专题七 从氧化还原反应的视角分析化工生产中的物质变化

1、专题七从氧化还原反应的视角分析“化工生产”中的物质变化一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。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H、O、S、I四种元素的化合价均发生变化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 02,就能得到标准状况下22.4 L H2D .理论上，每分解18 g H20，就需向体系内再补充32 g S02答案AC解析 反应1 :，02 + 2、0 + 12= = = 104 + 25;反应口： 2HI错误IH2T + I2;反应皿：2H2S04错误!2S02f + 2H20 + 02h2 .碱式硫酸铁

2、Fex (0H)y(S04)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Al203、Fe203)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：足岛稀偷酸NiHCO,NaN璧3调*plT过褪|3土辛|胃器藏Al(OH)T NO下列说法正确的是( )A.x、y、z一定符合关系式：x = y = zB 过滤所得滤液中只含溶质FeS04C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，反应口常同时通入02以减少NaN02的用量，若有11.2 L (标准状况)的02参与反应，则相当于节约4 mol NaN02答案C解析Fex(0H)y(S04)z(其中Fe元

3、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FeS04外还有Na2S04，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 + H S0 = = = FeSQ + Hh 化合反应Fe (S0)+ Fe= = = 3FeS0和复分解反应 /A12O3 + 3H_SO4= = =AI (SO4)3 + 3H2O、Fe2O_ + 3H2SO4= = = Fe2 (S04)_ + 3H2O，故 C 正确；在实际生产 中，反应口常同时通入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

4、电 子相等，则相当于节约NaNO2的物质的量二错误！ =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()反应I的离子反应方程式为：2Ce4+ + H2= =2Ce3+ + 2H +反应口中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1C .反应前溶液中c ( Ce4+ )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BC解析 根据图示可知反应I为2Ce4+ + H2= =2Ce3+2

5、H+,A项正确；反应口的反应物为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= = =4Ca+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项错误；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。.(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：KOH KCIO, I过由I浸取 KjMnOj下列说法正

6、确的是( )A 灼烧”可在石英坩埚中进行B .母液中的溶质是KMnO4、KHCO3、KC1C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BD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”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 + MnO2l+ 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。.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

7、化二钒的说 法中错误的是()() ()II IV VA .五氧化二钒的结构式为:，(.，B . V2O5溶于碱生成VO错误！C 沉钒涉及反应的化学方程式为 6NaVO3 + 2H2SO4 + 2NH4Cl = = = ( NH4 ) 2V6O16 + 2Na2SO4 + 2H2O +2NaClD.V2O5 + 6HCl(浓)= =2VOCl + Cl2f + 3H2 O,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

8、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。二、非选择题.(2019-山东日照一模)钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用，从 钛白水解工业废酸(含SC3 +、TiO2 +、Mn2 +、H +、SO错误!等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：酸洗反莘暇她|皿招CU27.5% ll.OyNaOII和水擀液钛白水解

9、H皿业废酸色有机第取削请回答下列I问题：(1)在钛白水解工业废酸中，加入H2O2是为了使TiO2 +转化为难萃取的Ti (O2)(OH)(H2O)4 + Ti(O2)(OH)(H2O)4 + 中 Ti 的化合价为。(2 )钪的萃取率(E% )与O/A值萃取剂体积(O )和废酸液体积(A )之比的关系如下图，应选择的合适O/A值为温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表，合适的萃取温度为10 15 ，其理由是T/C510152530钪的萃取率/%91.39697.197.398.0钛的萃取率/%0.940.952.103.014.20(3 )已知钪与铝类似，其氢氧化物具有两性。反萃取步骤中，加入NaO

10、H使溶液呈碱性，碱性条件下双氧水可 以氧化锰离子生成滤渣I,写出该反应的离子方程。(4 )草酸钪“灼烧”的化学方程式为。(5)若该钛白水解废酸中含SC3 +的浓度为16 mg-L_i，从1 m3该废酸中提取得到21.6 g Sc2O3，则钪的提取 率为(保留两位有效数字)。答案 (1)+4(2)1:4温度为10 15 C时，钪的萃取率较高，且钛的萃取率较低(合理即得分)Mn2+H2O2 + 2OH= = = MnO2l + 2H2O2Sj ( CO, ) + 3O错误!2Sc0 + 12CO ( 5 ) 88%解析(1)Ti(O2)(OH)(H2O)4 +中存在过氧根离子(O错误！)和OH,故化合物中Ti为+4价。(2)在1015 C钪萃取率较大，而钛的萃取率较低，钪的相