高中 | 氧化还原反应方程式的书写及配平 题目答案及解析

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必修一

第二章 化学物质及其变化

第三节 氧化还原反应

氧化还原反应方程式的书写及配平

某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液$\rm ($$\text{N}{{\text{i}}^{2+}}$$\text{C}{{\text{o}}^{2+}}$$\text{M}{{\text{g}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$$\text{M}{{\text{n}}^{2+}}\rm )$实现镍、钴、镁元素的回收。

已知:$\rm 1.$过一硫酸$\rm ({{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}\rm )$的电离第一步完全,第二步微弱。

$\rm 25$ $\rm ^\circ\rm C$时,相关物质的${{K}_{\text{sp}}}$如下:

物质$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$$\text{Co}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$$\text{Ni}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$$\text{Mg}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$
${{K}_{\text{sp}}}$${{10}^{-38}}$${{10}^{-14.7}}$$a$$b$

回答下列问题:

$\rm Ni$属于元素周期表的                区。

[["

$\\rm d$

"]]

镍元素的原子序数为$\rm 28$,基态原子的价电子排布式为$\rm 3d^{8}4s^{2}$,位于元素周期表的$\rm d$区;

混合气在“氧化”中,产生${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}$,其中$\rm S$的化合价为                

[["

$\\rm +6$

"]]

过一硫酸可以看做过氧化氢中的一个氢原子被磺酸基取代,分子的结构式为,由结构式可知,分子中硫元素形成$\rm 6$个共价键,化合价为$\rm +6$价;

“滤渣”的成分之一是软锰矿的主要成分,由${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}$氧化产生,该反应的离子方程式为                ;其可用于实验室制取氯气,该反应的离子方程式为                

[["

$\\rm Mn^{2+}+HSO_{5}^{-}\\rm +H_{2}O= MnO_{2}↓+SO_{\\text{4}}^{\\text{2-}}\\rm +3H^{+}$$\\text{Mn}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\text{+4}{{\\text{H}}^{+}}\\text{+2C}{{\\text{l}}^{-}}\\begin{matrix} \\underline{\\underline{_{\\triangle }}} \\\\ {} \\\\\\end{matrix}\\text{M}{{\\text{n}}^{\\text{2+}}}\\text{+C}{{\\text{l}}_{\\text{2}}}\\uparrow \\text{+2}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$

"]]

由题意可知,生成二氧化锰的反应为溶液中的锰离子与过一硫酸溶液反应生成二氧化锰沉淀、硫酸根离子和氢离子,反应的离子方程式为$\rm Mn^{2+}+HSO_{5}^{-}\rm +H_{2}O= MnO_{2}↓+SO_{\text{4}}^{\text{2-}}\rm +3H^{+}$;二氧化锰制备氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为$\text{Mn}{{\text{O}}_{\text{2}}}\text{+4}{{\text{H}}^{+}}\text{+2C}{{\text{l}}^{-}}\begin{matrix} \underline{\underline{_{\triangle }}} \\ {} \\\end{matrix}\text{M}{{\text{n}}^{\text{2+}}}\text{+C}{{\text{l}}_{\text{2}}}\uparrow \text{+2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$

若使$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$沉淀完全$\rm ($浓度$\le 1.0\times {{10}^{-5}}\rm )$,需调节$\rm pH$不低于                

[["

$\\rm 3$

"]]

由溶度积可知,溶液中铁离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度大于$\sqrt[3]{\dfrac{{{10}^{-38}}}{1.0\times {{10}^{-5}}\text{mol/L}}}={{10}^{-11}}\text{ mol/L}$,则溶液的$\rm pH$不低于$\rm 3$

上述表格中$a$                 $ b($填“大于”、“小于”或“无法确定”$\rm )$

[["

小于

"]]

由分析可知,加入氢氧化钠溶液时,溶液中镍离子优先产生沉淀,说明氢氧化镍的溶度积小于氢氧化镁;

“沉钴镍”后需将钴镍渣洗涤干净,实验室检验其是否洗净的方法是                

[["

取最后一次洗涤液少许于试管中,加入酸化的$\\rm BaCl_{2}$溶液,若没有白色沉淀生成,说明洗涤干净

"]]

检验钴镍渣是否洗净实际上就是检验溶液中是否存在硫酸根离子,具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中,加入酸化的$\rm BaCl_{2}$溶液,若没有白色沉淀生成,说明洗涤干净;

滤液$\rm 2$中含有的金属阳离子是                

[["

$\\rm Na^{+}$$\\rm Mg^{2+}$

"]]

由分析可知,沉钴镍中加入氢氧化钠溶液的目的将溶液中的镍离子、亚钴离子转化为氢氧化镍、氢氧化亚钴沉淀,过滤得到钴镍渣和镁离子、钠离子的滤液$\rm 2$

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第二章 化学物质及其变化

第三节 氧化还原反应

氧化还原反应方程式的书写及配平

1、某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液$\rm ($$\text{N}{{\text{i}}^{2+}}$$\text{C}{{\text{o}}^{2+}}$$\text{M}{{\text{g}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$$\text{M}{{\text{n}}^{2+}}\rm )$实现镍、钴、镁元素的回收。

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已知:$\rm 1.$过一硫酸$\rm ({{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}\rm )$的电离第一步完全,第二步微弱。

$\rm 25$ $\rm ^\circ\rm C$时,相关物质的${{K}_{\text{sp}}}$如下:

物质$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$$\text{Co}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$$\text{Ni}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$$\text{Mg}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$
${{K}_{\text{sp}}}$${{10}^{-38}}$${{10}^{-14.7}}$$a$$b$

回答下列问题:

解答题

$\rm Ni$1.1、属于元素周期表的                区。

解答题

1.2、混合气在“氧化”中,产生${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}$,其中$\rm S$的化合价为                

解答题

1.3、“滤渣”的成分之一是软锰矿的主要成分,由${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{5}}$氧化产生,该反应的离子方程式为                ;其可用于实验室制取氯气,该反应的离子方程式为                

解答题

1.4、若使$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$沉淀完全$\rm ($浓度$\le 1.0\times {{10}^{-5}}\rm )$,需调节$\rm pH$不低于                

解答题

1.5、上述表格中$a$                 $ b($填“大于”、“小于”或“无法确定”$\rm )$

解答题

1.6、“沉钴镍”后需将钴镍渣洗涤干净,实验室检验其是否洗净的方法是                

解答题

1.7、滤液$\rm 2$中含有的金属阳离子是                

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