发布时间 : 星期三 文章2020-2021高考化学氧化还原反应综合练习题含详细答案更新完毕开始阅读ea94b255edf9aef8941ea76e58fafab069dc44a7
已知：①V2O5、Al2O3、SiO2可与Na2CO3、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐。 ②AlO2+4H+=Al3++2H2O。
（1）焙烧Ⅰ包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式________；废渣Ⅰ的主要成分是________；精制Ⅰ中加盐酸调pH的主要作用是________，加入NH3·H2O后发生反应的离子方程式为________。 （2）精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是________；pH过大时，沉淀量增大的原因是________。
（3）沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是________。NH4VO3在500℃时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应方程式为2NH4VO3
?ΔV2O5+H2O↑+2NH3↑。但脱氨过
程中，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，该反应的化学方程式为________。 【答案】4FeO·V2O3 + 5O2
焙烧
2Fe2O3 + 4V2O5 Fe2O3 [或Fe(OH)3] 除Si并转化
AlO2-写“除Si”即得分） Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH H+ + NH3·H2O = H2O + NH（写出第一个离子方程式即得分） 形成溶解度较大的酸式盐（或形成溶解度较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙） 产生了Ca(OH)2沉淀 Cl－ 3V2O5 + 2NH33H2O 【解析】 【分析】
氧化过程FeO·V2O3生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5；经过氧化和钠化后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐，Fe2O3[或Fe(OH)3]成为滤渣；精制Ⅰ中加盐酸调pH为了和SiO32-反应生成硅酸沉淀，将AlO2-转化为Al3+；加入NH3·H2O后与Al3+发生反应生成Al(OH)3沉淀；精制Ⅱ中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，沉钒时加入试剂NH4Cl，所得NH4VO3沉淀，焙烧得到产品，据此分析。 【详解】
（1）氧化过程FeO·V2O3生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5，化学方程式为：
500℃3V2O4 + N2 +
4FeO·V2O3 + 5O2
焙烧2Fe2O3 + 4V2O5；经过氧化和钠化后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为
-可溶性盐，Fe2O3 [或Fe(OH)3]成为滤渣；精制Ⅰ中加盐酸调pH为了和SiO32反应生成硅
酸沉淀，将AlO2-转化为Al3+；加入NH3·H2O后与Al3+发生反应生成Al(OH)3沉淀，还可以
H2O=Al OH中和酸，反应方程式为：Al+3NH3g++3+??3?+3NH4+、
H+NH3gH2O=H2O+NH4，故答案为：4FeO·V2O3 + 5O2
Fe2O3 [或Fe(OH)3]；除Si并转化AlO2-(写“除Si”即得分)；
焙烧
2Fe2O3 + 4V2O5；
Al3++3NH3gH2O=Al ?OH?3?+3NH4+，H++NH3gH2O=H2O+NH4+（写出第一个
离子方程式即得分）；
（2）精制Ⅱ中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，pH过小时形成溶解度较大的酸式盐；pH过大时易形成Ca(OH)2沉淀，故答案为：形成溶解度较大的酸式盐（或形成溶解度较大的磷酸氢钙和/或磷酸二氢钙）；产生了Ca(OH)2沉淀；
（3）沉钒时加入试剂NH4Cl，因此所得NH4VO3沉淀含有阴离子主要为Cl-；脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2，则V2O5为氧化剂，NH3为还原剂，还原产物为V2O4，氧化产物为N2，则氧化还原方程式为：3V2O5 + 2NH3
500℃3V2O4 + N2 + 3H2O，故答案为：Cl；3V2O5 + 2NH3
－
500℃3V2O4 + N2 +
3H2O。
11．生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子，有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速 Fe2+氧化的细菌，培养后能提供 Fe3+， 控制反应条件可达细菌的最大活性，其生物浸矿机理如下图。
反应1 反应2
（1）氧化亚铁硫杆菌生物浸出 ZnS 矿。 ①反应 2 中有 S 单质生成，离子方程式是__。
② 实验表明温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是__。 （2）氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂（LiCoO2）与上述浸出机理相似，发生反应1 和反应3：LiCoO2 +3Fe3=Li+ Co2+3Fe2+O2↑ ①在酸性环境中，LiCoO2 浸出 Co2+的总反应的离子方程式是__。
②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时，Ag+对钴浸出率有影响，实验研究 Ag+的作用。取 LiCoO2 粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中，分别加入不同浓度 Ag+的溶液，钴浸出率（图 1）和溶液 pH（图 2）随时间变化曲线如下：
+
+
+
+
图1 不同浓度Ag+作用下钴浸出率变化曲线 图2 不同浓度Ag+作用下溶液中pH变化曲线
Ⅰ．由图 1 和其他实验可知，Ag能催化浸出 Co2，图 1 中的证据是__。 Ⅱ．Ag是反应 3 的催化剂，催化过程可表示为： 反应 4：Ag+LiCoO2=AgCoO2+Li 反应 5：……
反应 5 的离子方程式是__。
Ⅲ．由图 2 可知，第 3 天至第 7 天，加入 Ag+后的 pH 均比未加时大，结合反应解释其原因：__。
【答案】ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+ 细菌的活性降低或失去活性 4LiCoO2 +12H+
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+
+
4Li++4Co2++6H2O +O2↑ 加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率 AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑ 加入Ag+催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H更多，故加入Ag后的pH比未加时大 【解析】 【分析】 【详解】
（1）①由题给示意图可知，反应 2为Fe3+与ZnS发生氧化还原反应生成Zn2+、S和Fe2+，反应的离子方程式为ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+，故答案为：ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+； ② 细菌为蛋白质，温度较高或酸性过强时，蛋白质变性，细菌的活性降低，导致金属离子的浸出率均偏低，故答案为：细菌的活性降低或失去活性；
（2）①在酸性环境中，细菌做催化剂，使LiCoO2中+3价的Co元素将-2价O元素氧化，
+++
反应生成Li、Co2、O2和H2O，反应的离子方程式为4LiCoO2 +12H
++
4Li+4Co2+6H2O
+
+
+O2↑，故答案为：4LiCoO2 +12H+
+
4Li++4Co2++6H2O +O2↑；
+
②Ⅰ．由图1可知，加入Ag明显提高了单位时间内钴浸出率，说明Ag做催化剂，提高了钴浸出速率，故答案为：加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率；
Ⅱ．由催化剂的催化机理可知，反应4中Ag+做反应物，则反应5中Ag+做生成物，即中间产物AgCoO2与Fe3+反应生成Ag+、Co2+、Fe2+和O2，反应的化学方程式为
AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑，故答案为：AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑； Ⅲ．由图 2 可知，第 3 天至第 7 天，加入 Ag+后的 pH 均比未加时大，原因是加入Ag+
催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H+更多，导致加入Ag后的pH比未加时大，故答案为：加入Ag催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H更多，故加入Ag后的pH比未加时大。
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12．NH3和Cl2在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2 →N2+6HCl。当Cl2和 NH3 比例不同时，产物有差异。
(1)该反应可用于检验化工生产中氯气是否泄漏。如氯气有少量泄漏，用氨气检验时的现象为_____________________________。
(2)若利用该反应处理含有氨气和氯气的尾气，用于制备盐酸，Cl2和NH3的最佳比例为_____。
(3)常温常压下，取总物质的量为12mol的氯气和氨气的混合气体，完全反应后，气体物质的量保持不变。求：① 反应前氯气和氨气的物质的量之比______________ ② 反应后生成的氧化产物的质量_______________。
(4)若将总体积为100L的NH3和Cl2混合，实验精确测得充分反应后无色混合气体中N2占混合气体的定）
【答案】有白烟生成 3∶2 n(NH3)∶n(Cl2)=1∶1 m(N2 )=56g 余NH3和N2 0.263mol，余HCl 和N2 0.893mol 【解析】 【分析】
NH3和Cl2在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2 →N2+6HCl。当Cl2和 NH3 比例不同时，产物有差异。
(1)要检验化工生产中氯气是否泄漏，则需要有明显的现象，从提供的反应可以看出，氨气过量时会有明显现象，找到该反应并指出现象即可；
(2)要求是利用氨气和氯气之间反应生成氯化氢用于制备盐酸，故按该反应中Cl2和NH3的比例来回答；
(3)常温常压下，取总物质的量为12mol的氯气和氨气的混合气体，完全反应后，气体物质的量保持不变，说明2NH3?3Cl2?N2?6HCl反应后氨气有剩余，再发生反应NH3+HCl=NH4Cl，HCl不能完全反应，按此思路计算① 反应前氯气和氨气的物质的量之比及② 反应后生成的氧化产物的质量；
(4)若将总体积为100L的NH3和Cl2混合，①2NH3?3Cl2?N2?6HCl恰好反应，根据方程式计算混合气体总体积，进而计算氮气体积；
②NH3过量时，发生反应8NH3?3Cl2?N2?6NH4Cl，剩余混合气体为氮气、氨气，设Cl2有xL，利用方程式和已知条件计算出氮气的体积、氧化产物的物质的量； 【详解】
(1)按题意，用于检验氯气是否泄漏的反应应有明显现象，氯气和氨气可能的反应为
1，求生成氧化产物的物质的量_____________。（该实验数据在标准状况下测72NH3?3Cl2?N2?6HCl、当氨气过量时会与生成的HCl反应生成氯化铵，有白烟，现