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热点专项练1　化工生产中的离子反应和氧化还原反应
1.(2024广西贵港模拟)由重晶石矿(主要成分是BaSO4,还含有SiO2等杂质)可制得氯化钡晶体,某兴趣小组设计实验流程如下。
下列说法正确的是(　　)
A.“高温焙烧”时焦炭和BaSO4发生反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
B.“高温焙烧”和“结晶”两处操作均需用到蒸发皿
C.“浸取过滤”得到的滤渣为SiO2
D.为提高产率,结晶得到的氯化钡晶体可用乙醇进行洗涤
2.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.过程①中,生成CuS的反应为S2-+Cu2+CuS↓
B.过程②中,Fe3++CuSCu2++Fe2++S
C.过程③中,溶液的酸性增强
D.回收S的总反应为2H2S+O22H2O+2S↓
3.甲酸在纳米级磁性Fe3O4-Pd表面分解为活性H2和CO2,经下列历程实现HNO3的催化还原,从而减少污染。下列说法错误的是(　　)
A.将磁性Fe3O4-Pd处理成纳米级颗粒可增大甲酸分解速率
B.在整个历程中,1 mol H2可完全还原1 mol N
C.总的离子方程式为2N+5HCOOH+2H+N2↑+5CO2↑+6H2O
D.反应历程中生成的H+可调节体系pH,有增强N氧化性的作用
4.锂电池具有广泛应用。用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级Li2CO3的一种工艺流程如下(部分物质已略去):
下列说法不正确的是(　　)
A.①中加热后有SO2生成
B.②生成Al(OH)3的离子方程式:2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑
C.由③推测溶解度:CaCO3>Li2CO3
D.④中不宜通入过多CO2,否则会造成Li2CO3产率降低
5.(2024北京人大附中模拟)溴及其化合物广泛应用于医药、农药和阻燃剂等生产中。一种利用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如下。
浓缩海水酸化海水含溴空气含溴溶液…→产品溴
已知:ⅰ.与Na2CO3反应时,Br2转化为Br和Br-。
ⅱ.HBrO3为强酸。
下列说法不正确的是(　　)
A.酸化海水通入Cl2提取溴的反应:Cl2+2Br-2Cl-+Br2
B.脱氯过程脱除1 mol Cl2可能消耗 mol FeBr2
C.用Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气后,所得产物中的含碳粒子主要是HC
D.H2SO4酸化后重新得到Br2的反应中氧化剂和还原剂的物质的量比为1∶5
6.磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题。
(1)提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程如图所示。过程Ⅰ中,被还原的元素是　　　　(填元素符号),过程Ⅲ的化学方程式为　 　　　　　　　　　　。
(2)磷酸钒锂/碳复合材料[Li3V2(PO4)3/C]是常用的电极材料,其制备流程如下:
V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3的化学方程式为 　　　　　　　　　　。
7.乙二醇锑[Sb2(OCH2CH2O)3]是一种无毒的白色晶状粉末,主要用作聚酯反应催化剂,其生产工艺流程如下:
(1)补全并配平煅烧过程中反应的化学方程式:
　Sb2S3+　　　　 　Sb2O3+　SO2
(2)上述醇化反应为可逆反应,其化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,为提高Sb2O3的平衡转化率,可采取的措施是　　　　　　　　　　(任写一条)。
(3)测定产品中的含量。
Ⅰ.实验原理:用碘(I2)标准溶液将氧化为。
Ⅱ.实验操作:称取m g产品置于锥形瓶中,用盐酸等试剂预处理后,用a mol·L-1碘标准液滴定。接近终点时,加入2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗碘标准液的体积为V mL。
①滴定终点的现象是 　　　　　　　　　。
②产品中的质量分数是　　　　　。
参考答案
热点专项练1　化工生产中的离子反应和氧化还原反应
1.D　解析 焙烧时主要发生BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s),还会发生SiO2+2CSi+2CO↑或SiO2+3CSiC+2CO↑,Si、SiC及过量焦炭不溶于盐酸,“浸取过滤”操作中得到的滤渣主要成分为Si、SiC及焦炭,最后结晶得到氯化钡晶体。焙烧时的反应中BaSO4为氧化剂,C为还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,A项错误;“高温焙烧”需要坩埚,“结晶”需要蒸发皿,B项错误;“浸取过滤”操作中得到的滤渣主要成分为Si、SiC及焦炭,C项错误;为减少氯化钡晶体在分离提纯时的损耗,常用乙醇进行洗涤,D项正确。
2.D　解析 过程①中,H2S与Cu2+反应生成CuS,离子方程式为H2S+Cu2+CuS↓+2H+,A错误;过程②中,CuS与Fe3+发生氧化还原反应生成Cu2+、Fe2+和S,离子方程式为2Fe3++CuSCu2++2Fe2++S,B错误;过程③中发生反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,反应消耗H+,溶液酸性减弱,C错误;由图中反应可得回收S的总反应为2H2S+O22H2O+2S↓,D正确。
3.B　解析 将催化剂处理成纳米级颗粒可增大接触面积,提高甲酸分解速率,A正确;1 mol N转化为0.5 mol N2,转移5 mol电子,1 mol H2转移2 mol电子,所以完全还原1 mol N消耗2.5 mol H2,B错误;在反应历程图中箭头指进循环过程的为反应物,箭头从循环过程中指出的为生成物,故总的离子方程式为2N+5HCOOH+2H+N2↑+5CO2↑+6H2O,C正确;N与N在氧化Fe2+的过程中需要消耗氢离子,但H2还原Fe3+过程中生成氢离子,所以生成的氢离子可以起到调节pH的作用,同时具有增强N氧化性的作用,D正确。
4.C　解析 ①表示废铝渣(含金属铝、锂盐等)加入浓硫酸,在280 ℃发生氧化还原反应,浓硫酸是氧化剂,得到的还原产物有SO2,A正确;滤液中含有硫酸铝、硫酸锂,硫酸铝和碳酸钠发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2,离子方程式为2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑,B正确;由③可知,碳酸锂沉淀与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化锂和碳酸钙,发生了沉淀的转化,即由溶解度小的沉淀转化为溶解度更小的沉淀,则溶解度:Li2CO3>CaCO3,C错误;④表示氢氧化锂与二氧化碳反应生成碳酸锂,不宜通入过多CO2,否则会生成碳酸氢锂,造成Li2CO3产率降低,D正确。
5.C　解析 由流程可知,海水浓缩、酸化后通入氯气发生反应2Br-+Cl2Br2+2Cl-,用热空气吹出溴,得到含有溴的空气,将含溴空气通入FeBr2溶液脱氯,再与Na2CO3溶液反应,Br2转化为Br和Br-,再用硫酸酸化,Br和Br-在酸性环境下反应生成Br2,经过一系列操作得到溴。酸化海水通入Cl2,Cl2将溴离子氧化为溴单质,发生反应Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A项正确;脱氯过程中可能发生反应3Cl2+2FeBr22FeCl3+2Br2,此时脱除1 mol氯气消耗 mol FeBr2,B项正确;Na2CO3溶液吸收足量Br2蒸气,反应生成Br、Br-和CO2,则所得产物中的含碳粒子主要是CO2,C项错误;H2SO4酸化时发生反应Br+5Br-+6H+3Br2+3H2O,反应中Br化合价降低作氧化剂,Br-化合价升高作还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量比为1∶5,D项正确。
6.答案 (1)Cu、P　2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+10CO↑+P4
(2)V2O5+5H2C2O4V2(C2O4)3+4CO2↑+5H2O
解析 (1)根据图像,过程Ⅰ中白磷与硫酸铜溶液反应生成磷酸和Cu3P,其中P元素和Cu元素的化合价降低,被还原;过程Ⅲ中反应物为Ca3(PO4)2、SiO2和C,生成物为CaSiO3、CO和P4,反应的化学方程式为2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+10CO↑+P4。(2)V2O5与H2C2O4反应生成V2(C2O4)3过程中V的化合价由+5价降低为+3价,则草酸被氧化生成二氧化碳,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为V2O5+5H2C2O4V2(C2O4)3+4CO2↑+5H2O。
7.答案 (1)2　9　O2　2　6
(2)3HOCH2CH2OH+Sb2O3Sb2(OCH2CH2O)3+3H2O　分离出水蒸气(或适当增加乙二醇的用量)
(3)①溶液变为蓝色,且30 s内不褪色　②×100%
解析 (3)②由实验原理可知n()=n(I2)=a mol·L-1×V×10-3 L=aV×10-3 mol,m()=aV×10-3 mol×122 g·mol-1=122 aV×10-3 g,则产品中的质量分数是×100%=×100%。
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