2021年高考化学一轮复习讲义第2章专项提能特训3　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化

展开

专项提能特训3　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化

1．分解水制氢的一种原理如图，下列关于该原理的说法正确的是(　　)

A．反应过程中化合价改变的元素共有H、O、S

B．涉及的反应类型只有分解反应和化合反应

C．理论上，每生成16 g O2，就能得到标准状况下22.4 L H2

D．理论上，每分解18 g H2O，就需向体系内再补充32 g SO2

答案　C

解析　反应Ⅰ：SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；

反应Ⅱ：2HIH2↑＋I2；

反应Ⅲ：2H2SO42SO2↑＋2H2O＋O2↑。

2．碱式硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z](其中Fe元素为＋3价)是一种新型高效絮凝剂。一种利用废铁屑(含Fe和少量Al2O3、Fe2O3)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

下列说法正确的是(　　)

A．x、y、z一定符合关系式：x＝y＝z

B．“过滤”所得滤液中只含溶质FeSO4

C．“反应Ⅰ”中包含的反应类型有置换反应、化合反应和复分解反应

D．在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若有11.2 L(标准状况)的O2参与反应，则相当于节约4 mol NaNO2

答案　C

解析　[Fex(OH)y(SO4)z](其中Fe元素为＋3价)，化合价代数和为0，x、y、z一定符合关系式：3x＝y＋2z，故A错误；“过滤”所得滤液中除含溶质FeSO4外还有Na2SO4，故B错误；由分析可知，“反应Ⅰ”中包含的反应类型有置换反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，化合反应Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4和复分解反应Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，故C正确；在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，反应过程中提供电子相等，则相当于节约NaNO2的物质的量＝＝2 mol。

3.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下，将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其转化过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．反应Ⅰ的离子反应方程式为：2Ce4＋＋H2===2Ce3＋＋2H＋

B．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2

C．反应前溶液中c(Ce4＋)一定等于反应后溶液中的c(Ce4＋)

D．反应过程中混合溶液内Ce3＋和Ce4＋的总数一定保持不变

答案　C

解析　根据图示可知反应Ⅰ为2Ce4＋＋H2===2Ce3＋＋2H＋，A项正确；反应Ⅱ的反应物为Ce3＋、H＋、NO，生成物为Ce4＋、N2、H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应方程式为4Ce3＋＋4H＋＋2NO===4Ce4＋＋N2＋2H2O，在该反应中NO是氧化剂，Ce3＋是还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶4＝1∶2，B项正确；反应前后溶液中Ce4＋的物质的量不变，但由于反应后溶液中水的物质的量增多，所以反应后溶液中c(Ce4＋)减小，C项错误、D项正确。

4．(2019·山东淄博、滨州一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：

下列说法正确的是(　　)

A．“灼烧”可在石英坩埚中进行

B．母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl

C．“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法

D．“转化”反应中，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1

答案　D

解析　“灼烧”时，KOH会与石英坩埚中的二氧化硅反应，A项错误；结晶后的母液中有KMnO4、KCl、KHCO3，B项错误；“结晶”环节采用加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法，C项错误；由2H2O＋3K2MnO4＋4CO2===2KMnO4＋MnO2↓＋4KHCO3可知，氧化产物为KMnO4，还原产物为MnO2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，D项正确。

5．五氧化二钒(V2O5)是一种两性氧化物，具有强氧化性，其制备方法如下图所示。下列关于五氧化二钒的说法中错误的是(　　)

A．五氧化二钒的结构式为

B．V2O5溶于碱生成VO

C．“沉钒”涉及反应的化学方程式为6NaVO3＋2H2SO4＋2NH4Cl===(NH4)2V6O16＋2Na2SO4＋2H2O＋2NaCl

D．V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O，生成1 mol Cl2转移电子数为2NA

答案　B

解析　根据五氧化二钒的化学式(V2O5)及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为＋5价，因此A中所示的结构式正确；根据题干信息知V2O5是一种两性氧化物，既可与酸反应，也可与碱反应，其与碱的反应属于复分解反应，各元素化合价不变，故B错误；根据题目所给流程图可知，“沉钒”是使钒元素以沉淀形式析出，发生的是复分解反应，各元素化合价不发生改变，故C正确；V2O5具有强氧化性，其与盐酸反应时可将Cl－氧化成氯气，生成1 mol Cl2失去2 mol e－，D正确。