届高考化学一轮复习讲义 守恒规律在氧化还原反应计算中的应用和铝及重要化合物.docx
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届高考化学一轮复习讲义守恒规律在氧化还原反应计算中的应用和铝及重要化合物
守恒规律在氧化还原反应计算中的应用
1.在一定条件下HI、Fe、FeBr2分别与足量的Cl2反应,如果三个反应电子转移数目相等,则HI、Fe、FeBr2的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1B.3∶1∶1
C.1∶3∶3D.6∶3∶2
2.在一定温度下,NH4NO3分解:
NH4NO3―→HNO3+N2↑+H2O(未配平),在此反应中被氧化和被还原的氮原子数之比是( )
A.5∶3B.5∶4
C.1∶1D.3∶5
3.1.92gCu投入一定量的浓HNO3溶液中,Cu完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到标准状况下的气体672mL,将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入的氧气的体积为( )
A.504mLB.336mL
C.224mLD.168mL
4.羟胺(NH2OH)是一种还原剂,能将某些氧化剂还原。
现用25.00mL0.049mol·L-1羟胺的酸性溶液与足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.55mL0.020mol·L-1酸性KMnO4溶液完全反应。
已知:
FeSO4+KMnO4+H2SO4―→Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O(未配平),则羟胺的氧化产物是( )
A.N2B.N2O
C.NOD.NO2
5.在含有0.078molFeSO4的溶液中通入0.009molCl2,再加入含有0.01molX2O
的溶液后,Fe2+恰好完全转化为Fe3+,则反应后X元素的化合价为( )
A.+2B.+3
C.+4D.+5
6.将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和ClO
两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.反应中转移电子的物质的量为0.21mol
B.ClO
的生成是由于温度升高引起的
C.苛性钾溶液中KOH的质量为16.8g
D.氯气被还原成0.06molClO-和0.03molClO
7.已知M2O
可与R2-作用,R2-被氧化为R单质,M2O
的还原产物中,M为+3价;又知c(M2O
)=0.3mol·L-1的溶液100mL可与c(R2-)=0.6mol·L-1的溶液150mL恰好完全反应,则n值为( )
A.4B.5
C.6D.7
8.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( )
A.2B.3
C.4D.5
9.amolFeS与bmolFeO投入VLcmol·L-1的HNO3溶液(过量)中,充分反应,产生气体为NO,则反应后溶液中NO
的量为( )
A.62(a+b)g
B.186(a+b)g
C.(cV-
)mol
D.(cV-
)mol
10.在热的稀H2SO4溶液中溶解了11.4gFeSO4,当加入50mL0.5mol·L-1KNO3溶液后,使其中的Fe2+全部转化成Fe3+,KNO3也反应完全,并有NxOy气体逸出:
□FeSO4+□KNO3+□H2SO4―→□K2SO4+□Fe2(SO4)3+□NxOy+□H2O。
据此推算出x、y的值分别为( )
A.1、2B.1、1
C.2、1D.2、3
11.将一定量的氯气通入30mL浓度为10.00mol·L-1的氢氧化钠浓溶液中,加热少许时间后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。
下列判断正确的是( )
A.与NaOH反应的氯气一定为0.3mol
B.n(Na+)∶n(Cl-)可能为7∶3
C.若反应中转移的电子为nmol,则0.15<n<0.25
D.n(NaCl)∶n(NaClO)∶n(NaClO3)可能为11∶2∶1
守恒规律在氧化还原反应计算中的应用
1.
选B。
反应中只有氯气是氧化剂,3个反应得失电子数目相等,则3个反应中参加反应的氯气的物质的量相等,令参加反应的氯气为1mol,根据2HI+Cl2===2HCl+I2,n(HI)=2mol,根据2Fe+3Cl2===2FeCl3,n(Fe)=
mol,根据2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2,n(FeBr2)=
mol,故n(HI)∶n(Fe)∶n(FeBr2)=2mol∶
mol∶
mol=3∶1∶1。
2.
选A。
在NH4NO3―→HNO3+N2↑+H2O的反应中,氮元素由铵根中-3价升高为0价,被氧化,氮元素由硝酸根中+5价降低为0价,被还原,氮气既是还原产物也是氧化产物,根据电子转移守恒,可知被氧化的氮原子与被还原的氮原子物质的量之比为5∶3,即数目之比为5∶3。
3.
选B。
从整个反应来看,Cu→Cu2+;HNO3→NO、NO2→HNO3,O2→-2价的O,N元素的化合价在整个反应前后没有变化,则Cu失去电子的物质的量等于氧气得到电子的物质的量。
所以O2在标准状况下的体积为
×22.4L·mol-1×103mL·L-1=336mL。
4.
选B。
根据题意,可以认为羟胺被酸性KMnO4溶液氧化,羟胺中N元素的化合价是-1,设羟胺的氧化产物中N元素的化合价是x,根据得失电子守恒,存在25.00×10-3L×0.049mol·L-1×[x-(-1)]=24.55×10-3L×0.020mol·L-1×5,解得x=1,故羟胺的氧化产物为N2O。
5.
选B。
假设反应后X元素的化合价为+m价,根据得失电子数相等,得0.078×1=0.009×2+0.01×2×(6-m),解得m=3。
6.
选D。
结合反应,根据图像知n(ClO-)=0.06mol,n(ClO
)=0.03mol,故转移电子物质的量=0.06mol×(1-0)+0.03mol×(5-0)=0.21mol,A正确;根据图像知,氯气和氢氧化钾先生成次氯酸钾,且该反应是放热反应,随着温度的升高,氯气和氢氧化钾反应生成氯酸钾,所以氯酸根离子的生成是由于温度升高引起的,B正确;根据得失电子守恒可知n(Cl-)=0.21mol,根据物料守恒可知n(K+)=n(Cl-)+n(ClO-)+n(ClO
)=0.21mol+0.06mol+0.03mol=0.3mol,则n(KOH)=0.3mol,则m(KOH)=0.3mol×56g·mol-1=16.8g,C正确;ClO-、ClO
都是氧化产物,D错误。
7.
选D。
n(M2O
)=0.3mol·L-1×0.1L=0.03mol,n(R2-)=0.6mol·L-1×0.15L=0.09mol,反应中M被还原化合价降低到+3价,R元素被氧化化合价升高到0价。
设M2O
中M的化合价为x,则2x+2=2n,x=n-1,氧化还原反应中氧化剂和还原剂转移电子数目相等,则有(n-1-3)×0.03mol×2=[0-(-2)]×0.09mol,n=7。
8.
选D。
本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
由Na2S
x→xNa2S+6O4,NaCl +1O→NaCl -1得关系式1×
·xe-=16×2e-,x=5。
9.
选D。
根据氮元素守恒,反应后溶液中n(NO
)=n(HNO3)-n(NO),n(HNO3)=VL×cmol·L-1=cVmol,amolFeS与硝酸反应转化为Fe3+、SO
,bmolFeO与硝酸反应转化为Fe3+,二者共转移(9a+b)mol电子,根据得失电子守恒,生成的NO的物质的量为
mol,故反应后溶液中n(NO
)=(cV-
)mol,D项正确。
10.
选B。
n(FeSO4)=
=0.075mol,n(KNO3)=0.05L×0.5mol·L-1=0.025mol,设NO
与NxOy中N元素化合价差为Δn,根据氧化还原反应得失电子总数相等的原则,可得关系式:
0.075×1=0.025×Δn,所以Δn=3,即NxOy中N元素的化合价为+2价,则NxOy为NO,所以x=y=1。
11.
选C。
由于反应后体系中没有NaOH,故NaOH完全反应,根据钠元素守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.03L×10.00mol·L-1=0.3mol,根据氯原子守恒有2n(Cl2)=n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=0.3mol,故参加反应的氯气的物质的量为0.15mol,故A错误;根据方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O可知,当氧化产物只有NaClO时,n(Na+)∶n(Cl-)最大,为2∶1,当氧化产物为NaClO3时,n(Na+)∶n(Cl-)最小,为6∶5,故6∶5<n(Na+)∶n(Cl-)<2∶1,7∶3>2∶1,故B错误;根据方程式Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化产物只有NaClO时,转移电子数最少,为0.3mol×1/2×1=0.15mol,氧化产物只有NaClO3时,转移电子数最多,为0.3mol×1/2×5/3=0.25mol,故C正确;D.令n(NaCl)=11mol,n(NaClO)=2mol,n(NaClO3)=1mol,生成NaCl得到的电子为11mol×1=11mol,生成NaClO、NaClO3失去的电子为2mol×1+1mol×5=7mol,得失电子不相等,故D错误。
铝及其重要化合物
1.熟练书写重要的方程式(是离子反应的写离子方程式)
(1)Al和NaOH溶液的反应:
____________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)Al(OH)3和NaOH溶液的反应:
______________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)Al(OH)3和盐酸的反应:
_____________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)Al2O3和NaOH的反应:
______________________________________________
________________________________________________________________________;
(5)Al2O3和盐酸的反应:
_______________________________________________________
________________________________________________________________________;
(6)NaAlO2和过量盐酸的反应:
_________________________________________________
________________________________________________________________________;
(7)向KAlO2溶液中通入过量CO2气体:
_________________________________________
________________________________________________________________________;
(8)将NaAlO2溶液与KHCO3溶液混合:
___________________________________________
________________________________________________________________________;
(9)将KAlO2溶液与AlCl3溶液混合:
____________________________________________
________________________________________________________________________;
(10)向AlCl3溶液中加入过量KOH溶液:
_________________________________________
________________________________________________________________________;
(11)向AlCl3溶液中加入过量氨水:
____________________________________________
________________________________________________________________________;
(12)将AlCl3溶液与KHCO3溶液混合:
___________________________________________
________________________________________________________________________。
2.铝及其化合物知识的正误判断
(1)铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼。
( )
(2)明矾用作净水剂不涉及化学变化。
( )
(3)人们常用铝制水壶烧水,说明铝与热水不反应。
( )
(4)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。
( )
(5)将Al2O3固体放入足量盐酸中,固体全部溶解,说明Al2O3是碱性氧化物。
( )
(6)常温下,将铝片放入浓硫酸中,无明显现象,说明铝与冷的浓硫酸不反应。
( )
(7)Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应。
( )
(8)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。
( )
(9)向氯化铝溶液中滴加过量氨水,得到澄清溶液。
( )
(10)等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气。
( )
(11)常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2。
( )
(12)AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体。
( )
(13)常温下,把相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸中,浓硝酸中铝片先溶解完。
( )
3.某学生探究0.25mol·L-1Al2(SO4)3溶液与0.5mol·L-1Na2CO3溶液的反应,实验如下。
实验1
实验2
下列分析不正确的是( )
A.实验1中,白色沉淀a是Al(OH)3
B.实验2中,白色沉淀b中含有CO
C.实验1、2中,白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关
D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,不可使用相同的检验试剂
4.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。
工业制备镓的流程如图所示:
下列判断不合理的是( )
A.Al、Ga均处于ⅢA族
B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2
D.酸性:
Al(OH)3>Ga(OH)3
5.某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化关系如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.x为NaOH溶液,y为盐酸
B.a→b发生的反应为AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓
C.b→c→Al的反应条件分别为加热、电解
D.a、b、c既能与酸反应又能与碱反应
6.将2.3gNa和2.7gAl同时加入足量的水中充分反应,将反应后的溶液稀释、定容为500mL。
下列说法正确的是( )
A.整个反应过程中共转移电子0.4mol
B.反应产生的气体在标准状况下的体积是1.12L
C.反应所得溶液与足量CO2反应的离子方程式为
2AlO
+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
D.在稀释操作中用到的全部玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶
铝及其重要化合物
1.
(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
(2)Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(3)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(4)Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O
(5)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(6)AlO
+4H+===Al3++2H2O
(7)AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(8)AlO
+HCO
+H2O===Al(OH)3↓+CO
(9)3AlO
+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓
(10)Al3++4OH-===AlO
+2H2O
(11)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(12)Al3++3HCO
===Al(OH)3↓+3CO2↑
2.
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)√ (11)× (12)× (13)×
3.
选D。
实验1在过量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀a,加入稀H2SO4,沉淀溶解,没有气泡,说明白色沉淀a是Al(OH)3;实验2在过量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液,过滤、洗涤得到白色沉淀b,加入稀H2SO4,沉淀溶解并产生少量气泡,说明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸盐。
由以上分析可知,A、B项正确;实验1、2中加入试剂的顺序不同,混合后溶液的pH不同,生成的沉淀不同,说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关,C项正确;检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO
的方法,故可使用相同的检验试剂,D项错误。
4.
选D。
镓(Ga)与铝同主族,均处于ⅢA族,A项正确;Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性,可与盐酸反应生成GaCl3,B项正确;Ga(OH)3属于两性氢氧化物,与Al(OH)3的性质相似,能与NaOH溶液反应生成NaGaO2,C项正确;由流程图知,向NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2,只有Al(OH)3沉淀,而没有Ga(OH)3沉淀,说明酸性:
Ga(OH)3>Al(OH)3,D项错误。
5.
选D。
A.铁粉和铝粉混合物,加入试剂x,过滤得到铁,试剂x能溶解铝,盐酸和铁、铝都反应,氢氧化钠溶液只和铝反应:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,a为偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠和适量盐酸反应NaAlO2+HCl+H2O===Al(OH)3↓+NaCl,所以x为NaOH溶液,y为盐酸,故A正确;B.a为偏铝酸钠溶液,b为氢氧化铝,a→b发生反应的离子方程式为AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,故B正确;C.b为氢氧化铝,氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水:
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O,氧化铝电解生成铝和氧气:
2Al2O3
4Al+3O2↑,故C正确;D.b为氢氧化铝,为两性氢氧化物,既能与酸反应又能与碱反应,c为氧化铝,属于两性氧化物,既能与酸反应又能与碱反应,a为偏铝酸钠溶液,只能和酸反应,不能和碱反应,故D错误。
6.
选A。
根据提供数据,Na、Al完全反应,转移电子总数为
mol×1+
mol×3=0.4mol,A对;转移0.4mol电子,产生0.2molH2,标准状况下体积为4.48L,B错;反应后得到NaAlO2溶液,通入足量CO2,离子方程式应为AlO
+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO
,C错;稀释时不需要用容量瓶,D错。
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