有大量MnO4、H的溶液具有强氧化性,Cl和CH3CH2OH都可以被氧化,D项错误。
[答案] B 二、非选择题
15.饮用水中的NO3对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3的浓度,某兴趣小组提出以下两种方案:
a.在微碱性条件下,用Fe(OH)2还原NO3,还原产物为NH3; b.在碱性条件下,用铝粉还原NO3,还原产物为N2。
(1)方案a中,生成17 g NH3的同时生成__________mol Fe(OH)3。 (2)方案b中发生的反应如下(配平该反应方程式并回答下列问题): Al+____NO3+____OH===____AlO2+____N2↑+____H2O
该反应中__________元素的化合价降低,该元素被__________(填“氧化”或“还原”),若有10 mol Al参加反应,则转移的电子的物质的量为__________。
(3)方案b中,当有0.3 mol电子转移时,生成的氮气在标准状况下的体积为__________mL。
[解析] (1)方案a是氧化还原反应,Fe(OH)2为还原剂,NO3为氧化剂,设生成x mol Fe(OH)3,根据得失电子守恒有17/17×(5+3)=x×(3-2),解得x=8。(2)根据得失电子守恒配平该反应方程式即可;N化合价由+5(NO3)降低为0(N2),本身被还原;Al的化合价由0(Al)升高到+3(AlO2),10 mol Al参加反应,则转移的电子的物质的量为10×3=30 mol。3×0.3(3)当有0.3 mol电子转移时,生成的N2在标准状况下的体积为×22.4=0.672 L=
30672 mL。
[答案] (1)8 (2)10 6 4 10 3 2 氮 还原 30 mol (3)672
16.(2015·陕西一模)高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途。实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾,其部分流程如下:
-
-
-
-
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-
-+-
(1)第①步加热熔融应在__________中进行,而不用瓷坩埚的原因是__________(用化学方程式表示)。
(2)第④步通入CO2后发生反应,生成MnO4和MnO2。反应的离子方程式为__________。
6
-
(3)第⑤步趁热过滤的目的是________________。
(4)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、__________ 、洗涤、干燥。干燥过程中,温度不宜过高,其原因是__________________ (用化学方程式表示)。
(5)H2O2和KMnO4都是常用的强氧化剂。若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,则酸性高锰酸钾溶液会褪色。写出该反应的离子方程式:__________________________。该反应说明H2O2的氧化性比KMnO4的________________(填“强”或“弱”)。
[解析] (1)由于KOH是强碱,在加热及高温时容易与玻璃、陶瓷中的SiO2发生反应,
△
该反应的化学方程式为SiO2+2KOH=====K2SiO3+H2O。所以加热熔融KClO3和KOH的混合物应
在铁坩埚中进行。(2)根据题意结合原子守恒和电荷守恒,可得该反应的离子方程式为3MnO4+2CO2
-
4
2-
2-
+MnO2↓+2CO3。(3)由于KMnO4的溶解度随温度的升高而增大,随温度的
降低而减小,趁热过滤就可以减少过滤过程中KMnO4的损耗。(4)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。KMnO4受热容易发生分解反应:
△
2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑。为了防止KMnO4的分解,所以在干燥时温度不宜过高。
(5)KMnO4和H2O2都有强的氧化性,但KMnO4的氧化性更强,所以二者发生反应时H2O2作还原剂,把KMnO4还原为无色的Mn,而使溶液褪色。该反应说明H2O2的氧化性比KMnO4的弱。
△
[答案] (1)铁坩埚 SiO2+2KOH=====K2SiO3+H2O
(2)3MnO4+2CO2
2-
2+
2MnO4+MnO2↓+2CO3
-2-
(3)减少过滤的损耗(或防止降温过程中KMnO4析出而损耗)
△
(4)过滤 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)2MnO4+6H+5H2O2===2Mn+5O2↑+8H2O 弱
17.(2015·北京卷)为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe+2I
3+
-
2+
-
+
2+
+I2”反应中Fe和Fe的相互转化。实验如下:
3+2+
7
(1)待实验Ⅰ溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ,目的是使实验Ⅰ的反应达到__________。
(2)ⅲ是ⅱ的对比实验,目的是排除ⅱ中__________造成的影响。
(3)ⅰ和ⅱ的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe向Fe转化。用化学平衡移动原理解释原因:__________________________。
2+
3+
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测ⅰ中Fe向Fe转化的原因:外加Ag使c(I
-
2+
3+
+
-
2+
)降低,导致I的还原性弱于Fe,用如图装置(a,b均为石墨电极)进行实验验证。 ①K闭合时,指针向右偏转,b作__________极。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U形管左管中滴加0.01 mol·LAgNO3溶液,产生
-1
的现象证实了其推测。该现象是__________________。
(5)按照(4)的原理,该同学用上图装置进行实验,证实了ⅱ中Fe向Fe转化的原因。 ①转化原因是________________________________________
②与(4)实验对比,不同的操作是__________________________
2+
3+
8
________________________________________。
(6)实验Ⅰ,还原性:I>Fe;实验Ⅱ中,还原性:Fe>I。将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是____________________
[解析] (1)溶液颜色不再改变,说明反应2Fe+2I
3+
-
2+
-
2+
2+
-
+I2已经达到化学平衡
状态。(2)本小题考查空白对照实验的设计。(3)根据平衡移动原理解释。(4)①根据原电池原理,实验Ⅰ中2Fe+2I
3+
-
2+
+2I2正向进行,Fe作氧化剂发生还原反应,故b作
-
3+
3+
正极。②滴加AgNO3溶液后,U形管左管中生成AgI黄色沉淀,使I的浓度降低,2Fe+2I
-
2+
+I2逆向进行,则a极发生还原反应,a极作正极,故电流表指针向左偏转。
2+
-
(5)①c(Fe)升高,导致Fe的还原性强于I。②当指针归零后,向右管中加入1 mol·L
-1
2+
FeSO4溶液,也能使平衡逆向移动。 [答案] (1)化学平衡状态 (2)溶液稀释对颜色变化
(3)加入Ag发生反应:Ag+I===AgI↓,c(I)降低;或增大c(Fe),平衡均逆向移
+
+
-
-
2+
动
(4)①正 ②左管产生黄色沉淀,指针向左偏转
(5)①Fe随浓度增大,还原性增强,使Fe还原性强于I ②向右管中加入1 mol·L
-1
2+
2+
-
FeSO4溶液
(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧
化、还原能力,并影响平衡移动方向
9