高中化學(xué) 第5講 氧化還原反應(yīng)練習(xí) 新人教版必修1.doc

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第5講 氧化還原反應(yīng) A組 基礎(chǔ)題組 1.(2017北京海淀期中,1)下列常用化學(xué)品標(biāo)志所涉及的物質(zhì)中,一定能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是( ) A B C D 2.(2017北京東城一模,6)下列古詩詞描述的場景中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)的是( ) A.爆竹聲中一歲除——黑火藥受熱爆炸 B.烈火焚燒若等閑——石灰石分解 C.蠟炬成灰淚始干——石蠟的燃燒 D.爐火照天地,紅星亂紫煙——鐵的冶煉 3.(2017北京海淀二模,7)銀器久置變黑多是表面生成銀銹Ag2S所致。用鋁制容器配制含小蘇打和食鹽的稀溶液,將變黑銀器浸入溶液中,并使銀器與鋁制容器接觸,一段時(shí)間后,黑銹褪去,而銀卻極少損失。上述過程中,起還原作用的物質(zhì)是 ( ) A.Ag2S B.NaCl C.Al D.NaHCO3 4.(2018北京朝陽期中)下列變化中,氣體被還原的是( ) A.NH3使CuO固體變?yōu)榧t色 B.CO2使Na2O2固體變?yōu)榘咨? C.HCl使Na2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀 D.Cl2使FeBr2溶液變?yōu)辄S色 5.(2017北京昌平期末,4)鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”,工業(yè)冶煉鈦的第一步反應(yīng)為:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是( ) A.TiO2是氧化劑 B.四氯化鈦是還原產(chǎn)物 C.Cl2發(fā)生氧化反應(yīng) D.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2 6.(2018北京海淀期末)鈷酸鋰廢極片中鈷回收的某種工藝流程如下圖所示,其中廢極片的主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)和金屬鋁,最終可得到Co2O3及鋰鹽。 (1)“還原酸浸”過程中,大部分LiCoO2可轉(zhuǎn)化為CoSO4,請將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:2LiCoO2+3H2SO4+ CoSO4+ + + 。 (2)“還原酸浸”過程中,Co、Al浸出率(進(jìn)入溶液中的某元素質(zhì)量占固體中該元素總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))受硫酸濃度及溫度(T)的影響分別如圖1和圖2所示。工藝流程中所選擇的硫酸濃度為2 molL-1,溫度為80 ℃,推測其原因是 。 A.Co的浸出率較高 B.Co和Al浸出的速率較快 C.Al的浸出率較高 D.H2O2較易分解 圖1 圖2 (3)加入(NH4)2C2O4后得CoC2O4沉淀。寫出CoC2O4沉淀在空氣中高溫煅燒得到Co2O3的反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 (4)若初始投入鈷酸鋰廢極片的質(zhì)量為1 kg,煅燒后獲得Co2O3的質(zhì)量為83 g,已知Co的浸出率為90%,則鈷酸鋰廢極片中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 (小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)。 (5)已知“沉鋰”過程中,濾液a中的c(Li+)約為10-1 molL-1,部分鋰鹽的溶解度數(shù)據(jù)如下表所示。 溫度/℃ Li2SO4溶解度(g/100 g水) Li2CO3溶解度(g/100 g水) 0 36.1 1.33 100 24.0 0.72 結(jié)合數(shù)據(jù)分析,沉鋰過程所用的試劑b是 (寫化學(xué)式),相應(yīng)的操作方法:向?yàn)V液a中加入略過量的試劑b,攪拌, ,洗滌干燥。 B組 提升題組 7. (2017北京昌平期末,10)已知可用Co2O3代替MnO2制備Cl2,反應(yīng)后Co元素以 Co2+的形式存在。下列敘述不正確的是 ( ) A.該反應(yīng)中氧化性:Co2O3>Cl2 B.參加反應(yīng)的HCl全部被Co2O3氧化 C.每生成1 mol氯氣,消耗1 mol Co2O3 D.制備相同量的氯氣,所需Co2O3質(zhì)量比MnO2多 8.(2018北京昌平期末)對于Fe+CuSO4Cu+FeSO4這一反應(yīng)或反應(yīng)中涉及的物質(zhì)理解不正確的是( ) A.該反應(yīng)為置換反應(yīng) B.該反應(yīng)體現(xiàn)出Fe具有還原性 C.該反應(yīng)體現(xiàn)CuSO4作為鹽的通性 D.CuSO4溶液中有Cu2+、S、CuSO4、H+、OH-、H2O等 9.(2017北京豐臺一模,12)利用石墨電極電解1 mol/L氯化鈉溶液,并收集陽極氣體檢驗(yàn)其成分。已知:O2能使酸性的淀粉KI溶液變藍(lán),不能使中性的淀粉KI溶液變藍(lán)。 實(shí)驗(yàn):①將氣體通入中性的淀粉KI溶液中,溶液變藍(lán)。 ②用足量NaOH溶液充分洗氣,氣體體積減小,將剩余氣體通入中性的淀粉KI溶液中,溶液顏色不變,再向溶液中滴加2滴H2SO4溶液,溶液變藍(lán)。 ③向酸性的淀粉KI溶液中通入空氣,溶液顏色不變。 下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測的是( ) A.NaOH溶液洗氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以得出中性條件下,氧化性Cl2>O2 C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以得出反應(yīng)物的濃度和溶液的pH會(huì)影響物質(zhì)的氧化性 D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-Cl2↑ 10.(2017北京西城二模,12)工業(yè)酸性廢水中的Cr2可轉(zhuǎn)化為Cr3+除去,實(shí)驗(yàn)室用電解法模擬該過程,結(jié)果如下表所示(實(shí)驗(yàn)開始時(shí)溶液體積為50 mL,Cr2的起始濃度、電壓、電解時(shí)間均相同)。下列說法中,的是( ) 實(shí)驗(yàn) ① ② ③ 電解條件 陰、陽極均為石墨 陰、陽極均為石墨,滴加1 mL濃硫酸 陰極為石墨,陽極為鐵,滴加1 mL濃硫酸 Cr2的去除率/% 0.922 12.7 57.3 A.對比實(shí)驗(yàn)①②可知,降低pH可以提高Cr2的去除率 B.實(shí)驗(yàn)②中,Cr2在陰極放電的電極反應(yīng)式是Cr2+6e-+14H+2Cr3++7H2O C.實(shí)驗(yàn)③中,Cr2去除率提高的原因是Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3+ +7H2O D.實(shí)驗(yàn)③中,理論上電路中每通過6 mol電子,有1 mol Cr2被還原 11.(2017北京東城二模,27)苯甲酸可用作食品的抑菌劑。工業(yè)上通過間接電合成法制備苯甲酸,工藝流程如下: Cr2(SO4)3溶液、硫酸 甲苯 ↓ ↓ (1)電解池用于制備Cr2。 ①陰極產(chǎn)生的氣體是 。 ②電解時(shí)陽極附近發(fā)生的反應(yīng)如下圖所示。 ⅰ.S所起的作用是 。 ⅱ.Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是 。 (2)氧化池用于制備苯甲酸。 ①氧化池中起氧化作用的微粒是 。 ②研究氧化池中的反應(yīng)速率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下: 其他條件相同時(shí) 反應(yīng)時(shí)間/min 產(chǎn)率/% ⅰ.不加乳化劑 120 75 ⅱ.加乳化劑(十二烷基磺酸鈉) 60 84 實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因是 。 ③氧化池中反應(yīng)結(jié)束后,降溫結(jié)晶,制得含甲苯的苯甲酸粗品。 已知: 甲苯 苯甲酸 熔點(diǎn) -95.3 ℃ 122.4 ℃ 沸點(diǎn) 110.6 ℃ 249.1 ℃ 升華溫度 — 100 ℃ 水中溶解度 25 ℃:0.067 g 25 ℃:0.34 g 結(jié)合表中信息,簡述提純苯甲酸的操作:苯甲酸粗品用NaOH溶液溶解后, ,洗滌、干燥得到苯甲酸。 (3)該合成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了 (填化學(xué)式)的重復(fù)利用,綠色環(huán)保。 12.(2017北京西城一模,26)As2O3在醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某含砷元素(As)的工業(yè)廢水經(jīng)如下流程轉(zhuǎn)化為粗As2O3。 (1)“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉(zhuǎn)化為鹽。H3AsO4轉(zhuǎn)化為Na3AsO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (2)“氧化”時(shí),1 mol As轉(zhuǎn)化為As至少需要O2 mol。 (3)“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀,發(fā)生的主要反應(yīng)有: a.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ΔH<0 b.5Ca2+(aq)+OH-(aq)+3As(aq)Ca5(AsO4)3OH(s) ΔH>0 研究表明:“沉砷”的最佳溫度是85 ℃。 用化學(xué)平衡原理解釋溫度高于85 ℃后,隨溫度升高沉淀率下降的原因是 。 (4)“還原”過程中H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 (5)“還原”后加熱溶液,H3AsO3分解為As2O3,同時(shí)結(jié)晶得到粗As2O3。As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸溶液中的溶解度(S)曲線如下圖所示。為了提高粗As2O3的沉淀率,“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是 。 (6)下列說法中,正確的是 (填字母)。 a.粗As2O3中含有CaSO4 b.工業(yè)生產(chǎn)中,濾液2可循環(huán)使用,提高砷的回收率 c.通過先“沉砷”后“酸化”的順序,可以達(dá)到富集砷元素的目的 答案精解精析 A組 基礎(chǔ)題組 (2)AB (3)4CoC2O4+3O22Co2O3+8CO2 (4)6.56% (5)Na2CO3 加熱濃縮,趁熱過濾 解析 (1)由LiCoO2CoSO4可知,Co元素的化合價(jià)降低,故H2O2中O元素化合價(jià)升高生成O2,依據(jù)氧化還原反應(yīng)的概念及配平方法得出化學(xué)方程式為2LiCoO2+3H2SO4+H2O22CoSO4+Li2SO4+O2↑+4H2O。 (2)A項(xiàng),由圖1知,硫酸濃度為2 molL-1時(shí),Co的浸出率最高;B項(xiàng),溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率越快,故80 ℃時(shí)Co和Al浸出的速率較快;C項(xiàng),由圖1知,硫酸濃度為2 molL-1時(shí),Al的浸出率并不是最高;D項(xiàng),H2O2在“還原酸浸”中作還原劑,受熱分解會(huì)導(dǎo)致H2O2的消耗。 (3)由題意知,CoC2O4沉淀在空氣中高溫煅燒得到Co2O3,Co元素的化合價(jià)升高,故推測有氧氣參加反應(yīng),另一產(chǎn)物為CO2,化學(xué)方程式為4CoC2O4+3O22Co2O3+8CO2。 (4)已知83 g Co2O3的物質(zhì)的量為83 g/166 gmol-1=0.5 mol,又由4CoC2O4~2Co2O3知,n(CoC2O4)=1 mol,浸出的n(Co)=1 mol,則鈷酸鋰廢極片中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為1 mol59 gmol-190%1 000 g≈6.56%。 (5)由表格中信息知,Li2CO3高溫下溶解度更小,故需要引入C“沉鋰”,所以試劑b為Na2CO3,需要在高溫條件下進(jìn)行過濾操作,故操作方法是向?yàn)V液a中加入略過量的試劑b,攪拌,加熱濃縮、趁熱過濾,洗滌干燥。 B組 提升題組 能使淀粉KI溶液變藍(lán),故中性條件下氧化性Cl2>O2;C項(xiàng),結(jié)合實(shí)驗(yàn)知,反應(yīng)物的濃度和溶液的pH會(huì)影響物質(zhì)的氧化性;D項(xiàng),電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-Cl2↑,4OH--4e-2H2O+O2↑。 10.D A項(xiàng),實(shí)驗(yàn)②中滴加硫酸使溶液的酸性增強(qiáng),pH降低,Cr2的去除率較實(shí)驗(yàn)①增大,故降低pH可以提高Cr2的去除率。B項(xiàng),實(shí)驗(yàn)②中,Cr2在陰極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cr2+6e-+14H+2Cr3++7H2O。C項(xiàng),實(shí)驗(yàn)③中用鐵作陽極,鐵失去電子被氧化為Fe2+,Fe2+與溶液中的Cr2發(fā)生氧化還原反應(yīng)使Cr2的去除率提高,反應(yīng)的離子方程式為Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)③中,電路中每通過6 mol電子,生成3 mol Fe2+,可氧化0.5 mol Cr2;由實(shí)驗(yàn)②可知,部分Cr2可在陰極放電,因此被還原的Cr2在0.5~1 mol之間。 11.答案 (1)①H2 ②ⅰ.催化劑 ⅱ.3S2+2Cr3++7H2O6S+Cr2+14H+ (2)①Cr2 ②乳化劑能使甲苯在電解液中分散成細(xì)小的液滴,增大了接觸面積,反應(yīng)速率加快 ③蒸餾除去甲苯,向水溶液中加入鹽酸,過濾 (3)Cr2(SO4)3 解析 (1)①陰極上陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng),因此陰極產(chǎn)生的氣體為H2。 ②ⅰ.根據(jù)圖示,S在陽極上被氧化產(chǎn)生S2,S2具有強(qiáng)氧化性,可將Cr3+氧化為Cr2,S2被還原后再次生成S,S先被消耗再生成且總質(zhì)量不變,故S起催化作用。 ⅱ.Ⅱ中反應(yīng)為S2將Cr3+氧化為Cr2,離子方程式為3S2+2Cr3++7H2O6S+Cr2+14H+。 (2)①Cr2具有強(qiáng)氧化性,可將甲苯氧化為苯甲酸,故氧化池中起氧化作用的微粒是Cr2。 ③加入NaOH溶液后,苯甲酸與NaOH反應(yīng)生成苯甲酸鈉,利用沸點(diǎn)不同通過蒸餾除去甲苯,再利用鹽酸將其轉(zhuǎn)化為苯甲酸,苯甲酸溶解度較小,通過過濾的方法可得到苯甲酸。 (3)在電解池中Cr2(SO4)3被消耗生成Cr2,在氧化池中Cr2又轉(zhuǎn)化為Cr2(SO4)3,故Cr2(SO4)3可循環(huán)利用。 12.答案 (1)H3AsO4+3NaOHNa3AsO4+3H2O (2)0.5 (3)溫度升高,反應(yīng)a的平衡逆向移動(dòng),c(Ca2+)下降,反應(yīng)b的平衡逆向移動(dòng),Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降 (4)H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4 (5)調(diào)硫酸溶液濃度約為7 molL-1,冷卻至25 ℃,過濾 (6)abc 解析 (1)H3AsO4與NaOH溶液反應(yīng)生成Na3AsO4和H2O,化學(xué)方程式是H3AsO4+3NaOHNa3AsO4+3H2O; (2)As中As元素為+3價(jià),As中As元素為+5價(jià),故“氧化”時(shí),1 mol As轉(zhuǎn)化為As需要轉(zhuǎn)移2 mol電子,而1 mol O2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移4 mol電子,故至少需要O2 0.5 mol; (3)反應(yīng)a為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),c(Ca2+)下降,反應(yīng)b的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降; (4)“還原”過程中二氧化硫被氧化為硫酸,H3AsO4被還原為H3AsO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式是H3AsO4+H2O+SO2H3AsO3+H2SO4; (5)觀察As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸溶液中的溶解度曲線圖知,在硫酸溶液濃度約為7 molL-1,25 ℃時(shí)As2O3的溶解度最小,故為了提高粗As2O3的沉淀率,“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是調(diào)硫酸溶液濃度約為7 molL-1,冷卻至25 ℃,過濾。