2020-2021高考化学氧化还原反应综合练习题含答案解析 下载本文

积[V(O2)]随时间(t)变化的曲线为:。

6.以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下:

(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为___________________________。 (2)图中“滤渣”的主要成分为_______________(填化学式)。

(3)加30%的H2O2溶液发生的离子反应方程式为_______________________________。 (4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为: 4[NH4Al(SO4)2·12H2O]通过下图所示的装置。

2Al2O3+ 2NH3↑+ N2↑+ 5SO3↑+ 3SO2↑+ 53H2O,将产生的气体

①集气瓶中收集到的气体是_______________(填化学式)。

②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有_______________(填化学式)。

③KMnO4溶液褪色(MnO4-还原为Mn2+),发生的离子反应方程式为_______________________________。

【答案】Al2O3+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+ 3H2O SiO2 2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O N2 SO3、NH3 2MnO4- +5SO2+ 2H2O = 2Mn2++ 5SO42-+4H+ 【解析】 【分析】

根据题意,铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),铝灰中加稀硫酸,Al2O3、FeO、Fe2O3转化为离子,SiO2不溶于硫酸,过滤,滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加入双氧水,Fe2+被氧化为Fe3+,加入K4[Fe(CN)6]后Fe3+转化为沉淀,过滤,在滤液中加入硫酸铵,生成NH4Al(SO4)2,结晶、干燥、煅烧得到α-Al2O3。

【详解】

(1)Al2O3与硫酸反应生成硫酸铝和水,其反应的方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。 (2)根据上述分析,图中“滤渣”的主要成分是不溶于硫酸的二氧化硅,化学式为SiO2。 (3)滤液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+,加30%的H2O2溶液将Fe2+被氧化为Fe3+,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,发生反应的离子方程式为2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (4)①NH4Al(SO4)2?12H2O分解生成的气体NH3和SO3被亚硫酸钠吸收,二氧化硫被高锰酸钾吸收,所以最后集气瓶中收集到的气体是N2。

②饱和NaHSO3能与SO3、氨气反应,则足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外,还有SO3、NH3 。

③酸性条件下,KMnO4与二氧化硫反应生成硫酸根离子和锰离子,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平,其反应的离子方程式为:2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。

7.锑(Sb)广泛用于生产各种阻燃剂、陶瓷、半导体元件和医药及化工等领域。 Ⅰ.(1)锑在元素周期表中的位置_____。

(2)锑(Ⅲ)的氧化物被称为锑白,可以由SbCl3水解制得,已知SbCl3水解的最终产物为锑白。为了得到较多、较纯的锑白,操作时将SbCl3徐徐加入大量水中,反应后期还要加入少量氨水。试用必要的化学用语和平衡移动原理解释这两项操作的作用_______。工业上,还可用火法制取锑白,是将辉锑矿(主要成分为Sb2S3)装入氧化炉的坩埚中,高温使其融化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式______。 Ⅱ.以辉锑矿为原料制备金属锑,其中一种工艺流程如下:

已知部分信息如下:

①辉锑矿(除Sb2S3外,还含有砷、铅、铜的化合物和SiO2等); ②浸出液主要含盐酸和SbCl3,还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质; ③常温下,Ksp(CuS)=1.0×10-36,Ksp(PbS)=9.0×10-29。 回答下列问题:

(3)“酸浸”过程中Sb2S3发生反应的化学方程式为_____。

(4)已知:浸出液中c(Cu2+)=0.0001mol/L,c( Pb2+)=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中,缓慢滴加极稀的硫化钠溶液,先产生沉淀的是_____(填化学式);当CuS、PbS共沉

c(Cu2+)=______(保留小数点后一位)。 沉时,

c(Pb2+)(5)在“除砷”过程中,氧化产物为H3PO4。该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。

(6)在“电解”过程中,锑的产率与电压大小关系如图所示。当电压超过U0 V时,锑的产

率降低的原因可能是_________。

【答案】第5周期第ⅤA族 2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,不断加入SbCl3,使SbCl3浓度增大,利于水解平衡右移,反应后期加入氨水中和盐酸,使c(HCl)减小,利于平衡右移 2Sb2S3+9O2 反应 【解析】 【分析】

Ⅱ.辉锑矿粉加入盐酸和SbCl5溶液,得到SbCl3和SbCl5溶液,还含有杂质CuCl2、AsCl3和PbCl2等,加入适量Sb将SbCl5还原为SbCl3,加入Na2S使铜和铅沉淀以除去CuCl2和PbCl2,然后加入NaHPO2除去杂质砷。得到的SbCl3溶液电解得到金属Sb,同时得到SbCl5,可以返回到酸浸步骤循环使用。 【详解】

Ⅰ.(1)锑和氮在同一主族,其在元素周期表中位于第5周期第ⅤA族。

(2)SbCl3水解:2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,将SbCl3徐徐加入大量水中,SbCl3浓度增大,水解平衡右移,反应后期还要加入少量氨水中和HCl,使c(HCl)减小,平衡右移,有利于Sb2O3的生成。故答案为:2SbCl3+3H2O?Sb2O3+6HCl,不断加入SbCl3,使SbCl3浓度增大,利于水解平衡右移,反应后期加入氨水中和盐酸,使c(HCl)减小,利于平衡右移。 火法制取锑白,是辉锑矿(主要成分为Sb2S3)在高温下和空气中的氧气反应,生成Sb2O3的同时生成SO2。化学方程式为:2Sb2S3+9O2

高温 2Sb2O3+6SO2 Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S↓ CuS 1.1×10-8 3:4 H+参与电极

高温 2Sb2O3+6SO2。

Ⅱ.(3)“酸浸”时Sb2S3和SbCl5溶液反应,得到SbCl3和SbCl5的混合溶液,滤渣中有硫,是此反应的生成物,Sb2S3发生反应的化学方程式为Sb2S3+ 3SbCl5=5SbCl3+3S。

(4)浸出液中c(Cu2+)=0.0001mol/L,c(Pb2+)=0.1mol/L。在沉淀铜、铅过程中,缓慢

1.0?10-36=1.0×10-32mol/L,当Pb2+开滴加极稀的硫化钠溶液,当Cu开始沉淀时,c(S)=

0.00012+

2-

9.0?10-29=9.0×10-28mol/L,所以先产生沉淀的是CuS;当CuS、PbS共沉始沉淀时,c(S)=

0.12-

c(Cu2+)c(Cu2+)c(S2?)Ksp(CuS)1.0?10?36=淀时,==1.1×10-8。 2+2+2?=?29Ksp(PbS)9.0?10c(Pb)c(Pb)c(S)(5)加入NaHPO2除砷,发生了NaHPO2和AsCl3的反应,氧化产物为H3PO4,还原产物是As,磷的化合价从+1价升高到+5价,生成1mol H3PO4失去4mol电子,砷的化合价从+3价降低到0价,生成1molAs得到3mol电子,根据电子守恒,该反应氧化产物与还原产物的

物质的量之比为3:4。

(6)电解SbCl3溶液制取锑,在阴极是Sb3+得到电子生成Sb,当电压过大时,溶液中的H+也可能在阴极放电,导致锑的产率降低。

8.亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医药等工业。实验室制备亚硝酰硫酸的方法如下:将SO2通入盛有浓硫酸和浓硝酸的混合液中,维持体系温度略低于20℃,搅拌,使其充分反应。反应过程中,亚硝酰硫酸的物质的量和硝酸的物质的量随时间的变化如图所示。

(1)①实验室制备NOSO4H的化学反应方程式为___。

②反应进行到10min后,反应速度明显加快,其可能的原因是___。

③反应过程中,硝酸减少的物质的量大于NOSO4H生成的物质的量的可能原因是___ (2)为了测定亚硝酰硫酸的纯度,进行如下实验:。

L-1的KMnO4标准溶液和足量准确称取1.200g产品放入锥形瓶中,加入50.00mL0.1000mol·

稀H2SO4,摇匀,使其充分反应。再将反应后溶液加热至60~70℃(使生成的HNO3挥发逸L-1Na2C2O4标准溶液滴定至终点,消耗Na2C2O4溶液的体出),冷却至室温,用0.2500mol·积为16.00mL。

已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4;KMnO4在酸性条件下被还原为Mn2+。

根据以上实验数据计算亚硝酰硫酸的纯度。(写出计算过程)___ 【答案】HNO3+SO2和分解 90.00% 【解析】 【分析】

(1)设NOSO4H中N的化合价为x,根据化合价代数和为0有:x+(+6)×1+(-2)×5+(+1) ×1=0,解得:x=+3,N元素化合价从+5降低到+3,必有S元素化合价从+4升高到+6,发生的是氧化还原反应,氧化剂与还原剂物质的量之比=1:1;

NOSO4H 生成的NOSO4H对该反应有催化作用 硝酸会挥发

L-1的KMnO4与16.00mL 0.2500mol·L-1Na2C2O4反应之后剩余的(2)50.00mL0.1000mol·KMnO4再与NOSO4H反应。 【详解】