2022年高考化学一轮复习讲义第2章第12讲 专项提能特训1　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化 (含解析)

这是一份2022年高考化学一轮复习讲义第2章第12讲 专项提能特训1　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化 (含解析)，共6页。试卷主要包含了整合流程信息书写方程式，高锰酸钾纯度的测定等内容，欢迎下载使用。
专项提能特训1　从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化1．Fe3O4中含有、，分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)，以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，其反应过程示意图如图所示，下列说法不正确的是(　　)A．Pd上发生的电极反应为：H2－2e－===2H＋B．Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用C．反应过程中NO被Fe(Ⅱ)还原为N2D．用该法处理后水体的pH降低答案　D解析　由图可知Pd上氢气失电子生成氢离子，所以电极反应为：H2－2e－===2H＋，故A正确；Fe(Ⅲ)得电子生成Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ)，则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用，故B正确；由图可知反应过程中NO得到Fe(Ⅱ)给的电子生成N2，所以反应过程中NO被Fe(Ⅱ)还原为N2，故C正确；总反应方程式：2H＋＋2NO＋3H2N2＋4H2O，所以用该法处理后水体的pH升高，故D错误。2．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．在转化过程中化合价不变的元素只有Cu和ClB．由图示的转化可得出氧化性的强弱顺序：O2>Cu2＋>SC．在转化过程中能循环利用的物质只有FeCl2D．反应中当有34 g H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的量不变，需要消耗O2的质量为16 g答案　D解析　根据图中各元素化合价知，Cu元素化合价都是＋2价、H元素化合价都是＋1价、Cl元素化合价都是－1价，所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素，故A错误；转化过程中O2把Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋把硫离子氧化为S，则氧化性的强弱顺序：O2＞Fe3＋＞S，故B错误；根据图示，反应的本质是空气中的氧气氧化H2S转化为S和水，在转化过程中能循环利用的物质有FeCl2、CuCl2、FeCl3，故C错误；H2S转化为硫单质，硫元素的化合价从－2价变成0价，氧元素的化合价从0价变成－2价，依据得失电子数相等，2H2S～O2，所以有34 g H2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3＋的量不变，需要消耗O2的质量为××32 g·mol－1＝16 g，故D正确。3．我国科研人员发现，在钙钛矿活性层中引入稀土Eu3＋/Eu2＋离子对，通过循环反应可消除零价铅和零价碘缺陷，大幅提高钙钛矿电池的使用寿命，其原理如图。下列说法正确的是(　　)A．Eu3＋/Eu2＋离子对在反应过程中不断损耗，需定时补充B．消除零价碘的过程中，Eu3＋/Eu2＋离子对发生还原反应C．消除零价铅的反应为：2Eu3＋＋Pb0===2Eu2＋＋Pb2＋D．整个过程实质上将电子从I0转移给Pb0答案　C解析　Eu3＋/Eu2＋离子对在反应过程中循环使用，不会损耗，A选项错误；消除零价碘的过程中，发生反应I0＋Eu2＋===Eu3＋＋I－，反应中Eu2＋失去电子发生氧化反应生成Eu3＋，B选项错误；消除零价铅的反应为：2Eu3＋＋Pb0===2Eu2＋＋Pb2＋，C选项正确；整个过程中，Pb0失去电子，I0得到电子，即电子从Pb0转移给I0，D选项错误。4．碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O]是一种重要的无机杀虫剂，它可以通过以下步骤制备。步骤1：将铜粉加入稀盐酸中，并持续通空气反应生成CuCl2。已知Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。步骤2：在制得的CuCl2溶液中，加入石灰乳充分反应后即可制得碱式氯化铜。下列有关说法错误的是(　　)A．a、b、c之间的关系式为a＝2b＋2cB．图中M、N分别为Fe3＋、Fe2＋C．为了除去CuCl2溶液中的杂质Fe3＋，可加入过量的CuO、过滤D．若制备1 mol CuaClb(OH)c·xH2O，理论上消耗11.2a L(标准状况)O2答案　A解析　根据化合物中正、负化合价的代数和为0，可知2a＝b＋c，A选项错误；Fe3＋水解使溶液显酸性，CuO与H＋反应产生Cu2＋和水，当溶液的pH增大到一定程度，Fe3＋形成Fe(OH)3而除去，从而达到除去Fe3＋的目的，C选项正确；若制备1 mol CuaClb(OH)c·xH2O，转移的电子数为2a mol，根据得失电子守恒，理论上消耗0.5a mol O2，标准状况下的体积为11.2a L，D选项正确。5．BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂，可用于光催化降解苯酚，反应原理如下图所示。下列说法错误的是(　　)A．苯酚被氧化的总反应：C6H5OH＋7O26CO2＋3H2OB．反应过程中BMO表现较强氧化性C．在酸性条件下，反应①的离子方程式是3C6H5OH＋28O＋28H＋===18CO2↑＋23H2OD．过程①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1答案　B解析　根据分析可知，该过程中苯酚在光照、BMO作催化剂的条件下被氧气氧化生成CO2和H2O，反应方程式为C6H5OH＋7O26CO2＋3H2O，A选项正确；通过分析可知，BMO在光催化降解苯酚过程中表现出了还原性，生成了BMO＋，B选项错误；酸性条件下，反应①中苯酚、O与H＋反应生成CO2和H2O，反应的离子方程式是3C6H5OH＋28O＋28H＋===18CO2↑＋23H2O，C选项正确；1个BMO＋表现氧化性，被还原为BMO，可以得1个电子；1个O表现氧化性，被还原为2个H2O，可以得3个电子，所以①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1，D选项正确。6．厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术，下列说法中不正确的是(　　)A．1 mol NH所含的质子总数为10NAB．联氨(N2H4)中含有极性键和非极性键C．过程Ⅱ属于氧化反应，过程Ⅳ属于还原反应D．过程Ⅰ中，参与反应的NH与NH2OH的物质的量之比为1∶1答案　A解析　1 mol NH中含有质子总物质的量为11 mol，故A说法错误；联氨(N2H4)的结构式为，含有极性键和非极性键，故B说法正确；过程Ⅱ，N2H4→N2H2＋2H，此反应是氧化反应，过程Ⅳ，NO→NH2OH，添H或去O是还原反应，故C说法正确；NH中N显－3价，NH2OH中N显－1价，N2H4中N显－2价，因此过程Ⅰ中NH与NH2OH的物质的量之比为1∶1，故D说法正确。7．整合流程信息书写方程式(1)二硫化钨(WS2，WS2中W的化合价为＋4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如下：①写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式：________________________________。 ②滤渣Ⅰ中主要成分的形成可用离子方程式表示为__________________________________。 答案　①4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O②AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO解析　①根据流程图，FeWO4在碱熔过程中，得到Fe2O3和Na2WO4，反应物是NaOH、FeWO4、O2，生成物是Na2WO4、Fe2O3等，FeWO4中Fe显＋3价，W显＋5价，Na2WO4中W显＋6价，FeWO4为还原剂，O2为氧化剂，因此根据化合价升降法进行配平，得到化学方程式为4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O。(2)软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式：________________________________。答案　3MnO2＋2FeS＋6H2SO4Fe2(SO4)3＋3MnSO4＋2S↓＋6H2O解析　①中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色的S析出，溶液变为棕黄色，说明有Fe3＋生成，发生反应的化学方程式为3MnO2＋2FeS＋6H2SO4Fe2(SO4)3＋3MnSO4＋2S↓＋6H2O。(3)含FeS2的燃煤可用氧化亚铁硫杆菌(T.f)、氧化亚铁微螺菌(L.f)、氧化硫硫杆菌(T.t)进行脱硫，其脱硫过程如图所示：已知：脱硫总反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋；Ⅰ反应的离子方程式为FeS2＋6Fe3＋＋3H2O===S2O＋7Fe2＋＋6H＋。写出Ⅱ反应的离子方程式：________________________________________________________。答案　8Fe3＋＋S2O＋5H2O===2SO＋8Fe2＋＋10H＋解析　反应Ⅱ是Fe3＋和S2O反应生成亚铁离子和硫酸根离子。8．(1)高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 0 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.200 0 mol·L－1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为__________________________(保留小数点后两位)。答案　95.62%解析　根据离子方程式2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O可知KMnO4与草酸反应的关系式是：2KMnO4～5H2C2O4。配制的溶液的浓度为：c＝ mol·L－1。则1.080 0 g样品中含KMnO4的物质的量为：n＝ L×mol·L－1≈0.006 536 mol，KMnO4的质量为：m＝0.006 536 mol×158 g·mol－1＝1.032 688 g。故其纯度为：w＝×100%≈95.62%。(2)为测定产品中K2Cr2O7的含量，某兴趣小组将m g产品溶于水配制为500 mL溶液，准确量取50.00 mL，加入稀硫酸酸化，然后加入过量的KI充分还原，加________作指示剂，到达终点消耗30.00 mL 0.050 0 mol·L－1的Na2S2O3溶液。则该次生产的样品中K2Cr2O7含量为________%。(已知：Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O,2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)答案　淀粉溶液　解析　有碘单质存在，可以选用淀粉溶液作指示剂；根据化学反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，可得Cr2O～3I2～6S2O，m g产品最终消耗n(S2O)＝0.050 0 mol·L－1×30.00×10－3L×＝0.015 0 mol，则n(Cr2O)＝0.015 0 mol×＝0.002 50 mol，则样品中K2Cr2O7含量为×100%＝%。