题目内容
氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:NO+4H++3e-=NO↑+2H2O;KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式:__________________________________。
(2)反应中硝酸体现了______________、______________的性质。
(3)反应中若产生0.2 mol气体,则转移的电子的物质的量是________ mol。
(4)若1 mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(1)14HNO3+3Cu2O=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
(2)酸性 氧化性
(3)0.6
(4)使用了较浓的硝酸,产物中有部分二氧化氮生成
【解析】(1)题给的半反应是还原反应,因此另一反应应是还原剂发生氧化反应,题中所给的KMnO4、Fe2(SO4)3是常见的氧化剂,Na2CO3无氧化性和还原性,因此只有Cu2O作还原剂,在酸性条件下发生氧化反应,根据氧化还原反应遵循得失电子守恒、电荷守恒以及质量守恒,即得总反应的离子方程式为2NO3-+3Cu2O+14H+=6Cu2++2NO↑+7H2O。
(2)由反应方程式可知,硝酸一部分作氧化剂被还原为NO,另一部分形成了硝酸盐起酸的作用。
(3)由题给半反应的方程式知当有1 mol NO生成时,转移3 mol电子,因此若反应中产生0.2 mol气体,则转移的电子的物质的量为0.6 mol。
(4)根据氧化还原反应遵循得失电子守恒规律可知,若被还原的硝酸的物质的量增加,则说明硝酸的还原产物中氮的化合价高于+2价,由此可得反应中可能使用了浓硝酸,浓硝酸的还原产物为NO2。
一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知:SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收。利用图所示装置加热硫酸铜粉末直至完全分解。硫酸铜粉末质量为10.0 g,完全分解后,各装置的质量变化关系如下表所示。
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装置 | A(试管+粉末) | B | C |
反应前 | 42.0 g | 75.0 g | 140.0 g |
反应后 | 37.0 g | 79.5 g | 140.0 g |
请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式是( )
A.4CuSO4
4CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑
B. 3CuSO4
3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑
C.5CuSO4
5CuO+SO3↑+4SO2↑+2O2↑
D.6CuSO4
6CuO+4SO3↑+2SO2↑+O2↑
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化,将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g)ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)
HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)
I2(aq)+H2O(l)ΔH3
总反应的化学方程式为____________________,其反应热ΔH=__________。
(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)
I3—(aq),
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其平衡常数表达式为______________。
(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图1),某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH,结果见图2和下表。
、
编号 | 反应物 | 反应前pH | 反应后pH |
第1组 | O3+I- | 5.2 | 11.0 |
第2组 | O3+I-+Fe2+ | 5.2 | 4.1 |
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是______________________________。
②图1中的A为__________,由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是____________________________________________________________。
③第2组实验进行18 s后,I3—浓度下降,导致下降的直接原因有(双选)________(填字母序号)。
A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加
(4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。