(1)已知铁酸盐(MFe2O4)被H2高温还原时,发生反应的MFe2O4与H2的物质的量之比为2∶1,则还原产物MFe2Ox中x=________,MFe2Ox中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为________.
(2)在酸性溶液中,Fe2O
易转化为Fe2+:
Fe2O
+2e-+8H+―→2Fe2++4H2O
有K2MnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种能使上述还原过程发生,写出该氧化还原反应的离子方程式并配平:
________________________.
解析:
(1)MFe2O4被还原时,MFe2O4与H2的物质的量之比为2∶1,根据电子守恒,则(3-
)×2×2=2,x=3.5,即Fe在MFe2Ox的平均价态为+2.5价,则Fe2+和Fe3+物质的量之比为1∶1.
(2)要使Fe2O
被还原,应选择具有还原性的物质,只能是Cu2O,反应的方程式为:
Fe2O
+Cu2O+10H+===2Fe2++2Cu2++5H2O.
答案:
(1)3.5 1∶1
(2)Fe2O
+Cu2O+10H+===2Fe2++2Cu2++5H2O
19.(9分)(2009·黄冈秋季期末)A、B、C、D四种可溶的化合物(所含离子各不相同),分别由阳离子Na+、Mg2+、Al3+、Ba2+和阴离子OH-、Cl-、SO
、CO
两两组合而成.为了确定这四种化合物的成分,某同学进行了如下实验操作:
①将四种化合物各取适量配成溶液,分别装入四支试管.
②取A溶液分别滴入另外三种溶液中,记录实验现象如下:
B溶液
白色沉淀
沉淀不溶解
C溶液
白色沉淀
沉淀不溶解
D溶液
白色沉淀
沉淀部分溶解
③向B溶液中滴入D溶液,无明显实验现象.
请回答下列问题:
(1)写出它们的化学式:
A________;B________;C________;D________.
(2)上述②的第三次实验,再加入A,沉淀部分溶解的离子方程式为__________________.
(3)③中若是向C溶液中滴入D溶液,可能出现的实验现象是________.
解析:
分析4种阳离子和4种阴离子之间的关系可知CO
只能与Na+结合成Na2CO3,则OH-只能与Ba2+结合成Ba(OH)2.对照实验②可知A为Ba(OH)2,生成的白色沉淀分别可能是BaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaSO4,D溶液中生成的白色沉淀再加Ba(OH)2溶液后沉淀部分溶解,说明D是Al2(SO4)3.溶液B可能是Na2CO3或MgCl2,根据实验③可确定溶液B是MgCl2,则C是Na2CO3.
(2)中沉淀部分溶解属于铝盐的性质.(3)中CO
与Al3+发生双水解反应生成气体和沉淀.
答案:
(1)Ba(OH)2 MgCl2 Na2CO3 Al2(SO4)3
(2)Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(3)冒出大量气泡,同时生成白色沉淀
20.(9分)已知复印机工作时易产生臭氧,臭氧浓度过高时对人体有害.臭氧具有强氧化性,可以使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,其中臭氧部分转化为氧气.
(1)写出并配平发生反应的离子方程式________.
(2)该反应的氧化剂是________,还原产物是________________.
(3)该反应包含两种反应:
①氧化反应为________转化为________,②还原反应过程的反应式为________.
(4)反应中1mol臭氧________(填“得到”或“失去”)________mol电子.
解析:
据题目可知该反应中是O3将KI氧化为I2,其中部分O3转化为O2,因此反应物中还有H2O,生成物中有KOH,据得失电子守恒不难写出化学反应方程式为O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2,所以氧化剂为O3,还原产物为KOH,还原反应为O3+H2O+2e-===2OH-+O2,因此1molO3得到2mol电子.
答案:
(1)O3+2I-+H2O===2OH-+I2+O2
(2)O3 OH-(或KOH)
(3)①I- I2 ②O3+H2O+2e-===2OH-+O2
(4)得到 2
21.(9分)有X、Y、Z三种元素,已知:
①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;
②Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇苯酚显紫色.
请回答:
(1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是________.
(2)将ZY3溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是______________________.此液体具有的性质是________(填写序号字母).
a.光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b.插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深
c.向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生
d.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成
(3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体.
①已知一定条件下,每1mol该气体被O2氧化放热98.0kJ.若2mol该气体与2molO2在此条件下发生反应,达到平衡时放出的热量是176.4kJ,则该气体的转化率为________.
②原无色有刺激性气味的气体与含1.5molY的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应,可生成一种强酸和一种氧化物.若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是________.
解析:
根据信息ZY3遇苯酚呈紫色,说明ZY3为FeCl3.则Y为Cl元素,Z为Fe元素.又因为X2-与Cl-电子总数相同,所以X为S元素.
(1)Cl的最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4.
(2)FeCl3滴入沸水制得Fe(OH)3胶体.方程式为Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+,胶体具有丁达尔效应,可以发生电泳,将胶体加热蒸干得Fe(OH)3,灼烧得Fe2O3.故选择a、b、d.
向胶体中加入电解质可以聚沉,故c不正确.
(3)①S单质在空气中燃烧产生SO2气体.
物质燃烧放出的热量与燃烧物质的物质的量成比例变化.
所以列出关系式:
SO2 ~ ΔH
1mol98kJ
x176.4kJ
∴x=
=1.8mol,
产生176.4kJ热量反应掉SO21.8mol.
∴转化率为
×100%=90%.
②由条件可知该反应为SO2与HClO3发生氧化还原反应,SO2被氧化为H2SO4,而HClO3在反应中被还原得到1mol电子,所以其产物为ClO2,据得失电子守恒即可写出该化学方程式为SO2+2HClO3===H2SO4+2ClO2.
答案:
(1)HClO4
(2)Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+ a、b、d
(3)①90% ②SO2+2HClO3===H2SO4+2ClO2
22.(10分)实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4,方法如下:
软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应,生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl;用水溶解,滤去残渣,滤液酸化后,K2MnO4转变为MnO2和KMnO4;滤去MnO2沉淀,浓缩滤液,结晶得到深紫色的针状KMnO4.
请回答:
(1)由软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是___________________;
(2)用K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是___________________;
(3)若用2.5g软锰矿(含MnO280%)进行上述实验,计算KMnO4的理论产量为________;
(4)KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应生成Mn2+和CO2,该反应的化学方程式是________;
(5)上述制得的KMnO4产品0.165g,恰好与0.335g纯Na2C2O4反应完全,计算该KMnO4的纯度.
解析:
(1)根据化合价升降法可得软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应的化学方程式为3MnO2+6KOH+KClO3
3K2MnO4+KCl+3H2O;
(2)K2MnO4酸化得MnO2、KMnO4,离子方程式为3MnO
+4H+===MnO2↓+2MnO
+2H2O
(3)由上两小题的两个方程式可知,反应物和生成物之间的计量关系为:
MnO2 ~ K2MnO4 ~
KMnO4
87158×
2.5g×80%x
x=
=2.4g
(4)2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4
K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O.
(5)设该KMnO4的纯度为y,根据化学方程式可知:
KMnO4 ~ Na2C2O4
×158g/mol134g/mol
0.165g×y0.335g
y=
×100%=95.8%
答案:
(1)3MnO2+6KOH+KClO3
3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)3MnO
+4H+===MnO2↓+2MnO
+2H2O
(3)2.4g
(4)2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4===2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(5)95.8%