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

(1)①N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,N元素和S元素的物质的量之比=1:1,所以反应的方程式为:HNO3+SO2

浓硫酸NOSO4H,故答案为:

HNO3+SO2

浓硫酸NOSO4H;

②反应前十分钟没有加快,不是温度,十分钟后明显加快,说明生成的物质对反应有催化作用,故答案为:生成的NOSO4H对该反应有催化作用;

③从反应的方程式看:参加反应的硝酸和生成的NOSO4H比例为1:1,消耗的硝酸多,可能是有一部分挥发和分解了,故答案为:硝酸会挥发和分解;

(2)一部分KMnO4标准溶液和NOSO4H反应,剩余的KMnO4标准溶液用Na2C2O4反滴定,KMnO4和Na2C2O4,KMnO4中Mn元素化合价从+7降低到+2,降低5,作氧化剂,Na2C2O4中C元素化合价从+3升高到+4升高了1,2个C升高了2,作还原剂,根据得失电

2KMnO4?子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比=2:5,所以

5Na2C2O45mol,

0.25mol/L?16?10-3L2moln1解得:和Na2C2O4反应的KMnO4的物质的量n1=1.6×10-3mol,KMnO4总的物质的量=50.00×10-3L×0.1000mol·L-1=5×10-3mol,所以和NOSO4H反应的KMnO4的物质的量=5×10-

2KMnO4?5NOSO4H3

mol-1.6×10-3mol=3.4×10-3mol,所以2mol5?127g,解得NOSO4H的质量

3.4?10?3mm=1.0795g,所以样品中NOSO4H的纯度=【点睛】

和Na2C2O4反应的KMnO4加上和NOSO4H反应的KMnO4为总的KMnO4的量。

1.0795g?100%≈90.00%,故答案为:90.00%。 1.2g

9.三氟化氮(NF3)是一种新型电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有: HF、 NO 和 HNO3 ,请根据要求回答下列问题: (1)反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为_______________。

(2)写出该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:____。若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数目为______________________个。

(3)NF3是一种无色、无臭的气体,但一旦NF3在空气中泄漏,还是易于发现。你判断该气体泄漏时的现象是_______________________________。

(4)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法减少污染,其产物除NaNO2、NaF、H2O外,还肯定有______________(填化学式)。 【答案】2∶1

同时闻到刺激性气味 NaNO3

0.4NA 泄漏时会看到白雾和红棕色气体,

【解析】 【分析】

由题给信息可知,三氟化氮(NF3)在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有HF、NO和HNO3,反应中氮元素的化合价从+3价分别降为+2价,升为+5价,由升降法配平可得化学方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3。 【详解】

(1)由题给信息可知,反应中三氟化氮中氮元素的化合价即升高被氧化,又降低被还原,由化合价升降可知被氧化与被还原的氮元素的物质的量之比为1:2,故答案为:1:2; (2)由题给信息可知,三氟化氮(NF3)在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,其反应的产物有HF、NO和HNO3,反应中氮元素的化合价从+3价分别降为+2价,升为+5价,由升降法配平可得化学方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3,反应中生成1mol硝酸转移2mol电子,电子转移的方向和数目可表示为

中生成0.2 mol HNO3,则转移的电子数目为0.4NA个,故答案为:

;0.4NA;

(3)NF3在潮湿空气中泄漏由于有硝酸生成,会产生白雾,一氧化氮遇到空气被氧化成红棕色有刺激性气味的二氧化氮气体,故答案为:泄漏时会看到白雾和红棕色气体,同时闻到刺激性气味;

(4)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液喷淋的方法吸收氟化氢、硝酸、一氧化氮和二氧化氮,会生成氟化钠、硝酸钠、亚硝酸钠和水,故答案为:NaNO3。

,则反应

10.元素锰(Mn)在溶液中主要以Mn2+(近无色)、MnO4-(紫红色)、MnO42(绿色)等形式存在,MnO2(棕黑色)、MnCO3(白色)为难溶于水的固体。回答下列问题: (1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法推算。现根据下列3个热化学反应方程式: ①MnO2(s)+CO(g)=MnO(s)+CO2(g) ?H=﹣150.6kJ/mol ②Mn3O4(s)+CO(g)=3MnO(s)+CO2(g) ?H=﹣54.4kJ/mol ③3Mn2O3v+CO(g)=2Mn3O4(s)+CO2(g) ?H=﹣142.3kJ/mol

写出CO气体还原MnO2固体得到Mn2O3固体和CO2气体的热化学反应方程式:_________ (2)①一定温度下,在5L的密闭容器中放入足量碳酸锰(固体所占体积忽略不计)发生反应:MnCO3(s)

MnO(s)+CO2(g),若前2min 内生成MnO的质量为7.1 g,则该段时间

L-1·min-1。 内v(CO2)=____________mol·

②保持温度不变,若t0时刻达到平衡时,CO2浓度为cmol/L;t1时刻,将容器体积缩小为原来的一半并固定不变,在t2时刻再次达到平衡,则下列图像正确的是_____(填字母)。

(3)已知Fe3+、Al3+、Mn2+的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH如下表所示,当Al3+完全沉淀时,若要使Mn2+不沉淀,则Mn2+的最大浓度为_______________。(已知:Ksp[Mn(OH)2] = 1.9×10?13) 氢氧化物 开始沉淀pH 完全沉淀pH Fe(OH)3 1.8 3.2 Al(OH)3 4.1 5.0 Mn(OH)2 8.3 9.8 (4)高锰酸钾在不同的条件下发生的反应如下: MnO4-+5e-+8H+==Mn2++4H2O MnO4-+3e-+2H2O==MnO2↓+4OH-; MnO4-+e-==MnO42-

①从上述三个半反应中可以得出的结论是_______________。 ②将SO2通入高锰酸钾溶液中,观察到的现象是________。

(5)向酸性高锰酸钾溶液中加入草酸溶液,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是_______________,写出反应的离子方程式____________________。

【答案】2MnO2(s)+CO(g)=Mn2O3(s)+CO2(g) ?H=-217.5kJ/mol 0.01 B 1.9×105mol/L 溶液的酸性越强,高锰酸钾被还原的价态越低(或溶液的酸性越强,高锰酸钾的氧化性越强。) 高锰酸钾紫红色褪去 反应产生的Mn2+起到催化作用 2MnO4-+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O 【解析】 【分析】

(1)依据盖斯定律,①×2-②×

12-③×,可推出CO气体还原MnO2固体得到Mn2O3固体33和CO2气体的热化学反应方程式;

(2)①根据前2min 内生成MnO的质量,可以计算出前2min内生成CO2的物质的量,故可以计算出前2min内CO2的反应速率;

②将容器体积缩小为原来的一半的瞬间,二氧化碳浓度变为原来的2倍,之后平衡向左移动,二氧化碳浓度减小,由于温度不变,平衡常数不变,所以再次平衡时,二氧化碳浓度与第1次平衡时相等。

(3)当Al3+完全沉淀时,此时溶液中的pH=5,即c(OH-)=1×10-9 mol/L,若要使Mn2+不沉淀,根据Qc<Ksp,即:c(Mn2+)×c2(OH-)<1.9×10-13;

(4)①根据三个半反应可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液酸碱性的影响; ②SO2通入高锰酸钾溶液中,二氧化硫具有还原性,溶液的紫色褪去;

(5)开始反应缓慢,一段时间后反应速率迅速加快,这是由于反应生成的Mn2+的浓度增大了,Mn2+对反应起到催化作用,才使反应速率迅速加快。 【详解】

12)-(-142.3×)=-217.5(kJ/mol),所以热化33学方程式为:2MnO2(s)+CO(g)=Mn2O3(s)+CO2(g) ?H=-217.5kJ/mol;

(1)?H = ①×2-②×2/3-③×1/3=(-150.6×2)-(-54.4×(2)①n(MnO)=

7.1g0.1mol=0.1mol,则n(CO2)=0.1mol,c(CO2)= =

71g/mol5L0.02mol/L=0.01mol·L-1·min-1。

2min0.02mol/L, v(CO2)=

②将容器体积缩小为原来的一半的瞬间,二氧化碳浓度变为原来的2倍,之后平衡向左移动,二氧化碳浓度减小,由于温度不变,平衡常数不变,所以再次平衡时,二氧化碳浓度与第1次平衡时相等。故答案选B;

(3)当Al3+完全沉淀时,此时溶液中的pH=5,即c(OH-)=1×10-9 mol/L,若要使Mn2+不沉

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淀,根据Qc<Ksp,即:c(Mn2+)×c2(OH)<1.9×1013,可得:c(Mn2+)<1.9×105mol/L;

(4)①根据三个半反应可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液酸碱性的影响,且酸性越强,被还原产物中锰元素的价态越低;

②SO2通入高锰酸钾溶液中,溶液显酸性,SO2作还原剂,KMnO4作氧化剂,被还原为Mn2+,溶液由紫红色变为接近无色;

(5)开始反应缓慢,一段时间后反应速率迅速加快,这是由于发生反应2MnO4

+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,随着反应的进行,溶液中Mn2+的浓度增大了,Mn2+对反应起到催化作用,才使反应速率迅速加快。 【点睛】

认真读懂题中所给的信息、认真分析图表数据,进行对比分析,得出结论,然后进行作答。

11.对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施之一。 (1)硫酸厂的酸性废水中砷(As)元素(主要以 H3AsO3 形式存在)含量极高,为控制砷的排放, 某工厂采用化学沉淀法处理含砷废水。请回答以下问题:

①已知砷是氮的同族元素,比氮原子多 2 个电子层,砷在元素周期表的位置为_____。 ②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的砷,生成物为难溶性的三硫化二砷,该反 应的离子方程式为_____。

(2)电镀厂的废水中含有的 CN-有剧毒,需要处理加以排放。处理含 CN-废水的方法之一是在 微生物的作用下,CN-被氧气氧化成 HCO3- ,同时生成 NH3,该反应的离子方程式为_____。

(3)电渗析法处理厨房垃极发酵液,同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸分子, A―表示乳酸根离子): ①阳极的电极反应式为_____