从巩固到提高高考化学二轮微专题43 氧化还原相关计算

试卷更新日期：2023-02-11 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 化合物R(结构式如图所示)具有强大的氧化能力，可有效改善水质。已知X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前20号主族元素，X与W、Y与Z分别同主族，Z、W对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法正确的是（）

A、X与Y只能形成一种化合物 B、化合物R中Y的化合价有2种 C、W可与 $H_{2} O$ 反应生成Y的单质 D、Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性

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2. 科学家近年发明了一种新型 $Z n - C O_{2}$ 水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时，温室气体 $C O_{2}$ 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法正确的是（）

A、放电时，负极区pH升高 B、放电时，1mol $C O_{2}$ 转化为HCOOH，转移的电子数为4mol C、充电时，Zn电极连电源正极 D、充电时，产生22.4L(标准状况下) $O_{2}$ ，生成的Zn为130g

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3. 设 $N_{A}$ 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A、1.8g $D_{2} O$ 含有的中子数为0.1 $N_{A}$ B、1L $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 氨水中所含 $N H_{4}^{+}$ 的数目为0.1 $N_{A}$ C、5.6g铁与足量稀盐酸反应、转移的电子数)0.3 $N_{A}$ D、124g $P_{4}$ ()分子中所含的共价键数目为6 $N_{A}$

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4. 部分含硫物质的分类与相应化合价及部分物质间转化关系如图所示。下列说法不正确的是（）

A、a是一种有臭鸡蛋气味的气体 B、工业上由b制备e的路线：b $\overset{燃烧}{\to}$ c $\to_{V_{2} O_{3}}^{400 ∼ 500 ℃}$ d $\overset{e 的浓溶液吸收}{\to} e$ C、c造成的酸雨雨水在空气中放置一段时间pH会增大 D、f、g正盐的阴离子可以在碱性溶液中共存

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5. 汽车碰撞时，安全气囊中发生反应： $10 N a N_{3} + 2 K N O_{3} \to K_{2} O + 5 N a_{2} O + 16 N_{2} ↑$ 。若氧化产物比还原产物多7mol，下列说法错误的是（）

A、生成8mol $N_{2}$ B、1mol $K N O_{3}$ 被还原 C、转移7mol电子 D、15mol氮原子被氧化

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6. 氯磺酸 $(C l S O_{3} H)$ 是一种易水解的一元强酸，能与甲酸、苯等有机物反应。其与甲酸发生的反应为 $H C O O H + C l S O_{3} H = C O ↑ + H C l + H_{2} S O_{4}$ 。下列说法错误的是（）

A、将物质的量相等的 $C l S O_{3} H$ 与HCl分别溶于水制成1L溶液，前者的pH小 B、 $C l S O_{3} H$ 可与苯在一定条件下发生取代反应生成苯磺酸 C、中和 $500 m L 3 m o l \cdot L^{- 1} N a O H$ 溶液需要 $0.5 m o l C l S O_{3} H$ D、与甲酸反应中每生成1mol HCl，转移电子的物质的量为2mol

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7. 下列说法正确的是（）

A、室温下，1L0.1mol·L^-1盐酸中H⁺的数目约为6.02×10²² B、标准状况下，5.6LCCl₄中所含C—Cl键的数目约为6.02×10²³ C、5.6gFe和足量Cl₂反应转移电子的物质的量为0.2mol D、室温下，pH相同的盐酸和硫酸中，溶质的物质的量浓度相同

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8. 据2022年1月统计，我国光伏发电并网装机容量突破3亿千瓦，连续七年稳居全球首位。已知四甲基氢氧化铵[(CH₃)₄NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH₃)₄NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH₃)₄NOH]，工作原理如图。下列说法正确的是（）

A、光伏并网发电装置中N型半导体为正极 B、c为阳离子交换膜，d、e均为阴离子交换膜 C、保持电流恒定，升高温度可加快合成四甲基氢氧化铵的速率 D、制备182g四甲基氢氧化铵，两极共产生33.6L气体(标准状况)

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9. 液氨具有微弱的导电性，加入钠单质可快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡，溶液导电能力显著提升。下列说法错误的是（）

A、液氨能够发生电离，有 $N H_{4}^{+}$ 和 $N H_{2}^{-}$ 生成 B、钠和液氨可发生反应： $2 N H_{3} + 2 N a = 2 N a N H_{2} + H_{2} ↑$ C、蒸发钠的液氨溶液，蓝色会逐渐褪去 D、0.1mol钠投入液氨中生成0.01mol $H_{2}$ 时，Na共失去0.02mol电子

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10. 一种新型无隔膜可充电电池 $Z n / M n O_{2}$ ，水系电池以锌箔、石墨毡为集流体， $Z n S O_{4}$ 和 $M n S O_{4}$ 的混合液作电解质溶液，工作原理如图所示。
下列说法正确的是（）

A、过程I为充电过程，a接电源的正极 B、为增强电池效率，可向电解液中加入硫酸以增强溶液的导电性 C、过程II为放电过程，石墨毡极的电极反应式为 $M n^{2 +} - 2 e^{-} + 2 H_{2} O = M n O_{2} + 4 H^{+}$ D、放电时，当外电路转移2mol $e^{-}$ 时，两电极质量变化的差值为22g

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11. SO₂、NO_x是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO₂(g)＋O₂(g) =2SO₃(g) ΔH=-196.6 kJ·mol^-1 ， SO₂、NO_x也是大气主要污染物，NO_x可与NH₃混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO₂可通过碱液吸收去除。对于反应 2SO₂(g)＋O₂(g) $⇌_{}^{}$ 2SO₃(g)，下列说法正确的是（）

A、该反应ΔH＜0 ΔS＞0 B、2 mol SO₂(g)和1 mol O₂(g)所含键能总和比2 mol SO₃(g)所含键能小 C、反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO₂的平衡转化率 D、该反应中每生成22.4 L SO₃转移电子的数目约等于2×6.02×10²³

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12. 科学家发明了如图所示的新型Zn—CO₂水介质电池，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，CO₂被转化为储氢物质甲酸等。下列说法正确的是（）

A、放电时，负极反应式为：Zn＋2e^-＋4OH^-=Zn(OH) $_{4}^{2 -}$ B、放电时，1 mol CO₂完全转化为HCOOH，理论上转移4 mol电子 C、充电时，正极溶液中OH⁻浓度升高 D、充电时，电池总反应为：2Zn(OH) $_{4}^{2 -}$ $\underline{\underline{通电}}$ 2Zn＋O₂↑＋4OH^-＋2H₂O

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13. 乙醚、75%乙醇、过氧乙酸(CH₃COOOH)、氯仿等化学药品均可有效灭活新冠病毒。下列说法正确的是（）

A、乙醚可由2分子乙醇脱水制得 B、乙醇通过氧化灭活病毒 C、过氧乙酸中O原子均为-2价 D、氯仿的化学名称是二氯甲烷

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14. 甲酸在催化作用下脱氢可生成CO₂ ，反应机理和相对能量变化如图所示，下列说法正确的是（）

A、甲酸脱氢反应放热，因此不需要加热 B、在反应历程中，反应速率由形成H₂并脱附一步决定 C、在催化剂表面离解C-H键比离解O-H键难 D、生成22.4LCO₂时，转移电子数为2N_A

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15. 镓(Ga)位于周期表中第四周期第IIIA族，与强酸、强碱溶液均能反应生成H₂ ，是一种应用广泛的金属元素，可用于制造半导体材料氮化镓、砷化镓、磷化镓等。同温同压下， $0 .1mol Ga$ 分别与 $100mL$ 浓度均为 $2mol/L$ 的盐酸和氢氧化钠溶液充分反应，生成H₂的体积分别为 $V_{1} L$ 和 $V_{2} L$ 。下列说法错误的是（）

A、 $V_{1} {：V}_{2} =2：3$ B、转移的电子数之比为 $V_{1} {：V}_{2}$ C、消耗酸和碱的物质的量之比为 ${3V}_{1} {：V}_{2}$ D、反应前后两溶液的质量变化相等

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16. 铁器表面氧化层的成分有多种：致密的Fe₃O₄、疏松的FeO(OH)和FeOCl，它们均难溶于水。下列说法错误的是（）

A、有氧条件下 ${Fe}_{3} O_{4}$ 与 ${Cl}^{-}$ 转化为 $FeOCl$ ，周围环境的 $pH$ 增大 B、 $FeOCl$ 可自发转变为 $FeO(OH)$ ，说明 $FeO(OH)$ 的溶解度小于 $FeOCl$ C、检验 $FeO(OH)$ 中是否含有 $FeOCl$ ，可选用的试剂是稀硫酸和 $KSCN$ 溶液 D、 $1mol FeOCl$ 完全转化为 ${Fe}_{3} O_{4}$ 时转移 $1/3mol$ 电子

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17. 水合肼 $(N_{2} H_{4} \cdot H_{2} O)$ 的性质类似氨水。利用水合肼处理铜氨 ${{[Cu {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +}}$ 废液回收铜粉的实验流程如图：

下列说法错误的是（）

A、上述三步反应过程均为氧化还原反应 B、反应1的目的是制备 $NaClO$ C、合成水合肼的反应中每消耗 $1 molCO {({NH}_{2})}_{2}$ 转移电子数为 $N_{A}$ D、反应2完成后要用到过滤操作

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18. 向含HCN的废水中加入铁粉和K₂CO₃可制备K₄[Fe(CN)₆]，反应如下：6HCN+Fe+2K₂CO₃=K₄[Fe(CN)₆]+H₂↑+2CO₂↑+2H₂O。下列说法错误的是（）

A、依据反应可知：K_a(HCN)>K_a1(H₂CO₃) B、HCN的结构式是H—C≡N C、反应中每1molFe转移2mol电子 D、[Fe(CN)₆]^4-中Fe²⁺的配位数是6

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19. 下列有关物质和反应的叙述中，正确的是（）

A、反应 $8 N H_{3} (g) + 3 C l_{2} (g) = N_{2} (g) + 6 N H_{4} C l (s)$ 的 $Δ H < 0$ B、为了增强 $K M n O_{4}$ 溶液的氧化性，可选用浓盐酸进行酸化 C、电解饱和NaCl溶液制取氯气时，可用铁作阳极、石墨作阴极 D、 $50 m L 12 m o l \cdot L^{- 1}$ 浓盐酸与足量 $M n O_{2}$ 共热反应，可生成 $C l_{2} 0.15 m o l$

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20. 设N_A为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（）

A、由H₂¹⁸O与D₂¹⁶O组成的4.0 g混合物含中子数为2N_A B、100 mL 0.1 mol/LCH₃COONa溶液中阴离子数目大于0.01N_A C、标准状况下，22.4 L甲醇中含有－OH的数目为N_A个 D、某密闭容器中0.1molNa₂O₂和0.1 mol SO₂充分反应，转移电子的数目为0.2N_A

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21. $N H_{3}$ 催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。用活化后的 $V_{2} O_{5}$ 作催化剂， $N H_{3}$ 将NO还原成 $N_{2}$ 的一种反应历程如图所示：
下列说法正确的是（）

A、增大 $N H_{3}$ 浓度会影响催化剂对其它气体的吸附 B、总反应的化学方程式为 $4 N H_{3} + 2 O_{2} + 2 N O \begin{array}{l} \underline{\underline{催化剂}} \end{array} 3 N_{2} + 6 H_{2} O$ C、反应过程中催化剂本身未发生价态的变化 D、当消耗标准状况下 $11.2 L O_{2}$ 时，整个过程转移6mol电子

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二、解答题

22. 在制备NiOOH的某种工艺流程，所得NiOOH常会混有 $N i {(O H)}_{2}$ ，其组成可表示为 $x N i O O H \cdot y N i {(O H)}_{2}$ 。现称取10.14g样品溶于稀硫酸，加入100mL 1.0000 $m o l \cdot L^{- 1}$ $F e^{2 +}$ 标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200mL。取出20.00mL，用0.0100 $m o l \cdot L^{- 1}$ $K M n O_{4}$ 标准溶液滴定，用去 $K M n O_{4}$ 标准溶液20.00mL，请通过计算确定x：y的值并写出计算过程。涉及反应如下：
$N i O O H + F e^{2 +} + 3 H^{+} = N i^{2 +} + F e^{3 +} + 2 H_{2} O$

$5 F e^{2 +} + M n O_{4}^{-} + 8 H^{+} = 5 F e^{3 +} + M n^{2 +} + 4 H_{2} O$

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三、综合题

23. 2020年人类在金星大气中探测到磷化氢( $P H_{3}$ ，也叫膦)，也是一种储粮用的熏蒸杀虫剂。

(1)、在密闭粮仓放置的磷化钙( $C a_{3} P_{2}$ )片剂，遇水蒸气放出 $P H_{3}$ 气体。该反应的化学方程式为。

(2)、可以采取类似于实验室制取氨气的方法来制取 $P H_{3}$ ，写出PH₄I固体和NaOH固体制取 $P H_{3}$ 的化学方程式：。

(3)、工业上，由磷矿制备膦的一种工艺如下：

已知： $2 C a_{3} {(P O_{4})}_{2} + 6 S i O_{2} + 10 C \begin{array}{l} \underline{\underline{电炉室}} \\ 1400 - 1500 ℃ \end{array} 6 C a S i O_{3} + P_{4} + 10 C O ↑$ ，回答下面问题：

①已知白磷在空气中易自燃，将 $P_{4} (g)$ 和CO分离得到 $P_{4} (s)$ 最经济科学的方法是。

② $H_{3} P O_{2}$ 属于元酸， $K H_{2} P O_{2}$ 属于。(填“酸式盐”“正盐”或“碱式盐”)

③白磷和氢氧化钾溶液反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是。

④吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。磷化氢中毒时，可以口服硫酸铜溶液催吐，并解毒： $24 C u S O_{4} + 11 P H_{3} + 12 H_{2} O = 8 C u_{3} P + 3 H_{3} P O_{4} + 24 H_{2} S O_{4}$ 。那么消耗2mol $C u S O_{4}$ 时转移电子mol。

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24. 根据反应Cu＋4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O，回答下列问题：

(1)、还原产物是。还原剂与还原产物的物质的量之比为。

(2)、当有2 mol HNO₃参加反应时，被氧化的物质质量为g。

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25. 铂钌催化剂是甲醇燃料电池的阳极催化剂。一种以钌矿石[主要含Ru(CO₃)₂ ，还含少量的FeO、MgO、RuO₄、CaO、SiO₂]为原料制备钌(Ru)的流程如图。回答下列问题：

(1)、Na₂Fe₄(SO₄)₆(OH)₂中Fe的化合价为。

(2)、“酸浸”时，Na₂SO₃的作用。“滤渣”的主要成分有SiO₂和(填化学式)。“酸浸”中钌的浸出率与浸出温度、pH的关系如图所示，“酸浸”的最佳条件是。

(3)、“除铁”的离子方程式为。(提示：1molNaClO₃参与反应，转移6mol电子)

(4)、从“滤液2”中可提取一种化肥，其电子式为。

(5)、“灼烧”时Ar的作用是。

(6)、某工厂用10t钌矿石[含8.84tRu(CO₃)₂、165kgRuO₄]，最终制得3636kgRu，则Ru的产率为。(保留三位有效数字)

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26. 发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO₂碱性溶液中，在其表面形成一层四氧化三铁薄膜。其中铁经历了如下转化：

其中②的化学方程式为：Na₂FeO₂＋NaNO₂＋H₂O $\to_{}^{Δ}$ Na₂Fe₂O₄＋NH₃↑＋NaOH(未配平)。

完成下列填空：

(1)、Na原子核外有种能量不同的电子，其中能量最高的电子所占的电子亚层符号为。将反应②中涉及的短周期元素，按原子半径由大到小顺序排列。

(2)、NH₃分子的结构式为。从原子结构的角度解释氮元素的非金属性比氧元素弱的原因。

(3)、配平反应②的化学方程式。若反应生成11.2 L(标准状态)氨气，则电子转移的数目为。

(4)、反应③中Na₂FeO₂与Na₂Fe₂O₄的物质的量之比为。写出Fe→Fe₃O₄的置换反应的化学方程式

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27. 纳米零价铁(ZVI)因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。

(1)、ZVI可通过FeCl₂·4H₂O和NaBH₄溶液反应制得，同时生成H₂、B(OH) $_{4}^{-}$ ，制备过程中需要不断通入高纯氮气，其目的是。

(2)、ZVI电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复，H⁺、O₂、 $N O_{3}^{-}$ 等物种的存在会影响效果，水体修复的过程如图所示。有效腐蚀过程中，生成1mol乙烯所转移的电子物质的量为mol，过程④对应的电极反应式为。

(3)、ZVI可去除废水中Pb²⁺ ， pH＜6时，pH对Pb²⁺的去除率的影响如图所示。
已知：ⅰ)在水中，ZVI表面的FeOH会因为质子化/去质子化作用而使其表面带正/负电荷，可表示为：FeOH+H⁺ $⇌_{}^{}$ FeOH $_{2}^{+}$ ， FeOH $⇌_{}^{}$ FeO^-+H⁺。pH约为8.1达到等电点，ZVI表面不带电。
ⅱ)pH＜6时，ZVI去除Pb²⁺主要发生表面配位反应和还原反应：
2FeOH $_{2}^{+}$ + Pb²⁺ $⇌_{}^{}$ (FeO)₂Pb + 4H⁺
2Fe+ 3Pb²⁺+ 4H₂O $⇌_{}^{}$ 3Pb+2FeOOH + 6H⁺
①pH＜6时，铁氧化物颗粒不易吸附Pb²⁺的原因是。
②pH＜6时，随着pH增大，Pb²⁺的去除率会增大至接近100%的原因是。

(4)、催化剂协同ZVI能将水体中的硝酸盐( $N O_{3}^{-}$ )转化为N₂ ，其催化还原反应的过程如图所示。为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当pH＜4.2时，随pH减小，N₂生成率逐渐降低的原因是。

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从巩固到提高 高考化学二轮微专题43 氧化还原相关计算

一、单选题

二、解答题

三、综合题

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