发布时间 : 星期一 文章2020-2021高考化学氧化还原反应综合练习题含答案解析更新完毕开始阅读1f450fc5f724ccbff121dd36a32d7375a417c691
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②电解过程中,采取一定的措施可控制阳极室的 pH 约为 6~8,此时进入浓缩室的 OH可
L-1 乳酸溶液通电一段时间后, 浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不 计。400 mL 10 g·
忽略不计),阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为_____L (已知:乳酸的摩尔质量为 90 g/mol)。
【答案】第四周期ⅤA族 2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O 4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3 4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+ 6.72 【解析】 【分析】
(1)①由砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层;
②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,由此计算可得。 【详解】
(1)①由砷是氮的同族元素,比氮原子多2个电子层可知,砷原子最外层有5个电子,4个电子层,则砷位于元素周期表第四周期ⅤA族,故答案为:第四周期ⅤA族; ②根据题给信息可知,酸性条件下,硫化钠与和废水中的砷酸反应,生成难溶性的三硫化二砷和水,反应中硫化钠做还原剂,砷酸做氧化剂,反应的离子方程式为2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O,故答案为:2H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O;
(2)由题意可知,在微生物的作用下,CN-被氧气氧化成HCO3-,同时生成NH3,反应中碳元素化合价升高被氧化,氮元素化合价没有变化,则反应的离子方程式为4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3,故答案为:4H2O+2CN-+O2=2HCO3-+2NH3;
(3)①水电离出的氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应生成氧气,破坏水的电离平衡,使溶液呈酸性,溶液中氢离子浓度增大,电极反应式为4OH-或2H2O-4e-═O2↑+4H+,故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑或2H2O-4e-═O2↑+4H+;
②由电极反应式和生成HA的化学方程式可得:2HA—2 H+—H2,电解过程中生成HA的质
量为(145 g/L×0.4L—10 g/L×0.4L)=54g,则由HA和氢气的关系式可知阴极上产生的 H2 在标准状况下的体积约为90g/mol×1×22.4L/mol=6.72L,故答案为:6.72。 2【点睛】
电渗析法处理厨房垃极发酵液时,阳极上水电离出的氢氧根放电,使溶液中氢离子浓度增大,氢离子从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,阴极上水电离出的氢离子放电,使溶液中氢氧根浓度增大,溶液中A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,发生反应H++A-═HA,导致乳酸浓度增大是理解的关键,也是解答关键。
54g
12.氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,含硫天然气制备氢气的流程如下。
请回答下列问题:
Ⅰ.转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如图所示。
(1)过程i中H2S发生了___(填“氧化”或“还原”)反应。 (2)过程ii的离子方程式是___。
(3)已知:①Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全。
②30℃时,在T.F菌作用下,不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如下表。 pH Fe2+氧化速率/(g·L-1·h-10.9 4.5 1.2 5.3 1.5 6.2 1.8 6.8 2.1 7.0 2.4 6.6 2.7 6.2 3.0 5.6 ) 请结合以上信息,判断工业脱硫应选择的最佳pH范围,并说明原因:___。 II.蒸气转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化。结合如图回答问题。
(4)①该过程的热化学方程式是___。
②比较压强p1和p2的大小关系:p1___p2(选填“>”“<”或“=”)。 III.CO变换:500℃时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。 IV.H2提纯:将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如图。
(5)①吸收池中发生反应的离子方程式是___。 ②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理:___。 【答案】氧化 4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O 1.5≤pH<1.9,当pH大于1.9时,Fe3+开始
沉淀,导致Fe2+和Fe3+浓度均下降,会降低反应速率。pH小于1.5时,T.F菌活性较低,反
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应速率减慢 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+204kJmol1 >
CO2+H2O+CO32-=2HCO3- 阴极反应:2H2O+2e=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O;阳极反应:4H2O-4e=O2↑+4H+,H++HCO3-=CO2+H2O,阳极区多余的K+经阳离子交换膜进入阴极区,使K2CO3溶液得以再生 【解析】 【分析】
I.转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如图2;
(1)硫化氢被硫酸铁氧化生成单质硫;
(2)过程Ⅱ是亚铁离子酸性条件下被氧气氧化生成铁离子;
(3)1.5≤PH<1.9,当PH大于1.9时,Fe3+开始沉淀,导致Fe3+、Fe2+离子浓度均下降,降低反应速率,PH<1.5时,T?F菌活性较低;
Ⅱ.(4)①在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化生成一氧化碳和水蒸气,图中反应的焓变△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=204kJ/mol,标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式;
②图象中甲烷体积分数随压强增大而增大,据此分析;
Ⅳ.(5)①二氧化碳和碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾;
②碳酸氢根离子存在电离平衡、氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子。 【详解】
I.转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如图2;
(1)硫化氢被硫酸铁氧化生成单质硫,过程i中H2S发生了氧化反应;
(2)过程Ⅱ是亚铁离子酸性条件下被氧气氧化生成铁离子,反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O;
(3)Fe3+在pH=l.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全,分析30℃时,在T.F菌作用下,不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率可知:工业脱硫应选择的最佳pH范围1.5≤PH<1.9,当PH大于1.9时,Fe3+开始沉淀,导致Fe3+、Fe2+离子浓度均下降,降低反应速率,PH<1.5时,T?F菌活性较低,反应速率减慢;
Ⅱ.(4)①在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化生成一氧化碳和水蒸气,图中反应的焓变△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=204kJ/mol,标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+204kJ/mol;
②反应后气体物质的量增大,增大压强平衡逆向进行,图象中甲烷体积分数随压强增大而增大,据此分析,比较压强P1和P2的大小关系:P1>P2;
Ⅳ.(5)①将CO2和H2分离得到H2的过程示意图分析得到:二氧化碳和碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾,反应的离子方程式为CO2+H2O+CO32-=2HCO3-; ②HCO3-存在电离平衡:HCO3-H++CO32-,阴极H+放电浓度减小平衡右移,CO32-再生,
阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,OH-+HCO3-=CO32-+H2O,使碳酸钾溶液得以再生。
13.已知反应①2F2+2H2O=4HF+O2↑;②AlCl3+3NaHCO3=Al(OH)3↓+3NaCl+3CO2↑ ;③2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;④SO2+H2O=H2SO3⑤SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;⑥NaH+H2O=NaOH+H2↑;⑦CO+H2O
高温CO2+H2;⑧3NO2+H2O = 2HNO3+NO
(1)上述反应中不属于氧化还原反应的有(填序号,下同)_____________
(2)H2O被氧化的是_____________;属于氧化还原反应,但H2O既不被氧化,也不被还原的是_____________。
(3)写出⑤的离子反应方程式_____________。
(4)用双线桥法表示反应⑧中电子转移的方向和数目,并指出氧化产物和还原产物。双线桥法:_____________;氧化产物:_____________;还原产物:_____________。 【答案】②④ ① ⑤⑧ SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl- HNO3 NO 【解析】 【分析】
(1)含元素化合价变化的反应为氧化还原反应;