1、2021届高考化学 小题必练4 氧化还原反应2021届高考化学 小题必练4 氧化还原反应年级:姓名:14(新高考)小题必练4:氧化还原反应对氧化还原的考查,主要包括:以生产、生活、社会中的实际问题为载体,考查氧化还原的基本概念;比较无知氧化性、还原性的强弱及其规律应用;以元素化合物为载体,考查氧化还原反应中电子转移的方向和数目。1.【2020年北京卷】实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子FeCl4,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6)中生成缔合物。下列说法错误的是( )A萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下B分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出C分液
2、后水相为无色,说明已达到分离目的D蒸馏时选用直形冷凝管【答案】A【解析】A萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,A错误;B分液时,密度大的液体在下层,密度小的液体在上层,下层液体由分液漏斗下口放出,下层液体放完后,密度小的上层液体从分液漏斗上口倒出,B正确;CFe3+在浓盐酸中生成黄色配离子,该离子在乙醚中生成缔合物,乙醚与水不互溶,故分液后水相为无色,则水相中不再含有Fe3+,说明已经达到分离目的,C正确;D蒸馏时选用直形冷凝管,能使馏分全部转移到锥形瓶中,而不会残留在冷凝管中,D正确;答案选A。【点睛】萃取分液操作的考查,熟练掌握实验操作流程。2【2020年北京卷】下列物质的应用中,利用了氧
3、化还原反应的是( )A用石灰乳脱除烟气中的SO2B用明矾KAl(SO4)212H2O处理污水C用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3xH2O)D用84消毒液(有效成分NaClO)杀灭细菌【答案】D【解析】ASO2是酸性氧化物,可与碱反应,用石灰乳脱除烟气中的SO2时,SO2与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙,反应过程中无元素的化合价变化,没有利用氧化还原反应,故A不符合题意;B用明矾KAl(SO4)212H2O溶于水中,电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,该过程利用胶体的吸附性,发生的反应没有发生化合价变化,没有利用氧化还原反应,故B不符合题意;C
4、用盐酸去除铁锈(主要成分Fe2O3xH2O),发生的主要反应为:6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O,反应中没有元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故C不符合题意;D用84消毒液有效成分NaClO,具有强氧化性,能使蛋白质发生变性从而杀死细菌病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,故D符合题意;答案选D。【点睛】判断氧化还原反应的依据是有元素化合价的升降。3【2020年浙江选考】水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是( )ANa BCl2 CNO2 DNa2O【答案】A【解析】A2Na+2H2O=2NaOH+H2,H2O中H元素化合价由+1降为0价,得电子被还原,做氧化剂,在反应中
5、表现出氧化性,故A符合题意;BCl2+H2OHCl+HClO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故B不符合题意;C3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C不符合题意;DNa2O+H2O=2NaOH,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D不符合题意;答案选A。【点睛】氧化剂是化合价降低,发生还原反应的物质。4【2020年北京卷】反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H
6、2O中,氧化产物是( )AMnO2 BHCl CMnCl2 DCl2【答案】D【解析】反应中,HCl的Cl元素化合价升高变为0价,作还原剂,而氯气为氧化产物,MnO2中的Mn化合价降低,作氧化剂,MnCl2为还原产物,综上所述,答案为D。【点睛】掌握氧化还原反应中常见的几个概念,例如还原剂是化合价升高的发生氧化反应,得到氧化产物的物质。5【2020年浙江选考】硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:下列说法不正确的是( )A该过程有H2O参与BNO2是生成硫酸盐的氧化剂C硫酸盐气溶胶呈酸性D该过程没有生成硫
7、氧键【答案】D【解析】根据图示中各微粒的构造可知,该过程有H2O参与,故A正确;B根据图示的转化过程,NO2转化为HNO2,N元素的化合价由+4价变为+3价,化合价降低,得电子被还原,做氧化剂,则NO2的是生成硫酸盐的氧化剂,故B正确;C硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶中含有HSO,转化过程有水参与,则HSO在水中可电离生成H+和SO,则硫酸盐气溶胶呈酸性,故C正确;D根据图示转化过程中,由SO转化为HSO,根据图示对照,有硫氧键生成,故D错误;答案选D。【点睛】将一个氧化还原反应拆分成几步,以图像的形式表达出来,考查学生细致的观察能力与分析能力。1反应MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H
8、2O中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是( )A12 B11 C21 D41【答案】B【解析】由反应方程式可知,反应物MnO2中的Mn元素的化合价为+4价,生成物MnCl2中Mn元素的化合价为+2价,反应物HCl中Cl元素的化合价为-1价,生成物Cl2中Cl元素的化合价为0价,故MnCl2是还原产物,Cl2是氧化产物,由氧化还原反应中得失电子守恒可知,n(Cl2)n(MnCl2)=11,B符合题意;答案选B。2丙烷还原氧化铁的反应为C3H8+Fe2O3CO2+Fe+,下列叙述错误的是( )A配平方程后方框内的化学式为H2O且系数为12B该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为109C还原性:
9、C3H8FeD25、101kPa条件下,消耗11.2L C3H8转移的电子数为10NA【答案】D【解析】烷还原氧化铁的反应为C3H8+Fe2O3CO2+Fe+,反应中C元素的化合价由-变为+4价,化合价升高,失电子,发生氧化反应,C3H8作还原剂;Fe元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,得电子,发生还原反应,Fe2O3作氧化剂,根据氧化还原反应得失电子守恒和原子守恒,则配平该反应方程式为:3C3H8+10Fe2O3=9CO2+20Fe+12H2O。根据上述分析可知,A正确;该反应中氧化剂为Fe2O3,氧化产物为CO2,则二者物质的量之比为109,故B正确;根据氧化还原反应规律,还原剂的还
10、原性大于还原产物的还原性,则还原性:C3H8Fe,故C正确;11.2L C3H8的状态条件不是标准状况,不能用标况下气体的摩尔体积计算消耗C3H8物质的量,则反应中转移电子的数目不能确定,故D错误;答案选D。【点睛】注意气体求算物质的量时是否是在标况下,能否直接使用22.4L/mol。3 Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂。制备方法之一为:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2,下列说法正确的是( )ANa2O2只作氧化剂B1mol FeSO4可还原2.5mol Na2O2C转移0.8 mol电子时生成33.2g Na2FeO4D还原剂与氧化剂的物质
11、的量之比为13【答案】B【解析】该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,氧化剂对应的产物是还原产物,还原剂对应的产物是氧化产物。A根据分析,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,故A错误;B反应2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2中,化合价升高的元素有Fe,由+2价+6价,化合价升高的元素还有O元素,由-1价0价,2mol FeSO4发生反应时,共有2mol4+1mol2=10mol电子转移,6mol Na2O2有5mol作氧化剂、1mol Na2O2作还原剂,其中2
12、mol FeSO4还原5mol Na2O2,即1mol FeSO4还原2.5mol Na2O2,故B正确;C.由方程式转移10mol电子生成2mol Na2FeO4,转移0.8mo1电子时生成2166gmol1=26.56g Na2FeO4,故C错误;D根据B项分析,6mol Na2O2有5mol作氧化剂、1mol Na2O2作还原剂,2mol FeSO4作还原剂,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为35,故D错误;答案选B。4工业上用发烟HClO4把潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟CrO2(ClO4)2来除去Cr(III),HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法错误的( )AHClO4属于
13、强酸,该反应也生成了另一种强酸BCrO2(ClO4)2中Cr元素显+6价C该反应每生成1mol氧化产物,便有0.375mol HClO4被还原D该反应的离子方程式为19ClO+8Cr3+=8CrO2(ClO4)2+3Cl【答案】D【解析】ACl元素非金属性较强,HClO4属于强酸,生成盐酸,也属于强酸,故A正确;BCrO2(ClO4)2中0为-2价、Cl为+7价,则Cr元素显+6价,故B正确;C该反应每生成1mol氧化产物,则转移3mol电子,HClO4被还原的物质的量为,故C正确;D该反应的离子方程式为19ClO+8Cr3+4H2O=8CrO2(ClO4)2+3Cl+8H+,故D错误;故选D
14、。【点睛】离子方程式的书写注意等式两边的电荷守恒。5现有由0.2mol CuS和0.1mol Cu2O组成的混合物,与足量稀HNO3充分反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,则被还原的HNO3的物质的量是( )A0.4mol B0.6mol C0.8mol D1.0mol【答案】B【解析】CuS中硫元素化合价从-2升高到+6,则1mol CuS被氧化失去8mol电子、Cu2O中铜元素化合价从+1升高到+2,则1mol Cu2O被氧化失去2mol电子,稀HNO3作氧化剂时氮元素化合价从+5降低到+2,每1mol硝酸被还原得电子物质的量为3mol,0.2mol CuS和0.1mol
15、 Cu2O被氧化失去电子的物质的量为0.2mol8+0.1mol2=1.8mol,按得失电子数守恒,被还原的HNO3的物质的量是,B正确;答案选B。【点睛】解题关键在于抓住氧化还原反应中得失电子数相等。6下列我国古代的技术应用中,不涉及氧化还原反应的是( )A粮食酿醋 B古法炼铁 C淮南王发明豆浆制豆腐 D火药爆炸【答案】C【解析】A粮食酿醋的过程中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,故A不符合题意;B古法炼铁过程中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,故B不符合题意;C淮南王发明豆浆制豆腐没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故C符合题意;D火药爆炸有元素化合价变化,属于氧化还原反应,故D不
16、符合题意;故选C。7已知:在发烟硫酸(H2SO4SO3)中,I2和I2O5生成I2(SO4)3。I2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4。下列说法不正确的是( )A发烟硫酸的摩尔质量为178B反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为32C反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为31D若反应中消耗2mol I2(SO4)3,则电子转移3mol【答案】A【解析】A发烟硫酸(H2SO4SO3)的摩尔质量是178gmol1,故A错误;BI2中碘为0价,I2O5中碘为+5价,得到+3价的碘化合物I2(SO4)3,则化学方程式为:4I2+6I2O5+15H2SO4SO3=10I2(SO4)3+15H2O,氧化
17、剂I2O5与还原剂I2的物质的量之比为32,故B错误;CI2(SO4)3溶于水生成I2和I2O4,另外还应生成H2SO4,根据反应物与产物中I元素的化合价可推知I2与I2O4的物质的量之比为13,则化学方程式:4I2(SO4)3+12H2O=I2+3I2O4+12H2SO4,氧化产物I2O4与还原产物I2的物质的量之比为31,故C错误;D根据C中的反应4I2(SO4)3+12H2O=I2+3I2O4+12H2SO4,4I2(SO4)3I26e,所以消耗2mol I2(SO4)3,则电子转移3mol,故D正确;故选A。8稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中,金属铈在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,
18、遇水很快反应并产生气体。已知:铈常见的化合价为+3和+4,且Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+。下列说法正确的是( )A用Pt作阴极,Fe作阳极,电解熔融CeO2,可在阳极获得铈B将少量的碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中,其离子方程式为:Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+C金属铈着火,可采用普通的泡沫灭火器灭火D金属铈可浸于煤油中保存,储存在阴凉、通风的地方,要远离火种和热源【答案】D【解析】A电解时活性电极做阳极,阳极本身失电子发生氧化反应,得到Fe2+,与Ce4+反应,最终使得熔融的CeO2中的四价铈离子不放电,A错误;B将少量的碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中,由于I和F
19、e2+都有还原性,故两者均可以与Ce4+反应,反应为3Ce4+Fe2+2I=3Ce3+I2+Fe3+,B错误;C普通的泡沫灭火器中有二氧化碳和氢氧化铝的糊状物,由于铈是活泼金属,会与糊状物中的水反应,所以不能用泡沫灭火器灭火,C错误;D金属铈是活泼金属,易与水、氧气反应,所以保存时放在煤油中隔离空气,储存在阴凉、通风的地方,要远离火种和热源,D正确;故选D。9氰化物是剧毒物质,传统生产工艺的电镀废水中含一定浓度的CN,无害化排放时必须对这种废水进行处理。可采用碱性条件下的Cl2氧化法处理这种废水,涉及两个反应:反应i,CN+OH+Cl2OCN+Cl+H2O(未配平);反应ii,OCN+OH+C
20、l2X+Y+Cl+H2O(未配平)。其中反应i中N元素的化合价没有变化,X、Y是两种无毒的气体。下列判断正确的是( )A反应i中氧化剂与还原剂的化学计量数之比为12BX、Y是CO2、N2,且均为反应ii的氧化产物C该废水处理工艺过程中须采取措施,防止Cl2逸出到空气中D处理c(CN)=0.0001molL1的废水106L,消耗标况下的Cl2 4.48103L【答案】C【解析】A反应i中N元素的化合价没有变化,碳化合价从+2升高到+4,氯元素化合价降低,所以氯气是氧化剂,CN是还原剂,二者比例为11,故A错误;BX、Y是两种无毒的气体,从元素分析,应含有碳元素和氮元素,其中一种为二氧化碳,另一种
21、为氮气,其中碳元素化合价不变,氮元素化合价升高,氮气为氧化产物,二氧化碳不是氧化产物,故B错误;C氯气是有毒气体,应采取措施,防止氯气逸出到空气中,故C正确;DCN+2OH+Cl2=OCN+2Cl+H2O,2OCN+4OH+3Cl2=2CO2+N2+6Cl+2H2O,总反应方程式为,2CN+8OH+5Cl2=2CO2+N2+10Cl+4H2O,处理c(CN)=0.0001molL1的废水106L,则的物质的量为100mol,消耗的氯气为250mol,标况下的Cl2 250mol22.4L/mol=5.6103L,故D错误。故选C。10工业上提取碲(Te)的反应之一为3Te+16HNO3=3Te
22、(NO3)4+4NO+8H2O,下列说法不正确的是( )A生成标准状况下11.2L NO,转移的电子数为2NABTe(NO3)4是氧化产物,NO是还原产物C氧化性由强到弱的顺序为HNO3Te(NO3)4D氧化剂与还原剂的物质的量之比为43【答案】A【解析】A由化学方程式可知,生成4mol NO,反应转移12mol电子,标准状况下11.2L NO的物质的量为0.5mol,则转移1.5mol电子,电子数为1.5NA,故A错误;B由化学方程式可知,反应中Te元素化合价升高被氧化,N元素化合价部分降低被还原,则Te(NO3)4是氧化产物,NO是还原产物,故B正确;C由氧化还原反应规律可知,氧化剂的氧化
23、性强于氧化产物,由元素化合价变化可知,HNO3起酸和氧化剂的作用,Te(NO3)4是氧化产物,则氧化性由强到弱的顺序为HNO3Te(NO3)4,故C正确;D由化学方程式可知,反应中Te元素化合价升高被氧化,N元素化合价部分降低被还原,Te为还原剂,HNO3起酸和氧化剂的作用,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为43,故D正确;故选A。11 (双选)煅烧NH4Al(SO4)2发生的主要反应:4NH4Al(SO4)22Al2O3+5SO3+3SO2+2NH3+N2+5H2O。将生成的16mol混合气体通入一定物质的量浓度的BaCl2溶液中充分反应,有白色沉淀生成。下列说法不正确的是( )ANH4Al(
24、SO4)2是一种复盐B白色沉淀中一定含有BaSO4和BaSO3C通入BaCl2溶液后逸出气体的主要成分是N2、SO2和少量水蒸气DNH4Al(SO4)2分解反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为31【答案】BD【解析】ANH4Al(SO4)2是由两种不同的金属阳离子(铵根离子性质类似金属阳离子)和一种酸根离子组成的盐,因此属于复盐,A正确;B根据物质分解反应方程式可知反应产生的气体中,SO3、SO2、NH3物质的量的比是532,反应后溶液显酸性,SO3与水反应产生H2SO4,H2SO4与BaCl2反应产生BaSO4沉淀,由于BaSO3能够溶于酸,故在酸性环境中不存在,则白色沉淀中一定含有Ba
25、SO4,但不含BaSO3,B错误;C4mol NH4Al(SO4)2完全分解产生16mol气体,其中5mol SO3与水反应产生5mol的H2SO4,2mol NH3与1mol H2SO4反应产生(NH4)2SO4,(NH4)2SO4及未反应的4mol H2SO4与BaCl2反应产生BaSO4沉淀,在酸性环境中SO2不能溶解,N2也不能溶解,故逸出气体的主要成分是N2、SO2和少量水蒸气,C正确;D在该反应中,N元素化合价由反应前NH4Al(SO4)2中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,N2是氧化产物;S元素化合价由反应前NH4Al(SO4)2中的+6价变为反应后SO
26、2中的+4价,化合价降低,得到电子被还原,SO2是还原产物,故分解反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为13,D错误;故合理选项是BD。12(双选)白磷有剧毒,白磷中毒可用硫酸铜溶液解毒,白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:(1)2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3PO4+5H2SO4(2)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4下列有关说法中错误的是( )A在上述两个反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂B在上述两个反应中,氧化产物都是H3PO4C在上述两个反应中,氧化剂都只有硫酸铜D在反应(2)中,当有5mol CuSO4发生反应时,共转移5mol电
27、子【答案】CD【解析】在(1)2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3PO4+5H2SO4反应中P元素化合价由0价变为5价,Cu元素化合价由+2价变为0价;在(2)11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4反应中P元素化合价由0价变为-3价、+5价,Cu元素化合价由+2价变为+1价,如果有11mol P参加氧化还原反应,则有6/11的P被氧化,其余的P被还原,A、两个反应中只有P、Cu元素化合价变化,水既不是氧化剂也不是还原剂,故A正确;B、两个反应中P元素化合价由0价变为+5价,化合价升高被氧化,所以氧化产物都是H3PO4,故B正确;C在反应(2)中,P
28、元素化合价由0价变为-3价、+5价,所以P既是氧化剂又是还原剂,故C错误;D、在反应(2)中,15mol CuSO4转移30mol电子,则当有5mol CuSO4发生反应时,共转移10mol电子,故D错误;故选CD。【点睛】本题考查氧化还原反应,掌握元素化合价变化和氧化剂、还原剂的概念是解本题关键,注意该反应中P元素化合价变化,在反应(2)中既升高又降低,为易错点,侧重于考查学生对基础知识的应用能力。13含氮化合物对环境、生产和人类活动有很大影响。(1)氨气具有还原性。将氨气通入灼热的氧化铜固体中,现象是_;化学方程式是_。(2)NF3为无色、无味的气体,在潮湿的环境中易变质生成HF、NO、H
29、NO3。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_,NF3在空气中泄漏时很容易被观察到,原因是_。(3)利用某分子筛作催化剂,可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如图所示。请写出脱去NO的离子反应方程式:_。(4)火箭燃料偏二甲肼C2H8N2与N2O4反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。1mol C2H8N2完全反应转移的电子数是_。【答案】(1)黑色氧化铜变为红色 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O (2)21 NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮 (3) (NH4)2(NO2)2+NO=(NH4)(HNO2)+H+N2+H2O (4) 16NA 【解析】(1)氨气具有还原性
30、,能使黑色的氧化铜变为红色的单质铜,反应的方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;(2)NF3在潮湿的环境中与水反应,易变质生成HF、NO、HNO3,则方程式为3NF3+5H2O=9HF+2NO+HNO3,当有3mol NF3反应时,生成2mol NO和1mol HNO3,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21;NF3易变质,生成NO,NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮,而硝酸易于空气中的水蒸气结合形成白雾;(3)根据图像可知,反应的方程式为NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O,A为氮气和水,则脱去NO的离子反应方程式为(NH4)2(NO2)2+NO=(NH4)(HNO2)+
31、H+N2+H2O;(4)已知C2H8N2与N2O4反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水,C2H8N2+2N2O4=2CO2+4H2O+3N2,1mol C2H8N2完全反应转移的电子为16mol。14一种利用电解锰阳极泥(主要成分MnO2、MnO)制备MnO2的工艺流程如下:(1)“煅烧氧化”时,1mol MnO完全转化为Na2MnO4失去电子的物质的量为_mol;MnO2煅烧反应的化学方程式为_。(2)“调pH”是将溶液pH调至约为10,防止pH较低时Na2MnO4自身发生氧化还原反应生成MnO2和_。(3)“还原”时有无机含氧酸盐生成,反应的化学方程式为_。(4)测定产品中MnO2
32、质量分数的步骤如下:步骤1:准确称取mg产品,加入c1 mol/L Na2C2O4溶液V1mL(过量)及适量的稀硫酸,水浴加热煮沸一段时间。(已知:Na2C2O4+2H2SO4+MnO2=MnSO4+2CO2+2H2O+Na2SO4)步骤2:用c2 mol/L KMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4,滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液VmL。(已知:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+l0CO2+K2SO4+8H2O)步骤2达滴定终点时的判断依据是_,产品中MnO2的质量分数为w(MnO2)=_(列出计算表达式即可)。【答案】(1)4 2MnO2+4NaOH+O22N
33、a2MnO4+2H2O (2)MnO(或NaMnO4) (3) 2Na2MnO4+HCHO=2MnO2+Na2CO3+2NaOH (4) 滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液呈浅红色且30s内不褪去 100% 【解析】锰阳极泥“煅烧氧化”使MnO完全转化为Na2MnO4;“浸取”得到Na2MnO4的浸取液;“调pH”是将溶液pH调至约为10,加入甲醛发生氧化还原反应制备二氧化锰。(1)“煅烧氧化”时MnONa2MnO4锰由+2价变成+6价,失去电子为4e-,1mol MnO煅烧完全失去电子的物质的量为4mol;MnO2煅烧反应的化学方程式为2MnO2+4NaOH+O22Na2MnO4+2H2O;
34、(2)Na2MnO4中Mn的化合价为+6,MnO2中Mn的化合价为+4,Na2MnO4自身发生氧化还原反应,Mn的化合价部分变为+4价,部分要升高为+7价,所以能生成MnO2,NaMnO4;(3)根据流程可知,“还原指Na2MnO4与甲醛反应生成二氧化锰和碳酸钠,反应的化学方程式为2Na2MnO4+HCHO=2MnO2+Na2CO3+2NaOH;(4)用KMnO4标准溶液滴定草酸,滴定终点时高锰酸钾过量,则判断依据是:滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液呈浅红色且30s内不褪去;由5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2+K2SO4+8H2O,得2n(H2C2O4)=
35、5n(KMnO4),n(H2C2O4)=;Na2C2O4+2H2SO4+MnO2=MnSO4+2CO2+2H2O+Na2SO4,n(Na2C2O4)=n(MnO2),n(Na2C2O4)=c1mol/LV1mL-,m(MnO2)=(c1V1-)87g/mol1000,产品中MnO2的质量分数为(MnO2)=100%。15碳酸铈Ce2(CO3)3为白色粉末,难溶于水,主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如图流程制得:回答下列问题:(1)若Na2CO3溶液改为NaOH溶液,则反应生成难溶物一氢氧化铈(M),其暴露于空气中时变成紫色,最终变成黄色的氢氧化高铈(IV)。氢氧化铈在空气中被氧
36、化成氢氧化高铈的化学方程式为 。(2)取(1)中得到的Ce(OH)4产品1.00g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/L的FeSO4标准溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+),消耗标准溶液45.00mL,则所得产品中Ce(OH)4的质量分数为 。【答案】(1)4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 (2)93.6% 【解析】氟碳酸铈精矿在空气中氧化焙烧生成二氧化铈(CeO2)、二氧化碳和HF;二氧化铈与稀硫酸、过氧化氢反应生成铈(III)溶液、氧气;分离出不溶物后,加入碳酸钠溶液制备Ce2(CO3)3。(3)若试剂Na2CO3改为氢氧化钠溶液,则发生反应Cs2(SO4)3+6NaOH=2Ce(OH)3+3Na2SO4,将氢氧化铈()暴露于空气中时会被空气中的氧气氧化变成紫色,最终变成黄色的氢氧化高铈()。根据元素守恒和得失电子守恒,化学方程式为4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;(4)用0.1000mol/L的FeSO4标准溶液滴定时,发生Ce(OH)4+Fe2+4H+=Ce3+Fe3+4H2O,则nCe(OH)4=0.1000mol/L45.00mL=0.0045mol,mCe(OH)4=0.0045mol208g/mol=0.936g,Ce(OH)4的质量分数=100%=93.6%。