專題七 從氧化還原反應的視角分析化工生產中的物質變化

1、專題七從氧化還原反應的視角分析“化工生產”中的物質變化一、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。1.分解水制氫的一種原理如圖，下列關于該原理的說法正確的是()A .反應過程中H、O、S、I四種元素的化合價均發(fā)生變化B.涉及的反應類型只有分解反應和化合反應C .理論上，每生成16 g 02,就能得到標準狀況下22.4 L H2D .理論上，每分解18 g H20，就需向體系內再補充32 g S02答案AC解析 反應1 :，02 + 2、0 + 12= = = 104 + 25;反應口： 2HI錯誤IH2T + I2;反應皿：2H2S04錯誤!2S02f + 2H20 + 02h2 .堿式硫酸鐵

2、Fex (0H)y(S04)z(其中Fe元素為+ 3價)是一種新型高效絮凝劑。一種利用廢鐵屑(含Fe 和少量Al203、Fe203)生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下：足島稀偷酸NiHCO,NaN璧3調*plT過褪|3土辛|胃器藏Al(OH)T NO下列說法正確的是( )A.x、y、z一定符合關系式：x = y = zB 過濾所得濾液中只含溶質FeS04C反應I中包含的反應類型有置換反應、化合反應和復分解反應D .在實際生產中，反應口常同時通入02以減少NaN02的用量，若有11.2 L (標準狀況)的02參與反應，則相當于節(jié)約4 mol NaN02答案C解析Fex(0H)y(S04)z(其中Fe元

3、素為+ 3價)，化合價代數和為0,x、y、z一定符合關系式：3x=y + 2z,故A錯誤；過濾所得濾液中除含溶質FeS04外還有Na2S04，故B錯誤；由分析可知，反應I中包含的反應類型有置換反應：Fe + H S0 = = = FeSQ + Hh 化合反應Fe (S0)+ Fe= = = 3FeS0和復分解反應 /A12O3 + 3H_SO4= = =AI (SO4)3 + 3H2O、Fe2O_ + 3H2SO4= = = Fe2 (S04)_ + 3H2O，故 C 正確；在實際生產 中，反應口常同時通入O2以減少NaNO2的用量，若參與反應的O2有11.2 L (標準狀況)，反應過程中提供

4、電 子相等，則相當于節(jié)約NaNO2的物質的量二錯誤！ =2 mol。3.用還原法可以將硝酸廠煙氣中的大量氮氧化物(NOx)轉化為無害物質。常溫下，將NO與H2的混合氣體通入 Ce ( SO4 )2與Ce2(SO4)3的混合溶液中，其轉化過程如圖所示。下列說法不正確的是()反應I的離子反應方程式為：2Ce4+ + H2= =2Ce3+ + 2H +反應口中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2:1C .反應前溶液中c ( Ce4+ )定等于反應后溶液中的c(Ce4+ )D .反應過程中混合溶液內Ce3+和Ce4+的總數一定保持不變答案BC解析 根據圖示可知反應I為2Ce4+ + H2= =2Ce3+2

5、H+,A項正確；反應口的反應物為Ce3 +、H +、NO,生 成物為Ce4 +、N2、H2O，根據得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應方程式為 4Ce3+ +4H+ + 2NO= = =4Ca+N2 + 2H2O，在該反應中NO是氧化劑，Ce3+是還原劑，故氧化劑與還原劑的物質的量之比為 2:4 = 1:2,B項錯誤；反應前后溶液中Ce4 +的物質的量不變，但由于反應后溶液中水的物質的量增多，所以反 應后溶液中c(Ce4+ )減小，C項錯誤、D項正確。.(2019-山東淄博、濱州一模)以二氧化錳為原料制取高錳酸鉀晶體的實驗流程如下：KOH KCIO, I過由I浸取 KjMnOj下列說法正

6、確的是( )A 灼燒”可在石英坩堝中進行B .母液中的溶質是KMnO4、KHCO3、KC1C結晶環(huán)節(jié)采用加熱蒸發(fā)結晶的方法D 轉化反應中，生成的KMnO4和MnO2的物質的量之比為2:1答案BD解析 灼燒”時，KOH會與石英坩堝中的二氧化硅反應，A項錯誤；結晶”環(huán)節(jié)采用加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結 晶的方法，C項錯誤；由2H2O + 3K2MnO4 + 4CO2= =2KMnO4 + MnO2l+ 4KHCO3可知，氧化產物為 KMnO4，還原產物為MnO2,氧化產物與還原產物的物質的量之比為2:1, D項正確。.五氧化二釩(V2O5)是一種兩性氧化物，具有強氧化性，其制備方法如下圖所示。下列關于五氧

7、化二釩的說 法中錯誤的是()() ()II IV VA .五氧化二釩的結構式為:，(.，B . V2O5溶于堿生成VO錯誤！C 沉釩涉及反應的化學方程式為 6NaVO3 + 2H2SO4 + 2NH4Cl = = = ( NH4 ) 2V6O16 + 2Na2SO4 + 2H2O +2NaClD.V2O5 + 6HCl(濃)= =2VOCl + Cl2f + 3H2 O,生成 1 mol Cl2轉移電子數為 2Na答案B解析 根據五氧化二釩的化學式(V2O5 )及氧元素的化合價可以推出釩元素的化合價為+5價，因此A中所示的 結構式正確；根據題干信息知v2o5是一種兩性氧化物，既可與酸反應，也可

8、與堿反應，其與堿的反應屬于復分解 反應，各元素化合價不變，故B錯誤；根據題目所給流程圖可知，沉釩是使釩元素以沉淀形式析出，發(fā)生的 是復分解反應，各元素化合價不發(fā)生改變，故C正確；V2O5具有強氧化性，其與鹽酸反應時可將Cl氧化成氯 氣，生成1 mol Cl2失去2 mol e, D正確。二、非選擇題.(2019-山東日照一模)鈧及其化合物具有許多優(yōu)良的性能，在宇航、電子、超導等方面有著廣泛的應用，從 鈦白水解工業(yè)廢酸(含SC3 +、TiO2 +、Mn2 +、H +、SO錯誤!等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如圖：酸洗反莘暇她|皿招CU27.5% ll.OyNaOII和水搟液鈦白水解

9、H皿業(yè)廢酸色有機第取削請回答下列I問題：(1)在鈦白水解工業(yè)廢酸中，加入H2O2是為了使TiO2 +轉化為難萃取的Ti (O2)(OH)(H2O)4 + Ti(O2)(OH)(H2O)4 + 中 Ti 的化合價為。(2 )鈧的萃取率(E% )與O/A值萃取劑體積(O )和廢酸液體積(A )之比的關系如下圖，應選擇的合適O/A值為溫度對鈧、鈦的萃取率影響情況見下表，合適的萃取溫度為10 15 ，其理由是T/C510152530鈧的萃取率/%91.39697.197.398.0鈦的萃取率/%0.940.952.103.014.20(3 )已知鈧與鋁類似，其氫氧化物具有兩性。反萃取步驟中，加入NaO

10、H使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可 以氧化錳離子生成濾渣I,寫出該反應的離子方程。(4 )草酸鈧“灼燒”的化學方程式為。(5)若該鈦白水解廢酸中含SC3 +的濃度為16 mg-L_i，從1 m3該廢酸中提取得到21.6 g Sc2O3，則鈧的提取 率為(保留兩位有效數字)。答案 (1)+4(2)1:4溫度為10 15 C時，鈧的萃取率較高，且鈦的萃取率較低(合理即得分)Mn2+H2O2 + 2OH= = = MnO2l + 2H2O2Sj ( CO, ) + 3O錯誤!2Sc0 + 12CO ( 5 ) 88%解析(1)Ti(O2)(OH)(H2O)4 +中存在過氧根離子(O錯誤！)和OH,故化合物中Ti為+4價。(2)在1015 C鈧萃取率較大，而鈦的萃取率較低，鈧的相