1、从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。1分解水制氢的一种原理如图，下列关于该原理的说法正确的是()A反应过程中H、O、S、I四种元素的化合价均发生变化B涉及的反应类型只有分解反应和化合反应C理论上，每生成16gO2，就能得到标准状况下22.4LH2D理论上，每分解18gH2O，就需向体系内再补充32gSO2答案AC解析反应：SO22H2OI2=H2SO42HI；反应：2HIH2I2；反应：2H2SO42SO22H2OO2。2碱式硫酸铁Fex(OH)y(SO4)z(其中Fe元素为3价)是一种新型高效絮凝剂。一种利用废铁屑(含Fe和少量Al2O
2、3、Fe2O3)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：下列说法正确的是()Ax、y、z一定符合关系式：xyzB“过滤”所得滤液中只含溶质FeSO4C“反应”中包含的反应类型有置换反应、化合反应和复分解反应D在实际生产中，反应常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若有11.2L(标准状况)的O2参与反应，则相当于节约4molNaNO2答案C解析Fex(OH)y(SO4)z(其中Fe元素为3价)，化合价代数和为0，x、y、z一定符合关系式：3xy2z，故A错误；“过滤”所得滤液中除含溶质FeSO4外还有Na2SO4，故B错误；由分析可知，“反应”中包含的反应类型有置换反应：FeH2SO4=FeSO4H2，
3、化合反应Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4和复分解反应Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O，故C正确；在实际生产中，反应常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2L(标准状况)，反应过程中提供电子相等，则相当于节约NaNO2的物质的量2mol。3.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下，将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其转化过程如图所示。下列说法不正确的是()A反应的离子反应方程式为：2Ce4H2=2Ce32HB反应中氧化剂与还
4、原剂的物质的量之比为21C反应前溶液中c(Ce4)一定等于反应后溶液中的c(Ce4)D反应过程中混合溶液内Ce3和Ce4的总数一定保持不变答案BC解析根据图示可知反应为2Ce4H2=2Ce32H，A项正确；反应的反应物为Ce3、H、NO，生成物为Ce4、N2、H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应方程式为4Ce34H2NO=4Ce4N22H2O，在该反应中NO是氧化剂，Ce3是还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2412，B项错误；反应前后溶液中Ce4的物质的量不变，但由于反应后溶液中水的物质的量增多，所以反应后溶液中c(Ce4)减小，C项错误、D项正确。4(2019山东淄
5、博、滨州一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：下列说法正确的是()A“灼烧”可在石英坩埚中进行B母液中的溶质是KMnO4、KHCO3、KClC“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法D“转化”反应中，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为21答案BD解析“灼烧”时，KOH会与石英坩埚中的二氧化硅反应，A项错误；结晶后的母液中有KMnO4、KCl、KHCO3，B项正确；“结晶”环节采用加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法，C项错误；由2H2O3K2MnO44CO2=2KMnO4MnO24KHCO3可知，氧化产物为KMnO4，还原产物为MnO2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为21，D项正
6、确。5五氧化二钒(V2O5)是一种两性氧化物，具有强氧化性，其制备方法如下图所示。下列关于五氧化二钒的说法中错误的是()A五氧化二钒的结构式为BV2O5溶于碱生成VOC“沉钒”涉及反应的化学方程式为6NaVO32H2SO42NH4Cl=(NH4)2V6O162Na2SO42H2O2NaClDV2O56HCl(浓)=2VOCl2Cl23H2O，生成1molCl2转移电子数为2NA答案B解析根据五氧化二钒的化学式(V2O5)及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为5价，因此A中所示的结构式正确；根据题干信息知V2O5是一种两性氧化物，既可与酸反应，也可与碱反应，其与碱的反应属于复分解反应，各元素化
7、合价不变，故B错误；根据题目所给流程图可知，“沉钒”是使钒元素以沉淀形式析出，发生的是复分解反应，各元素化合价不发生改变，故C正确；V2O5具有强氧化性，其与盐酸反应时可将Cl氧化成氯气，生成1molCl2失去2mole，正确。二、非选择题6(2019山东日照一模)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用，从钛白水解工业废酸(含Sc3、TiO2、Mn2、H、SO等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：请回答下列问题：(1)在钛白水解工业废酸中，加入H2O2是为了使TiO2转化为难萃取的Ti(O2)(OH)(H2O)4，Ti(O2)(OH)(H2O)4中T
8、i的化合价为_。(2)钪的萃取率(E%)与O/A值萃取剂体积(O)和废酸液体积(A)之比的关系如下图，应选择的合适O/A值为_。温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表，合适的萃取温度为1015，其理由是_。T/510152530钪的萃取率/%91.39697.197.398.0钛的萃取率/%0.940.952.103.014.20(3)已知钪与铝类似，其氢氧化物具有两性。反萃取步骤中，加入NaOH使溶液呈碱性，碱性条件下双氧水可以氧化锰离子生成滤渣，写出该反应的离子方程式_。(4)草酸钪“灼烧”的化学方程式为_。(5)若该钛白水解废酸中含Sc3的浓度为16mgL1，从1m3该废酸中提取得到21.6
9、gSc2O3，则钪的提取率为_(保留两位有效数字)。答案(1)4(2)14温度为1015时，钪的萃取率较高，且钛的萃取率较低(合理即得分)(3)Mn2H2O22OH=MnO22H2O(4)2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2(5)88%解析(1)Ti(O2)(OH)(H2O)4中存在过氧根离子(O)和OH，故化合物中Ti为4价。(2)在1015钪萃取率较大，而钛的萃取率较低，钪的相对纯度较高。(4)草酸根中碳的化合价是3价，在灼烧草酸钪时会被氧化为CO2，则化学方程式为2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2。(5)1m3废酸中Sc3的质量为16g,21.6gSc2O3中钪的质量为21.6g14g，故钪的提取率为100%88%。
