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[题组训练·考能]
1.(2022·湛江市高三上学期质量调研)(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应,所得溶液显酸性,含VO2+、K+、SO等。写出该反应的化学方程式______________________________。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,充分反应后,溶液中新增加了VO、Cl-。写出并配平该反应的离子方程式,并标出电子转移的数目和方向_______________________________。
(3)在20.00 mL的0.1 mol·L-1VO溶液中,加入0.195 g锌粉,恰好完全反应,则还原产物可能是 ______________________________________。
a.V b.V2+ c .VO d.VO2+
(4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+。请再写一个离子反应方程式,说明还原性:SO>Cl->VO2+
____________________________________________________。
解析 (1)K2SO3为还原剂,氧化产物为K2SO4,V2O5为氧化剂,还原产物为VO2+。
(2)KClO3把VO2+氧化成VO,本身被还原成Cl-,离子方程式为ClO+6VO2++3H2O===Cl-+6VO+6H+,转移6 mol e-。
(3)依据电子得失守恒得:
×2=0.020 L×0.1 mol·L-1×(5-x)
x=2,b正确。
(4)由已知得:还原性Cl->VO2+,依据Cl2+SO+H2O===2Cl-+2H++SO
可推出还原性SO>Cl-。
答案 (1)V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O
(3)b
(4)Cl2+SO+H2O===2Cl-+2H++SO
2.六价铬[Cr(Ⅵ)]有剧毒,废水中的Cr2O常用铁氧磁体法除去,即把过量的FeSO4·7H2O加入含Cr2O的废水中,调整pH<4,Fe2+将Cr(Ⅵ)还原为Cr3+。
(1)写出上述Fe2+还原Cr2O的离子方程式,并标明电子转移的方向和数目: _______________________________。
(2)若调整溶液的pH为8~10,将析出相当于Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)xCr2-x]O4(磁性材料铁氧体)的沉淀,由此可确定x=________。
(3)Cr3+在过量的NaOH溶液中会转化为CrO,写出这一转化的离子方程式: ________________________________。
由此可知Cr(OH)3呈________(选填“酸”、“碱”或“两”)性。
(4)依据(2)的结果,若废水中Cr(Ⅵ)按CrO3计。加入的FeSO4·7H2O与CrO3的质量比应为多少才能除去废水中的Cr(Ⅵ),m(FeSO4·7H2O)∶m(CrO3)=________。
解析 (1)由题意初步确定反应为Cr2O+Fe2++H+―→Fe3++Cr3++H2O,再由化合价升降法配平得:Cr2O+6Fe2++14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O。
(2)上述反应生成的Fe3+、Cr3+将以沉淀的形式析出,依据上述离子方程式有:==,解得:x=1.5。(4)磁性材料铁氧体的组成为Fe(Ⅱ)[Fe(Ⅲ)1.5·Cr(Ⅲ)0.5]O4,则n(Fe)∶n(Cr)=(1+1.5)∶0.5=5∶1,所以m(FeSO4·7H2O)∶m(CrO3)=(5×278)∶(1×100)=13.9∶1。
答案 (1) +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O(答案合理即可) (2)1.5
(3)Cr3++4OH-===CrO+2H2O 两
(4)13.9∶1
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