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

用含有$\text{A}{{\text{l}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$$\text{Si}{{\text{O}}_{2}}$和少量$\text{FeO}\cdot x\text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$的铝灰制备$\text{A}{{\text{l}}_{2}}{{\left( \text{S}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}\cdot 18{{\text{H}}_{2}}\text{O}$,工艺流程如下$\rm ($部分操作和条件略$\rm )$

Ⅰ.向铝灰中加入过量稀${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}$,过滤;

Ⅱ.向滤液中加入过量$\text{KMn}{{\text{O}}_{4}}$溶液,调节溶液的$\rm pH$约为$\rm 3$

Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;

Ⅳ.加入$\text{MnS}{{\text{O}}_{4}}$至紫红色消失,过滤;

Ⅴ。浓缩、结晶、分离,得到产品。

已知:ⅰ。一定条件下,生成氢氧化物沉淀的$\rm pH$

$\text{Al}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$$\text{Fe}{{\left( \text{OH} \right)}_{3}}$
开始沉淀时$\rm 3.4$$\rm 6.3$$\rm 1.5$
完全沉淀时$\rm 4.7$$\rm 8.3$$\rm 2.8$

ⅱ。一定条件下,$\text{MnO}_{4}^{-}$可与$\text{M}{{\text{n}}^{2+}}$反应生成$\text{Mn}{{\text{O}}_{2}}$

步骤Ⅰ中${{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}$溶解$\text{A}{{\text{l}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$的离子方程式为                

[["

$\\mathrm{Al}_{2} \\mathrm{O}_{3}+6 \\mathrm{H}^{+}=2 \\mathrm{Al}^{3+}+3 \\mathrm{H}_{2} \\mathrm{O}$

"]]

步骤Ⅰ中氧化铝溶解的反应为氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为$\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}+6 \mathrm{H}^{+}=2 \mathrm{Al}^{3+}+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}$

步骤Ⅰ中过滤所得滤液中的阳离子除$\text{A}{{\text{l}}^{3+}}$$\text{F}{{\text{e}}^{2+}}$外还有                

[["

$\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}$${{\\text{H}}^{+}}$

"]]

由分析可知,步骤Ⅰ所得滤液的主要成分为过量稀硫酸、硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁,溶液中的阳离子为氢离子、铝离子、亚铁离子和铁离子。

步骤Ⅱ中加入过量$\text{KMn}{{\text{O}}_{4}}$溶液并调节溶液的$\rm pH$约为$\rm 3$的目的是                

[["

$\\text{F}{{\\text{e}}^{2+}}$全部氧化为$\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}$,并除尽溶液中的$\\text{F}{{\\text{e}}^{3+}}$

"]]

由分析可知,步骤Ⅱ中加入过量的高锰酸钾溶液并调节溶液的$\rm pH$约为$\rm 3$的目的是在加热条件下将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀。

步骤Ⅳ中加入$\text{MnS}{{\text{O}}_{4}}$至紫红色消失的目的是                ,该过程中发生反应的离子方程式为                

[["

除去过量的$\\text{MnO}_{4}^{-}$$3\\text{M}{{\\text{n}}^{2+}}+2\\text{MnO}_{4}^{-}+2{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}=5\\text{Mn}{{\\text{O}}_{2}}\\downarrow +4{{\\text{H}}^{+}}$

"]]

由分析可知,步骤Ⅳ中加入硫酸锰的目的是将溶液中过量的高锰酸钾转化为二氧化锰沉淀,反应的离子方程式为$3\text{M}{{\text{n}}^{2+}}+2\text{MnO}_{4}^{-}+2{{\text{H}}_{2}}\text{O}=5\text{Mn}{{\text{O}}_{2}}\downarrow +4{{\text{H}}^{+}}$

步骤Ⅳ中过滤所得滤渣的主要成分为                

[["

$\\text{Fe}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{3}}$$\\text{Mn}{{\\text{O}}_{2}}$

"]]

由分析可知,步骤Ⅳ中过滤所得滤渣的主要成分为氢氧化铁、二氧化锰。

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