一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)1.阳极泥处理后的沉渣中含AgCl,工业上可用Na2SO3溶液作浸取剂浸出回收。
某小组在实验室模拟该过程。
已知:i.25o C时,部分物质的溶解度:AgCl 1.9×10–4 g;Ag2SO3 4.6×10–4 g;Ag2SO40.84 g。
ii.25o C时,亚硫酸钠溶液酸化过中含4S+微粒的物质的量分数随pH变化如图所示。
Ⅰ.浸出氯化银取AgCl固体,加入1 mol/L Na2SO3溶液作浸取剂,充分反应后过滤得到浸出液(pH=8),2SO- [Ag(SO3)2]3– + Cl–。
该过程中发生的反应为AgCl +23(1)用平衡移动原理解释AgCl溶解的原因是___。
Ⅱ. 酸化沉银(2)经检测,沉淀m为AgCl,则溶液m中含4S+微粒的主要存在形式是________。
(3)探究沉淀n的成分。
①甲同学认为沉淀n一定不含Ag2SO4,其依据是________。
②乙同学认为沉淀n可能含Ag2SO3,进行实验验证。
i. 本实验设计的依据是:Ag2SO3具有________性。
ii. 乙同学观察到________,得出结论“沉淀n不含Ag2SO3”。
③丙同学从溶液n的成分角度再次设计实验证明沉淀n不含Ag2SO3。
i. 本实验设计的依据是:若沉淀n含Ag2SO3,则溶液n中含1Ag+微粒的总物质的量___(填“>”、“=”或“<”)Cl–物质的量。
ii. 结合实验现象简述丙同学的推理过程:____。
Ⅲ.浸取剂再生(4)溶液m经处理后可再用于浸出AgCl,请简述该处理方法____。
【答案】AgCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq) ,Ag+与SO 32- 结合生成[Ag(SO3)2]3–,促进AgCl的溶解平衡正向移动 HSO3- Ag2SO4的溶解度远大于AgCl或Ag2SO3,溶液中Ag+ 的浓度很小还原b.中清液的颜色与..,均为浅紫色溶液< e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则.......c.相同溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可知溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–) 加NaOH溶液调节pH至9~10【解析】【分析】I、(1)利用平衡移动的知识答题即可;II、(2)生成沉淀m时,溶液m的pH为5,观察图像,可以得知HSO3-的物质的量分数占100%;(3)①溶液中Ag+的浓度很小,而Ag2SO4的溶解度较大,故不会形成Ag2SO4沉淀;②依据Ag2SO3的还原性答题;③e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可分析出溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–);III、(4)m溶液中的溶质为NaHSO3,浸取剂为Na2SO3溶液,需要加入NaOH溶液将NaHSO3转化为Na2SO3。
【详解】I、(1)A gCl(s)Ag+(aq)+ Cl-(aq),Ag+与SO 32- 结合生成[Ag(SO3)2]3-,促进AgCl的溶解平衡正向移动;II、(2)生成沉淀m时,溶液m的pH为5,观察图像,可以得知HSO3-的物质的量分数占100%,则溶液m中含4S+微粒的主要存在形式是HSO3-;(3)①Ag2SO4的溶解度远大于AgCl或Ag2SO3,溶液中Ag+ 的浓度很小;②i、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,SO32-具有还原性,则该实验涉及的依据是Ag2SO3具有还原性;ii、沉淀中无Ag2SO3,则该沉淀不会使酸性KMnO4溶液褪色,故可以观察到a试管中酸性KMnO4溶液褪色,b、c试管中酸性KMnO4溶液依然呈紫色;③e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可分析出溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–);III、(4)m溶液中的溶质为NaHSO3,浸取剂为Na2SO3溶液,根据曲线图可知,加入NaOH溶液调整pH到9-10即可。
2.碳酸亚铁可用于制备补血剂。
某研究小组制备了 FeCO3,并对 FeCO3的性质和应用进行了探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水②Fe2++6SCN-Fe(SCN)64-(无色)Ⅰ. FeCO3的制取(夹持装置略)实验i:装置 C 中,向 Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间 CO2至其 pH 为 7,滴加一定量 FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到 FeCO3固体。
(1)试剂 a 是_____。
(2)向 Na2CO3溶液通入 CO2的目的是_____。
(3)C 装置中制取 FeCO3的离子方程式为_____。
(4)有同学认为 C 中出现白色沉淀之后应继续通 CO2,你认为是否合理并说明理由________。
Ⅱ.FeCO3的性质探究实验ii实验iii(5)对比实验ⅱ和ⅲ,得出的实验结论是_____。
(6)依据实验ⅱ的现象,写出加入 10%H2O2溶液的离子方程式_____。
Ⅲ.FeCO3的应用(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁([CH3CH(OH)COO]2Fe,相对分子质量为 234)补血剂。
为测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,树德中学化学实验小组准确称量 1.0g 补血剂,用酸性 KMnO4溶液滴定该补血剂,消耗0.1000mol/L 的 KMnO4溶液 10.00mL,则乳酸亚铁在补血剂中的质量分数为_____,该数值异常的原因是________(不考虑操作不当以及试剂变质引起的误差)。
【答案】饱和NaHCO3溶液降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2 2HCO3- +Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O 不合理,CO2会和FeCO3反应生成Fe(HCO3)2(或合理,排出氧气的影响) Fe2+与SCN-的络合(或结合)会促进FeCO3固体的溶解或FeCO3固体在KSCN溶液中的溶解性比KCl溶液中大 6Fe(SCN)64-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-或6Fe2++3H2O2+12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3或6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+ 117% 乳酸根中的羟基被KMnO4氧化,也消耗了KMnO4【解析】【分析】I. 装置A 中碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳中混有挥发的氯化氢气体,需要利用装置B 中盛装的饱和碳酸氢钠溶液除去,装置C 中,向碳酸钠溶液(pH=11.9)通入一段时间二氧化碳至其pH 为7,滴加一定量硫酸亚铁溶液产生白色沉淀,过滤,洗涤,干燥,得到FeCO 3;II. (5)根据Fe 2++6SCN -Fe(SCN)64-分析FeCO 3在KCl 和KSCN 两种不同溶液中的溶解度不同判断;(6)实验ii 中溶液显红色且有红褐色沉淀生成,说明加入10%过氧化氢溶液后有Fe(OH)3和Fe(SCN)3生成;(7)FeCO 3溶于乳酸[CH 3CH(OH)COOH ]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂,根据得失电子守恒和元素守恒建立关系式进行计算;乳酸根中有羟基,也能被高锰酸钾溶液氧化。
【详解】I. (1)装置A 中制取的CO 2中混有HCl ,欲除去CO 2中混有的HCl ,B 中盛装的试剂a 应是饱和NaHCO 3溶液,故答案为:饱和NaHCO 3溶液;(2)向Na 2CO 3溶液中通入CO 2的目的是利用CO 2和Na 2CO 3反应生成的NaHCO 3,提高溶液中HCO 3-的浓度,抑制CO 32-的水解,降低溶液中OH -的浓度,防止生成Fe(OH)2,故答案为:降低溶液中OH -浓度,防止生成Fe(OH)2;(3)装置C 中,向Na 2CO 3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO 2至其pH 为7,此时溶液中溶质主要为NaHCO 3,再滴加FeSO 4溶液,有FeCO 3沉淀生成,发生反应的离子方程式为2HCO 3- + Fe 2+=FeCO 3↓+CO 2↑+H 2O ,故答案为:2HCO 3- + Fe 2+=FeCO 3↓+CO 2↑+H 2O ;(4)FeCO 3沉淀能溶解在CO 2的水溶液中,生成可溶于水的Fe(HCO 3)2,降低产物的量,则当出现白色沉淀之后不应继续通入CO 2,或者:出现白色沉淀之后继续通CO 2,可防止空气中氧气氧化FeCO 3,提高产物的纯度,故答案为:不合理,CO 2会和FeCO 3反应生成Fe(HCO 3)2(或合理,排出氧气的影响);Ⅱ. (5)通过对比实验ii 和iii ,可知Fe 2+与SCN -的络合生成可溶于水的Fe(SCN)64-,会促进FeCO 3固体的溶解,故答案为:Fe 2+与SCN -的络合(或结合)会促进FeCO 3固体的溶解或FeCO 3固体在KSCN 溶液中的溶解性比KCl 溶液中大;(6)依据实验ⅱ的现象,可知在含有Fe 2+的溶液中滴加10%的过氧化氢溶液后,有Fe(OH)3和Fe(SCN)3生成,发生反应的离子方程式为6Fe(SCN)64-+3H 2O 2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN -或6Fe 2++3H 2O 2+12SCN -=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3或6Fe 2++3H 2O 2=2Fe(OH)3↓+4Fe 3+;故答案为:6Fe(SCN)64-+3H 2O 2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN -或6Fe 2++3H 2O 2+12SCN -=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3或6Fe 2++3H 2O 2=2Fe(OH)3↓+4Fe 3+;Ⅲ. (7)FeCO 3溶于乳酸[CH 3CH(OH)COOH ]能制得可溶性乳酸亚铁([CH 3CH(OH)COO]2Fe 补血剂,可得关系式MnO 4~5Fe 2+~5[CH 3CH(OH)COO]2Fe ,则乳酸亚铁的物质的量为0.1000mol/L×0.01L×5=0.005mol ,则乳酸亚铁的质量分数0.005mol 234g/mol 100%=117%1.0g⨯⨯,由于乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾溶液的量增多,而计算中只按Fe 2+被氧化,故计算所得乳酸亚铁的质量偏大,导致产品中乳酸亚铁的质量分数大于100%,故答案为:117%;乳酸根中的羟基被KMnO4氧化,也消耗了KMnO4。
3.高氯酸铵是一种常见的强氧化剂,常用作火箭发射的推进剂。