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1、
第2章化學物質(zhì)及其變化(11)
1.已知Fe3O4可表示為(FeOFe2O3),水熱法制備Fe3O4納米顆粒的總反應的離子方程式為3Fe2++2S2O+O2+4OH-===Fe3O4+S4O+2H2O。下列說法正確的是( C )
A.O2和S2O是氧化劑,F(xiàn)e2+是還原劑
B.每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移2 mol電子
C.若有2 mol Fe2+被氧化,則被Fe2+還原的O2為0.5 mol
D.參加反應的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:5
解析 該反應中,部分Fe元素由+2價升高到+3價,S元素由+2價升高到+價,O2中O元素則由0價降低到-2價,故O2為氧化劑,F(xiàn)
2、e2+和S2O是還原劑,A項錯誤;由方程式可知,生成1 mol Fe3O4,消耗1 mol O2,同時轉(zhuǎn)移4 mol電子,B項錯誤;2 mol Fe2+被氧化時轉(zhuǎn)移2 mol電子,據(jù)得失電子守恒,被Fe2+還原的O2為0.5 mol,C項正確;該反應中,氧化劑為O2,還原劑為Fe2+和S2O,其中參與反應的3 mol Fe2+中有2 mol Fe2+被氧化,故氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1:4,D項錯誤。
2.(2016上海卷)某鐵的氧化物(FexO) 1.52 g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入標準狀況下112 mL Cl2,恰好將Fe2+完全氧化。x的值為( A )
A.0.80
3、 B.0.85
C.0.90 D.0.93
解析 根據(jù)電子守恒規(guī)律可知:FexO被氧化為Fe3+轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標準狀況下112 mL Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.01 mol。則有(3-)x=0.01。解得x=0.80,故選A項。
3.(1)(2017全國卷Ⅲ節(jié)選)FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2。上述反應配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為__2∶7__。
(2)(2017全國卷Ⅰ節(jié)選)Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為__4__。
(3)(2017天津卷節(jié)選)在一定條件
4、下,用H2O2氧化H2S,隨著參加反應的n(H2O2)/n(H2S)變化,氧化產(chǎn)物不同,當n(H2O2)/n(H2S)=4時,氧化產(chǎn)物的分子式為__H2SO4__。
解析 (1)利用得失電子守恒方法配平:2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,則FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2∶7。(2)Li2Ti5O15中,Ti的化合價為+4,Li的化合價為+1,所以正化合價的和為45+12=22。設過氧鍵的數(shù)目為x,則x2+(15-2x)2=22,解得x=4。(3)當=4時,反應的化學方程式為4H2O2+H2S===H2SO4+4H
5、2O,氧化產(chǎn)物為H2SO4。
4.某容器中發(fā)生一個化學反應,反應過程中存在H2O、ClO-、CN-、HCO、N2、Cl-六種粒子。在反應過程中測得ClO-和N2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列有關判斷正確的是( C )
A.還原劑是CN-,氧化產(chǎn)物只有N2
B.氧化劑是ClO-,還原產(chǎn)物是HCO
C.配平后氧化劑與還原劑的化學計量數(shù)之比為5∶2
D.若生成2.24 L N2(標準狀況),則轉(zhuǎn)移電子0.5 mol
解析 由曲線變化圖可知,隨反應進行,ClO-的物質(zhì)的量降低,N2的物質(zhì)的量增加,故ClO-為反應物,N2是生成物,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移相等可知,CN-是反應物,由氯元素
6、守恒可知Cl-是生成物,由碳元素守恒可知HCO是生成物,由氫元素守恒可知H2O是反應物。反應中Cl元素化合價由+1降低為-1,化合價總共降低2,C元素化合價由+2升高為+4,N元素化合價由-3升高為0,化合價總共升高(4-2)+(3-0)=5,由原子守恒可知反應方程式為2CN-+5ClO-+H2O===2HCO+N2↑+5Cl-。A項,氧化產(chǎn)物有HCO、N2,錯誤;B項,ClO-是氧化劑,還原產(chǎn)物是Cl-,錯誤;C項,反應中CN-是還原劑,ClO-是氧化劑,氧化劑與還原劑的化學計量數(shù)之比為5∶2,正確;D項,2.24 L N2(標準狀況)的物質(zhì)的量為0.1 mol,所以參加反應的ClO-的物質(zhì)
7、的量為0.5 mol,反應中只有氯元素化合價降低,由ClO-中+1價降低為Cl-中-1價,所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5 mol2NA mol-1=NA,錯誤。
5.(2016上海卷)NaCN超標的電鍍廢水可用兩段氧化法處理:①NaCN與NaClO反應,生成NaOCN和NaCl;
②NaOCN與NaClO反應,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。
已知HCN(K=6.310-10)有劇毒;HCN、HOCN中N元素的化合價相同。
完成下列填空:
(1)第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為__堿性__(填“酸性”“堿性”或“中性”),原因是__防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣__。
8、(2)寫出第二次氧化時發(fā)生反應的離子方程式:__2OCN-+3ClO-===CO+CO2↑+3Cl-+N2↑__。
(3)處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水,實際至少需NaClO__14_900__g(實際用量應為理論值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/L,達到排放標準。
解析 (1)NaCN易與酸反應生成HCN,為防止生成HCN,造成人員中毒或污染空氣,因此第一次氧化時,溶液的pH應調(diào)節(jié)為堿性。(2)反應中氯元素的化合價從+1降低到-1,得到2個電子。N元素化合價從-3升高到0,失去3個電子,則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2∶3,反應的
9、離子方程式為2OCN-+3ClO-===CO+CO2↑+3Cl-+N2↑。(3)參加反應的NaCN是=20 mol,反應中C元素由+2價升高到+4價,N元素由-3價升高到0價,即1 mol NaCN失去5 mol電子,1 mol次氯酸鈉得到2 mol電子,所以處理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的廢水,實際至少需NaClO的質(zhì)量為74.5 g/mol4=14 900 g。
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