1、1小专题四 氧化还原反应理论的综合应用1(2018 届山西太原十八中月考)化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知氧化还原反应：2FeCl2Cl 2=2FeCl32Co(OH)36HCl= =2CoCl2Cl 26H 2O2FeCl32HI= =2FeCl2I 22HCl复分解反应：2CH3COOHK 2CO3=2CH3COOKCO 2H 2OKCNCO 2H 2O=HCNKHCO 3热分解反应：4KClO 3KClKClO 4；KClO 4 KCl2O 2= = = = = = = = = = 根据以上反应分析下列说法正确是( )。A还原性(酸性溶液)：HClCoCl 2HIB酸性(
2、水溶液)：CH 3COOHHCNH 2CO3C热稳定性：KClKClO 4KClOD氧化性(酸性溶液)：Co(OH) 3FeCl 3I 22已知 NH4CuSO3与足量的 10 molL1 硫酸溶液混合微热，产生下列现象：有红色金属生成；产生刺激性气味的气体；溶液呈蓝色。据此判断下列说法正确的是( )。A反应中硫酸作氧化剂BNH 4CuSO3中硫元素被氧化C刺激性气味的气体是氨气D1 mol NH 4CuSO3完全反应转移 0.5 mol 电子3(2016 年浙江卷)为落实“五水共治” ，某工厂拟综合处理含 NH 的废水和工业废 4气(主要含 N2、CO 2、SO 2、NO、CO，不考虑其他成
3、分)，设计了如下流程：下列说法不正确的是( )。A固体 1 中主要含有 Ca(OH)2、CaCO 3、CaSO 32BX 可以是空气，且需过量C捕获剂所捕获的气体主要是 COD处理含 NH 废水时，发生反应的离子方程式为：NH NO =N22H 2O 4 4 24向 27.2 g Cu 和 Cu2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L，固体物质完全反应，生成 NO 和 Cu(NO3)2。在所得溶液中加入 1.0 molL1 的 NaOH 溶液 1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为 39.2 g。下列有关说法不正确的是( )。ACu 与 Cu2O 的物质的量之比为 2
4、1B硝酸的物质的量浓度为 2.6 molL1C产生的 NO 在标准状况下的体积为 4.48 LDCu、Cu 2O 与硝酸反应后剩余 HNO3为 0.2 mol5高铁酸钾(K 2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O 2、ClO 2、KMnO 4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入 KOH 至饱和，使高铁酸钾析出。(1)干法制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO4 aNa2O2=2Na2FeO4 bX2Na 2SO4 cO2。该反应中物质 X 应是_， a 与 c的关系是_。简要说明 K2FeO4作为水处理剂时，在水处理过程中所起
5、的作用：_。(2)湿法制备高铁酸钾(K 2FeO4)的反应体系中有六种微粒：Fe(OH) 3、ClO 、OH 、FeO、Cl 、H 2O。24写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：_。每生成 1 mol FeO 转移_mol 电子，若反应过程中转移了 0.3 mol 电子，24则还原产物的物质的量为_mol。6(2018 年山西晋中联考)用含有 Al2O3及少量 Fe3O4和 SiO2的铝土矿制备净水剂液体聚合硫酸铝铁，工艺流程如下(部分操作和条件略)：.向铝土矿中加入过量 H2SO4后，加热、搅拌、过滤。.向滤液中加入一定量的双氧水。.向溶液中加入 Ca(OH)2固体，调节溶液的 pH
6、约为 1，过滤。.加入稳定剂，加热，得到产品。(1)Fe3O4与 H2SO4反应的离子方程式是_。(2)步骤中过滤时用到的玻璃仪器是_，得到的滤渣成分是_(填化学式)。(3)步骤中增大 n(Fe3 )的离子方程式是_。(4)铝土矿也可用于冶炼金属 Al。以金属 Al 作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属 Al 的表面生成致密坚硬的氧化膜，其电极反应式是_。7(2017 届湖南怀化四模)高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾晶体。中间产物为锰酸钾。下图是实验室模拟制备 KMnO4晶体的操作流程：已知：锰酸钾(K 2MnO4)是墨绿色晶体，其水溶液呈深绿
7、色，这是锰酸根离子(MnO )24在水溶液中的特征颜色，在强碱性溶液中能稳定存在；在酸性、中性和弱碱性环境下，MnO会发生自身氧化还原反应，生成 MnO 和 MnO2。24 4回答下列问题：(1)KOH 的电子式为_，煅烧时 KOH 和软锰矿的混合物应放在_中加3热(填标号)。A烧杯 B瓷坩埚C蒸发皿 D铁坩埚(2)调节溶液 pH 过程中，所得氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。(3)趁热过滤的目的是_。(4)已知 20 时 K2SO4、KCl、CH 3COOK 的溶解度分别为 11.1 g、34 g、217 g，则从理论上分析，选用下列酸中_(填标号)，得到的高锰酸钾晶体纯度更高。A稀硫酸
8、 B浓盐酸C醋酸 D稀盐酸(5)产品中 KMnO4的定量分析：配制浓度为 0.1250 mg mL1 的 KMnO4标准溶液 100 mL。将上述溶液稀释为浓度分别为 2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0(单位：mgL 1 )的溶液，分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度，并将测定结果绘制成曲线如下。称取 KMnO4样品(不含 K2MnO4)0.1250 g 按步骤配得产品溶液 1000 mL，取 10 mL稀释至 100 mL，然后按步骤的方法进行测定，两次测定所得的吸光度分别为0.149、0.151，则样品中 KMnO4的质量分数为_。(6)酸性 KMnO4溶液与 FeSO4溶
9、液反应的离子方程式为_。小专题四 氧化还原反应理论的综合应用1D 解析：A 项，在 2Co(OH)36HCl= =2CoCl2Cl 26H 2O 反应中，还原性：HClCoCl 2，但无法比较 CoCl2与 HI 的还原性强弱，故 A 错误；B 项，化学反应遵循强酸制弱酸的规律，则酸性为 CH3COOHH 2CO3HCN，故 B 错误；C 项，物质分解时生成更加稳定的物质，则稳定性：KClKClO 4KClO，故 C 错误。2D 解析：反应的化学方程式为 2NH4CuSO34H =CuCu 2 2SO 22H 2O2NH。反应只有 Cu 元素的化合价发生变化，硫酸根反应前后未变，反应中硫酸体现
10、酸性，不 4作氧化剂，故 A 错误；反应前后 S 元素的化合价没有发生变化，故 B 错误；因反应是在酸性条件下进行，不可能生成氨气，故 C 错误；每 2 mol NH4CuSO3参加反应时转移 1 mol 电子，则 1 mol NH4CuSO3完全反应转移 0.5 mol 电子，故 D 正确。3B 解析：工业废气中的 CO2、SO 2可被石灰乳吸收，生成 CaCO3、CaSO 3，气体 1 是不能被过量石灰乳吸收的 N2、NO、CO，气体 1 中通入气体 X，用 NaOH 溶液处理后得到NaNO2，X 可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，NaNO 2与含有 NH 的溶液反应生成无 4污染气体
11、，应为氮气，则气体 2 含有 CO、N 2，捕获剂所捕获的气体主要是 CO。工业废气中的 CO2、SO 2可被石灰乳吸收，生成 CaCO3、CaSO 3，因石灰乳过量，则固体 1 中主要含有Ca(OH)2、CaCO 3、CaSO 3，故 A 正确；由以上分析可知 B 错误，C 正确；NaNO 2与含有 NH的溶液反应生成氮气，发生氧化还原反应，离子方程式为 NH NO =N22H 2O，故 4 4 2D 正确。4B 解析：最终溶液中溶质为 NaNO3， n(NaNO3) n(NaOH)1.0 molL1 1.0 L1 mol，沉淀为 Cu(OH)2，其物质的量为 0.4 mol，根据铜元素守恒
12、有39.2 g98 gmol 1n(Cu)2 n(Cu2O) nCu(NO3)2 nCu(OH)20.4 mol。 A 项，设 Cu 和 Cu2O 的物质的量分别为 x mol、 y mol，根据二者质量有 64x144 y27.2，根据铜元素守恒有 x2 y0.4，4联立方程解得 x0.2， y0.1，所以 n(Cu) n(Cu2O)21，故 A 正确；B 项，根据 N 元素守恒可知 n(HNO3) n(NO) n(NaNO3)，根据电子转移守恒可知：3 n(NO)2 n(Cu)2 n(Cu2O)，所以 3n(NO)20.2 mol20.1 mol，解得 n(NO)0.2 mol，所以 n(
13、HNO3) n(NO) n(NaNO3)0.2 mol1 mol1.2 mol，所以原硝酸溶液的浓度为 2.4 1.2 mol0.5 LmolL1 ，故 B 错误；C 项，由以上计算可知 n(NO)0.2 mol，所以标准状况下 NO 的体积为 0.2 mol22.4 Lmol1 4.48 L，故 C 正确；D 项，反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先与剩余的硝酸反应，再与硝酸铜反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中 n(HNO3)2 nCu(NO3)2 n(NaNO3)，所以 n(HNO3) n(NaNO3)2 nCu(NO3)21 mol20.4 mol0.2 mol
14、，故 D 正确。5(1)Na 2O a42 c 高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，且消毒过程中自身被还原成铁离子，铁离子水解生成氢氧化铁胶体能吸附除去水中的悬浮杂质(2)2Fe(OH) 33ClO 4OH =2FeO 3Cl 5H 2O 3 0.1524解析：(1)根据原子守恒和电子得失守恒可知，X 应该是氧化钠。根据方程式可知，过氧化钠中氧元素的化合价从1 价部分降低到2 价，得到 1 个电子，而部分升高到 0 价，失去 1 个电子。另外铁元素的化合价从2 价升高到6 价，失去 4 个电子，所以根据电子的得失守恒可知，242 c2 a2 c，解得 a42 c。(2)高铁酸钾是生成物，则 Fe
15、(OH)3是反应物，该反应中 Fe 元素化合价由3 价变为6 价，则 Fe(OH)3是还原剂，还需要氧化剂参加反应，ClO 具有强氧化性，所以 ClO 是反应物，生成物是 Cl ，Cl 元素化合价由1 价变为1 价，溶液在碱性条件下进行，则氢氧化根离子参加反应，生成水，反应方程式为 2Fe(OH)33ClO 4OH =2FeO 3Cl 5H 2O。每生成 1 mol FeO 转移电24 24子的物质的量为 3 mol。该反应中还原产物是氯离子，若反应过程中转移了 0.3 mol 电子，则还原产物的物质的量 0.15 mol。0.3 mol26(1)Fe 3O48H =2Fe3 Fe 2 4H
16、2O(2)普通漏斗、玻璃棒、烧杯 SiO 2(3)H2O22Fe 2 2H =2H2O2Fe 3(4)2Al6e 3H 2O=Al2O36H 解析：(1)硫酸溶解 Fe3O4生成 Fe2(SO4)3、FeSO 4和水。(2)Fe 3O4与硫酸反应生成Fe3 、Fe 2 ，Al 2O3与硫酸反应生成 Al3 ，而 SiO2不与硫酸发生反应，故过滤后的滤渣为SiO2。(3)在酸性溶液中 FeSO4被双氧水氧化生成 Fe3 ，离子方程式是H2O22Fe 2 2H =2H2O2Fe 3 。(4)以金属 Al 作阳极，稀硫酸作电解液，通过电解会使金属 Al 的表面生成致密坚硬的氧化膜，阳极 Al 失电子
17、生成 Al2O3，电极反应式为2Al6e 3H 2O=Al2O36H 。7(1)K H D (2)21O (3)防止析出高锰酸钾，降低产率 (4)C (5)90.0%(6)MnO 5Fe 2 8H =Mn2 5Fe 3 4H 2O 4解析：(1)因为是煅烧，烧杯和蒸发皿不耐高温，瓷坩埚的主要成分是 SiO2，SiO 2在高温下与 KOH 反应，因此不能用瓷坩埚，故 D 正确。(2)锰酸钾在酸性、中性、弱碱性环境中发生歧化反应，MnO 2是还原产物，KMnO 4是氧化产物，根据得失电子守恒， n(KMnO4)1 n(MnO2)2，得出 n(KMnO4) n(MnO2)21。(3)高锰酸钾溶于水，MnO 2不溶于水，因此趁热过滤目的是防止析出高锰酸钾，降低产率。(4)高锰酸钾能与浓盐酸反应，因此 B错误；然后再根据三种物质溶解度的大小，溶解度越大，得到的高锰酸钾的纯度越高，故C 正确。(5)吸光度的平均值为(0.1490.151) 0.150，此时对应的高锰酸钾的浓度为1211.25 mgL1 ，则 1000 mL 的溶液中高锰酸钾的浓度为 11.25 mgL1 112.5 1000100mgL1 ，因此高锰酸钾的质量分数为 100%90%。112.5 mg0.1250103 mg
