氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)綜合題

氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)綜合題1．向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會(huì)逐漸變淺，最后變成無(wú)色。完成下列填空：(1)寫出并配平CCl4層由紫色變成無(wú)色的化學(xué)反應(yīng)方程式(如果系數(shù)是1，不用填寫)：＋____＋________HIO3＋____(2)整個(gè)過(guò)程中的還原劑是________________________________________________________________________。(3)把KI換成KBr，則CCl4層變成________色，繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強(qiáng)到弱的順序是________________________________________________________________________。(4)加碘鹽中含碘量為20～50mg·kg－1。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1000kg，若用KI與Cl2反應(yīng)制KIO3，至少需要消耗Cl2______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況，保留2位小數(shù))。2．儲(chǔ)氫納米碳管的研制成功體現(xiàn)了科技的進(jìn)步。用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質(zhì)碳納米顆粒，這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純，此反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、Cr2(SO4)3、K2SO4、H2O七種物質(zhì)。(1)若將碳納米顆粒分散到一定溶劑中，形成穩(wěn)定的分散系，其所具有的性質(zhì)是__________。①丁達(dá)爾效應(yīng)②加入飽和(NH4)2SO4溶液產(chǎn)生聚沉③可通過(guò)半透膜(2)請(qǐng)用上述物質(zhì)填空，并配平化學(xué)方程式：C＋________＋____H2SO4→____K2SO4＋________＋____Cr2(SO4)3＋____H2O。(3)H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)是________(填選項(xiàng)編號(hào))。A．氧化性B．氧化性和酸性C．酸性D．還原性和酸性(4)若反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.8mol，則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。3．已知A和B兩支試管所盛的溶液中共含有K＋、Ag＋、Mg2＋、Cl－、OH－、NOeq\o\al(－,3)六種離子，向試管A的溶液中滴入酚酞試液呈粉紅色。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)試管A的溶液中所含上述離子共有________種。(2)若向某試管中滴入稀鹽酸產(chǎn)生沉淀，則該試管為______(填“A”或“B”)。(3)若向試管B的溶液中加入合適的藥品，過(guò)濾后可以得到相應(yīng)的金屬和僅含一種溶質(zhì)的溶液，則加入的藥品是__________(填化學(xué)式)。(4)若將試管A和試管B中的溶液按一定體積比混合過(guò)濾后，蒸干濾液可得到一種純凈物，則混合過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(5)若試管A和試管B中的溶液是由等物質(zhì)的量的四種物質(zhì)配成的溶液，將兩試管中溶液混合后過(guò)濾，所得濾液中各種離子的物質(zhì)的量之比為________。(6)若向由試管A溶液中的陽(yáng)離子組成的碳酸氫鹽溶液中，滴入少量Ba(OH)2溶液，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________。4．某強(qiáng)酸性溶液X可能含有Ba2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)中的一種或幾種，取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：上述離子中，溶液X中除H＋外還肯定含有的離子是__________________，不能確定是否含有的離子(M)是__________，若要確定該M(若不止一種，可任選一種)在溶液X中不存在，最可靠的化學(xué)方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)沉淀I的化學(xué)式為__________，氣體F的電子式為________。(3)寫出反應(yīng)②的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)通?？梢岳肒ClO在一定條件下氧化G來(lái)制備一種新型、高效、多功能水處理劑K2FeO4。請(qǐng)寫出制備過(guò)程中的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)假設(shè)測(cè)定A、F、I均為0.1mol,10mLX溶液中n(H＋)＝0.4mol，當(dāng)沉淀C物質(zhì)的量大于0.7mol時(shí)，溶液X中還一定含有__________。5．2011年4月27日某市工商局查獲400克袋裝中老年補(bǔ)鈣營(yíng)養(yǎng)奶粉1401包。這種奶粉被鑒定為所含亞硝酸鹽殘留量高出正常值7.8倍，長(zhǎng)期食用可能致癌。已知NaNO2能發(fā)生如下反應(yīng)：2NaNO2＋4HI=2NO＋I(xiàn)2＋2NaI＋2H2O。(1)上述反應(yīng)中氧化劑是________，若有0.75mol的還原劑被氧化，則被還原的氧化劑有________mol。(2)根據(jù)上述反應(yīng)，可以用試紙和生活中常見的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以鑒別NaNO2和NaCl，可選用的物質(zhì)有①自來(lái)水；②淀粉碘化鉀試紙；③淀粉；④白糖；⑤食醋；⑥白酒。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須選用的物質(zhì)有__________。(3)某廠廢切削液中，含2%～5%的NaNO2，直接排放會(huì)造成污染，下列試劑中________(填序號(hào))能使NaNO2轉(zhuǎn)化為不引起二次污染的N2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________(并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向)。①NaCl②NH4Cl③H2O2④濃H2SO4(4)下列離子在溶液中一定能大量共存的是()A．NHeq\o\al(＋,4)Cl－OH－COeq\o\al(2－,3)B．Fe2＋NOeq\o\al(－,2)Cl－SOeq\o\al(2－,4)C．CH3COO－NHeq\o\al(＋,4)H＋Cl－D．CH3COO－Na＋Cl－SOeq\o\al(2－,4)6．高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑，且不會(huì)造成二次污染。已知高鐵酸鹽熱穩(wěn)定性差，工業(yè)上用濕法制備高鐵酸鉀的基本流程如下圖所示：(1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，濾液1可用作____________。(2)上述氧化過(guò)程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，控制反應(yīng)溫度30℃________________________________________________________________________________________________________________________________________________。結(jié)晶過(guò)程中加入濃KOH溶液的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某溫度下，將Cl2通入KOH溶液中，反應(yīng)后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，經(jīng)測(cè)定ClO－與ClOeq\o\al(－,3)離子的物質(zhì)的量之比是1∶2，則Cl2與氫氧化鉀反應(yīng)時(shí)，被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為________________________________________________________________________。(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得鐵鹽溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時(shí)間與K2FeO4產(chǎn)率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別如圖1、圖2所示。為了獲取更多的高鐵酸鉀，鐵鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在________附近、反應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在__________。圖1鐵鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)與高鐵酸鉀產(chǎn)率的關(guān)系圖2反應(yīng)時(shí)間與高鐵酸鉀產(chǎn)率的關(guān)系答案1．(1)I2＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HCl(2)KI、I2(3)紅棕HBrO3＞Cl2＞HIO3(4)10.58解析本題考查氧化還原反應(yīng)的配平、氧化劑和還原劑、氧化性強(qiáng)弱的判斷及化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。(1)向盛有KI溶液的試管中滴加氯水，氯氣首先氧化KI生成單質(zhì)碘，氯氣過(guò)量時(shí)I2繼續(xù)被氧化，生成HIO3。CCl4層由紫色變成無(wú)色的反應(yīng)是氯氣將I2氧化成HIO3的過(guò)程，配平過(guò)程如下：eq\o(I,\s\up6(0))2→2Heq\o(I,\s\up6(＋5))O3失去10e－×15eq\o(C,\s\up6(0))l2→10eq\o(Cl,\s\up6(－1))－得到2e－根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒，可配平化學(xué)方程式：I2＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HCl。(2)分析整個(gè)過(guò)程中化合價(jià)升高的都是I元素，故還原劑為KI和I2。(3)氯氣也能將KBr氧化，生成單質(zhì)溴而使CCl4層呈紅棕色，繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化，說(shuō)明氯水不能繼續(xù)氧化Br2，則氧化性HBrO3>Cl2。而氯水過(guò)量時(shí)能將I2繼續(xù)氧化成HIO3，說(shuō)明氧化性Cl2>HIO3，因此Cl2、HIO3、HBrO3的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠BrO3>Cl2>HIO3。(4)用KI與氯水反應(yīng)制KIO3的過(guò)程較復(fù)雜，可以根據(jù)得失電子守恒計(jì)算。按最小值計(jì)算時(shí)，1000kg加碘食鹽中含碘20g，根據(jù)質(zhì)量守恒可知：n(KIO3)＝n(I)＝eq\f(20g,127g·mol－1)。Keq\o(I,\s\up6(－1))→Keq\o(I,\s\up6(＋5))O3失去6e－eq\o(C,\s\up6(0))l2→2eq\o(C,\s\up6(－1))l－得到2e－根據(jù)得失電子守恒可得，n(Cl2)×2＝n(KIO3)×6，故至少需要消耗Cl2的體積V(Cl2)＝eq\f(20g,127g·mol－1)×3×22.4L·mol－1≈10.58L。2．(1)①②(2)32K2Cr2O7823CO2↑28(3)C(4)4.48L解析由元素組成及碳單質(zhì)參與反應(yīng)知，反應(yīng)物中應(yīng)該有K2Cr2O7，生成物中有CO2。反應(yīng)中硫酸只表現(xiàn)出酸性。利用配平后的化學(xué)方程式易求得當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了0.8mol電子時(shí)，生成的氣體在標(biāo)況下的體積為4.48L。3．(1)3(2)B(3)Mg(4)Ag＋＋Cl－=AgCl↓Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(5)n(K＋)∶n(Mg2＋)∶n(NOeq\o\al(－,3))＝4∶1∶6(6)Ba2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)=BaCO3↓＋CO2－3＋2H2O解析六種離子中Ag＋與Cl－、Mg2＋與OH－、Ag＋與OH－能發(fā)生反應(yīng)，所以存在OH－的試管中不存在Ag＋和Mg2＋，而Cl－不能與Ag＋在同一試管中，所以O(shè)H－和Cl－在一起，又A中加酚酞試液呈粉紅色，故含OH－和Cl－由溶液中電荷守恒知，A試管溶液中必須含有陽(yáng)離子，則只能為K＋。所以B試管溶液中含有Ag＋、Mg2＋和NOeq\o\al(－,3)。(3)反應(yīng)后能得金屬，則Ag＋先被置換出來(lái)，又濾液僅含有一種溶質(zhì)，則應(yīng)加入Mg。(4)混合后得到的一種純凈物為KNO3。(5)設(shè)四種物質(zhì)各為1mol，則K＋為2mol，NOeq\o\al(－,3)為3mol，其他四種離子各為1mol，Ag＋與Cl－恰好完全反應(yīng)，Mg2＋與OH－反應(yīng)，Mg2＋過(guò)量0.5mol。(6)KHCO3與Ba(OH)2反應(yīng)，滴入少量Ba(OH)2，說(shuō)明OH－全部參加反應(yīng)，所以2個(gè)OH－與2個(gè)HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)，生成2個(gè)CO2－3，其中一個(gè)與Ba2＋結(jié)合生成BaCO3沉淀。4．(1)Al3＋、NH＋4、Fe2＋、SO2－4Fe3＋、Cl－取少量X溶液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，溶液不變紅色則說(shuō)明無(wú)Fe3＋；或取少量B溶液于試管中，加入幾滴AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀說(shuō)明無(wú)Cl－(2)Al(OH)3Heq\o\al(·,·)eq\o(N,\s\up6(,\o(,\s\do4(,H))))eq\o\al(·,·)H(3)AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(4)3ClO－＋2Fe(OH)3＋4OH－=3Cl－＋2FeOeq\o\al(2－,4)＋5H2O(5)Fe3＋解析溶液顯酸性，在酸性條件下，CO2－3、SO2－3均不能存在。加入Ba(NO3)2溶液有沉淀C生成，則應(yīng)為BaSO4，說(shuō)明含有SO2－4，則沒有Ba2＋。同時(shí)有氣體A生成，且A與O2反應(yīng)生成的氣體D可繼續(xù)與O2和H2O反應(yīng)，說(shuō)明A為NO，D為NO2，則反應(yīng)①發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入的NOeq\o\al(－,3)在酸性條件下可氧化Fe2＋，則Fe2＋存在，反應(yīng)為3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。由于有Fe2＋存在，所以不存在NOeq\o\al(－,2)和NOeq\o\al(－,3)。溶液B中加入NaOH溶液有氣體F生成，F(xiàn)應(yīng)為NH3，則原溶液中含有NH＋4。沉淀G為Fe(OH)3。溶液H中通入過(guò)量CO2有沉淀生成，反應(yīng)為AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。溶液中還有Fe3＋與Cl－無(wú)法確定，F(xiàn)e3＋可用KSCN溶液鑒定，Cl－可用HNO3酸化的AgNO3溶液鑒定。(4)ClO－具有強(qiáng)氧化性，可以氧化Fe(OH)3生成FeOeq\o\al(2－,4)，根據(jù)化合價(jià)升降總值相等配平，Cl的化合價(jià)從＋1降到－1，變化2，F(xiàn)e的化合價(jià)從＋3升到＋6，變化3，所以ClO－前配3，F(xiàn)e(OH)3前配2，再由電荷守恒和原子守恒確定其他粒子的系數(shù)。(5)NO為0.1mol，則Fe2＋為0.3mol。NH3為0.1mol，則NH＋4