe3+、ClO-、S
3.(2023·陕西宝鸡统考)CuCl2是一种重要的化工原料,不能采用Cu与稀盐酸直接反应制取CuCl2,但持续通入空气,并向溶液中加入FeCl3,可发生如图所示的反应。
下列说法正确的是( )
A.反应①的离子方程式为Cu+Fe3+Fe2++Cu2+
B.反应②中氧化剂与还原剂的质量比为32∶127
C.整个反应中,每消耗1 mol O2,一定转移4 mol电子
D.FeCl3充当催化剂,且要不断添加FeCl3溶液
4.(2023·四川达州二诊)下列离子方程式书写正确的是( )
A.用Pt电极电解AlCl3饱和溶液:2H2O+2Cl-H2↑+Cl2↑+2OH-
B.向NaClO溶液中通入少量SO2:SO2+ClO-+H2OS+Cl-+2H+
C.向碳酸氢铵溶液中滴入少量的氢氧化钠溶液:N+OH-NH3·H2O
D.CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS):Cu2+(aq)+ZnS(s)Zn2+(aq)+CuS(s)
5.(2023·陕西宝鸡统考)已知钠和氯的相关反应如下:
①Na+Al+2H2NaAlH4
②8Na+10HNO38NaNO3+NH4NO3+3H2O
③5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl
④2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
下列判断错误的是( )
A.反应①中,NaAlH4既是氧化产物,又是还原产物
B.反应②中,还原剂、氧化剂的物质的量之比为8∶1
C.反应③中,水既不是氧化剂,也不是还原剂
D.反应④中,Na2FeO4的氧化性比NaClO的强
6.(2023·安徽名校联盟联考)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.使甲基橙变红的溶液中:K+、Ca2+、N、HC
B.0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、I-
C.在=1×1012的溶液中:K+、Mg2+、Cl-、S
D.与Al反应产生H2的溶液中:Na+、N、N、Cl-
7.(2023·宁夏银川模拟)为了实现“碳中和”目标,某研究小组通过钌化合物可催化CO2转化为甲酸,其反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.物质Ⅲ中Ru的化合价为+2价
B.总反应方程式为H2+CO2HCOOH
C.催化反应过程中,当1 mol物质Ⅰ转化为物质Ⅱ时,物质Ⅰ得到4 mol电子
D.整个过程中,有极性键的断裂与形成
8.(2023·山东济南一模)工业上可通过“酸性歧化法”和“电解法”制备KMnO4。“酸性歧化法”中,利用软锰矿(主要成分为MnO2)先生成K2MnO4,进而制备KMnO4,其流程如下所示。
实验室中模拟“酸性歧化法”制备KMnO4。下列说法正确的是( )
A.为加快“熔融”反应速率,可将矿石粉碎,并用玻璃棒不断翻炒固体
B.“酸化”时若改用盐酸,则反应为3Mn+4H+2Mn+MnO2+2H2O
C.“结晶”获取KMnO4晶体时采用蒸发结晶
D.该流程中涉及的氧化还原反应至少有2个
9.(2023·河南洛阳模拟)氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列说法正确的是( )
A.过程①中N体现氧化性
B.过程②中发生反应的离子方程式为N+H++e-NO↑+H2O
C.过程③中c代表的是3H++3e-
D.过程④中1 mol N2H4参加反应转移6 mol电子
10.(2023·陕西西安模拟)将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L-1 HNO3充分反应后,溶液中含a mol H+,由此可知( )
A.生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B.生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C.被还原的硝酸的物质的量为(0.2-a) mol
D.反应后溶液中所含N的物质的量为0.2 mol
11.(2023·四川成都蓉城名校联盟第二次联考)下列离子方程式中,正确的是( )
A.金属钠投入水中:Na+H2ONa++OH-+H2↑
B.铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓
C.等体积等物质的量浓度的NH4HSO3溶液与NaOH溶液混合:H++OH-H2O
D.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)32Fe+3Cl-+4H++H2O
12.(2023·安徽淮北一模)利用雾霾中的污染物NO、SO2获得产品NH4NO3的流程图如下,下列方程式错误的是( )
A.“吸收池1”中反应的离子方程式:SO2+OH-HS
B.“吸收池2”中生成等物质的量N和N的离子方程式:2NO+4Ce4++3H2ON+N+4Ce3++6H+
C.“电解池”中阴极的电极反应式:2HS+4e-+4H+S2+3H2O
D.“氧化池”中反应的离子方程式:2NH3+O2+2N2N+2N
13.(2023·内蒙古呼和浩特调研)pH=1的某溶液X中还含有N、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、C、S、S、Cl-、N中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解),取该溶液进行如下实验:
下列有关推断不正确的是( )
A.沉淀H不可能为Al(OH)3、BaCO3的混合物
B.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl-
C.溶液X中一定含有N、Al3+、Fe2+、S、H+
D.若溶液X为100 mL,产生的气体A为112 mL(标准状况),则X中c(Fe2+)=0.05 mol·L-1
14.以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为 (填化学式);滤渣①的主要成分为 (填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ,
所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ,氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为 和 (填化学式,不引入杂质)。
参考答案
专题三 离子反应 氧化还原反应
A组 基础巩固练
1.B “烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及的是用铁置换出硫酸铜中的金属铜,发生氧化还原反应,A项错误;“又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽”,发生的是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,碳酸钙与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙再分解生成碳酸钙,整个过程不涉及氧化还原反应,B项正确;“燃之如麻,但烟甚浓”,涉及石油的燃烧,燃烧属于氧化反应,C项错误;“取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻”,发生的是精铁变成钢的过程,不断降低杂质和C的含量,使C变成二氧化碳,发生了氧化还原反应,D项错误。
2.B SO2与Na2O2反应可能生成Na2SO4,A不符合题意;NO与N2O中N元素化合价均低于NO2中N元素化合价,故NO与N2O不可能化合生成NO2,B符合题意;NO2与NaOH溶液完全反应生成NaNO2、NaNO3和水,C不符合题意;向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用,有两种可能,故也有探究意义,D不符合题意。
3.D 反应(Ⅰ)中部分HCl中氯元素化合价升高被氧化,所以HCl为还原剂,A错误;反应(Ⅱ)中Cl2得电子化合价降低,发生还原反应,B错误;反应(Ⅰ)中HCl为还原剂,CoCl2为还原产物,所以还原性HCl>CoCl2,同理I2的还原性强于HCl,C错误;反应(Ⅰ)中Co2O3为氧化剂,Cl2为氧化产物,所以氧化性Co2O3>Cl2,同理Cl2的氧化性强于HIO3,D正确。
4.A 酸性条件下,Mn与I-能发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;Al3+与S2-、C发生相互促进的水解反应,生成沉淀和气体,不能大量共存,C错误;Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,D错误。
5.A 等物质的量的NaHCO3与Ba(OH)2反应的离子方程式为HC+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O,A正确;氯气溶于水的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B错误;向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸发生氧化还原反应,反应的离子方程式为3Fe(OH)2+10H++N3Fe3++8H2O+NO↑,C错误;用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑,D错误。
6.B 该反应中,KI是还原剂,发生氧化反应,A错误;H2SO4中的元素化合价未变价,故H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;NaNO2中N元素化合价降低,NO为还原产物,KI中I元素化合价升高,I2为氧化产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,C错误;反应时NaNO2中N元素的化合价从+3价降低为+2价,则消耗0.5molNaNO2时转移0.5mol电子,D错误。
7.A Na+、N、S、Cl-,这些离子都没有颜色,且相互之间不发生反应,A正确;pH=0的溶液中氢离子浓度较大,氢离子可以与S2反应生成二氧化硫和单质硫,不能大量共存,B错误;Al3+、Fe3+完全沉淀的pH<7,中性溶液中不能大量存在铝离子、铁离子,C错误;Ca2+可以与C反应生成沉淀,且铝离子与碳酸根离子发生互相促进的水解反应,不能大量共存,D错误。
8.A 根据整个过程中电子守恒得:2n(Cu2+)=4n(O2),故Cu2+与O2个数比为2∶1,A不正确;根据图示氧气为氧化剂,故N为Fe2+,M为Fe3+,B正确;根据化合物中元素化合价代数和为零判断,2a=b+c,C正确;结合图示,根据原子、电子守恒可知Fe2+参加的反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,D正确。
9.A 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会产生NaHCO3沉淀,所以离子方程式为2Na++C+CO2+H2O2NaHCO3↓,A正确;常温下铜与浓硫酸不发生反应,且在发生反应时浓硫酸主要是以分子形式存在的,因此不能拆开,B错误;氯气与水反应会产生次氯酸,是弱酸,不能拆开,C错误;AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液生成NaAlO2:Al3++4OH-Al+2H2O,D错误。
10.C FeSO4溶液滴入溴水,Fe2+与Br2发生氧化还原反应,生成Fe3+和Br-:2Fe2++Br22Fe3++2Br-,A不正确;Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的HClO具有强氧化性,能将S、HS氧化为S等,所以一定有CaSO4生成,B不正确;AgNO2中滴加KCl溶液,由于Ksp(AgCl)11.C 该反应中,Pb元素的化合价由+4价降低到+2价,则Pb3O4是氧化剂,A错误;Pb3O4是氧化剂,氯气是氧化产物,则氧化性:Pb3O4>Cl2,B错误;铅丹中Pb元素的化合价只有+2价、+4价,根据化合价代数和为0,则Pb3O4中Pb2+与Pb4+的物质的量之比为2∶1,C正确;反应中消耗1molPb3O4时,生成1molCl2,题目未指明是否处于标准状况下,不能确定氯气的体积,D错误。
12.D 根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+,A正确;由反应①可知2mol高锰酸钾得10mol电子生成5mol氯气,则转移1mol电子生成0.5mol氯气,标准状况下体积为11.2L,B正确;溴元素在反应②中化合价降低被还原,做氧化剂,在反应③中化合价升高被氧化,做还原剂,C正确;反应①中16molHCl参与反应时,其中10mol生成氯气,表现还原性,6mol生成盐表现酸性,做还原剂与表现酸性的HCl的分子数之比为5∶3,D错误。
13.B 向该溶液中逐滴加入1mol·L-1氢氧化钠溶液一定体积后才产生沉淀说明溶液中一定含有氢离子,溶液中氢离子与偏铝酸根离子和碳酸根离子均反应,不能大量共存,则溶液中一定不含偏铝酸根离子和碳酸根离子;由电荷守恒可知,溶液中一定含有硝酸根离子,酸性条件下具有强氧化性的硝酸根离子会与亚铁离子反应,则溶液中一定不含有亚铁离子,加入氢氧化钠溶液能生成沉淀,说明溶液中至少含有铁离子和铝离子中的一种。由分析可知,溶液中一定不含亚铁离子,A错误;溶液中一定含有硝酸根离子,B正确;溶液中一定不含碳酸根离子,C错误;溶液中至少含有铁离子和铝离子中的一种,D错误。
14.答案 (1)Fe+2Fe3+3Fe2+
(2)α-Al2O3、SiO2和Fe
(3)①Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O
②加入NH4HCO3,HC促进Fe2+水解,产生Fe(OH)2
(4)4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2
解析 矿渣中含有Fe2O3、α-Al2O3及SiO2,先加稀硫酸溶解,Fe2O3溶解生成Fe3+,α-Al2O3、SiO2不溶解,通过过滤可以除去,加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,再用NH4HCO3将Fe2+转化为FeCO3沉淀,通入空气将FeCO3氧化得到铁黄(FeOOH)。
B组 能力提升练
1.A C和N发生相互促进的水解反应,产生刺激性气味的气体NH3,不涉及氧化还原反应,A符合题意。
2.C 强碱性溶液中含有大量OH-,OH-与N会发生反应生成弱电解质NH3·H2O,不能大量共存,A不符合题意;新制饱和氯水具有强氧化性,会与Fe2+、S发生氧化还原反应而不能大量共存,B不符合题意;澄清透明的溶液中Mn、N、S、K+之间不发生反应,可以大量共存,C符合题意;碘离子和铁离子、次氯酸根离子均会发生氧化还原反应,不能大量共存,D不符合题意。
3.C 根据反应①可以写出化学方程式:Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2,改写成离子方程式:Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,A项错误;反应②的化学方程式为4FeCl2+O2+4HCl4FeCl3+2H2O,氧化剂是O2,还原剂是FeCl2,二者的质量比为32∶508,B项错误;总反应为2Cu+4HCl+O22CuCl2+2H2O,每消耗1molO2,一定转移4mol电子,C项正确;FeCl3具有催化作用,在该过程中先参与反应后生成,是催化剂,反应前后的质量和化学性质不变,反应过程中无需不断添加FeCl3溶液,D项错误。
4.D 电解过程中生成的氢氧根离子会与铝离子发生反应,A错误;向NaClO溶液中通入少量SO2,发生氧化还原反应生成硫酸根离子和氯离子,氢离子与次氯酸根离子结合为弱电解质次氯酸:SO2+3ClO-+H2OS+Cl-+2HClO,B错误;向碳酸氢铵溶液中滴入少量的氢氧化钠溶液,会发生反应OH-+HCC+H2O,C错误;CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成更难溶的铜蓝(CuS):Cu2+(aq)+ZnS(s)Zn2+(aq)+CuS(s),D正确。
5.D 反应①中只有一种产物,四氢铝钠既是氧化产物,又是还原产物,A项正确;反应②中10molHNO3参与反应,只有1molHNO3做氧化剂,B项正确;反应③中水中氢、氧元素化合价没有变化,C项正确;反应④中氧化性:NaClO>Na2FeO4,D项错误。
6.C 使甲基橙变红的溶液呈强酸性,HC与H+反应生成CO2和H2O而不能大量存在,A错误;Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;=1×1012的溶液呈强酸性,K+、Mg2+、Cl-、S均不反应,可以大量共存,C正确;与Al反应产生H2的溶液可能呈强酸性,也可能呈强碱性,若为强碱性时,N不能大量存在,D错误。
7.C 由图可知,物质Ⅲ的化学式为Ru(HCOO)2,由化合价代数和为0可知,化合物中钌元素的化合价为+2价,A正确;由图可知,二氧化碳转化为甲酸的反应为催化剂作用下二氧化碳与氢气反应生成甲酸,反应的化学方程式为H2+CO2HCOOH,B正确;由图可知,物质Ⅰ转化为物质Ⅱ的方程式为Ru(OH)2+2H2RuH2+2H2O,反应中钌元素的化合价没有变化,氢元素的化合价既有升高的,又有降低的,氢气既是反应的氧化剂又是反应的还原剂,所以当1mol物质Ⅰ转化为物质Ⅱ时,氢气得到2mol电子,C错误;由图可知,整个过程中,二氧化碳参与反应时有极性键的断裂,生成甲酸时有极性键的形成,D正确。
8.D 制备KMnO4时,MnO2、KOH和O2在熔融状态下反应生成K2MnO4,反应后加水“溶浸”,使K2MnO4等可溶性物质溶解,并过滤,除去不溶性杂质,向滤液中通入过量CO2使溶液酸化,使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2,过滤除去MnO2,将滤液进行结晶、过滤、洗涤、干燥等操作后可得到KMnO4晶体。玻璃中含有SiO2,高温下能与强碱KOH反应,故不能用玻璃棒翻炒固体,A错误;“酸化”时K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4,KMnO4具有强氧化性,能与盐酸反应生成Cl2,故“酸化”时不能改用盐酸,B错误;酸化反应完成后过滤,高锰酸钾加热易分解,故应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,C错误;“熔融”“酸化”过程均发生氧化还原反应,因此该流程中涉及的氧化还原反应至少有2个,D正确。
9.A 过程①中N转化为N,N元素由+5价下降到+3价,N体现氧化性,A正确;过程②中N转化为NO,离子方程式为N+2H++e-NO↑+H2O,B错误;过程③中NO转化为N2H4,N元素化合价由+2价降低到-2价,离子方程式为NO+N+3e-+2H+N2H4+H2O,c代表的是2H++3e-,C错误;过程④中N2H4转化为N2,N元素化合价由-2价升高到0价,1molN2H4参加反应转移4mol电子,D错误。
10.C n(HNO3)=0.04L×10mol·L-1=0.4mol,铜与浓硝酸发生反应:Cu+4HNO3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,与稀硝酸发生反应:3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,充分反应后,溶液中含amolH+,则剩余硝酸amol,生成Cu(NO3)20.1mol。根据N原子守恒,可知生成气体的物质的量为0.4mol-0.2mol-amol=(0.2-a)mol,体积为22.4×(0.2-a)L,A项、B项错误;被还原的硝酸的物质的量即生成气体的物质的量,为(0.2-a)mol,C正确;反应后溶液中所含N的物质的量为0.1molCu(NO3)2和剩余amol硝酸的N物质的量之和,为(0.2+a)mol,D错误。
11.B 金属钠投入水中:2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑,A错误;铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓,B正确;等体积等物质的量浓度的NH4HSO3溶液与NaOH溶液混合,离子方程式为HS+OH-S+H2O,C错误;KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O,D错误。
12.D 根据图中信息得到“吸收池1”中是NaOH和SO2反应生成NaHSO3:SO2+OH-HS,A正确;“吸收池2”中是NO和Ce4+反应生成N、N和Ce3+,由于生成等物质的量的N和N,假设都生成1mol,则应转移4mol电子,说明有4molCe4+参与反应,再根据电荷守恒和质量守恒配平:2NO+4Ce4++3H2ON+N+4Ce3++6H+,B正确;“电解池”中阴极是HS得到电子变为S2:2HS+4e-+4H+S2+3H2O,C正确;“氧化池”中反应的离子方程式为O2+2N2N,D错误。
13.D 溶液X为酸性溶液,一定含有H+,不含有C和S,加入过量的硝酸钡溶液产生沉淀和气体,说明沉淀C不溶于硝酸,应为BaSO4沉淀,气体A应为还原性离子与硝酸反应生成的NO,则溶液X中应有Fe2+。溶液B中加入过量的氢氧化钠,产生气体,说明含有N,产生的沉淀F为氢氧化铁沉淀。溶液E中通入过量的二氧化碳产生沉淀,说明原溶液中含有铝离子,生成氢氧化铝沉淀。不能确定是否含有铁离子和氯离子。溶液E中有剩余的钡离子,与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钡而不是碳酸钡沉淀,所以沉淀H不可能为Al(OH)3、BaCO3的混合物,A正确;根据以上分析,不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl-,B正确;根据以上分析可知溶液X中一定含有N、Al3+、Fe2+、S、H+,C正确;若溶液X为100mL,产生气体A的反应为3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,产生的气体A为112mL(标准状况),物质的量为0.005mol,则根据方程式分析,Fe2+的物质的量为0.015mol,Fe2+物质的量浓度为=0.15mol·L-1,D错误。
14.答案 (1)Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)+2价 6Fe(NH4)2Fe(CN)6+Cl+6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6N
(6)H2O2 NH3·H2O
解析 黄铁矿高温焙烧生成Fe2O3,反应原理为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故产生的红渣的主要成分为Fe2O3。将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充分酸浸,反应原理为Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,过滤出滤渣①,主要成分为SiO2。向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,由(3)小问可知不生成S单质,则硫元素被氧化为S,反应原理为14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2S+16H+,然后进行的工序①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,得到FeSO4晶体和母液(主要含有FeSO4和H2SO4),加水溶解FeSO4晶体。向所得溶液中加入(NH4)2SO4、Na4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3,加热进行沉铁,反应原理为Fe2++2N+[Fe(CN)6]4-Fe(NH4)2Fe(CN)6↓,然后过滤出沉淀,洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤,反应原理为6Fe(NH4)2Fe(CN)6+Cl+6H+6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6N,过滤、洗涤、干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6。
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专题三 离子反应 氧化还原反应
A组 基础巩固练
1.(2023·陕西西安模拟)《梦溪笔谈》是北宋沈括的著作,被誉为“中国科学史上的里程碑”,下列都是摘自该著作的内容,其中没有涉及氧化还原反应的是( )
A.烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
B.又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽
C.鄜延境内有石油……颇似淳漆。燃之如麻,但烟甚浓
D.取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢也
B
解析 “烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及的是用铁置换出硫酸铜中的金属铜,发生氧化还原反应,A项错误;“又石穴中水,所滴皆为钟乳、殷孽”,发生的是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,碳酸钙与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙再分解生成碳酸钙,整个过程不涉及氧化还原反应,B项正确;“燃之如麻,但烟甚浓”,涉及石油的燃烧,燃烧属于氧化反应,C项错误;“取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻”,发生的是精铁变成钢的过程,不断降低杂质和C的含量,使C变成二氧化碳,发生了氧化还原反应,D项错误。
2.(2023·陕西西安联考)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是( )
A.探究SO2与Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B.探究NO与N2O可能化合生成NO2
C.探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D.探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
B
解析 SO2与Na2O2反应可能生成Na2SO4,A不符合题意;NO与N2O中N元素化合价均低于NO2中N元素化合价,故NO与N2O不可能化合生成NO2,B符合题意;NO2与NaOH溶液完全反应生成NaNO2、NaNO3和水,C不符合题意;向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用,有两种可能,故也有探究意义,D不符合题意。
3.(2023·宁夏银川模拟)已知下列反应:(Ⅰ)Co2O3+6HCl(浓) ══ 2CoCl2+Cl2↑+3H2O;(Ⅱ)5Cl2+I2+6H2O ══ 10HCl+2HIO3,下列说法正确的是( )
A.反应(Ⅰ)中HCl是氧化剂
B.反应(Ⅱ)中Cl2发生氧化反应
C.还原性:CoCl2>HCl>I2
D.氧化性:Co2O3>Cl2>HIO3
D
解析 反应(Ⅰ)中部分HCl中氯元素化合价升高被氧化,所以HCl为还原剂,A错误;反应(Ⅱ)中Cl2得电子化合价降低,发生还原反应,B错误;反应(Ⅰ)中HCl为还原剂,CoCl2为还原产物,所以还原性HCl>CoCl2,同理I2的还原性强于HCl,C错误;反应(Ⅰ)中Co2O3为氧化剂,Cl2为氧化产物,所以氧化性Co2O3>Cl2,同理Cl2的氧化性强于HIO3,D正确。
4.(2023·广东佛山一模)离子鉴别能让我们感受微观世界的神奇。下列在透明溶液中能大量共存的离子组是( )
A
解析 酸性条件下, 与I-能发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;Al3+与S2-、 发生相互促进的水解反应,生成沉淀和气体,不能大量共存,C错误;Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,不能大量共存,D错误。
5.(2023·陕西汉中二模)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.将等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液等体积混合:
+Ba2++OH- ══ BaCO3↓+H2O
B.氯气溶于水:Cl2+H2O ══ 2H++Cl-+ClO-
C.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+ ══ Fe2++2H2O
D.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH- ══ +H2↑
A
6.(2023·浙江丽水一模)关于反应2NaNO2+2KI+2H2SO4 ══ 2NO↑+I2+Na2SO4+K2SO4+2H2O,下列说法正确的是( )
A.KI发生还原反应
B.H2SO4既不是氧化剂,也不是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.消耗0.5 mol NaNO2时,转移1.0 mol电子
B
解析 该反应中,KI是还原剂,发生氧化反应,A错误;H2SO4中的元素化合价未变价,故H2SO4既不是氧化剂也不是还原剂,B正确;NaNO2中N元素化合价降低,NO为还原产物,KI中I元素化合价升高,I2为氧化产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,C错误;反应时NaNO2中N元素的化合价从+3价降低为+2价,则消耗0.5 mol NaNO2时转移0.5 mol电子,D错误。
7.(2023·陕西榆林二模)常温下,下列各组离子在指定条件下一定能大量共存的是( )
A
8.(2023·内蒙古包头统考)碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O]制备需要的CuCl2可用Fe3+作催化剂得到,其催化原理如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.上述转化过程中Cu2+与O2个数比为1∶1
B.图中M、N分别为Fe3+、Fe2+
C.a、b、c之间的关系式为2a=b+c
D.N参加的反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ ══ 4Fe3++2H2O
A
解析 根据整个过程中电子守恒得:2n(Cu2+)=4n(O2),故Cu2+与O2个数比为2∶1,A不正确;根据图示氧气为氧化剂,故N为Fe2+,M为Fe3+,B正确;根据化合物中元素化合价代数和为零判断,2a=b+c,C正确;结合图示,根据原子、电子守恒可知Fe2+参加的反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ ══ 4Fe3++2H2O,D正确。
9.(2023·四川宜宾二诊)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A
解析 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会产生NaHCO3沉淀,所以离子方程式为2Na++ +CO2+H2O ══ 2NaHCO3↓,A正确;常温下铜与浓硫酸不发生反应,且在发生反应时浓硫酸主要是以分子形式存在的,因此不能拆开,B错误;氯气与水反应会产生次氯酸,是弱酸,不能拆开,C错误;AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液生成NaAlO2:Al3++4OH- ══ +2H2O,D错误。
10.(2023·四川泸州二诊)已知:Ksp(AgNO2)=5.9×10-4,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。下列离子方程式书写正确的是( )
C
11.(2023·湖南郴州一模)铅丹(Pb3O4)可作防锈用涂料,其中铅的化合价为+2价和+4价,它与浓盐酸反应的化学方程式为Pb3O4+8HCl(浓) ══ 3PbCl2+Cl2↑+4H2O。下列说法正确的是( )
A.Pb3O4与浓盐酸反应时,Pb3O4作为还原剂
B.物质的氧化性:Cl2>Pb3O4
C.Pb3O4中+2价的铅与+4价的铅的物质的量之比为2∶1
D.当上述反应中消耗1 mol Pb3O4时,生成的氯气为22.4 L
C
解析 该反应中,Pb元素的化合价由+4价降低到+2价,则Pb3O4是氧化剂,A错误;Pb3O4是氧化剂,氯气是氧化产物,则氧化性:Pb3O4>Cl2,B错误;铅丹中Pb元素的化合价只有+2价、+4价,根据化合价代数和为0,则Pb3O4中Pb2+与Pb4+的物质的量之比为2∶1,C正确;反应中消耗1 mol Pb3O4时,生成1 mol Cl2,题目未指明是否处于标准状况下,不能确定氯气的体积,D错误。
12.(2023·宁夏银川模拟)常温下,在溶液中可以发生以下反应:
①2KMnO4+16HCl ══ 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
②2Fe2++Br2 ══ 2Fe3++2Br-;
③2Br-+Cl2 ══ 2Cl-+Br2。
由此判断下列说法错误的是( )
A.氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+
B.若反应①中转移1 mol电子,则产生的Cl2在标准状况下的体积约为11.2 L
C.溴元素在反应②中被还原,在③中被氧化
D.反应①中做还原剂与表现酸性的HCl的分子数之比为3∶5
D
解析 根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性: KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+,A正确;由反应①可知2 mol高锰酸钾得10 mol电子生成5 mol氯气,则转移1 mol电子生成0.5 mol氯气,标准状况下体积为11.2 L,B正确;溴元素在反应②中化合价降低被还原,做氧化剂,在反应③中化合价升高被氧化,做还原剂,C正确;反应①中16 mol HCl参与反应时,其中10 mol生成氯气,表现还原性,6 mol生成盐表现酸性,做还原剂与表现酸性的HCl的分子数之比为5∶3,D错误。
B
解析 向该溶液中逐滴加入1 mol·L-1氢氧化钠溶液一定体积后才产生沉淀说明溶液中一定含有氢离子,溶液中氢离子与偏铝酸根离子和碳酸根离子均反应,不能大量共存,则溶液中一定不含偏铝酸根离子和碳酸根离子;由电荷守恒可知,溶液中一定含有硝酸根离子,酸性条件下具有强氧化性的硝酸根离子会与亚铁离子反应,则溶液中一定不含有亚铁离子,加入氢氧化钠溶液能生成沉淀,说明溶液中至少含有铁离子和铝离子中的一种。由分析可知,溶液中一定不含亚铁离子,A错误;溶液中一定含有硝酸根离子,B正确;溶液中一定不含碳酸根离子,C错误;溶液中至少含有铁离子和铝离子中的一种,D错误。
14.(2023·北京顺义区一模)以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图所示:
已知:α-Al2O3化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
试回答下列问题:
(1)“还原”过程中的离子方程式为 。
(2)“滤渣”中主要成分为 (填化学式)。
Fe+2Fe3+ ══ 3Fe2+
α-Al2O3、SiO2和Fe
(3)①“沉铁”过程中有CO2气体产生,反应的离子方程式为 。
②“沉铁”过程中往往有副产物Fe(OH)2生成,分析原因是 。
(4)氧化过程生成铁黄的化学方程式为
。
Fe2++2 ══ FeCO3↓+CO2↑+H2O
加入NH4HCO3, 促进Fe2+水解,产生Fe(OH)2
4FeCO3+O2+2H2O ══ 4FeOOH+4CO2
解析 矿渣中含有Fe2O3、α-Al2O3及SiO2,先加稀硫酸溶解,Fe2O3溶解生成Fe3+,α-Al2O3、SiO2不溶解,通过过滤可以除去,加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,再用NH4HCO3将Fe2+转化为FeCO3沉淀,通入空气将FeCO3氧化得到铁黄(FeOOH)。
B组 能力提升练
1.(2023·北京东城区一模)依据下列实验现象推测,其反应原理不涉及氧化还原反应的是( )
A.K2CO3溶液和NH4Cl溶液混合,产生刺激性气味
B.将钠放入CuSO4溶液中,有蓝色沉淀生成
C.向酸性KMnO4溶液中加入H2O2,溶液紫色褪去
D.氯水在光照条件下放置一段时间后,溶液的pH降低
A
2.(2023·陕西西安模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
C
3.(2023·陕西宝鸡统考)CuCl2是一种重要的化工原料,不能采用Cu与稀盐酸直接反应制取CuCl2,但持续通入空气,并向溶液中加入FeCl3,可发生如图所示的反应。
下列说法正确的是( )
A.反应①的离子方程式为Cu+Fe3+ ══ Fe2++Cu2+
B.反应②中氧化剂与还原剂的质量比为32∶127
C.整个反应中,每消耗1 mol O2,一定转移4 mol电子
D.FeCl3充当催化剂,且要不断添加FeCl3溶液
C
解析 根据反应①可以写出化学方程式:Cu+2FeCl3 ══ 2FeCl2+CuCl2,改写成离子方程式:Cu+2Fe3+ ══ 2Fe2++Cu2+,A项错误;反应②的化学方程式为4FeCl2+O2+4HCl ══ 4FeCl3+2H2O,氧化剂是O2,还原剂是FeCl2,二者的质量比为32∶508,B项错误;总反应为2Cu+4HCl+O2 2CuCl2+2H2O,每消耗1 mol O2,一定转移4 mol电子,C项正确;FeCl3具有催化作用,在该过程中先参与反应后生成,是催化剂,反应前后的质量和化学性质不变,反应过程中无需不断添加FeCl3溶液,D项错误。
4.(2023·四川达州二诊)下列离子方程式书写正确的是( )
D
5.(2023·陕西宝鸡统考)已知钠和氯的相关反应如下:
①Na+Al+2H2 NaAlH4
②8Na+10HNO3 ══ 8NaNO3+NH4NO3+3H2O
③5Cl2+I2+6H2O ══ 2HIO3+10HCl
④2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH ══ 2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
下列判断错误的是( )
A.反应①中,NaAlH4既是氧化产物,又是还原产物
B.反应②中,还原剂、氧化剂的物质的量之比为8∶1
C.反应③中,水既不是氧化剂,也不是还原剂
D.反应④中,Na2FeO4的氧化性比NaClO的强
D
解析 反应①中只有一种产物,四氢铝钠既是氧化产物,又是还原产物,A项正确;反应②中10 mol HNO3参与反应,只有1 mol HNO3做氧化剂,B项正确;反应③中水中氢、氧元素化合价没有变化,C项正确;反应④中氧化性:NaClO>Na2FeO4,D项错误。
6.(2023·安徽名校联盟联考)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
C
7.(2023·宁夏银川模拟)为了实现“碳中和”目标,某研究小组通过钌化合物可催化CO2转化为甲酸,其反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.物质Ⅲ中Ru的化合价为+2价
B.总反应方程式为H2+CO2 HCOOH
C.催化反应过程中,当1 mol物质Ⅰ
转化为物质Ⅱ时,物质Ⅰ得到4 mol电子
D.整个过程中,有极性键的断裂与形成
C
解析 由图可知,物质Ⅲ的化学式为Ru(HCOO)2,由化合价代数和为0可知,化合物中钌元素的化合价为+2价,A正确;由图可知,二氧化碳转化为甲酸的反应为催化剂作用下二氧化碳与氢气反应生成甲酸,反应的化学方程式为H2+CO2 HCOOH,B正确;由图可知,物质Ⅰ转化为物质Ⅱ的方程式为Ru(OH)2+2H2 ══ RuH2+2H2O,反应中钌元素的化合价没有变化,氢元素的化合价既有升高的,又有降低的,氢气既是反应的氧化剂又是反应的还原剂,所以当1 mol物质Ⅰ转化为物质Ⅱ时,氢气得到2 mol电子,C错误;由图可知,整个过程中,二氧化碳参与反应时有极性键的断裂,生成甲酸时有极性键的形成,D正确。
8.(2023·山东济南一模)工业上可通过“酸性歧化法”和“电解法”制备KMnO4。“酸性歧化法”中,利用软锰矿(主要成分为MnO2)先生成K2MnO4,进而制备KMnO4,其流程如下所示。
实验室中模拟“酸性歧化法”制备KMnO4。下列说法正确的是( )
A.为加快“熔融”反应速率,可将矿石粉碎,并用玻璃棒不断翻炒固体
B.“酸化”时若改用盐酸,则反应为
C.“结晶”获取KMnO4晶体时采用蒸发结晶
D.该流程中涉及的氧化还原反应至少有2个
D
解析 制备KMnO4时,MnO2、KOH和O2在熔融状态下反应生成K2MnO4,反应后加水“溶浸”,使K2MnO4等可溶性物质溶解,并过滤,除去不溶性杂质,向滤液中通入过量CO2使溶液酸化,使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2,过滤除去MnO2,将滤液进行结晶、过滤、洗涤、干燥等操作后可得到KMnO4晶体。玻璃中含有SiO2,高温下能与强碱KOH反应,故不能用玻璃棒翻炒固体,A错误;“酸化”时K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4,KMnO4具有强氧化性,能与盐酸反应生成Cl2,故“酸化”时不能改用盐酸,B错误;酸化反应完成后过滤,高锰酸钾加热易分解,故应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,C错误;“熔融”“酸化”过程均发生氧化还原反应,因此该流程中涉及的氧化还原反应至少有2个,D正确。
9.(2023·河南洛阳模拟)氮元素在自然界的某种转化示意图如图所示(a、b、c和d代表一定比例的H+和e-)。下列说法正确的是( )
A.过程①中 体现氧化性
B.过程②中发生反应的离子方程式
为 +H++e- ══ NO↑+H2O
C.过程③中c代表的是3H++3e-
D.过程④中1 mol N2H4参加反应
转移6 mol电子
A
10.(2023·陕西西安模拟)将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L-1 HNO3充分反应后,溶液中含a mol H+,由此可知( )
A.生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B.生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C.被还原的硝酸的物质的量为(0.2-a) mol
D.反应后溶液中所含 的物质的量为0.2 mol
C
解析 n(HNO3)=0.04 L×10 mol·L-1=0.4 mol,铜与浓硝酸发生反应: Cu+4HNO3 ══ Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,与稀硝酸发生反应: 3Cu+8HNO3 ══ 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,充分反应后,溶液中含a mol H+,则剩余硝酸a mol,生成Cu(NO3)2 0.1 mol。根据N原子守恒,可知生成气体的物质的量为0.4 mol-0.2 mol-a mol=(0.2-a) mol,体积为22.4×(0.2-a) L,A项、B项错误;被还原的硝酸的物质的量即生成气体的物质的量,为(0.2-a) mol,C正确;反应后溶液中所含N的物质的量为0.1 mol Cu(NO3)2和剩余a mol硝酸的N物质的量之和,为(0.2+a) mol,D错误。
11.(2023·四川成都蓉城名校联盟第二次联考)下列离子方程式中,正确的
是( )
A.金属钠投入水中:Na+H2O ══ Na++OH-+H2↑
B.铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀:3Fe2++2[Fe(CN)6]3- ══ Fe3[Fe(CN)6]2↓
C.等体积等物质的量浓度的NH4HSO3溶液与NaOH溶液混合:H++OH- ══ H2O
D.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应制备高铁酸钾:3ClO-+2Fe(OH)3 ══
2 +3Cl-+4H++H2O
B
12.(2023·安徽淮北一模)利用雾霾中的污染物NO、SO2获得产品NH4NO3的流程图如下,下列方程式错误的是( )
D
下列有关推断不正确的是( )
A.沉淀H不可能为Al(OH)3、BaCO3的混合物
B.根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl-
D.若溶液X为100 mL,产生的气体A为112 mL(标准状况),则X中c(Fe2+)=0.05 mol·L-1
D
解析 溶液X为酸性溶液,一定含有H+,不含有 和 ,加入过量的硝酸钡溶液产生沉淀和气体,说明沉淀C不溶于硝酸,应为BaSO4沉淀,气体A应为还原性离子与硝酸反应生成的NO,则溶液X中应有Fe2+。溶液B中加入过量的氢氧化钠,产生气体,说明含有 ,产生的沉淀F为氢氧化铁沉淀。溶液E中通入过量的二氧化碳产生沉淀,说明原溶液中含有铝离子,生成氢氧化铝沉淀。不能确定是否含有铁离子和氯离子。溶液E中有剩余的钡离子,与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钡而不是碳酸钡沉淀,所以沉淀H不可能为Al(OH)3、BaCO3的混合物,A正确;
14.以焙烧黄铁矿FeS2 (杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6、
颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为 (填化学式);滤渣①的主要成分为
(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是 。
Fe2O3
SiO2
增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为 。
(4)工序①的名称为 ,所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为 ,氧化工序发生反应的离子方程式为
。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4,所加试剂为
和 (填化学式,不引入杂质)。
7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O 15FeSO4+8H2SO4
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
+2价
H2O2
NH3·H2O
