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2022屆高三化學(xué)一輪高考復(fù)習(xí)??碱}型15氧化還原反應(yīng)的綜合分析
一、單選題(共15題)
1.科學(xué)家指出多種海產(chǎn)品如蝦、蟹、牡蠣等,體內(nèi)含有+5價(jià)的砷(As)元素,它對(duì)人體是無毒的,但吃飯時(shí)一定不要同時(shí)大量食用海鮮和青菜,否則容易中毒,并給出一個(gè)公式:“大量海鮮+大量維生素C→砒霜(As2O3,劇毒)”。下列有關(guān)解釋錯(cuò)誤的是
A.維生素C具有還原性
B.維生素C能將+5價(jià)砷還原成+3價(jià)
C.+5價(jià)砷生成的砒霜是該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物
D.青菜中含有維生素C,維生素C在反應(yīng)中失電子
2.固體Na2S溶于水呈堿性且放出有臭味的氣體,俗稱“臭堿”。工業(yè)上可利用反應(yīng)來制備,下列說法不正確的是
A.Na2S溶液顯堿性的原因是:S2-+H2O?HS-+OH-
B.Na2S可以在空氣中長(zhǎng)期放置會(huì)變質(zhì)
C.反應(yīng)中生成1mol“臭堿”轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為8mol
D.該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為2:1
3.氮化鋁(AlN)廣泛應(yīng)用于電子、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。在一定條件下,的制備反應(yīng)為。下列敘述不正確的是
A.上述反應(yīng)中,N2是氧化劑,C是還原劑
B.AlN中氮元素的化合價(jià)為-3
C.AlN的摩爾質(zhì)量為41 g
D.上述反應(yīng)中,每生成1 mol AlN需轉(zhuǎn)移3 mol電子
4.“開車不喝酒,喝酒不開車”,這是在全國(guó)開展的“嚴(yán)厲整治酒后駕駛交通違法行為”專項(xiàng)行動(dòng)提出的口號(hào)。交通警察檢驗(yàn)司機(jī)是否酒后駕車的化學(xué)原理是:,結(jié)合上述信息判斷有關(guān)說法不正確的是
A.乙醇在反應(yīng)中發(fā)生了氧化反應(yīng)
B.為增強(qiáng)檢測(cè)效果,加入鹽酸酸化重鉻酸鉀溶液
C.每1mol乙醇參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol
D.乙醇使酸性高錳酸鉀褪色的原理與乙醇使酸性變色的原理相同
5.某工廠的一個(gè)生產(chǎn)工藝流程如圖所示,下列敘述不正確的是
A.該工藝流程用來制備
B.氣體是
C.氣體與溶液發(fā)生的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)
D.與溶液反應(yīng)時(shí)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是
6.科學(xué)家致力于二氧化碳甲烷化研究,期待早日實(shí)現(xiàn)“碳中和”的愿景。下列關(guān)于二氧化碳甲烷化技術(shù)的說法錯(cuò)誤的是
A.I→II的反應(yīng)方程式為(代表吸附態(tài))
B.II→III的過程中有C—O鍵的斷裂也有O—H鍵形成
C.III→I存在兩種路徑,這兩種路徑中III與I的能量差值不同
D.每生成1mol轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8
7.已知在酸性溶液中,下列物質(zhì)氧化KI時(shí),自身發(fā)生如下變化:Fe3+→ Fe2+; → Mn2+;Cl2→ 2Cl-;HNO3→ NO。如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI,得到I2最多的是
A.Fe3+ B. C.Cl2 D.HNO3
8.工業(yè)上冶煉金屬鎂的方法有兩種:電解法和皮江法。皮江法是硅在高溫下還原氧化鎂。皮江法冶煉金屬鎂的工藝流程如圖所示,下列說法中不正確的是
A.氣體a是CO2
B.“還原爐”中發(fā)生的主要反應(yīng)有2MgO+Si2Mg↑+SiO2和SiO2+CaOCaSiO3
C.“還原爐”中抽空氣到接近真空的原因是防止還原得到的Mg在高溫條件下再次被氧化
D.“回轉(zhuǎn)爐煅燒”的產(chǎn)物為CaO和MgO,其中電解法就是電解熔融的氧化鎂來制備金屬鎂
9.工業(yè)廢氣中的NO可用來生產(chǎn)NH4NO3,工藝流程如圖所示:
若裝置Ⅰ中反應(yīng)后n():n()=1:1,下列說法錯(cuò)誤的是
A.裝置Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式為2NO+4Ge4++3H2O=4Ge3++++6H+
B.裝置Ⅰ中若有5.6 L(標(biāo)況)NO參與反應(yīng),則轉(zhuǎn)移0.625 mol電子
C.裝置Ⅱ中的操作是電解,則陽極反應(yīng)式為Ge3+-e-=Ge4+
D.裝置Ⅲ中反應(yīng)的氧化劑是O2
10.關(guān)于下列轉(zhuǎn)化過程分析不正確的是
A.Fe3O4中Fe元素的化合價(jià)為+2、+3
B.過程Ⅰ中Fe3O4分解時(shí),每消耗1 mol Fe3O4轉(zhuǎn)移1 mol電子
C.過程Ⅱ的化學(xué)方程式為:3FeO+H2OFe3O4+H2↑
D.該過程的總反應(yīng)為:2H2O ═ O2↑+2H2↑
11.過硝酸鈉(NaNO4)能與水發(fā)生反應(yīng):NaNO4+H2O=NaNO3+H2O2,下列說法不正確的是
A.過硝酸鈉具有強(qiáng)氧化性,沒有還原性
B.過硝酸鈉中含有-O-O-結(jié)構(gòu)
C.過硝酸鈉可用于殺菌消毒
D.將過硝酸鈉加入酸性FeSO4溶液中發(fā)生的離子方程式:+2Fe2++2H+=+2Fe3++H2O
12.我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器重要部件是用鈦合金材料制造的。金屬鈦(Ti)抗腐蝕性能好,在高溫環(huán)境下具有強(qiáng)還原性。以金紅石(主要成分為TiO2)為原料生產(chǎn)鈦的工藝流程如下,下列說法不正確的是
A.①中發(fā)生的反應(yīng):TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
B.鈦抗腐蝕性好是因?yàn)槌叵骡伵c氧氣化合生成一層極薄的致密氧化膜
C.②中氬氣的作用是隔絕空氣,防止金屬鈦被氧化
D.高溫下,鈉可以與TiCl4溶液反應(yīng)制備金屬鈦
13.某固體X可能含有FeO、Fe2O3、MnO2、K2SO3、Na2CO3、NaClO、K2SO4中的一種或幾種物質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)以確定其組成:
下列有關(guān)說法正確的是
A.濾液A中一定含有Na+
B.氣體B一定是純凈物
C.若固體X中不含K2SO4,則一定含NaClO
D.固體X中一定含有Fe2O3
14.一種借用的轉(zhuǎn)化,利用和合成燃料的途徑如圖所示。下列說法不正確的是
A.上述轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.上述轉(zhuǎn)化過程中涉及的反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)
C.利用上述轉(zhuǎn)化有利于遏制溫室效應(yīng)
D.若得到三種產(chǎn)物、、各1mol,共放出為
15.自來水廠一種預(yù)防和處理Cl2泄漏的方法如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是
A.Cl2和水反應(yīng)的離子方程式為:H2O+Cl2Cl-+HClO+H+
B.鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2
C.吸收漏氯的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+
D.鐵屑耗盡時(shí)溶液中可能大量存在:Fe2+、Fe3+、ClO-、Cl-
二、填空題(共4題)
16.探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”,可以用到定性分析、定量分析和對(duì)比分析等多種方法:
Ⅰ、H2O2不穩(wěn)定、易分解,F(xiàn)e3+、Cu2+等對(duì)其分解起催化作用,為比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果,某化學(xué)研究小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)若利用圖甲裝置,可通過觀察_______現(xiàn)象,從而定性比較得出結(jié)論。
(2)有同學(xué)提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理,其理由是_______。
(3)若利用乙實(shí)驗(yàn)可進(jìn)行定量分析,實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40 mL氣體為準(zhǔn),其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略,實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是_______。
Ⅱ、 某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí),先分別量取兩種溶液,然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻,開始計(jì)時(shí),通過測(cè)定褪色所需時(shí)間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案。
編號(hào)
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
溫度/℃
濃度/mol·L-1
體積/mL
濃度/mol·L-1
體積/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
(4)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,KMnO4溶液轉(zhuǎn)化為MnSO4,每消耗1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移_______mol電子。為了觀察到紫色褪去,H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4):n(KMnO4)≥_______。
(5)要探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是_______(填編號(hào),下同),探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是_______。
(6)該小組發(fā)現(xiàn)保持溫度恒定,反應(yīng)速率走勢(shì)如圖,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:_______,若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想,除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液試劑外,還需要選擇的試劑最合理的是_______(填序號(hào))。
A.硫酸鉀 B.硫酸錳 C.稀硫酸 D.二氯化錳
17.氰化鈉(NaCN)是一種基本化工原料,同時(shí)也是一種劇毒物質(zhì)。一旦泄漏需要及時(shí)處理,一般可以通過噴灑雙氧水或過硫酸鈉(Na2S2O8)溶液來處理,以減輕環(huán)境污染。
Ⅰ.(1) NaCN用雙氧水處理后,產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。
Ⅱ.工業(yè)制備過硫酸鈉的反應(yīng)原理如下:
主反應(yīng):(NH4)2S2O8+2NaOH Na2S2O8+2NH3↑+2H2O
副反應(yīng):2NH3+3Na2S2O8+6NaOH 6Na2SO4+6H2O+N2
某化學(xué)小組利用上述原理在實(shí)驗(yàn)室制備過硫酸鈉,并用過硫酸鈉溶液處理含氰化鈉的廢水。
實(shí)驗(yàn)一:實(shí)驗(yàn)室通過如圖所示裝置制備Na2S2O8。
(2)裝置中盛放雙氧水的儀器名稱是_______。
(3)裝置a中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要持續(xù)通入裝置c的原因是_______。
(4)上述裝置中還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)儀器或裝置有_______(填字母)。
A.溫度計(jì) B.洗氣瓶 C.水浴加熱裝置 D.環(huán)形玻璃攪拌棒
實(shí)驗(yàn)二:測(cè)定用過硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。
已知:①?gòu)U水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50 mg·L-1。
②Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-,Ag++I-=AgI↓,AgI呈黃色,且CN-優(yōu)先與Ag+反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)如下:取1L處理后的NaCN廢水,濃縮為10.00mL置于錐形瓶中,并滴加幾滴KI溶液作指示劑,用1.0×10-3mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的體積為5.00mL。
(5)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是:_______。
(6)處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?_______(填“是”或“否”)。
Ⅲ.(7)常溫下,含硫微粒主要存在形式受pH影響。利用電化學(xué)原理,用惰性電極電解飽和NaHSO4溶液也可以制備過硫酸鈉。已知在陽極放電的離子主要為HSO,產(chǎn)物中陰離子為S2O,則陽極反應(yīng)方程式為_______。
18.是常見的食鹽加碘劑,某小組制備晶體的流程如下,請(qǐng)回答:
合成反應(yīng):;
滴定反應(yīng):;。
已知:①碘易溶于乙醚;乙醚微溶于水,沸點(diǎn),密度,易燃。
②在水中的溶解度:為,為;難溶于乙醇。
(1)步驟③蒸餾,最適合的裝置圖為___________。
A.B.
C.D.
(2)步驟④加硝酸酸化至,過高或過低將導(dǎo)致產(chǎn)率降低,原因是___________;用帶磁力攪拌的電熱套控溫加熱約,判斷氧化反應(yīng)已完全的方法是___________。
(3)下列說法不正確的是___________。
A.步驟⑤逐氯,可用升溫煮沸的方法或加入適量作還原劑
B.步驟⑦中和,可加入燒堿至溶液能使酚酞變色為止
C.步驟⑧靜置,自然冷卻結(jié)晶,可獲得較大晶粒,便于抽濾
D.步驟⑧后,往濾液中加入一定量乙醇,再次抽濾,可提高產(chǎn)品收率
(4)步驟②用乙醚萃取能減少蒸餾時(shí)碘的損失,但要特別注意安全。從下列選項(xiàng)中選出合理的操作(不能重復(fù)使用)并排序:___________→___________→___________→___________→分液,保留上層。
a.涂凡士林并檢漏; b.往分液漏斗中轉(zhuǎn)移溶液; c.置于鐵架臺(tái)的鐵圈上靜置分層; d.加入乙醚(次萃取); e.將乙醚分批加入(次萃取); f.右手壓住玻璃塞,左手握住旋塞; g.左手壓住玻璃塞,右手握住旋塞; h.尖嘴朝下,同向搖動(dòng)使溶液旋轉(zhuǎn),取出玻璃塞放氣(重復(fù)幾次); i.尖嘴朝上(倒轉(zhuǎn)),振蕩幾次,打開旋塞放氣(重復(fù)幾次)。
(5)為了測(cè)定產(chǎn)品的純度,可采用碘量法滴定。準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品,配制成溶液,用移液管移取溶液于碘量瓶(如圖)中,加稀硫酸酸化,再加入足量溶液充分反應(yīng),加淀粉指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,平行測(cè)定幾次。該小組測(cè)得產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,在確認(rèn)滴定操作無誤的情況下,原因可能是___________。
(6)某同學(xué)查詢到資料:的乙醚溶液在紫外光區(qū)有強(qiáng)烈吸收,可與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行比色定量分析。若用該方法測(cè)定產(chǎn)品的純度,需要用到的關(guān)鍵設(shè)備是___________。
19.某研究性小組結(jié)合文獻(xiàn)資料進(jìn)行了比較Fe2+和C2O的還原性強(qiáng)弱的如下實(shí)驗(yàn)。
資料:
i.無水氯化鐵在300℃以上升華,遇潮濕空氣極易潮解。
ii.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,光照易分解;FeC2O4·2H2O為黃色固體,微溶于水,可溶于強(qiáng)酸。
iii.配合物的穩(wěn)定性可以用穩(wěn)定常數(shù)K來衡量,如Cu2++4NH3[Cu(NH)4]2+,其穩(wěn)定常數(shù)表達(dá)式為:K=。已知K[Fe(C2O4)]3-=1020,K[Fe(SCN)3]=2×103。
已知:實(shí)驗(yàn)1——用以下裝置制取無水氯化鐵
(1)儀器X的名稱是___,裝置B的作用是____。
(2)欲制得純凈的FeCl3,實(shí)驗(yàn)過程中點(diǎn)燃裝置F處酒精燈的時(shí)機(jī)是___。
(3)按氣流方向?qū)懗鲋迫o水氯化鐵的發(fā)生和收集裝置的最佳接口順序?yàn)開__(用小寫字母表示)。
實(shí)驗(yàn)2——通過Fe3+和C2O在溶液中的反應(yīng)比較Fe2+和C2O的還原性強(qiáng)弱。
操作
現(xiàn)象
在避光處,向10mL0.5mol/LFeCl3溶液中緩慢加入0.5mol/LK2C2O4溶液至過量。攪拌,充分反應(yīng)后,冰水浴冷卻,過濾
得到亮綠色溶液和亮綠色晶體
(4)取實(shí)驗(yàn)2中少量晶體洗凈,配成溶液,滴加KSCN溶液,不變紅。其原因是___。繼續(xù)加入硫酸,溶液變紅,說明晶體含有+3價(jià)的鐵元素。加入硫酸后溶液變紅的原因是___。
(5)經(jīng)檢驗(yàn),亮綠色晶體為K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),確認(rèn)實(shí)驗(yàn)2中沒有生成Fe2+使用的試劑____(寫出試劑的化學(xué)式)。
(6)取實(shí)驗(yàn)2中的亮綠色溶液光照一段時(shí)間,產(chǎn)生黃色渾濁且有氣泡產(chǎn)生。補(bǔ)全反應(yīng)的離子方程式:___。
_____[Fe(C2O4)3]2-____FeC2O4↓+___↑+___
參考答案
1.C
【分析】
人體中的As元素為+5價(jià),As2O3中As元素為+3價(jià),吃飯時(shí)同時(shí)大量食用海鮮和青菜,容易中毒的原因是生成+3價(jià)As,說明維生素C具有還原性,與+5價(jià)砷發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成+3價(jià)As。
【詳解】
A.人體中的As元素為+5價(jià),大量食用海鮮和青菜后生成+3價(jià)As,說明維生素C具有還原性,故A正確;
B.大量海鮮+大量維生素C→砒霜(As2O3),其中所以As元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?3價(jià),維生素C能將+5價(jià)砷還原成+3價(jià),故B正確;
C.砒霜為該反應(yīng)的還原產(chǎn)物,故C錯(cuò)誤;
D.維生素C具有還原性,與+5價(jià)砷發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成+3價(jià)As,同時(shí)大量食用海鮮和青菜,容易中毒,說明青菜中含有維生素C,還原劑在反應(yīng)中失去電子,故D正確。
答案選C。
2.D
【詳解】
A.硫離子在水中易發(fā)生水解,S2-+H2OHS-+OH-,故硫化鈉溶液顯堿性,A項(xiàng)正確;
B.硫化鈉中的硫離子在空氣中易發(fā)生水解生成硫氫化鈉,發(fā)生變質(zhì),B項(xiàng)正確;
C.根據(jù)方程式Na2SO4+2CNa2S+2CO2↑硫酸根離子中硫?yàn)?6價(jià),硫化鈉中硫?yàn)?2價(jià),故生成1mol硫化鈉轉(zhuǎn)移8mol電子,C項(xiàng)正確;
D.該反應(yīng)中硫酸根離子中硫的化合價(jià)下降,硫酸鈉做氧化劑,C在反應(yīng)中化合價(jià)上升,做還原劑,故該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為1:2,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選D。
3.C
【詳解】
A.在上述反應(yīng)中,N元素化合價(jià)由反應(yīng)前N2中的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后AlN中的-3價(jià),化合價(jià)降低,得到電子被還原,所以N2是氧化劑;C元素化合價(jià)由反應(yīng)前C單質(zhì)的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后CO中的+2價(jià),化合價(jià)升高,失去電子被氧化,所以C是還原劑,A正確;
B.在AlN中Al元素化合價(jià)為+3價(jià),根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0,可知其中氮元素的化合價(jià)為-3,B正確;
C.AlN的摩爾質(zhì)量為41 g/mol,C錯(cuò)誤;
D.在上述反應(yīng)中,N元素化合價(jià)由反應(yīng)前N2中的0價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后AlN中的-3價(jià),化合價(jià)降低,得到3 個(gè)電子,則每生成1 mol AlN需轉(zhuǎn)移3 mol電子,D正確;
故合理選項(xiàng)是C。
4.B
【詳解】
A、乙醇中C的化合價(jià)由-4變?yōu)?價(jià),化合物升高,發(fā)生了氧化反應(yīng),故A正確;
B、重鉻酸鉀溶液能氧化鹽酸中的氯離子,影響酒精的檢測(cè),故B錯(cuò)誤;
C、乙醇中C的化合價(jià)由-4變?yōu)?價(jià),1mol 乙醇失去1molx4=4mol,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為4mol,故C正確;
D、酸性高錳酸鉀,酸性都具有強(qiáng)氧化性,可以氧化乙醇,所以乙醇使使酸性高錳酸鉀褪色的原理與乙醇使酸性變色的原理相同,故D正確;
5.C
【詳解】
A.由工藝流程中的箭頭指向可知,該過程中硫酸亞鐵和硫酸鐵可循環(huán)使用,氣體M和SO2為反應(yīng)物,指向流程之外的箭頭只有硫酸(部分硫酸又參與循環(huán)),即硫酸鐵溶液和二氧化硫反應(yīng)生成硫酸和硫酸亞鐵,氣體M和硫酸、硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鐵,根據(jù)上述分析知該工藝流程是用來制備硫酸的,故A正確;
B.根據(jù)反應(yīng)關(guān)系知?dú)怏wM、H2SO4和FeSO4作用生成Fe2(SO4)3,F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高,M是具有氧化性的氣體,如O2等,故B正確;
C.氣體M、FeSO4溶液和硫酸作用除生成Fe2(SO4)3外,還有H2O生成,氣體M參加的反應(yīng)不是化合反應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D.SO2參加反應(yīng)時(shí)的化學(xué)方程式為SO2+Fe2(SO4)3+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,參加反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1:1,故D 正確;
故答案為C。
6.C
【詳解】
A.由題干示意圖可知,I→II的反應(yīng)方程式為(代表吸附態(tài)),A正確;
B.由題干示意圖可知,II→III的過程中有C—O鍵的斷裂也有O—H鍵形成,B正確;
C.由題干示意圖可知,III→I存在兩種路徑,但這兩種路徑中III與I的能量差值即反應(yīng)過程中的熱效應(yīng),與途徑無關(guān),只與反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)有關(guān),故二者相同,C錯(cuò)誤;
D.由題干示意圖可知,整個(gè)反應(yīng)的總過程是將CO2和H2轉(zhuǎn)化為CH4和H2O,故每生成1mol轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8,D正確;
故答案為:C。
7.B
【分析】
等物質(zhì)的量的氧化劑得到電子數(shù)目越多,反應(yīng)氧化KI產(chǎn)生I2的物質(zhì)的量就越多,據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.Fe3+→ Fe2+時(shí)化合價(jià)降低1價(jià),1 mol Fe3+發(fā)生該變化得到1 mol的電子;
B.→ Mn2+時(shí)化合價(jià)降低5價(jià),1 mol 發(fā)生該變化得到5 mol的電子;
C.Cl2→ 2Cl-時(shí)化合價(jià)降低1×2=2價(jià),1 mol Cl2發(fā)生該變化得到2 mol的電子;
D.HNO3→ NO時(shí)化合價(jià)降低3價(jià),1 mol HNO3發(fā)生該變化得到3 mol的電子;
可見:選項(xiàng)B中1 mol變?yōu)镸n2+時(shí)得到電子最多,其氧化KI時(shí)產(chǎn)生的I2最多,故合理選項(xiàng)是B。
8.D
【詳解】
A.根據(jù)常見碳酸鹽的性質(zhì)可知白云石高溫條件下會(huì)分解為氧化鈣、氧化鎂和二氧化碳,氣體a為二氧化碳,A正確;
B.白云石煅燒后得到氧化鈣、氧化鎂,然后高溫條件下用Si還原MgO得到Mg單質(zhì),同時(shí)二氧化硅和氧化鈣反應(yīng)得到硅酸鈣,發(fā)生的反應(yīng)為2MgO+Si2Mg↑+SiO2和SiO2+CaOCaSiO3,B正確;
C.Mg活潑性較強(qiáng),易被氧氣氧化,所以抽空氣到接近真空進(jìn)行還原,C正確;
D.氧化鎂的熔點(diǎn)較高,電解法制備Mg單質(zhì),需要電解熔點(diǎn)較低的熔融MgCl2,D錯(cuò)誤;
綜上所述答案為D。
9.B
【詳解】
A.根據(jù)流程分析可知,反應(yīng)符合事實(shí),遵循電子守恒、電荷守恒、原子轉(zhuǎn)化規(guī)律,A正確;
B.結(jié)合裝置Ⅰ中反應(yīng)可知,消耗2molNO,轉(zhuǎn)移4mol電子;5.6 L(標(biāo)況)NO的物質(zhì)的量是0.25 mol,根據(jù)選項(xiàng)A分析可知消耗0.5 mol Ge4+,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5 mol,B錯(cuò)誤;
C.裝置Ⅱ中的操作是電解,電解時(shí)陽極上Ge3+失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),故陽極的反應(yīng)式為:Ge3+-e-=Ge4+,C正確;
D.根據(jù)反應(yīng)的物質(zhì),結(jié)合元素化合價(jià)變化可知:亞硝酸根離子為還原劑,O2為氧化劑,反應(yīng)產(chǎn)生NH4NO3、H2O,D正確;
故合理選項(xiàng)是B。
10.B
【詳解】
A.Fe3O4的化學(xué)式可以改寫為Fe2O3?FeO,所以Fe3O4中Fe元素的化合價(jià)為+2、+3,A項(xiàng)正確;
B.過程Ⅰ的反應(yīng)為2Fe3O46FeO+O2↑,當(dāng)有2mol Fe3O4分解時(shí),生成1mol O2,轉(zhuǎn)移4mol電子,則每消耗1 mol Fe3O4轉(zhuǎn)移2 mol電子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.過程Ⅱ中FeO與水蒸氣在加熱條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)化學(xué)方程式為,3FeO+H2OFe3O4+H2↑,C項(xiàng)正確;
D.過程Ⅰ的反應(yīng)為2Fe3O46FeO+O2↑,過程Ⅱ的反應(yīng)為3FeO+H2O(g) Fe3O4+H2,故該過程總反應(yīng)為2H2O(g)=O2+2H2,D項(xiàng)正確;
答案選B。
11.A
【詳解】
A.過硝酸鈉中氧元素的化合價(jià)有-1價(jià)和-2價(jià),-1價(jià)的氧既有氧化性又有還原性 ,故A選;
B.過硝酸鈉中含有-1價(jià)的兩個(gè)氧原子,含有—O—O—結(jié)構(gòu),故B不選;
C.過硝酸鈉與水反應(yīng)生成過氧化氫,過氧化氫具有強(qiáng)氧化性,可用于殺菌消毒,故C不選;
D. 過硝酸鈉-1價(jià)的氧具有氧化性,亞鐵離子具有還原性,將過硝酸鈉加入酸性FeSO4溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),發(fā)生的離子方程式是+2Fe2++2H+=+2Fe3++H2O ,故D不選;
故選:A。
12.D
【詳解】
A.金紅石與焦炭的混合物中通入,得到TiCl4和一種可燃?xì)怏w,反應(yīng)方程式為:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,故A正確;
B.鈦抗腐蝕性好是因?yàn)槌叵骡伵c氧氣化合生成一層極薄的致密氧化膜,這層氧化膜在常溫下不與絕大多數(shù)強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng),故B正確;
C.稀有氣體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不會(huì)參與化學(xué)反應(yīng),常做保護(hù)氣,用來隔絕空氣,防止金屬鈦被氧化,故C正確;
D.鈉是活潑金屬,會(huì)與溶液中的水反應(yīng),故D錯(cuò)誤;
故答案為D。
13.C
【分析】
二氧化錳與濃鹽酸共熱可以生成氯氣,氯氣具有強(qiáng)氧化性,濾渣與濃鹽酸反應(yīng)后的溶液中加入KSCN產(chǎn)生血紅色物質(zhì),可以證明濾渣中有鐵元素,則FeO和Fe2O3至少有一種;濾液A和鹽酸反應(yīng)后的溶液中加BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中SO,這些SO可能來自K2SO4,也可能是K2SO3被次氯酸鈉氧化而生成的;濾液A加稀鹽酸產(chǎn)生氣體B,則B可能是CO2,也可能是SO2,也就是說K2SO3和Na2CO3至少有一種,據(jù)此來分析即可。
【詳解】
A.根據(jù)分析可知,當(dāng)固體中同時(shí)存在K2SO3和K2SO4時(shí)可以滿足上述流程,此時(shí)濾液A中可以不含Na+,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)分析可知?dú)怏wB可能是CO2和SO2的混合物,B錯(cuò)誤;
C.若固體X中不含K2SO4,則一定得有K2SO3,同時(shí)也必須有NaClO,此時(shí)亞硫酸根可以被氧化成硫酸根,加入氯化鋇時(shí)才能產(chǎn)生沉淀,C正確;
D.根據(jù)分析可知固體X中FeO和Fe2O3至少有一種,D錯(cuò)誤;
綜上所述答案為C。
14.D
【詳解】
A.由題給信息可知,在光照的條件下,借用的轉(zhuǎn)化使CO2和H2O合成H2、CO、CH4,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A正確;
B.題給轉(zhuǎn)化過程的每步變化中均有元素化合價(jià)的變化,均屬于氧化還原反應(yīng),B正確;
C.CO2被轉(zhuǎn)化,能遏制溫室效應(yīng),C正確;
D.該過程的反應(yīng)物為H2O、CO2,生成物為H2、CO、CH4和O2,要生成H2、CO、CH4各1mol,則需要3molH2O和2molCO,由O原子守恒可知,同時(shí)可生成3molO2,D錯(cuò)誤;
故選D。
15.D
【詳解】
A.Cl2和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,反應(yīng)的離子方程式為:H2O+Cl2Cl-+HClO+H+,故A正確;
B.2FeCl3+Fe=3FeCl2,鐵屑的作用是將FeCl3還原為FeCl2,故B正確;
C.氯化亞鐵吸收氯氣生成氯化鐵,吸收漏氯的離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Cl-+2Fe3+,故C正確;
D.ClO-能把Fe2+氧化為Fe3+,F(xiàn)e2+、ClO-不能大量共存,故D錯(cuò)誤;
選D。
16.生成氣體的快慢 可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間 2 5:2或2.5 ②和③ ①和② 產(chǎn)物中的Mn2+對(duì)該反應(yīng)有催化作用 B
【詳解】
(1)該反應(yīng)中產(chǎn)生氣體,可根據(jù)生成氣泡的快慢判斷;
(2)氯化鐵和硫酸銅中陰陽離子都不同,無法判斷是陰離子起作用還是陽離子起作用,硫酸鈉和硫酸銅陰離子相同,可以消除陰離子不同對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾;
(3)根據(jù)知,還需要測(cè)定產(chǎn)生40mL氣體所需的時(shí)間;
(4)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4,利用化合價(jià)升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,每消耗5 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移10 mol電子,則消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2 mol電子;為了觀察到紫色褪去,草酸應(yīng)稍過量,則n(H2C2O4):n(KMnO4)≥5:2;
(5)要探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,則溫度是唯一變量,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是②和③;探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是①和②;
(6)t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是生成錳離子作催化劑加快反應(yīng)速率,高錳酸鉀可氧化氯離子,可加入硫酸錳作對(duì)比實(shí)驗(yàn)說明,控制錳離子濃度不同,故選:B。
17.NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3 分液漏斗 將產(chǎn)生的氨氣及時(shí)排除,防止發(fā)生副反應(yīng) AC 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液,錐形瓶中溶液恰好產(chǎn)生黃色沉淀,且半分鐘內(nèi)沉淀不消失 是 2HSO-2e-=S2O+2H+
【詳解】
(1)NaCN用雙氧水處理后,生成的酸式鹽為碳酸氫鈉,使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣,反應(yīng)方程式為NaCN+H2O2+H2O=NH3↑+NaHCO3;
(2)裝置中盛放雙氧水的儀器為分液漏斗;
(3)主反應(yīng)產(chǎn)生氨氣,副反應(yīng)氨氣為反應(yīng)物,故置a中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要持續(xù)通入裝置c,為了將產(chǎn)生的氨氣及時(shí)排除,防止發(fā)生副反應(yīng);
(4)由題可知,主反應(yīng)的溫度為55℃,故裝置中還需要溫度計(jì),為維持溫度,采用水浴加熱,需要水浴加熱裝置;故答案為:AC;
(5)廢水溶液中KI為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,Ag+將CN -反應(yīng)完全后與I-結(jié)合為AgI黃色沉淀,故終點(diǎn)現(xiàn)象為:滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液,錐形瓶中溶液恰好產(chǎn)生黃色沉淀,且半分鐘沉淀不消失;
(6)根據(jù)Ag+~2NaCN消耗1.0×10 -3mol/L的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的體積為5.00mL,則m(NaCN)=n(NaCN)×M(NaCN)=2n(AgNO3)×M(NaCN)=2×1.0×10 -3mol/L×5.00×10 -3L×49g/mol=49×10 -5g,廢水中氰化鈉的濃度為49×10?5×103mg/1L=0.49mg/L<0.5mg/L,故達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn);
(7)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),由HSO失電子被氧化為S2O,電極反應(yīng)式為:2HSO-2e-= S2O+2H+。
18.D 過高,的氧化性不足,反應(yīng)慢不利于生成; 過低,與反應(yīng)產(chǎn)生大量 反應(yīng)液褪色 AB e f I c 滴定搖動(dòng)錐形瓶時(shí),過量被空氣氧化成(或含有雜質(zhì)) (紫外)分光光度計(jì)
【分析】
海帶灰浸取液中含碘離子,在酸性條件下被過氧化氫氧化為碘單質(zhì),從水溶液中分離碘可采用乙醚萃取、經(jīng)分液后得到有機(jī)層,蒸餾碘的乙醚溶液,得到碘單質(zhì),乙醚易燃,故實(shí)驗(yàn)過程要避免明火,碘單質(zhì)在酸性條件下為氧化為碘酸根、反應(yīng)過程中存在副反應(yīng)生成氯氣,經(jīng)過逐氯,冷卻結(jié)晶、過濾得到,過濾得到,經(jīng)熱水溶解、中和后得到 ,利用碘酸鉀的溶解度隨溫度升高增幅較大、采用冷卻結(jié)晶、過濾得到碘酸鉀。難溶于乙醇、濾液中的碘酸鉀可通過加酒精而析出,能提高產(chǎn)量。
【詳解】
(1)步驟③要蒸餾碘的乙醚溶液,已知乙醚沸點(diǎn),易燃,故蒸餾時(shí)要避免明火、采用水浴加熱能使混合物受熱均勻、溫度易于控制,能順利蒸餾出乙醚、收集裝置能避免乙醚揮發(fā)到空氣中、且能進(jìn)行尾氣處理,則最適合的裝置圖為D。
(2) 已知氯酸根能將碘單質(zhì)氧化為碘酸根離子,反應(yīng)的方程式為,還原產(chǎn)物氯離子在酸性條件下能和氯酸根發(fā)生歸中反應(yīng)生成氯氣:,則步驟④需加硝酸酸化至, 過高或過低將導(dǎo)致產(chǎn)率降低,原因是:過高,的氧化性不足,反應(yīng)慢不利于生成; 過低,與反應(yīng)產(chǎn)生大量;碘水呈棕黃色,氯氣在加熱條件下難溶于酸性溶液中,則,用帶磁力攪拌的電熱套控溫加熱反應(yīng)過程中,溶液顏色逐漸變淺,判斷氧化反應(yīng)已完全的方法是反應(yīng)液褪色。
(3) A.氯氣在水中的溶解度隨溫度升高而降低、氯氣具有氧化性,能氧化KI,但氧化產(chǎn)物可以為碘、碘酸鉀等,會(huì)引入新雜質(zhì),故A不正確;
B.呈酸性,加入燒堿發(fā)生中和反應(yīng)得到步驟呈中性,pH大于8.2時(shí)酚酞變淺紅色,則堿已過量,故B不正確;
C.因?yàn)榫徛鋮s時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)得到較大顆粒晶體,便于抽濾,急速冷卻得到的晶體顆粒較小,故C正確;
D.已知在水中的溶解度:為,為;難溶于乙醇。
步驟⑧后,往濾液中加入一定量乙醇,能析出碘酸鉀晶體,再次抽濾,可提高產(chǎn)品收率,故D正確;
說法不正確的是AB。
(4) 用乙醚萃取的水層的振蕩操作是:選用經(jīng)過檢驗(yàn)是步漏液的分液漏斗,往分液漏斗中轉(zhuǎn)移溶液,右手壓住玻璃塞、左手握住旋塞、將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來,用力振蕩,將下部支管斜向上方即尖嘴朝上(倒轉(zhuǎn)),旋開旋塞放氣,重復(fù)幾次步驟,則②用乙醚萃取的合理的操作順序?yàn)椋篹→f→i→c→分液,保留上層。
(5) 用碘量法測(cè)定產(chǎn)品的純度,反應(yīng)原理為:和,則得到關(guān)系式: ,現(xiàn)在測(cè)得產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,又知滴定操作無誤,則實(shí)驗(yàn)過程中有其它途徑生成了碘單質(zhì)或有其它能消耗硫代硫酸鈉的雜質(zhì)存在,原因可能是滴定搖動(dòng)錐形瓶時(shí),過量被空氣氧化成(或含有雜質(zhì))。
(6)已知的乙醚溶液在紫外光區(qū)有強(qiáng)烈吸收,可與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行??捎帽壬糠治龇y(cè)定產(chǎn)品的純度,需要用到的關(guān)鍵設(shè)備是(紫外)分光光度計(jì)。
19.圓底燒瓶 吸收尾氣氯氣,防止污染空氣;防止空氣中水蒸氣使D中無水氯化鐵水解 待F裝置的玻璃管內(nèi)充滿黃綠色氣體時(shí)再點(diǎn)燃F處酒精燈 jkgf K{[Fe(C2O4)]3-}>K[Fe(SCN)3],說明[Fe(C2O4)]3-比Fe(SCN)3更穩(wěn)定,[Fe(C2O4)]3-中的Fe3+不能與SCN-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3,也就不能顯示血紅色 加入硫酸后,H+與C2O結(jié)合可使平衡逆向移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液變紅 K3[Fe(CN)6] 2[Fe(C2O4)3]2-2FeC2O4↓+2CO2↑+3C2O
【分析】
實(shí)驗(yàn)1中,裝置A為二氧化錳與濃鹽酸共熱制備氯氣,濃鹽酸易揮發(fā),用飽和食鹽水除去氯化氫雜質(zhì),氯化鐵遇到潮濕的空氣極易水解,則制備的氯氣為干燥的,用裝置C除去水蒸氣,干燥的氯氣與鐵粉在裝置F中反應(yīng),無水氯化鐵在300℃以上升華,則裝置D的作用是收集氯化鐵;氯氣有毒,未反應(yīng)的氯氣用堿石灰吸收,而且堿石灰還可以防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D,使D中無水氯化鐵水解;
【詳解】
(1)儀器X的名稱是圓底燒瓶;干燥的氯氣與鐵粉在裝置F中反應(yīng),無水氯化鐵在300℃以上升華,裝置D用來收集氯化鐵,則裝置B的作用是吸收尾氣氯氣,防止污染空氣;防止空氣中水蒸氣使D中無水氯化鐵水解;故答案為:圓底燒瓶;吸收尾氣氯氣,防止污染空氣,防止空氣中水蒸氣使D中無水氯化鐵水解;
(2)欲制得純凈的FeCl3,防止被裝置中空氣中的氧氣氧化,則應(yīng)待F裝置的玻璃管內(nèi)充滿黃綠色氣體時(shí)再點(diǎn)燃酒精燈;故答案為:待F裝置的玻璃管內(nèi)充滿黃綠色氣體時(shí)再點(diǎn)燃F處酒精燈;
(3)根據(jù)分析,裝置的連接順序?yàn)锳→E→C→F→D→B,制取無水氯化鐵的發(fā)生是F和收集裝置D的最佳接口順序?yàn)閖kgf;故答案為:jkgf;
(4)已知K[Fe(C2O4)3]3->K[Fe(SCN)3],說明[Fe(C2O4)3]3-比Fe(SCN)3更穩(wěn)定,[Fe(C2O4)3]3-不能電離出Fe3+,則不能與SCN-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3,也就不能顯示血紅色。加入硫酸后,H+與結(jié)合可使平衡逆向移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液變紅;故答案為:K{[Fe(C2O4)]3-}>K[Fe(SCN)3],說明[Fe(C2O4)]3-比Fe(SCN)3更穩(wěn)定,[Fe(C2O4)]3-中的Fe3+不能與SCN-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Fe(SCN)3,也就不能顯示血紅色;加入硫酸后,H+與C2O結(jié)合可使平衡逆向移動(dòng),c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液變紅;
(5)若Fe3+和發(fā)生氧化還原反應(yīng),則生成亞鐵離子,亞鐵離子與鐵氰化鉀反應(yīng)顯藍(lán)色,則操作為取少量實(shí)驗(yàn)2中的亮綠色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,則未發(fā)生氧化還原反應(yīng);故答案為:K3[Fe(CN)6]
(6)已知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,光照易分解,F(xiàn)e的化合價(jià)降低,則部分C的化合價(jià)升高,方程式為2[Fe(C2O4)3]3-2FeC2O4↓+2CO2↑+3;故答案為:2[Fe(C2O4)3]2-2FeC2O4↓+2CO2↑+3C2O;
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