20.H2O2既可以作氧化劑,又可以作還原劑.現(xiàn)在H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫紅色的KMnO4溶液變成了無色.該反應(yīng)體系中共七種物質(zhì):O2、KMnO4、MnSO4.H2SO4、K2SO4、H2O、H2O2
(1)請(qǐng)將以上反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi).

(2)該反應(yīng)中的還原劑是H2O2
(3)請(qǐng)將氧化劑與還原劑的化學(xué)式填入空格中,并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目.

(4)如反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.5mol,則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5.6L.

分析 (1)H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫紅色的MnO4-被還原成了無色Mn2+,則反應(yīng)中H2O2應(yīng)被氧化,生成氧氣和水;
(2)反應(yīng)中MnO4-被還原,Mn因素化合價(jià)降低,H2O2被氧化,H2O2為還原劑;
(3)反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià),O元素化合價(jià)由-1價(jià)升高高0價(jià),以此判斷電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目;
(4)結(jié)合氧化劑和還原劑之間得失電子數(shù)目相等計(jì)算.

解答 解:(1)H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫紅色的MnO4-被還原成了無色Mn2+,則反應(yīng)中H2O2應(yīng)被氧化,生成氧氣和水,則反應(yīng)物和生成物的轉(zhuǎn)化關(guān)系為KMnO4+H2O2+H2SO4→K2SO4+MnSO4+O2+H2O,
故答案為:KMnO4+H2O2+H2SO4→K2SO4+MnSO4+O2+H2O,
(2)反應(yīng)中MnO4-被還原,Mn因素化合價(jià)降低,H2O2被氧化,H2O2為還原劑,故答案為:H2O2
(3)反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià),O元素化合價(jià)由-1價(jià)升高高0價(jià),轉(zhuǎn)移的電子的方向和數(shù)目可表示為,
故答案為:
(4)如反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.5mol,則應(yīng)生成0.25molO2,體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L,故答案為:5.6.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查氧化還原反應(yīng),側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查,注意從元素化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí),題目難度不大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料.以石英砂為原料制備硅的過程示意如下:

從資料中查知:粗硅中含鐵、鋁等雜質(zhì);SiCl4熔點(diǎn)為-70℃,沸點(diǎn)57.6℃,在潮濕的空氣中能發(fā)生水解反應(yīng).請(qǐng)回答下列問題:
(1)過程Ⅰ中石英砂的主要成分SiO2與焦炭反應(yīng),該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2.
(2)過程Ⅱ中的Cl2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl2的化學(xué)方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑.干燥Cl2時(shí),從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入到濃H2SO4中.這樣冷卻的作用是使水蒸氣冷凝,減少進(jìn)入濃硫酸的水量,保持持續(xù)的吸水性,同時(shí)減少了放出的熱量.
(3)某學(xué)習(xí)小組模擬過程Ⅲ設(shè)計(jì)了以下制取純硅的實(shí)驗(yàn)裝置(熱源及夾持裝置略去).

①裝置C用石英管而不用普通玻璃管的原因是高溫時(shí)普通玻璃管會(huì)軟化,石英管耐高溫.
②使SiCl4從裝置B中逸出與H2充分混合,應(yīng)采取的措施是對(duì)B裝置進(jìn)行水浴加熱.為防止空氣污染,含有SiCl4的尾氣要通入盛有NaOH溶液的燒杯中,反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O.
③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,除檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度、進(jìn)行尾氣處理外,還應(yīng)對(duì)該裝置進(jìn)行的改進(jìn)是在A與B之間連接一盛有濃硫酸的洗氣瓶或盛有堿石灰的干燥管.如果只按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置B中除產(chǎn)生氣泡和液面下降外,還可觀察到的現(xiàn)象是B中液面上方產(chǎn)生少量白霧,液體中有少量白色膠狀物生成.
④為鑒定產(chǎn)品中是否含有少量鐵單質(zhì),某同學(xué)將試樣用稀鹽酸溶解.取上層清液,選取現(xiàn)有的下列試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中最適宜是c.
a.碘水         b.KSCN溶液       c.NaOH溶液       d.Na2SO3溶液.

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11.已知25℃,醋酸、次氯酸、碳酸、亞硫酸的電離平衡常數(shù)如下表,下列敘述正確的是( 。
醋酸次氯酸碳酸亞硫酸
電離平衡
常數(shù)
Ka=1.75×10-5Ka=2.98×10-8Ka1=4.30×10-7
Ka2=5.61×10-11
Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
A.25℃,等物質(zhì)的量濃度的CH3COO-、ClO-、CO32-和SO32-,結(jié)合質(zhì)子能力最強(qiáng)的是ClO-
B.少量的SO2通入Na2CO3溶液中反應(yīng)的離子方程式為:SO2+H2O+2CO32-═2HCO3-+SO32-
C.少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中反應(yīng)的離子方程式為:SO2+H2O+Ca2++2ClO-═CaSO3↓+2HClO
D.少量CO2通入NaClO溶液中反應(yīng)的離子方程式為:CO2+H2O+2ClO-═CO32-+2HClO

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8.甲烷是天然氣的主要成分,是生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì).
(1)一定條件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染.已知:
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
現(xiàn)有一份在相同條件下對(duì)H2的相對(duì)密度為17的NO與NO2的混合氣體,用16g甲烷氣體催化還原該混合氣體,恰好生成氮?dú)狻⒍趸細(xì)怏w和水蒸氣,共放出1042.8kJ熱量.
①該混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為3:1.
②已知上述熱化學(xué)方程式中△H1=-1160kJ/mol,則△H2=-1734 kJ/mol.
③在一定條件下NO氣體可以分解為NO2氣體和N2氣體,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g)△H=-293kJ/mol.

(2)以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛地研究,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖.回答下列問題:
④B極為電池負(fù)極,電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O.
⑤若用該燃料電池作電源,用石墨作電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí)理論上消耗的甲烷的體積為1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),實(shí)際上消耗的甲烷體積(折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況)比理論上大,可能原因?yàn)殡姵啬芰哭D(zhuǎn)化率達(dá)不到100%.

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15.過量的NaHCO3與Na2O2混合,在密閉容器中充分加熱后,最后排出氣體,殘留的物質(zhì)應(yīng)是( 。
A.Na2O和Na2O2B.Na2O2和Na2CO3C.Na2CO3D.Na2O

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5.美國“海狼”潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金(單質(zhì)鈉和單質(zhì)鋁熔合而成)作載熱介質(zhì),有關(guān)說法不正確的是( 。
A.鋁鈉合金的熔點(diǎn)比鋁低
B.鋁鈉合金若投入一定的水中可得無色溶液,則n(Al)≤n(Na)
C.鋁鈉合金投入到足量氯化銅溶液中,肯定有氫氧化銅沉淀也可能有銅析出
D.m g不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中,放出的H 2 越多,則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小

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12.已知圖一表示的是可逆反應(yīng)C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H<0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系,圖二表示的是可逆反應(yīng)N2O4(g)?2NO2(g)△H>0的濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化情況.下列說法中正確的是( 。
A.圖一t2時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)
B.圖一t2時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng),則反應(yīng)的△H增大
C.圖二t1時(shí)改變的條件可能是升高了溫度
D.若圖二t1時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng),則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將增大

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9.某無色溶液與Al反應(yīng)能放出H2,下列離子在該溶液中一定能大量共存的是(  )
A.NH4+、Fe2+、Cl-、SO42-B.Na+、K+、Cl-、SO42-
C.Mg2+、AlO2-、Cl-、SO42-D.K+、Ca2+、HCO3-、Cl-

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10.某化學(xué)興趣小組用下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行醋酸亞鉻的制備研究.已知:醋酸亞鉻(其中鉻元素為二價(jià))是紅棕色晶體,不溶于水,在潮濕時(shí),Cr2+極易被氧化成 Cr3+.(備注:Cr2+在溶液中為藍(lán)色).
實(shí)驗(yàn)步驟 
①將100mL 蒸餾水加熱煮沸10min后,隔絕空氣冷卻制備無氧水,配制實(shí)驗(yàn)所需溶液.
②如圖連接好儀器,檢查裝置氣密性.
③在A中放入1.47g K2Cr2O7 粉末、7.50g 鋅絲(過量),錐形瓶中放冷的醋酸鈉溶液,250mL燒杯中放蒸餾水.塞緊瓶塞,A內(nèi)的導(dǎo)管要伸到瓶底.向裝置中通入一段時(shí)間N2
④在恒壓滴液漏斗中放入35.00mL 8.00mol/L鹽酸,夾緊彈簧夾1,打開彈簧夾2,向A內(nèi)滴加鹽酸,控制滴加速度使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行.
⑤待反應(yīng)結(jié)束后,將A中的液體轉(zhuǎn)移到錐形瓶中,可見錐形瓶內(nèi)有紅棕色晶體析出.
⑥過濾、洗滌和干燥,獲得醋酸亞鉻晶體.
問題討論
(1)上圖裝置中,A 儀器的名稱為三頸燒瓶.
(2)對(duì)比分液漏斗,恒壓滴液漏斗顯著的優(yōu)點(diǎn)①平衡氣壓或平衡壓強(qiáng);②更好地控制溶液滴入的速率.
(3)實(shí)驗(yàn)步驟④滴入鹽酸后,裝置A的溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+3Zn+14H+?2Cr3++3Zn2++7H2O;
反應(yīng)完成的標(biāo)志是溶液變?yōu)樗{(lán)色.
(4)實(shí)驗(yàn)中最困難的步驟是晶體的過濾和洗滌.洗滌產(chǎn)品時(shí),最好選用以下試劑中的b.
(填字母序號(hào))
a.水      b.無水乙醇      c.稀鹽酸       d.氯化鈉溶液
(5)最后獲得的無水醋酸亞鉻產(chǎn)品質(zhì)量為 1.38g,則產(chǎn)品的產(chǎn)率為81.18%.
(6)金屬錫(Sn)是第ⅣA的元素,通過下列方法可以測(cè)定金屬錫樣品的純度:
①將試樣溶于鹽酸中,再加入過量的FeCl3溶液,寫出發(fā)生第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為
SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2;
②用已知濃度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+.現(xiàn)有金屬錫樣品w g,經(jīng)上述各步反應(yīng)后,用K2Cr2O7溶液滴定,K2Cr2O7應(yīng)放在酸式(填“酸式”或“堿式”)滴定管中,共用去c mol/L的K2Cr2O7溶液v mL(錫的相對(duì)原子質(zhì)量用M表示).求樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3.0×1{0}^{-3}CVM}{ω}×100%$
(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng)).
(7)若用KOH滴定某溶液,之前排氣泡時(shí),應(yīng)選擇題中圖③(填序號(hào)).

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