1、专题四氧化还原反应探考情悟真题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点氧化还原反应的概念及应用1.根据化学反应的特点理解不同类型的化学反应。2.在分析元素化合价变化的基础上,分析氧化还原反应的本质。2018北京理综,92018北京理综,28(2)2017北京理综,8中元素化合物的性质氧化还原反应方程式的配平及相关计算根据氧化还原反应的规律研究物质的化学性质以及常见氧化剂和还原剂之间的反应。2019北京理综,26(5)(7)2017北京理综,27难与物质的量有关的计算分析解读高考对氧化还原反应的考查主要涉及相关概念的判断,同时考查考生对氧化还原反应基本规律的掌握情况。有的题目
2、较为简单,有的题目比较复杂,有较高的区分度。氧化还原反应方程式的书写,则重在综合运用,对考生的要求较高,出现频率也很高,属于难度较大的题目。主要考查考生证据推理与模型认知的学科核心素养。【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一氧化还原反应的概念及应用1.(2019北京门头沟一模,7)下列生活应用实例中,涉及氧化还原反应的是()A.用白醋去除水垢B.用热的纯碱溶液清洗油污C.用风油精(含石蜡油)清洗透明胶残胶D.补铁剂(有效成分为Fe2+)与维生素C共服效果更佳答案D2.下列说法错误的是()A.反应2H2S+SO23S+2H2O中,氧化产物和还原产物物质的量之比为21B.反应4Zn+10HNO
3、34Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O中,氧化剂和还原剂物质的量之比为52C.反应3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O中,被氧化和被还原的碘原子物质的量之比为15D.反应2FeS+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2O中,发生氧化反应和发生还原反应的硫原子物质的量之比为23答案B3.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2+9H2O,在反应中还原产物与氧化产物的物质的量之比为()A.53B.54C.11D.35答案D4.已知氧化性:Br2Fe3+,向FeBr2溶液中通入Cl2,则通入的Cl2与FeBr2的物质的量之比和所发生反应
4、的离子方程式对应关系错误的是()选项n(Cl2)n(FeBr2)离子方程式A112Cl2+2Fe2+2Br-2Fe3+Br2+4Cl-B213Cl2+2Fe2+4Br-2Fe3+2Br2+6Cl-C12Cl2+2Br-Br2+2Cl-D234Cl2+6Fe2+2Br-6Fe3+Br2+8Cl-答案C考点二氧化还原反应方程式的配平及相关计算5.(2019北京十中月考,7)在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将有害的Cr2O72-转化为Cr3+,然后再加入熟石灰调节溶液的pH,使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀,而从废水中除去。下列说法正确的是()A.FeSO4在反应中作氧化剂B.随着反应
5、的进行,该废水的pH会减小C.若该反应转移0.6mole-,则会有0.2molCr2O72-被还原D.除去废水中含铬元素离子的过程包括氧化还原反应和复分解反应答案D6.汽车发动机稀燃控制系统的主要工作原理是发动机在稀燃和富燃条件下交替进行,尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下:下列说法中不正确的是()A.稀燃过程中,NO发生的主要反应为2NO+O22NO2B.稀燃过程中,NO2被吸收的反应为BaO+2NO2Ba(NO3)2C.富燃过程中,NO2被CO还原的反应为2NO2+4CON2+4CO2D.富燃过程中,CxHy被O2氧化的反应为CxHy+(x+y4)O2xCO2+y2H2
6、O答案B7.中科院化学所研制的晶体材料纳米四氧化三铁,在核磁共振造影及医药上有广泛用途。将四氧化三铁放入稀HNO3中可发生反应:3Fe3O4+28HNO39Fe(NO3)x+NO+14H2O。下列判断合理的是()A.Fe(NO3)x中的x为2B.Fe3O4中的铁元素全部被氧化C.纳米四氧化三铁可分散在水中,它与FeCl3溶液的分散质粒子直径相当D.反应中每生成0.4mol还原产物,就有1.2mol电子发生转移答案D8.与Cl2相比较,ClO2处理水时被还原成Cl-,不生成有机氯代物等有害物质。工业上可以亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2,反应如下:NaClO2+HClClO2+_(没有配平)(
7、1)上述方程式中,缺项物质是_;在下面方框内补全反应物的化学计量数。NaClO2+HCl(2)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是_。生成0.2molClO2转移电子的物质的量为_mol。(3)ClO2对污水中的Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某污水中含CN-amgL-1,现用ClO2将CN-氧化,只生成两种无毒气体。处理100m3这种污水,至少需要ClO2_mol。答案(1)NaCl、H2O54(2)140.2(3)50a13(或3.85a)炼技法提能力【方法集训】方法物质氧化性、还原性强弱的判断方法1.(2019北京十中月考,10)某同学设计完成了以下两个实验:向盛
8、有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层颜色逐渐变浅,最后变成无色(生成了HIO3)。向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色。继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层的颜色没有变化。下列说法不正确的是()A.实验生成HIO3时发生的反应为I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HClB.实验中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液C.由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2Br2I2D.由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性由强到弱的顺序
9、是HBrO3Cl2HIO3答案C2.(2018北京朝阳外国语学校月考,9)向CuSO4溶液中逐滴加入过量KI溶液,观察到产生白色沉淀,溶液变为棕色,再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。则下列分析中正确的是()A.白色沉淀是CuI2,棕色溶液中含有I2B.滴加KI溶液时,转移1mole-生成2mol白色沉淀C.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+I2SO2D.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂答案C3.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3和AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉,充分搅拌后铁完全反应,且溶液中不存在Fe3+
10、,同时又析出0.1molAg,则下列结论中不正确的是()A.反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为12B.氧化性:Ag+Cu2+Fe3+Zn2+C.含Fe3+的溶液可腐蚀铜板D.1molFe可还原2molFe3+答案B4.某实验小组为探究ClO-、I2、SO42-在酸性条件下的氧化性强弱,设计实验如下:实验:在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝;实验:向实验的溶液中加入4mL0.5mol/L的亚硫酸钠溶液,蓝色恰好完全褪去。(1)写出实验中发生反应的离子方程式:_。(2)实验的化学反应中转移电子的物质的量是_。(3)以上实验说明,在酸性条件下ClO-
11、、I2、SO42-的氧化性由强到弱的顺序是_。答案(1)ClO-+2I-+2H+I2+Cl-+H2O(2)0.004mol(3)ClO-I2SO42-【五年高考】考点一氧化还原反应的概念及应用A组自主命题北京卷题组1.(2015北京理综,28,15分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe3+2I-2Fe2+I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。实验如下:(1)待实验溶液颜色不再改变时,再进行实验,目的是使实验的反应达到_。(2)是的对比实验,目的是排除中_造成的影响。(3)和的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化。用化学平衡移动原理解释
12、原因:_。(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+。用如图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。K闭合时,指针向右偏转。b作_极。当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01molL-1AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是_。(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了中Fe2+向Fe3+转化的原因。转化原因是_。与(4)实验对比,不同的操作是_。(6)实验中,还原性:I-Fe2+;而实验中,还原性:Fe2+I-。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是_。答案(1
13、)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化(3)加入Ag+发生反应:Ag+I-AgI,c(I-)降低;或增大c(Fe2+),平衡均逆向移动(4)正左管产生黄色沉淀,指针向左偏转(5)Fe2+随浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-向右管中加入1molL-1FeSO4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动方向B组统一命题、省(区、市)卷题组2.(2015四川理综,1,6分)下列物质在生活中应用时,起还原作用的是()A.明矾作净水剂B.甘油作护肤保湿剂C.漂粉精作消毒剂D.铁粉作食品袋内的脱氧剂答案D考点二氧化还原反应方程
14、式的配平及相关计算A组自主命题北京卷题组1.(2019北京理综,26,12分)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的amolL-1KBrO3标准溶液;.取V1mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;.向所得溶液中加入V2mL废水;.向中加入过量KI;.用bmolL-1Na2S2O3标准溶液滴定中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V3mL。已知:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色(1)中配制
15、溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_。(2)中发生反应的离子方程式是_。(3)中发生反应的化学方程式是_。(4)中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是_。(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是_。(6)中滴定至终点的现象是_。(7)废水中苯酚的含量为_gL-1(苯酚摩尔质量:94gmol-1)。(8)由于Br2具有_性质,中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。答案(1)容量瓶(2)BrO3-+5Br-+6H+3Br2+3H2O(3)+3Br2+3HBr(4)Br2过量,保证苯酚完全反应(5)反应物用量存在关系:KBrO33B
16、r26KI,若无苯酚时,消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)6n(KBrO3)时,KI一定过量(6)溶液蓝色恰好消失(7)(6aV1-bV3)946V2(8)易挥发2.(2014北京理综,27,12分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是_。若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O21_+3_。(2)将气体a通入测硫装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式:_。
17、用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmLNaOH溶液。若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是_。计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是_。答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2+SO2H2SO4yzx(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量B组统一命题、省(区、市)卷题组3.(2017课标,28,15分)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:.取样
18、、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。.酸化、滴定将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32-+I22I-+S4O62-)。回答下列问题:(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和_;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除_及二
19、氧化碳。(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后,用amolL-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为_;若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL,则水样中溶解氧的含量为_mgL-1。(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏_(填“高”或“低”)。答案(1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差(2)O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2(3)量筒氧气(4)蓝色刚好褪去80ab(5)低4.(2015安徽理综,28,14分)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1molL-1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧
20、化通入的SO2,该小组提出了如下假设:假设一:溶液中的NO3-假设二:溶液中溶解的O2(1) 验证假设一该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。实验步骤实验现象结论实验1:在盛有不含O2的25mL0.1molL-1BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体_假设一成立实验2:在盛有不含O2的25mL0.1molL-1Ba(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入纯净的SO2气体_(2)为深入研究该反应,该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。实验1中溶液pH变小的原因是_;V1时,实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_。(3)验证假
21、设二请设计实验验证假设二,写出实验步骤、预期现象和结论。实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程):(4)若假设二成立,请预测:在相同条件下,分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计),充分反应后两溶液的pH前者_(填“大于”或“小于”)后者,理由是_。答案(1)无明显现象有白色沉淀(2)SO2溶于水生成H2SO33SO2+2NO3-+2H2O3SO42-+4H+2NO(或3H2SO3+2NO3-3SO42-+4H+2NO+H2O)(3)实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程):实验1作为参照实验实验3:将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的2
22、5mL0.1molL-1BaCl2 溶液中,若有白色沉淀,表明假设二成立,否则不成立。(4)小于反应的离子方程式表明,足量的O2和NO3-分别氧化相同的H2SO3,生成H+的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性试题,合理答案均给分)C组教师专用题组5.(2015天津理综,10,14分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:(1)FeCl3净水的原理是_。FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)_。(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl
23、3。若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.010-2molL-1,c(Fe3+)=1.010-3molL-1,c(Cl-)=5.310-2molL-1,则该溶液的pH约为_。完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:ClO3-+Fe2+_Cl-+Fe3+_(3)FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3+H2OFe(OH)2+H+K1Fe(OH)2+H2OFe(OH)2+H+K2Fe(OH)2+H2OFe(OH)3+H+K3以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是_。通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3+yH2OFex(OH)y(3x-y)+yH+
24、欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)_。a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.加入NaHCO3室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是_。(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以Fe(mgL-1)表示的最佳范围约为_mgL-1。答案(1)Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2Fe3+Fe3Fe2+(2)2166H+163H2O(3)K1K2K3bd调节溶液的pH(4)18206.(2015江苏单科,18,12分)软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中S
25、O2反应可制备MnSO4H2O,反应的化学方程式为MnO2+SO2MnSO4。(1)质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化_L(标准状况)SO2。(2)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6molL-1),需调节溶液pH范围为_。(3)下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体,需控制的结晶温度范围为_。(4)准确称取0.1710gMnSO4H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn
26、2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500molL-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00mL。计算MnSO4H2O样品的纯度(请给出计算过程)。答案(1)4.48(2)5.0pH7.1(3)高于60(4)n(Fe2+)=0.0500molL-120.00mL1000mLL-1=1.0010-3moln(Mn2+)=n(Fe2+)=1.0010-3molm(MnSO4H2O)=1.0010-3mol169gmol-1=0.169gMnSO4H2O样品的纯度为0.169g0.1710g100%=98.8%【三年模拟】时间:45分钟分值
27、:100分一、选择题(每题6分,共48分)1.(2020届北京牛栏山一中10月月考,3)下列过程与氧化还原反应无关的是()A.工业上原油的分馏B.生活中用“暖宝宝”取暖C.拉瓦锡测定空气中O2含量D.普利斯特利光合作用实验答案A2.(2020届北京通州期中,4)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是()A.H2O2O2B.CuOCuC.CaCO3CO2D.Cl-Cl2答案D3.(2020届北京朝阳期中,8)偏二甲肼(CH3)2NNH2与N2O4是常用的火箭推进剂,火箭发射时常出现红棕色气体,发生的化学反应如下:(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(
28、g)H10下列说法不正确的是()A.反应中,N2O4为氧化剂B.反应中,生成1molCO2时,转移8mole-C.由反应推断:加压、降温是获得液态N2O4的条件D.温度升高,反应的化学反应速率减小、反应的化学反应速率增大 答案D4.(2020届北京海淀期中,13)利用下列实验探究亚硝酸钠(NaNO2)的化学性质(AgNO2是淡黄色难溶于水的固体)实验装置试剂a现象酚酞无色溶液变红AgNO3溶液产生淡黄色沉淀淀粉KI 溶液+稀硫酸无色溶液立即变蓝酸性K2Cr2O7溶液无色溶液变为绿色由上述实验所得结论不正确的是()A.NaNO2溶液呈碱性:NO2-+H2OHNO2+OH-B.NaNO2可与某些盐
29、发生复分解反应:NO2-+Ag+AgNO2C.NaNO2有氧化性:2I-+2H+2NO2-I2+2NO2+H2OD.NaNO2有还原性:Cr2O72-+3NO2-+8H+3NO3-+2Cr3+4H2O答案C5.(2019北京海淀一模,8)下列实验生成沉淀的过程中,与氧化还原反应无关的是()实验现象A将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色沉淀,最终变为红褐色B将SO2通入稀硝酸酸化的BaCl2溶液中产生白色沉淀C将Cl2通入稀硝酸酸化的AgNO3溶液中产生白色沉淀D将生石灰投入饱和Na2CO3溶液中产生白色沉淀答案D6.(2019北京门头沟一模,9)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂碳纳米
30、点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是()A.C3N4中C的化合价为-4B.反应的两个阶段均为吸热过程C.阶段中,H2O2既是氧化剂,又是还原剂D.通过该反应,实现了化学能向太阳能的转化答案C7.(2019北京十一中月考,10)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2+2S2O32-+O2+xOH-Fe3O4+S4O62-+2H2O,下列说法中错误的是()A.每生成1molFe3O4,转移4mol电子B.Fe2+和S2O32-都是还原剂C.1molFe2+参加反应时,被Fe2+还原的O2的物质的量为13molD.x=4答案
31、C8.(2019北京海淀期中,12)处理含氰(CN-)废水涉及以下反应,其中无毒的OCN-中碳元素显+4价。CN-+OH-+Cl2OCN-+Cl-+H2O(未配平)反应2OCN-+4OH-+3Cl22CO2+N2+6Cl-+2H2O反应下列说法中正确的是()A.反应中碳元素被还原B.反应中CO2为氧化产物C.处理过程中,每产生1molN2,消耗3molCl2D.反应中CN-与Cl2按物质的量之比为11进行反应答案D二、非选择题(共52分)9.(2020届北京海淀期中,17)(12分)优化反应条件是研究化学反应的重要方向。(1)以硫代硫酸钠与硫酸的反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO
32、2+S+H2O为例,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验方案如下表所示。Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸馏水温度/浓度/(mol/L)体积/mL浓度/(mol/L)体积/mL体积/mL0.11.50.11.510200.12.50.11.59a0.1b0.11.5930表中,a为_,b为_。实验表明,实验的反应速率最快,支持这一结论的实验现象为_。硫代硫酸钠可用于从含氧化银的矿渣中浸出银,反应如下:Ag2O+4S2O32-+H2O2Ag(S2O3)23-+2OH-在实际生产中,为了提高银的浸出率需要调节 pH 的范围为8.59.5,解释其原因:_。(2)工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆
33、(含 CaO)上清液中的S2-,并制取石膏(CaSO42H2O),其中的物质转化过程如下图所示。过程、中,起催化剂作用的物质是_。过程中,反应的离子方程式为_。根据物质转化过程,若将10L上清液中的S2-转化为SO42-(S2-浓度为320mg/L),理论上共需要标准状况下的O2的体积为_L。答案(1)202.5实验中出现浑浊所需时间最短pH小于8.5,c(H+)增大,H+与S2O32-反应使c(S2O32-)减小,不利于反应正向进行,浸出率下降;若pH大于9.5,c(OH-)增大,不利于反应正向进行,浸出率下降(2)Mn(OH)22S2-+4MnO32-+9H2OS2O32-+4Mn(OH)
34、2+10OH-4.4810.(2020届北京朝阳期中,18)(15分)二氧化氯(ClO2)是一种新型消毒剂,可用氯酸钠(NaClO3)为原料制备。(1)隔膜电解法制备ClO2的装置示意图如下:已知:ClO2在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中不能稳定存在。产生O2的电极反应式:_。结合反应方程式,简述ClO2的产生过程:_。(2)过氧化氢还原法制备ClO2:H2O2+2NaClO3+H2SO4Na2SO4+2ClO2+O2+2H2O,研究发现Cl-对上述反应有影响,实验记录如下:加入NaCl的浓度/(gL-1)ClO2的生成速率/(gL-1min-1)相同时间10min30min60minClO
35、2产率/%Cl2的量00.00350.01240.015997.12极微量1.000.01380.01620.016398.79极微量NaCl的主要作用是_。上述反应可能的过程如下:反应:2ClO3-+_+_2ClO2+_+_反应:Cl2+H2O22Cl-+O2+2H+将反应填写完整。进一步研究发现,未添加Cl-时,体系中首先会发生反应生成Cl-,反应为ClO3-+3H2O2Cl-+3O2+3H2O(反应)。分析反应、的速率大小关系并简要说明理由:_。(3)国家规定,饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8mgL-1,检测步骤如下:.取1.0L的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中
36、性,使ClO2转化为ClO2-。加入淀粉溶液,溶液变蓝。.用0.0010molL-1Na2S2O3溶液滴定步骤中产生的I2。已知:步骤中发生反应的离子方程式是2S2O32-+I2S4O62-+2I-步骤中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。当步骤中出现_(填现象)时,停止滴加Na2S2O3溶液,记录其体积为10.00mL。上述水样中ClO2的残留浓度是_mgL-1。答案(1)2H2O-4e-O2+4H+阴极反应:ClO2+e-ClO2-,产生的ClO2-在溶液中与ClO3-发生反应:ClO3-+ClO2-+2H+2ClO2+H2O,ClO2一部分逸出,一部分循环反应(2)作催化剂2ClO3-+
37、2Cl-+4H+2ClO2+Cl2+2H2O反应较快,反应与反应速率相当(或更快),反应较慢。因为ClO2产率很高,Cl2的量极微量,并且不添加Cl-时,起始生成ClO2的速率很慢(3)2ClO2+2I-2ClO2-+I2溶液蓝色恰好消失,30s内不变为蓝色0.67511.(2019北京西城期末,20)(15分)KMnO4在实验室和工业上均有重要应用,其工业制备的部分工艺如下:.将软锰矿(主要成分MnO2)粉碎后,与KOH固体混合,通入空气充分焙烧,生成暗绿色熔融态物质。.冷却,将固体研细,用稀KOH溶液浸取,过滤,得暗绿色溶液。.向暗绿色溶液中通入CO2,溶液变为紫红色,同时生成黑色固体。.
38、过滤,将紫红色溶液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得KMnO4固体。资料:K2MnO4为暗绿色固体,在强碱性溶液中稳定,在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。(1)中,粉碎软锰矿的目的是_。(2)中,生成K2MnO4的化学方程式是_。(3)中,浸取时用稀KOH溶液的原因是_。(4)中,CO2和K2MnO4在溶液中反应的化学方程式是_。(5)将K2MnO4溶液采用惰性电极隔膜法电解,也可制得KMnO4。装置如下图:b极是_极(填“阳”或“阴”),D是_。结合电极反应式简述生成KMnO4的原理:_。传统无膜法电解时,锰元素利用率偏低,与之相比,用阳离子交换膜可以提高
39、锰元素的利用率,其原因_。(6)用滴定法测定某高锰酸钾产品的纯度,步骤如下:已知:Na2C2O4+H2SO4H2C2O4+Na2SO45H2C2O4+2MnO4-+6H+2Mn2+10CO2+8H2O摩尔质量:Na2C2O4134gmol-1KMnO4158gmol-1.称取ag产品,配成50mL溶液。.称取bgNa2C2O4,置于锥形瓶中,加蒸馏水使其溶解,再加入过量的硫酸。.将锥形瓶中溶液加热到7580,恒温,用中所配溶液滴定至终点,消耗溶液VmL(杂质不参与反应)。产品中KMnO4的质量分数的表达式为。答案(1)增大反应物接触面积,加快反应速率(2)2MnO2+4KOH+O22K2MnO
40、4+2H2O(3)保持溶液呈强碱性,防止K2MnO4发生歧化反应(4)3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3(5)阴较浓的KOH溶液a极:MnO42-e-MnO4-,部分K+通过阳离子交换膜进入阴极区,阳极区生成KMnO4用阳离子交换膜可防止MnO4-、MnO42-在阴极被还原(6)1580b67aV100%12.(2018北京房山一模,27)(10分)钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质),Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿来制备,工艺流程如下:(1)钛铁矿在预处理时需要进行粉碎,其原因是_。(2)过程中反应
41、的离子方程式是FeTiO3+4H+4Cl-Fe2+TiOCl42-+2H2O、_。(3)过程中,铁的浸出率结果如图1所示。由图1可知,当铁的浸出率为80%时,所采用的实验条件是_。图1(4)过程中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示,反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是_。图2(5) 在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应,请配平:_Fe2+_+_H3PO4_FePO4+_+_(6)过程中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_。答案(1)增大反应物接触面积,加快反应速率(2)MgO+2H+Mg2+H2O(3)100、3小时(4)温度过高,过氧化氢分解、氨气逸出(5)2Fe2+H2O2+2H3PO42FePO4+4H+2H2O(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2+H2O