2020-2021備戰(zhàn)高考化學(xué)專題題庫∶氧化還原反應(yīng)的綜合題_第1頁
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文檔簡介

1、一、高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)練習(xí)題(含詳細答案解析)1 鋰離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)千余次充放電,但長時間使用后電池會失效,其中的化學(xué)試劑排放至環(huán)境中不僅會造成環(huán)境污染,還會造成資源的浪費。實驗室模擬回收鋰離子電池中的Co、 Ni、 Li 的流程如圖。LiCoO2難溶于水,易溶于酸。回答下列問題:1 ) LiCoO2中 Co的化合價是_。2 ) LiCoO2在浸出過程中反應(yīng)的離子方程式是_。3)浸出劑除了H2O2外,也可以選擇Na2S2O3,比較二者的還原效率H2O2_(填 “ >或”<” )2NS2aO3 (還原效率:還原等物質(zhì)的量的氧化劑消耗還原劑的物質(zhì)的量)。4)提高浸出效率的方法有_。5

2、)利用Cyanex272萃取時,pH 對鈷、鎳萃取分離效果的影響如圖。從圖中數(shù)據(jù)可知,用 Cyanex272萃取分離時,最佳pH 是( 6)反萃取的離子方程式為2H+CoR2 =Co2+2HR,則反萃取劑的最佳選擇是_。( 7)常溫下,若水相中的Ni2+的質(zhì)量濃度為1.18g· L-1,則pH=_時,Ni2+開始沉淀。Ksp(Ni(OH)2=2× 1-015( 8)參照題中流程圖的表達,結(jié)合信息設(shè)計完成從水相中分離Ni 和 Li 的實驗流程圖(如圖 )_。提供的無機試劑:NaOH、 Na2CO3、 NaF。【答案】+3 2LiCoO2+6H+H2O2=2Co2+O2 +2L

3、+i+4H2O < 適當(dāng)升高溫度,適當(dāng)增加H2SO4濃度 5.5 H2SO4 7.5 NaOH Ni(OH)2 NaF【解析】【分析】(1)通過化合物中各元素化合價代數(shù)和為0 進行計算;(2)由流程圖中有機相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2與 H2O2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律寫出化學(xué)方程式;(3)根據(jù)等物質(zhì)的量H2O2和 Na2S2O3作為還原劑轉(zhuǎn)移電子的多少進行判斷;(4)提高浸出效率即提高化學(xué)反應(yīng)速率;(5)分離Co2+和Ni2+時,由于Co2+進入有機相,Ni 進入水相,因此,應(yīng)該選擇鈷的萃取率高而鎳的萃取率低的pH 范圍;(6)將鈷洗脫進入水相中

4、時,應(yīng)該使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,同時不能引入新雜質(zhì);(7)根據(jù)Ksp(Ni(OH)2的表達式進行計算;(8)根據(jù)表格中所給物質(zhì)溶解度信息,調(diào)節(jié)pH 應(yīng)該用堿性物質(zhì),但要考慮分離Ni 和 Li 元素不能使Ni 和 Li 元素同時沉淀。【詳解】(1)LiCoO2中 O 元素為 -2 價, Li為 +1 價,根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為0 進行計算得Co 的化合價為+3 價;(2)由流程圖中有機相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2與 H2O2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式為:2LiCoO2+6H+H2O2=2Co2+O2 +2Li+4H2O;(3)1molH 2O2作為還原劑轉(zhuǎn)移2

5、mol 電子,1molNa 2S2O3作為還原劑轉(zhuǎn)移8mol 電子,則Na2S2O3的還原效率更高;(4)提高浸出效率可以適當(dāng)升高溫度,適當(dāng)增加H2SO4濃度等;(5)分離Co2+和Ni2+時,由于Co2+進入有機相,Ni 進入水相,因此,應(yīng)該選擇鈷的萃取率高而鎳的萃取率低的pH 范圍,所以最佳pH 是 5.5;(6)將鈷洗脫進入水相中時,應(yīng)該使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動,同時,為不引入新雜質(zhì),反萃取劑最好選擇H2SO4;(7)c(Ni2+)= . mol/L=0.02mol/L ,則開始沉淀時,c(OH- )59Ks (Ni OH )2 101565sp2 =10-6.5mol/L ,則pH=14

6、-6.5=7.5;0.020.02(8)根據(jù)表格中所給物質(zhì)溶解度信息,調(diào)節(jié)pH 應(yīng)該用堿性物質(zhì),但要考慮分離Ni 和 Li 元素不能使 Ni 和 Li 元素同時沉淀,所以選用NaOH,則Ni(OH)2先沉淀,過濾后濾液中加入NaF生成 LiF沉淀。【點睛】本題(5)選擇合適的pH 時,注意讀懂圖中信息,要根據(jù)實驗的具體操作情況來分析。2 根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源等情況,硫酸工業(yè)常用黃鐵礦(主要成分為FeS2)作為原料。完成下列填空:(1)將 0.050mol SO2(g) 和 0.030mol O 2(g) 充入一個2L 的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)? 2SO3(g)+Q

7、。經(jīng)2 分鐘反應(yīng)達到平衡,測得n(SO3)=0.040mol,則O2的平均反應(yīng)速率為(2)在容積不變時,下列措施中有利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率的有(選填編號)a.移出氧氣b.降低溫度c.減小壓強d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)(3)在起始溫度T1(673K)時 SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間(t)的變化如圖,請在圖中畫出其他條件不變情況下,起始溫度為T2(723K)時SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的示意圖_(4)黃鐵礦在一定條件下煅燒的產(chǎn)物為SO2和 Fe3O4將黃鐵礦的煅燒產(chǎn)物Fe3O4溶于H2SO4后,加入鐵粉,可制備FeSO4。酸溶過程中需維持溶液有足夠的酸性,其

8、原因是 FeS2能將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,本身被氧化為SO42 。寫出有關(guān)的離子方程式。有 2mol 氧化產(chǎn)物生成時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為制 Fe3+與 Fe2+的水解,并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42 +16H+抑14NA【解析】【分析】(1)根據(jù)vc 求出氧氣的速率,然后根據(jù)速率之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比計算;(2)反應(yīng)放熱,為提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動,可降低溫度,體積不變,不能從壓強的角度考慮,催化劑不影響平衡移動,移出氧氣,平衡向逆反應(yīng)方向移動,不利于提高SO2平衡轉(zhuǎn)化率,由此分析解答;(3)反應(yīng)是放熱

9、反應(yīng),溫度升高,平衡逆向進行,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,但達到平衡所需要的時間縮短,據(jù)此畫出曲線;(4) Fe3 與 Fe2 易水解,F(xiàn)e2 易被氧化成Fe3 ;根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物幾何電子守恒來配平化學(xué)方程式,結(jié)合方程計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)?!驹斀狻?.040mol1(1)v(SO3)c 2L 0.01mol/(L?min) ,所以v(O2)v(SO3) 0.005mol/(L?min) ,t2 2min故答案為:0.005mol/(L?min) ;(2)a移出氧氣,平衡逆向移動,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減少,故不選;b降低溫度,平衡正向移動,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大,故選;c減小壓強,平衡逆向移動,

10、二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減少,故不選;d再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g),相當(dāng)于增大壓強,平衡正向移動,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大,故選;故答案為:bd;(3)反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)? 2SO3(g) H< 0, SO2的轉(zhuǎn)化率在起始溫度T1 673K下隨反應(yīng)時間(t)的變化如圖,其他條件不變,僅改變起始溫度為T2 723K,溫度升高,平衡逆向進行,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,但反應(yīng)速率增大,達到平衡需要的時間短,在圖中畫出溫度T2下SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖如圖所示(4)Fe2O3(或Fe3O4等)溶于H2SO4后,生成的Fe3與Fe2易水解,F(xiàn)e

11、2易被氧化成Fe3 ,所Fe 粉和酸,抑制Fe3 與 Fe2 的水解,并防止Fe2 被氧化成Fe3 ,故答案為:抑制Fe3 與Fe2 的水解,并防止 -2 價的硫離子具有還原性,根離子,有關(guān)的離子方程式為:Fe2 被氧化成Fe3 ;FeS2 可以將溶液中的Fe3 還原為Fe2 ,而本身被氧化為硫酸FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42 +16H+,氧化產(chǎn)物是硫酸根離子,有2mol 硫酸根生成時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為14NA,故答案為:FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42 +16H+; 14NA?!军c睛】注意 (3)溫度升高,平衡逆向進行,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小,但反應(yīng)速

12、率增大,達到平衡需 要的時間短,此為解題的關(guān)鍵。3 下表是某學(xué)生為探究AgCl 沉淀轉(zhuǎn)化為Ag 2S 沉淀的反應(yīng)所做實驗的記錄步驟現(xiàn)象 .取 5mL 0.1mol/L AgNO3與一定體積0.1mol/L NaCl溶立即產(chǎn)生白色沉淀液,混合,振蕩 .向所得懸濁液中加入2.5mL 0.1mol/L Na2S溶液沉淀迅速變?yōu)楹谏?. 將上述黑色濁液,放置在空氣中,不斷攪拌較長時間后,沉淀變?yōu)槿?白色 . 濾出中的乳白色沉淀,加入足量HNO 3 溶液產(chǎn)生紅棕色氣體,沉淀部 分溶解 . 過濾得到濾液X和白色沉淀Y;向X中滴加Ba(NO 3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀1 為了證明沉淀變黑是AgCl轉(zhuǎn)化為 Ag

13、2S的緣故,步驟I 中 NaCl溶液的體積范圍為10302 已知:25 時 Ksp AgCl 1.8 10 , Ksp Ag2S 6 10 ,此沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K 。3 步驟 V 中產(chǎn)生的白色沉淀的化學(xué)式為,步驟中乳白色沉淀除含有AgCl外,還含有 。4 為了進一步確認步驟中乳白色沉淀產(chǎn)生的原因,設(shè)計了如下圖所示的對比實驗裝置。 裝置A 中玻璃儀器有圓底燒瓶、導(dǎo)管和 ,試劑 W 為 。 裝置C中的試劑為NaCl溶液和Ag2S懸濁液的混合物,B中試劑為。 實驗表明:C 中沉淀逐漸變?yōu)槿榘咨?,B 中沒有明顯變化。完成 C中反應(yīng)的化學(xué)方程式:Ag2S+NaCl+ ? AgCl+S+ 【答案】5

14、mL 5.4 109 BaSO4 S 分液漏斗過氧化氫溶液Ag2S懸濁液2Ag 2S 4NaCl O2 2H 2O ? 4AgCl 2S 4NaOH 氧氣將Ag2S氧化成S時有Ag 產(chǎn)生, NaCl 電離的氯離子與銀離子結(jié)合生成AgCl沉淀,使c Ag 減小,有利于氧化還原反應(yīng)的平衡右移【解析】【分析】(1)要證明沉淀變黑是AgCl 轉(zhuǎn)化為Ag 2S的緣故,則步驟 中必須使硝酸銀電離出的銀離子完全轉(zhuǎn)化成AgCl 沉淀;c2 Cl(2)K2;cS(3)黑色的硫化銀沉淀被氧氣氧化為氯化銀沉淀和硫單質(zhì);硫單質(zhì)被硝酸氧化為硫酸根離子;(4) 根據(jù)裝置圖判斷儀器名稱;裝置A 的作用是提供氧氣;進一步確認

15、步驟 中乳白色沉淀產(chǎn)生的原因,裝置C中的試劑為NaCl溶液和Ag 2S懸濁液的混合物,則裝置B 中應(yīng)該不含氯化鈉溶液;裝置 C中生成的白色沉淀為氯化銀和S單質(zhì),反應(yīng)物應(yīng)該還有氧氣,產(chǎn)物中鈉離子只能以氫氧化鈉形式存在,則未知的反應(yīng)物為氫氧化鈉,再根據(jù)H 元素守恒可知另一種未知反應(yīng)物為水,然后根據(jù)化合價升降相等配平反應(yīng)方程式?!驹斀狻?1)要證明沉淀變黑是AgCl 轉(zhuǎn)化為Ag 2S的緣故,則步驟 中必須使硝酸銀電離出的銀離子完全轉(zhuǎn)化成AgCl 沉淀,所以加入的NaCl 溶液的體積必須5mL ;aq? Ag 2S s 2Cl aq ,該反應(yīng)2(2)氯化銀轉(zhuǎn)化成硫化銀的反應(yīng)為:2AgCl s S2的平

16、衡常數(shù)為:10 2(1.6811003100)25.4 109;222c Cl c Ag c ClKs2 AgClK222spc S c Ag c SKsp Ag 2S(3)步驟 中較長時間后,沉淀變?yōu)槿榘咨?,則黑色的硫化銀沉淀氧化成氯化銀沉淀;再根據(jù)濾出 中的乳白色沉淀,加入足量HNO 3溶液,產(chǎn)生紅棕色氣體,沉淀部分溶解,則被氧化的只能為S元素,故乳白色沉淀為AgCl和 S的混合物;其中S被稀硝酸氧化成硫酸根離子,則在步驟 中向X中滴加Ba(NO 3)2溶液會生成BaSO4沉淀;(4) 根據(jù)圖示可知,裝置A 中玻璃儀器有圓底燒瓶、導(dǎo)管和分液漏斗;乳白色沉淀為氯化銀和 S的混合物,裝置A的作

17、用是提供氧氣,根據(jù)圓底燒瓶中為二氧化錳可知W 為過氧化氫溶液;進一步確認步驟 中乳白色沉淀產(chǎn)生的原因,裝置C中的試劑為NaCl溶液和Ag 2S懸濁液的混合物,則裝置B 中應(yīng)該不含氯化鈉溶液,即為Ag 2S 懸濁液,通過對比反應(yīng)現(xiàn)象判斷生成乳白色沉淀產(chǎn)生的原因;裝置 C中生成的白色沉淀為氯化銀和S單質(zhì),反應(yīng)物應(yīng)該還有氧氣,產(chǎn)物中鈉離子只能以氫氧化鈉形式存在,則未知的產(chǎn)物為氫氧化鈉,再根據(jù)H 元素守恒可知另一種未知反應(yīng)物為水,然后根據(jù)化合價升降相等配平反應(yīng)方程式為2Ag 2S 4NaCl O2 2H 2O ? 4AgCl 2S 4NaOH ;裝置 C中氯化鈉的作用為:氧氣將Ag2S氧化成S時有Ag

18、 產(chǎn)生, NaCl電離的氯離子與溶液中銀離子結(jié)合生成AgCl沉淀,使溶液中c Ag 減小,從而有利于氧化還原反應(yīng)2Ag 2S 4NaCl O2 2H 2O ? 4AgCl 2S 4NaOH 向右移動。4 小明很喜歡化學(xué)實驗課,今天要學(xué)習(xí)“探究鐵及其化合物的氧化性或還原性”。( 1 )實驗前小明預(yù)測說:Fe2+肯定既有還原性又有氧化性。你認為他預(yù)測的依據(jù)是:。( 2)小明欲用實驗證明他的預(yù)測。實驗室提供了下列試劑:3%的H2O2溶液、鋅粒、銅片、 0.1mol ·L-1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。 若小明計劃在0.1mol L·-1FeCl2溶液滴入新制氯水,探究

19、Fe2+的還原性,你預(yù)計可能發(fā)生的反應(yīng)和現(xiàn)象是:(寫離子方程式)、溶液由淺綠色變色。 實驗中,小明發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象不太明顯,老師分析可能是產(chǎn)物的含量太低,建議可以通過檢驗Fe2+被氧化的產(chǎn)物Fe3+的存在以獲取證據(jù)。你認為可選滴入小明所得的混合液中,并通過溶液出現(xiàn)色的現(xiàn)象,證明小明的觀點和實驗方案都是正確的。 對于證明Fe2+具有氧化性,小明認為金屬單質(zhì)都具有還原性,并分別將銅片、鋅粒投入FeCl2溶液中,結(jié)果銅片沒變化,鋅粒逐漸變小。由此說明三種金屬的還原性由強至弱的順序為:。( 3)小明分析H2O2中氧元素顯-1 價(中間價),并提出疑問:H2O2與 FeC2l 的反應(yīng)時,F(xiàn)e2+還作氧化劑嗎?

20、請你為小明梳理相關(guān)問題:若Fe2+在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性應(yīng)轉(zhuǎn)化成(填微粒符號,下同),若Fe2+在反應(yīng)中表現(xiàn)出還原性應(yīng)轉(zhuǎn)化成。 實際上Fe2+的還原性較強,實驗室的FeCl2溶液常因氧化而變質(zhì)。除雜的方法是:,相關(guān)反應(yīng)的離子方程式:。【答案】(1 )因為Fe2+中鐵元素化合價處于中間價態(tài),可以升高也可以降低;(2) Cl 2 2Fe2+ 2Cl 2Fe3+,棕黃(黃); KSCN 溶液, 溶液呈血紅(紅)色; Zn 、 Fe、 Cu(或Zn>Fe>Cu);(3) Fe , Fe3+; 加入過量鐵粉,過濾,2Fe3+ Fe= 3Fe2+?!窘馕觥吭囶}分析:(1 )最低價態(tài)只具有還原性,

21、最高價態(tài)只具有氧化性,中間價態(tài)既具有氧化性又有還原性,鐵的價態(tài)一般是0、 +2、 +3, +2 價位于中間,因此Fe2 有還原性和氧化性;(2) 氯水具有強氧化性,發(fā)生2Fe2Cl2 =2Fe32Cl,F(xiàn)e3顯黃色或棕黃色; 檢驗Fe3 用 KSCN溶液,溶液變紅說明Fe3 的存在; 根據(jù)利用金屬性強的置換出金屬性弱的,銅片無變化,說明Fe的金屬性強于銅,鋅粒逐漸變小,發(fā)生Zn Fe2 =Zn2 Fe,說明 Zn 的金屬性強于Fe,即金屬性強弱:Zn>Fe>Cu;(3) 氧化性:得到電子、化合價降低,F(xiàn)e2轉(zhuǎn)變成Fe,還原性:失去電子、化合價升高,F(xiàn)e2轉(zhuǎn)變成Fe3; 利用Fe3具

22、有強氧化性,能和金屬單質(zhì)反應(yīng),不能引入新的雜質(zhì),因此加入單質(zhì)鐵,發(fā)生Fe 2Fe3=3Fe2 ??键c:考查鐵及其化合物的性質(zhì)等知識。5 過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)易分解,可用作漂白劑、NOx和 SO2等的脫除劑。某研究小組制備過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽的流程如圖所示。已知:濃硫酸與H2O2 反應(yīng),部分轉(zhuǎn)化為過硫酸(化學(xué)式為H2SO5,是一種一元強酸)( 1 ) H2SO5中硫元素的化合價為+6 價,其中過氧鍵的數(shù)目為;工業(yè)上用過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽溶液脫除NO 時,反應(yīng)的離子方程式為。( 2)若反應(yīng)物的量一定,在上述流程的“轉(zhuǎn)化 ”步驟中需用冰水浴冷卻,且緩慢加入濃硫酸,其

23、目的是。( 3)“結(jié)晶”操作中,加入K2CO3即可獲得過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽晶體,該過程的化學(xué)方程式為 。過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽產(chǎn)率(以產(chǎn)品含氧量表示)隨溶液 pH 和溫度的變化關(guān)系如圖所示,則該過程適宜的條件是。( 4)產(chǎn)品中KHSO5含量的測定:取1.000g 產(chǎn)品于錐形瓶中,用適量蒸餾水溶解,加入5mL5的硫酸和5mL25的KI 溶液,再加入1mL 淀粉溶液作指示劑,用0.2000mol L·-1 硫代硫酸鈉標(biāo)準液滴定至終點,消耗標(biāo)準液的體積為25.00mL。已知:2KHSO5 4KI H2SO4 = 2I2 3K2SO4 2H2O I2 2Na2S2O3 =Na2S4O6 2NaI

24、用 滴定管盛裝標(biāo)準濃度的硫代硫酸鈉溶液(填“甲 ”或 “乙 ”)。 產(chǎn)品中KHSO5的質(zhì)量分數(shù)為?!敬鸢浮?3HSO5 2NOH2O = 3SO422NO35H+防止?jié)饬蛩崤cH2O2溶液混合時放出大量熱使H2O2分解5K2CO3 4H2SO5 4H2SO4=2(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)5CO25H2O 控制 pH 在 2.02.5 之間,溫度在0左右乙38.00【解析】【詳解】(1)H2SO5中硫元素的化合價為+6價,依據(jù)化合價的代數(shù)和為0 計算,有2 個氧原子顯-1價,所以過氧鍵的數(shù)目為1 。答案為1;工業(yè)上用過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽溶液脫除NO 時,反應(yīng)的離子方程式為3HSO5 2

25、NO H2 O =3SO42 2NO35H+。答案為3HSO52NOH2O= 3SO422NO3 5H+(2)在“轉(zhuǎn)化”步驟中,30%的 H2O2溶液加入98%的濃硫酸中,相當(dāng)于濃硫酸稀釋,會放出大量的熱,而H2O2受熱易分解,所以需用冰水浴冷卻,且緩慢加入濃硫酸。答案為:防止?jié)饬蛩崤cH2O2溶液混合時放出大量熱使H2O2分解;(3)“結(jié)晶”操作中,加入K2CO3即可獲得過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽晶體,該過程的化學(xué)方程式為 5K2CO3 4H2SO5 4H2SO4 =2(K2SO4?KHSO4?2KHSO5)5CO25H2O。答案為:5K2CO3 4H2SO5 4H2SO4 =2(K2SO4?KHSO

26、4?2KHSO5)5CO25H2O從溶液 pH 看,過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽產(chǎn)率在2.02.5 之間時最大;從溫度看,過氧硫酸氫鉀復(fù)合鹽產(chǎn)率在0左右最大,所以該過程適宜的條件是控制pH 在 2.02.5 之間,溫度在0左右。答案為:控制pH 在 2.02.5 之間,溫度在0左右;(4) 硫代硫酸鈉溶液呈堿性,應(yīng)放在堿式滴定管內(nèi)。答案為乙; 由反應(yīng)2KHSO54KIH2SO4 = 2I23K2SO42H2O和I22Na2S2O3 =Na2S4O62NaI 可得出如下關(guān)系式:KHSO52Na2S2O3n(Na2S2O3)=0.2mol/L × 0.025L=0.005mol , n(KHSO5

27、)=0.0025mol0.0025mol 152g /mol產(chǎn)品中KHSO5的質(zhì)量分數(shù)為:100% 38.00%1.000g答案為:38.00。6 銻(Sb)廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、陶瓷、半導(dǎo)體元件和醫(yī)藥及化工等領(lǐng)域。(1)銻在元素周期表中的位置。( 2)銻()的氧化物被稱為銻白,可以由SbCl3水解制得,已知SbC3l 水解的最終產(chǎn)物為銻白。為了得到較多、較純的銻白,操作時將SbC3l 徐徐加入大量水中,反應(yīng)后期還要加入少量氨水。試用必要的化學(xué)用語和平衡移動原理解釋這兩項操作的作用。工業(yè)上,還可用火法制取銻白,是將輝銻礦(主要成分為Sb2S3)裝入氧化爐的坩堝中,高溫使其融化后通入空氣,充分

28、反應(yīng)后,經(jīng)冷卻生成銻白。寫出火法制取銻白的化學(xué)方程式。以輝銻礦為原料制備金屬銻,其中一種工藝流程如下:已知部分信息如下:輝銻礦(除Sb2S3外,還含有砷、鉛、銅的化合物和SiO2等);浸出液主要含鹽酸和SbCl3,還含SbCl5、 CuCl2、 AsCl3和 PbCl2等雜質(zhì);常溫下,Ksp( CuS) =1.0× 1-036, Ksp( PbS) =9.0× 1-029?;卮鹣铝袉栴}:( 3) “酸浸 ”過程中Sb2S3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。( 4)已知:浸出液中c( Cu2+) =0.0001mol/L , c(Pb2+) =0.1mol/L。在沉淀銅、鉛過程中,緩慢

29、滴加極稀的硫化鈉溶液,先產(chǎn)生沉淀的是(填化學(xué)式);當(dāng)CuS、 PbS共沉2+沉?xí)r, c(u2+ ) =(保留小數(shù)點后一位)。c(Pb2+)5)在“除砷 ”過程中,氧化產(chǎn)物為H3PO4。該反應(yīng)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為( 6)在 “電解 ”過程中,銻的產(chǎn)率與電壓大小關(guān)系如圖所示。當(dāng)電壓超過U0 V時,銻的產(chǎn)率降低的原因可能是?!敬鸢浮康? 周期第A 族2SbC3l+3H2O? Sb2O3+6HCl,不斷加入SbC3l,使SbCl3濃度增大,利于水解平衡右移,反應(yīng)后期加入氨水中和鹽酸,使c(HCl)減小,利于平衡右移高溫2Sb2S3+9O22Sb2O3+6SO2 Sb2S3+ 3SbC5l

30、=5SbCl3+3S CuS 1.1 -8 ×3:41 0 H+參與電極反應(yīng)【解析】【分析】 輝銻礦粉加入鹽酸和SbC5l 溶液,得到SbCl3和 SbCl5溶液,還含有雜質(zhì)CuCl2、 AsC3l 和PbCl2等,加入適量Sb將 SbC5l 還原為SbC3l ,加入Na2S使銅和鉛沉淀以除去CuCl2和PbCl2,然后加入NaHPO2除去雜質(zhì)砷。得到的SbCl3溶液電解得到金屬Sb,同時得到SbC5l ,可以返回到酸浸步驟循環(huán)使用。【詳解】 (1)銻和氮在同一主族,其在元素周期表中位于第5 周期第 A 族。( 2) SbCl3 水解:2SbCl3+3H2O? Sb2O3+6HCl,

31、將SbC3l 徐徐加入大量水中,SbCl3濃度增大,水解平衡右移,反應(yīng)后期還要加入少量氨水中和HCl,使c(HCl)減小,平衡右移,有利于 Sb2O3 的生成。故答案為:2SbCl3+3H2O? Sb2O3+6HCl,不斷加入SbCl3,使SbCl3濃度增大,利于水解平衡右移,反應(yīng)后期加入氨水中和鹽酸,使c(HCl)減小,利于平衡右移?;鸱ㄖ迫′R白,是輝銻礦(主要成分為Sb2S3)在高溫下和空氣中的氧氣反應(yīng),生成Sb2O3高溫的同時生成SO2?;瘜W(xué)方程式為:2Sb2S3+9O22Sb2O3+6SO2。(3)“酸浸 ”時Sb2S3 和 SbC5l 溶液反應(yīng),得到SbC3l 和 SbCl5的混合溶

32、液,濾渣中有硫,是此反應(yīng)的生成物,Sb2S3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Sb2S3+ 3SbC5l=5SbCl3+3S。(4)浸出液中c(Cu2+) =0.0001mol/L ,c( Pb2+)=0.1mol/L 。在沉淀銅、鉛過程中,緩慢10 10-36滴加極稀的硫化鈉溶液,當(dāng)Cu2+開始沉淀時,c(S2-)=1.0 10=1.0 × -1302mol/L,當(dāng)Pb2+開0.0001-29始沉淀時,c(S2-)=9.0 10=9.0 × -1208mol/L,所以先產(chǎn)生沉淀的是CuS;當(dāng)CuS、 PbS共沉0.1c(Cu 2+)c(Cu 2+)c(S2)Ksp(CuS)1.010

33、36-8淀時,2+ =2+2 1.1 × 1-0。c(Pb2+)c(Pb2+)c(S2)Ksp(PbS)9.010 295)加入NaHPO2除砷,發(fā)生了NaHPO2和 AsCl3的反應(yīng),氧化產(chǎn)物為H3PO4,還原產(chǎn)物是As,磷的化合價從+1 價升高到+5 價,生成1mol H3PO4失去4mol 電子,砷的化合價從+3價降低到 0 價,生成1molAs 得到 3mol 電子,根據(jù)電子守恒,該反應(yīng)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3:4。( 6)電解SbC3l 溶液制取銻,在陰極是Sb3+得到電子生成Sb,當(dāng)電壓過大時,溶液中的H+也可能在陰極放電,導(dǎo)致銻的產(chǎn)率降低。7 氯化亞銅在有機

34、合成工業(yè)中常作催化劑。以下是從含Cu2+、 Fe3+的電鍍廢水中制備氯化亞銅的工藝流程圖。如圖是濾液中Cu2+、 Fe3+的含量與pH 的關(guān)系及CuCl產(chǎn)率與 pH 的關(guān)系圖。請回答以下問題:(1)在電鍍廢水中加堿產(chǎn)生沉淀,過濾得到電鍍污泥,則電鍍污泥的主要成分為;(2)由反應(yīng)制備CuCl時的最佳pH 在 左右;(3)對 CuCl產(chǎn)率探究時發(fā)現(xiàn)反應(yīng)在隔絕空氣條件下進行時CuCl產(chǎn)率較高,由此推測CuCl具有 性;(4)寫出反應(yīng)中化學(xué)反應(yīng)方程式:;(5)隔絕空氣條件下,從濾液中制得晶體的實驗操作為:;(6)取晶體 4.34g 隔絕空氣條件下,失去結(jié)晶水后得固體3.26g,所得固體溶于水分成二等份

35、,一份加入足量BaCl2溶液,得到白色固體2.33g;另一份加入足量NaOH 溶液后,加熱、灼燒得紅色粉末0.4g。寫出晶體的化學(xué)式:?!敬鸢浮縁e(OH)3、 Cu(OH)2 3.5 還原2CuSO4+ Fe +2KCl = 2CuCl2S+O24+KFeSO4 蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)、干燥K2Fe(SO4)2?6H2O【解析】【分析】由流程圖可知,向電鍍廢水中加堿,Cu2+、 Fe3+與堿反應(yīng)生成氫氧化鐵和氫氧化銅沉淀,過濾得到含有氫氧化鐵和氫氧化銅的電鍍污泥;向電鍍污泥中加入硫酸控制pH 使氫氧化銅溶解,而氫氧化鐵不溶解,過濾得到高濃度的硫酸銅溶液;向高濃度的硫酸銅溶液加入鐵與氯化

36、鉀,調(diào)節(jié)溶液pH 和反應(yīng)溫度使硫酸銅與鐵、氯化鉀反應(yīng)生成了硫酸亞鐵、硫酸鉀和氯化亞銅,過濾得到氯化亞銅沉淀和含有的硫酸亞鐵、硫酸鉀濾液,隔絕空氣條件下,濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到K2Fe(SO4)2?6H2O 晶體。【詳解】( 1 )由流程圖可知,向電鍍廢水中加堿,Cu2+、 Fe3+與堿反應(yīng)生成氫氧化鐵和氫氧化銅沉淀,過濾得到含有氫氧化鐵和氫氧化銅的電鍍污泥,故答案為:Fe(OH)3、 Cu(OH)2;( 2)由 CuCl產(chǎn)率與 pH 的關(guān)系圖可知,制備CuCl時的最佳pH 是 3.5 左右,故答案為:3.5;( 3)對CuCl產(chǎn)率探究時發(fā)現(xiàn)反應(yīng) 在隔絕空氣條件下進行時C

37、uCl產(chǎn)率較高,說明氯化亞銅具有還原性,能被空氣中的氧氣氧化,故答案為:還原;( 4)反應(yīng) 為調(diào)節(jié)溶液pH 和反應(yīng)溫度使硫酸銅與鐵、氯化鉀反應(yīng)生成了硫酸亞鐵、硫酸鉀和氯化亞銅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO4+Fe+2KCl=2CuC l +FeSO4+K2SO4,故答案為:2CuSO4+Fe+2KCl=2CuC l +FeSO4+K2SO4;( 5)隔絕空氣條件下,含有硫酸亞鐵、硫酸鉀的濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸亞鐵晶體,故答案為:蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)、干燥;( 6)由題意可知,結(jié)晶水的物質(zhì)的量為( 4.1384g-3/.m26o)l g =0.06mol,由加

38、入足量BaCl2溶液,得到硫酸鋇沉淀質(zhì)量為2.33g 可知硫酸根的物質(zhì)的量為2323.3/3g × 2=0.02mol,由加入足量NaOH233g/ mol溶液后,加熱、灼燒得紅色粉末0.4g 可知亞鐵離子的物質(zhì)的量為1600g.4/gmol × 2× 2=0.01mol,則鉀離子的物質(zhì)的量為( 3.26- 0.0329g/96m-0o.l01 56) g =0.02mol, n(K+): n(Fe2+): n(SO42 );n(H2O)=0.02mol: 0.01mol: 0.02mol: 0.06mol=2:1:2:6 ,晶體的化學(xué)式為K2Fe(SO4)2?6

39、H2O,故答案為:K2Fe(SO4)2 ?6H2O。8 在食品行業(yè)中,N2O 可用作發(fā)泡劑和密封劑。( 1 ) N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,NH3與 O2在加熱和催化劑的作用下生成N2O的化學(xué)方程式為_。( 2) N2O和 NO是環(huán)境污染性氣體。這兩種氣體會發(fā)生反應(yīng):N2O(g) CO(g)=CO2(g)N2(g), “ F e”常用作該反應(yīng)的催化劑。其總反應(yīng)分兩步進行:第一步為Fe N2O FeO N2;第二步為_(寫方程式),第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達到平衡所用的時間,由此推知,第二步反應(yīng)的活化能_(填 “大于 ”“ 小于 ”或 “等于 ”) 第一步反應(yīng)活化能。( 3)在四個恒

40、容密閉容器中充入相應(yīng)量的氣體(圖甲),發(fā)生反應(yīng)2N2O(g)=2N2(g) O2(g) H,容器I、 II、 III 中N2O 的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示:該反應(yīng)的 H_(填 “ >或” “ <” 。 )0容器與容器III 的體積均為1L,容器中的物質(zhì)在470下進行反應(yīng),起始反應(yīng)速率:v正 (N2O)_v逆 (N2O)(填 “ >”“ 或 “<” ”) 。已知容器I 的體積為10L370時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_。11252NH3+2O2=N2O+3H2O FeO+CO=Fe+CO2( 小于 ><8.9× 10-4或【解析】【分析】(1)NH3與 O2

41、在加熱和催化劑作用下生成N2O,類似于生成NO的反應(yīng),同時生成水;(2)總反應(yīng)分兩步進行Fe+N2O=FeO+N2,根據(jù)催化劑定義,第一步生成中間產(chǎn)物,第二步反應(yīng)中,中間產(chǎn)物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被還原成Fe+,根據(jù)催化劑定義,第二步反應(yīng)對總反應(yīng)速率沒有影響,說明第一步是慢反應(yīng),控制總反應(yīng)速率;(3)升高溫度,向吸熱方向進行,據(jù)此進行分析;恒溫條件下,縮小體積,平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動;根據(jù)方程式計算平衡時各組分的濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算?!驹斀狻?1)NH3與 O2在加熱和催化劑作用下生成N2O和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+2O2N2O+3H2O;(2)總反應(yīng)分

42、兩步進行Fe+N2O=FeO+N2,根據(jù)催化劑定義,第一步:Fe+N2 O FeO+N2,第二步反應(yīng)中,中間產(chǎn)物(FeO+)氧化CO生成CO2本身被還原成Fe+, FeO+CO=Fe+CO2,第二步反應(yīng)對總反應(yīng)速率沒有影響,說明第一步是慢反應(yīng),控制總反應(yīng)速率,第二步反應(yīng)速率大于第一步反應(yīng)速率,則第二步反應(yīng)活化能小于第一步反應(yīng)的活化能;(3)升高溫度,N2O 的轉(zhuǎn)化率升高,則向正反應(yīng)方向進行,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則 H>0;根據(jù)題給圖像可知,同一溫度下,從I 、 II 、 III 變化中,一氧化二氮的轉(zhuǎn)化率減小,因此中一氧化二氮轉(zhuǎn)化率也是減??;容器的體積為1L,容器中的物質(zhì)也在470下進行

43、反應(yīng),則縮小體積,壓強增大,平衡向逆方向移動,即起始反應(yīng)速率:v正 (N2O)< v逆(N2O);容器 I 的體積為10 L, 370時,N2O 的轉(zhuǎn)化率為40%;2N2O( g) ? 2N( 2 g) +O(2 g)起始(mol/L)0.0100變化(mol/L)0.0040.0040.002平衡(mol/L)0.0060.0040.002所以 K=c2(N2)c(O2)c2 N2O0.0042 0.0020.0062=8.9 × 1-40。9 草酸亞鐵晶體(FeC2O4· 2H2O)常用做分析試劑及顯影劑等。下圖是將一定質(zhì)量的草酸亞鐵在氬氣氣氛中進行熱重分析示意圖

44、(TG%表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分數(shù))。請回答下列問題:(l)B 處時殘留物的化學(xué)式為。(2)A C整個反應(yīng)過程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)取上述分解得到的600時的固體放在空氣中繼續(xù)加熱時其質(zhì)量增加,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。由此說明上述FeC2O4·2H2O在氬氣氣氛中進行熱重分析的原因是(4)若將分解得到的600時的固體與足量的稀硫酸反應(yīng)后,將溶液濃縮、冷卻,有帶7 個結(jié)晶水的晶體析出,該晶體的化學(xué)式為,該晶體與草酸亞鐵晶體分解有類似,得到四種氧化物且物質(zhì)的量之比為1:1:1:14,則該化學(xué)方程式為?!敬鸢浮縁eC2O4FeC2O4· 2H2OFeO +CO

45、+CO2+2H2O6FeO+O22Fe3O4防止FeO在加熱過程中被空中的氧氣氧化FeSO4· 7H2O 2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO2 +SO3 +14H2O【解析】【詳解】(1)FeC2O4·2H2O中 H2O%= 2 18 =20%,剛好在B 點的TG%=80%,則B 點表示所有的結(jié)晶水180都完全失去,得到的固體成分為FeC2O4;故答案為:FeC2O4;M (FeOx)(2)當(dāng) TG%=40%時,得到應(yīng)該是鐵的氧化物,則有x =0.4, x=1,則變化過程中鐵180的化合價沒改變,只有碳的化合價發(fā)生變化,則AC 整個反應(yīng)過程中總反應(yīng)的化學(xué)方程

46、式為 FeC2O4· 2H2O FeO +CO +CO2 +2H2O;故答案為:FeC2O4· 2H2O FeO +CO +CO2 +2H2O;(3)當(dāng)分解得到的600 時的固體FeO 在空氣中與氧氣反應(yīng),得到穩(wěn)定的Fe3O4,因此FeC2O4 · 2H2O 在氬氣氣氛中進行熱重分析的原因防止FeO 在加熱過程中被空中的氧氣氧6FeO+O2 2Fe3O4;防止FeO在加熱過程中被空中的氧氣氧化;(4)FeO 與足量的稀硫酸反應(yīng)得到的是FeSO4,為了防止其Fe2+水解和Fe2+被氧化,要加適量FeSO4· 7H 2 O,晶體與草酸亞鐵晶體分解有類似,得到

47、四種氧化物1:1:1:14 ,則有Fe2O3、 SO2、 SO3、 H2O;故答案為:FeSO4·7H2O;2FeSO4· 7H2O Fe2O3+SO2 +SO3 +14H2O。10 消除含氮化合物對大氣和水體的污染是環(huán)境保護的重要研究課題。(1)已知反應(yīng)8NH3+6NO2=7N2+12H2O,請分析氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為。(2)水體中過量氨氮(以 NH3表示)會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的總量)去除率以及剩余次氯酸鈉的含m(NaCIO)m(NH3)的變化情況如圖所示。當(dāng)m( NaCIO): m(NH 3)>7.6 時,水體中總氮

48、去。4: 3 2NH3+ 3NaClO= N2+ 3NaCl+ 3H2O 溫度過高,HClO發(fā)生分解,氨氮去除率有部分NH3被氧化成NO2-或 NO3-1 )該反應(yīng)中NH3中 N 由 3 價變?yōu)?0 價,化合價升高,被氧化,所得產(chǎn)物為氧化產(chǎn)物;NO2中 N 由 4 價變?yōu)?0 價,化合價降低,被還原,所得產(chǎn)物為還原產(chǎn)物;因此氧化產(chǎn)物8:6=4:3;2)根據(jù)圖示判斷發(fā)生氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒HClO不穩(wěn)定,受熱易分m( NaCIO): m(NH 3)>7.6 時,NaCIO加入的量越多會將氨氮氧化為NO3-等高價態(tài)物質(zhì)。(1)該反應(yīng)中NH3中 N 由 3

49、價變?yōu)?0 價,化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),所得為氧化產(chǎn)物;NO2中 N 由 4 價變?yōu)?0 價,化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),所得為還原產(chǎn)物;因此氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為8:6=4:3;(2)由圖轉(zhuǎn)化過程可知,該反應(yīng)中反應(yīng)物為NH3和 NaClO,生成物為N2、 NaCl2和 H2O,因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3 3NaClO=N2 3NaCl 3H2O;由于反應(yīng)過程中生成HClO, HClO不穩(wěn)定,受熱易分解,因此溫度過高,氨氮去除率降低; NaClO 具有氧化性,其量增大,會使得部分NH3被氧化成NO2-或 NO3- , 使得水體中總氮去除率降低;【點睛】本題考查氧化還原反應(yīng)方

50、程式的書寫,考生應(yīng)從圖中找出反應(yīng)物、生成物,另外解釋控制反應(yīng)條件的度。11 高錳酸鉀是一種常用氧化劑,主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等??蓪④涘i礦(主要成分為MnO2)和 KClO3在堿性介質(zhì)中制得K2MnO4,然后通入CO2制備高錳酸鉀。已知:溫度溶解度/gK2CO3KHCO3KMnO4K2SO4CH3COOK2011133.76.3811.1217(1)制備錳酸鉀的主要反應(yīng)為:3MnO2+6KOH+KClO3=3K2MnO4+KCl+3H2O 該反應(yīng)中的氧化劑是,還原劑是。 每生成1mol K2MnO4 轉(zhuǎn)移 mol 電子。(2)通入少量CO2氣體時,錳酸鉀發(fā)生歧化反應(yīng),生成KMnO4, M

51、nO 2, K2CO3。 則生成的KMnO4與 MnO2的物質(zhì)的量之比為。 若 CO2過量會生成KHCO3,導(dǎo)致得到的KMnO4產(chǎn)品的純度降低,其原因是,可以把通CO2改為加其他的酸。從理論上分析,選用下列酸中,得到的產(chǎn)品純度更高。A 醋酸B 濃鹽酸C 稀硫酸【答案】KClO3 MnO2 2 2:1 KHCO3的溶解度比K2CO3小很多,濾液蒸發(fā)濃縮時KHCO3會隨KMnO4一起結(jié)晶析出A【解析】【分析】( 1) 3MnO 2 +6KOH+KClO 3=3K2MnO 4+KCl+3H 2O該反應(yīng)中,錳元素化合價升高,故MnO 2是還原劑,氯元素化合價降低;( 2)根據(jù)題目信息可以寫出方程式為:

52、3K2MnO4+2CO2=2KMnO 4+MnO2+2K2CO3;根據(jù)題目中的溶解度信息可以發(fā)現(xiàn)KHCO 3 的溶解度比K2CO3小很多,故濾液蒸發(fā)濃縮時 KHCO 3會隨KMnO 4一起結(jié)晶析出;鹽酸具有還原性,能夠還原高錳酸鉀,加入醋酸生成醋酸鉀,醋酸鉀的溶解度比硫酸鉀大的多,蒸發(fā)濃縮時會留在母液中,加入硫酸生成的硫酸鉀溶解度小,會和高錳酸鉀一起結(jié)晶析出而有雜質(zhì)?!驹斀狻浚?1) 3MnO 2 +6KOH+KClO 3=3K2MnO 4+KCl+3H 2O該反應(yīng)中,錳元素化合價升高,故MnO 2是還原劑,氯元素化合價降低,故KClO 3是氧化劑,該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)是6,即生成 3個錳酸鉀轉(zhuǎn)移

53、6個電子,故每生成1mol K2MnO4轉(zhuǎn)移 2 mol 電子;答案為:KClO 3; MnO 2 ; 2;( 2)根據(jù)題目信息可以寫出方程式為:3K2MnO4+2CO2=2KMnO 4+MnO2+2K2CO3,故生成的 KMnO 4與 MnO2 的物質(zhì)的量之比為2:1;根據(jù)題目中的溶解度信息可以發(fā)現(xiàn)KHCO 3 的溶解度比K2CO3小很多,故濾液蒸發(fā)濃縮時 KHCO 3會隨KMnO 4一起結(jié)晶析出;鹽酸具有還原性,能夠還原高錳酸鉀,加入醋酸生成醋酸鉀,醋酸鉀的溶解度比硫酸鉀大的多,蒸發(fā)濃縮時會留在母液中,加入硫酸生成的硫酸鉀溶解度小,會和高錳酸鉀一起結(jié)晶析出而有雜質(zhì),故選擇醋酸;答案為:2:1 ; KHCO

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