高考化学氧化还原反应综合题汇编含详细答案

一、高中化学氧化还原反应练习题（含详细答案解析）
1．硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药，用于氟化物、砷、汞、铅、锡、碘等中毒，临床常用于治疗荨麻疹，皮肤瘙痒等病症.硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定，在酸性溶液中分解产生S和SO2
实验I：Na2S2O3的制备。

工业上可用反应：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，实验室模拟该工业过程的装置如图所示：
(1)仪器a的名称是_______，仪器b的名称是_______。

b中利用质量分数为70%〜80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2反应的化学方程式为_______。

c中试剂为_______
(2)实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_______ (写出一条)
(3)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是_______
实验Ⅱ：探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。

资料：Fe3++3S2O32-⇌Fe(S2O3)33-(紫黑色)
装置试剂X实验现象
Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色，30s 后几乎变为无色
(4)根据上述实验现象，初步判断最终Fe3+被S2O32-还原为Fe2+，通过_______(填操作、试剂和现象)，进一步证实生成了Fe2+。

从化学反应速率和平衡的角度解释实验Ⅱ的现象：
_______
实验Ⅲ：标定Na2S2O3溶液的浓度
(5)称取一定质量的产品配制成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量为294g∙mol-1)0.5880g。

平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6I-+Cr2O72-
+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-，三次消耗 Na2S2O3溶液的平均体积为25.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_______mol∙L-1
【答案】分液漏斗 蒸馏烧瓶 24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑ 硫化钠和碳酸钠的混合液 调节酸的滴加速度 若 SO 2过量，溶液显酸性．产物会发生分解 加入铁氰化钾溶液．产生蓝色沉淀 开始生成 Fe(S 2O 3)33-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，但Fe 3+与S 2O 32- 氧化还原反应的程度大，导致Fe 3++3S 2O 32-⇌Fe(S 2O 3)33-(紫黑色)平衡向逆反应方向移动，最终溶液几乎变为无色 0.1600
【解析】
【分析】
【详解】
(1)a 的名称即为分液漏斗，b 的名称即为蒸馏烧瓶；b 中是通过浓硫酸和Na 2SO 3反应生成SO 2，所以方程式为：24232422H SO Na SO Na SO H O =SO +++↑；c 中是制备硫代硫酸钠的反应，SO 2由装置b 提供，所以c 中试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液；
(2)从反应速率影响因素分析，控制SO 2生成速率可以调节酸的滴加速度或者调节酸的浓度，或者改变反应温度；
(3)题干中指出，硫代硫酸钠在酸性溶液中会分解，如果通过量的SO 2，会使溶液酸性增强，对制备产物不利，所以原因是：SO 2过量，溶液显酸性，产物会发生分解；
(4)检验Fe 2+常用试剂是铁氰化钾，所以加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀即证明有Fe 2+生成；解释原因时一定要注意题干要求，体现出反应速率和平衡两个角度，所以解释为：开始阶段，生成3233Fe(S O )-的反应速率快，氧化还原反应速率慢，所以有紫黑色出现，随着Fe 3+的量逐渐增加，氧化还原反应的程度变大，导致平衡逆向移动，紫黑色逐渐消失，最终溶液几乎变为无色；
(5)间接碘量法滴定过程中涉及两个反应：①2327226I Cr O 14H =3I 2Cr
7H O --++++++；②2222346=I 2S O 2I S O ---++；反应①I -被氧化成I 2，反应②中第一步所得的I 2又被还原成I -
，所以①与②电子转移数相同，那么滴定过程中消耗的227Cr O -得电子总数就与消耗的
223S O -失电子总数相同 ；在做计算时，不要忽略取的基准物质重铬酸钾分成了三份进行的滴定。

所以假设c (Na 2S 2O 3)=a mol/L ，列电子得失守恒式：10.58806=a 0.02513294
⨯
⨯⨯⨯，解得a=0.1600mol/L 。

2．高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下： MnO 2熔融氧化：3MnO 2+ KClO 3+ 6KOH 熔融3K 2MnO 4+ KCl+3H 2O
K 2MnO 4歧化：3K 2MnO 4+2CO 2＝2KMnO 4+MnO 2↓+2K 2CO 3
将MnO 2熔融氧化所得产物的热浸取液装入三颈烧瓶，再通入CO 2气体，使K 2MnO 4歧化的过程在如图装置中进行，A 、B 、C 、D 、E 为旋塞，F 、G 为气囊，H 为带套管的玻璃棒。

回答下列问题：
(1)仪器a的名称是______。

(2)MnO2熔融氧化应放在______中加热(填仪器编号)。

①烧杯②瓷坩埚③蒸发皿④铁坩埚
(3)为了能充分利用CO2，装置中使用了两个气囊。

当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A，打开旋塞C、D，往热K2MnO4溶液中通入CO2气体，未反应的CO2被收集到气囊F中。

待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞______，打开旋塞______，轻轻挤压气囊F，使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应，未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。

然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至
K2MnO4完全反应。

(4)除去K2MnO4歧化产物中MnO2的操作方法是______。

(5)将三颈烧瓶中所得产物经过一系列操作得到针状的高锰酸钾晶体，最后采用低温烘干的方法来干燥产品，原因是______。

【答案】长颈漏斗④ AC BDE 过滤高锰酸钾晶体受热易分解
【解析】
【分析】
（1）由实验装置可知，仪器a为长颈漏斗；
（2）熔融固体物质需要在坩埚内加热，加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚；
（3）该操作的目的是将气囊F中的二氧化碳排出，据此判断正确的操作方法；
（4）高锰酸钾溶于水，二氧化锰不溶于水；
（5）高锰酸钾晶体受热易分解。

【详解】
（1）由实验装置可知，仪器a为长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗；
（2）熔融固体物质需要在坩埚内加热，加热熔融物中含有碱性KOH，瓷坩埚中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氧化钾反应，所以应用铁坩埚，故答案为：④；
（3）待气囊F收集到较多气体时，需要将气囊F中二氧化碳排出到热K2MnO4溶液中，所以需要关闭A、C，打开B、D、E，轻轻挤压气囊F，从而使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应，故答案为：AC；BDE；
（4）高锰酸钾溶于水，二氧化锰不溶于水，固液分离应用过滤的方法，则除去高锰酸钾溶液中的二氧化锰应用过滤的方法，故答案为：过滤；
（5）高锰酸钾晶体受热易分解，实验时应采用低温烘干的方法来干燥产品，避免高锰酸钾晶体受热发生分解，故答案为：高锰酸钾晶体受热易分解。

3．铋酸钠（NaBiO 3）是分析化学中的重要试剂，在水中缓慢分解，遇沸水或酸则迅速分解。

某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。

回答下列问题：
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图（加热和夹持仪器已略去），部分物质性质如下：
物质 NaBiO 3
Bi(OH)3 性质 不溶于冷水，浅黄色 难溶于水；白
色
（1）B 装置用于除去HCl ，盛放的试剂是___；
（2）C 中盛放Bi(OH)3与NaOH 混合物，与Cl 2反应生成NaBiO 3，反应的离子方程式为___；
（3）当观察到___（填现象）时，可以初步判断C 中反应已经完成；
（4）拆除装置前必须先除去烧瓶中残留Cl 2以免污染空气。

除去Cl 2的操作是___； （5）反应结束后，为从装置C 中获得尽可能多的产品，需要的操作有___；
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn 2+
（6）往待测液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，溶液变为紫红色，证明待测液中存在Mn 2+。

①产生紫红色现象的离子方程式为___；
②某同学在较浓的MnSO 4溶液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，结果没有紫红色出现，但观察到黑色固体（MnO 2）生成。

产生此现象的离子反应方程式为___。

Ⅲ.产品纯度的测定
（7）取上述NaBiO 3产品wg ，加入足量稀硫酸和MnSO 4稀溶液使其完全反应，再用cmo1·L -1的H 2C 2O 4标准溶液滴定生成的MnO 4-（已知：H 2C 2O 4+MnO 4-——CO 2+Mn 2++H 2O ，未配平），当溶液紫红色恰好褪去时，消耗vmL 标准溶液。

该产品的纯度为___（用含w 、c 、v 的代数式表示）。

【答案】饱和食盐水 Bi(OH)3+3OH -+Na ++Cl 2=NaBiO 3+2Cl -+3H 2O C 中白色固体消失（或黄色不再加深） 关闭K 1、K 3，打开K 2 在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 5NaBiO 3+2Mn 2++14H +=5Bi 3++2MnO 4-+5Na ++7H 2O 3Mn 2++2MnO 4-+2H 2O=5MnO 2↓+4H +
-3
2cv w
8010 ×100%或0.28cv w ×100%或28cv w % 【解析】
【分析】
用浓HCl 和MnO 2反应制备Cl 2，其中混有挥发出来的HCl ，要用饱和食盐水出去，然后利用Cl 2的强氧化性在碱性条件下将Bi(OH)3氧化成NaBiO 3；利用Mn 2+的还原性将NaBiO 3还原而Mn 2+被氧化成紫红色溶液MnO 4-来检验NaBiO 3的氧化性；实验结束后Cl 2有毒，要除去，做法是打开三颈烧瓶的NaOH 溶液，使其留下和氯气反应；NaBiO 3纯度的检测利用NaBiO 3和Mn 2+反应生成MnO 4-，MnO 4-再和草酸反应来测定，找到NaBiO 3、Mn 2+、MnO 4-、草酸四种物质之间的关系，在计算即可。

【详解】
（1）除去氯气中混有的HCl ，用饱和食盐水，故答案为：饱和食盐水；
（2）反应物为Bi(OH)3、Cl 2和NaOH 混合物，+3价的Bi 被氧化成NaBiO 3，Cl 2被还原成Cl -，根据原子守恒还有水生成，所以反应为：Bi(OH)3+3OH -+Na ++Cl 2=NaBiO 3+2Cl -+3H 2O ，故答案为：Bi(OH)3+3OH -+Na ++Cl 2=NaBiO 3+2Cl -+3H 2O ；
（3）C 中反应已经完成,则白色的Bi(OH)3全部变为了黄色的NaBiO 3，故答案为：C 中白色固体消失（或黄色不再加深）；
（4）从图上来看关闭K 1、K 3，打开K 2可使NaOH 留下与氯气反应，故答案为：关闭K 1、K 3，打开K 2；
（5）由题意知道NaBiO 3不溶于冷水，接下来的操作尽可能在冰水中操作即可，操作为：在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（6）①往待测液中加入铋酸钠晶体，加硫酸酸化，溶液变为紫红色，证明待测液中存在Mn 2+，说明铋酸钠将Mn 2+氧化成MnO 4-，因为是酸性条件，所以铋酸钠被还原成Bi 3+，据此写方程式并配平为5NaBiO 3+2Mn 2++14H +=5Bi 3++2MnO 4-+5Na ++7H 2O ，故答案为：5NaBiO 3+2Mn 2++14H +=5Bi 3++2MnO 4-+5Na ++7H 2O ；
②由题意可知，Mn 2+过量，铋酸钠少量，过量的Mn 2+和MnO 4-发生反应生成了黑色的MnO 2，反应方程式为3Mn 2++2MnO 4-+2H 2O=5MnO 2↓+4H +，故答案为：3Mn 2++2MnO 4-+2H 2O=5MnO 2↓+4H +；
（7）根据得失电子守恒找出关系式为：5NaBiO 3～2Mn 2+～2MnO 4-～5H 2C 2O 4,计算铋酸钠理论产量：
3224
35NaBiO ~5H C O 1400g 5mol m()cv 10mol
-⨯理论
解得m （理论）=0.28CVg ，所以纯度=0.28cv g Wg ×100%=0.28v c W
×100%，所以答案为：-3
2cv w
8010⨯×100%或0.28cv w ×100%或28cv w %。

【点睛】
（7）在复杂的纯度、产率等计算中，用得失电子守恒法找出各关键物质之间的关系，由此计算，可以事半功倍，如本题中的关系5NaBiO 3 ～ 5H 2C 2O 4，使复杂问题简单化了。

4．废水中过量的氨氮(3NH 和4NH +
)会导致水体富营养化。

某科研小组用NaClO 氧化法处理氨氮废水。

已知：①HClO 的氧化性比NaClO 强；②3NH 比4NH +
更易被氧化；③国家相关标准要求经处理过的氨氮废水pH 要控制在6~9 。

(1)pH 1.25=时，NaClO 可与4NH +
反应生成2N 等无污染物质，该反应的离子方程式为___________。

(2)进水pH 对氨氮去除率和出水pH 的影响分别如图1和图2所示：
①进水pH 在1.25~2.75范围内时，氨氮去除率随pH 的升高迅速下降的原因是
__________。

②进水pH 在2.75~6范围内时，氨氮去除率随pH 的升高而上升的原因是___________。

③进水pH 应控制在____________左右为宜。

(3)为研究空气对NaClO 氢化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通人空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。

其原因可能是______(填序号)
a.2O 的氧化性比NaClO 弱
b.2O 氧化氨氮速率比NaClO 慢
c.2O 在废水中溶解度比较小
d.空气中的2N 进入废水中
【答案】4223ClO 2NH N 3Cl 3H O 2H -+-++=↑+++ 随着pH 的升高，NaClO 含量增
大，氧化性降低，导致氨氯去除率下降 随着pH 的升高，氨氮废水中3NH 含量增大，而
3NH 比4NH +更易被氧化 1.5 abc
【解析】
【分析】
(1)pH=1.25时，NaClO 可与NH 4+反应生成N 2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子和水，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
(2)①进水pH 为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH 升高迅速下降是c(OH -)较大，抑制NaClO 水解，c(HClO)较小致氧化能力弱；
②进水pH 为2.75～6.00范围内氨氮去除率随pH 升高而上升，氨气含量增大氨氮易被氧
化；
③结合图象变化可知进水pH 应控制在1.0左右；
(3)其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变，说明O 2氧化氨氮速率比NaClO 慢，比次氯酸钠氧化性弱，溶液中溶解的氧气少等原因。

【详解】
(1)pH=1.25时，NaClO 可与NH 4+反应生成N 2等无污染物质，次氯酸根离子被还原为氯离子，结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式：3ClO -+2NH 4+=N 2↑+3Cl -+2H +；
(2)①进水pH 为1.25～2.75范围内，氨氮去除率随pH 升高迅速下降的原因是：随着PH 升高，NaClO 含量增大，氧化性能降低，导致氨氮去除率下降；
②进水pH 为2.75～6.00范围内，氨氮去除率随pH 升高而上升的原因是：随着PH 升高氨氮废水中氨气含量增大，氨氮更易被氧化；
③进水pH 应控制在1.50左右，氨氮去除率会较大；
(3)研究空气对NaClO 氧化氨氮的影响，其他条件不变，仅增加单位时间内通入空气的量，发现氨氮去除率几乎不变。

其原因可能是：O 2的氧化性比NaClO 弱、O 2氧化氨氮速率比NaClO 慢、O 2在溶液中溶解度比较小；故答案为：abc 。

5．实验室用图所示装置制备KClO 溶液，并通过KClO 溶液与33Fe(NO )溶液的反应制备高效水处理剂24K FeO .已知24K FeO 具有下列性质①可溶于水、微溶于浓KOH 溶液，②在05-℃℃、强碱性溶液中比较稳定，③在3Fe +和3Fe(OH)催化作用下发生分解，④在酸性至弱碱性条件下，能与水反应生成3Fe(OH)和2O 。

（1）装置A 中4KMnO 与盐酸反应生成2MnCl 和2Cl ，其化学方程式为______，装置B 的作用是______。

（2）2Cl 和KOH 在较高温度下反应生成3KClO ，试写出该反应的离子方程式______。

（3）制备24K FeO 时，KClO 饱和溶液与33Fe(NO )饱和溶液的混合方式为：在搅拌下，将33Fe(NO )饱和溶液缓慢滴加到KClO 饱和溶液中。

理由是______。

（4）已知pH 11>时2Zn(OH)能溶于NaOH 溶液生成24[Zn(OH)].-下表列出了几种离子
生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为11.0mol L -⋅计算)。

开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
实验中可选用的试剂：2230%H O 、131.0mol L HNO -⋅、11.0mol L NaOH.-⋅由某硫酸锌溶
液(含2Fe +、3Fe +杂质)制备ZnO 的实验步骤依次为：
①______；
②______；
③过滤；
④______；
⑤过滤、洗涤、干燥；
900⑥℃煅烧。

【答案】2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O 除去2Cl 中的HCl
2323Cl 6OH 5Cl ClO 3H O ----+++V
24K FeO 在3Fe +作用下会分解 向硫酸锌溶液中加入适量2230%H O ，使其充分反应 滴加11.0mol L NaOH -⋅，调节溶液pH 约为5(或
3.2pH 5.9)≤<，使3Fe +沉淀完全 向滤液中滴加11.0mol L NaOH -⋅，调节溶液pH 约为10(或8.9pH 11)≤≤，使2Zn +沉淀完全
【解析】
【分析】 根据实验装置图可知，A 装置 中用高锰酸钾与盐酸反应制得氯气，氯气中有挥发出的来的氯化氢，所以B 装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢，装置C 中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钠，反应的尾气氯气用氢氧化钾吸收。

【详解】
()41KMnO 具有强氧化性，将盐酸中氯离子氧化为2Cl ，反应还有水生成，所以化学方程式为：2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ，由于盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl ，应饱和食盐水吸收HCl 除去，
故答案为：2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+5Cl 2↑+8H 2O ；除去2Cl 中的HCl ； ()22Cl 和KOH 在较高温度下反应生成3KClO ，反应的离子方程式为
2323Cl 6OH 5Cl ClO 3H O ----+++V
，故答案为：
2323Cl 6OH 5Cl ClO 3H O ----+++V
；
()3由题意可知24K FeO 在3Fe +和3Fe(OH)催化作用下发生分解，则KClO 饱和溶液与33Fe(NO )饱和溶液的混合方式为：在搅拌下，将33Fe(NO )饱和溶液缓慢滴加到KClO 饱和溶液中，故答案为：24K FeO 在3Fe +作用下会分解；
()4根据表中阳离子沉淀的PH 可知，由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：①向滤液中加入2230%H O ，使其充分反应，目的使2Fe +转化完全为3Fe +，②加氢氧化钠溶液，控制PH 在4左右，使3Fe +沉淀完全，③过滤，④向滤液中滴加11.0mol L NaOH -⋅，调节溶液PH 约为10(或8.9pH 11)≤≤，使2Zn +沉淀完全，⑤过滤、洗涤、干燥，⑥900℃煅烧。

故答案为：①向硫酸锌溶液中加入适量30% 22H O ，使其充分反应；②滴加1.0 1mol L NaOH -⋅，调节溶液pH 约为5(或3.2pH 5.9)≤<，使3Fe +沉淀完全；④向滤液中滴加1.0 1mol L NaOH -⋅，调节溶液pH 约为10(或8.9pH 11)≤≤，使2Zn +沉淀完全。

【点睛】
根据实验装置图可知，A 装置中用高锰酸钾与盐酸反应制得氯气，氯气中有挥发出的来的氯化氢，所以B 装置中饱和食盐水是除去氯气中的氯化氢，装置C 中用氯气与氢氧化钾溶液应制得次氯酸钠，反应的尾气氯气用氢氧化钾吸收，以此解答该题。

6．碘是人体不可缺乏的元素，为了防止碘缺乏，一般是在食盐中添加一定量的KIO 3。

但碘添加量也不能过多，过多会导致甲亢等。

国家标准GB14880-1994中规定每千克食盐中碘的含量（以碘原子计）应为20-60mg/kg 。

实验研究小组为了检测某加碘盐中碘含量是否合格，查阅了有关的资料，发现其检测原理是：3242224KIO + KI + H SO I + H O + K SO →（方程式未配平）。

试根据相关信息回答下列问题：
（1）检测原理中，氧化剂为_______，氧化产物为_______。

请在下面配平该方程式，同时用单线桥．．．
标明电子转移的方向和数目：_______ ____3KIO +____ KI+____24H SO —____2I + ____ 2H O +____ 24K SO
（2）取10g 加碘盐加蒸馏水溶解，然后加入稀硫酸和KI 溶液（H 2SO 4和KI 都稍过量），充分反应后，将反应液转入分液漏斗中，再加入一定量的CCl 4，振荡，静置，此时观察到的现象是________________________________________________。

然后分液，即得到I 2的CCl 4溶液。

（3）查阅资料，CCl 4的沸点为78℃，I 2的升华温度约为120~130℃。

实验小组拟采用下图所示实验装置将CCl 4和I 2的混合溶液分离。

该分离方法的名称是___________，冷凝管的进水口是_______（填“a ”或“b ”）。

（4）上述实验结束，用电子天平称量出圆底烧瓶中I 2的质量为1.5 mg ，由此计算出该加碘盐中碘的含量为__________mg/kg ，该加碘盐_______（填“合格”或“不合格”）。

（5）KIO 3虽稳定性较好，但在高温下也可分解为KI 等物质，所以在使用加碘盐时最佳的添加时间是菜肴快出锅时。

请书写出KIO 3在锅中长时间高温爆炒时可能发生的分解反应的化学方程式____________________________________________________。

【答案】KIO 3 I 2
溶液分为两
层，下层呈紫红色 蒸馏 a 25 合格 322KIO 2KI+3O ↑高温
【解析】
【详解】
(1)、该反应中化合价的变化为：KIO 3-→I 2，I 元素由+5价→0价，一个KIO 3得5个电子；KI-→I 2，I 元素由-1价→0价，一个KI 失一个电子，所以得失电子的最小公倍数为5，KIO 3的计量数为1， KI 的计量数为5，其它元素根据原子守恒配平，故答案为：KIO 3；I 2 ；
；
(2)、碘易溶于有机溶剂，在四氯化碳在的溶解度远大于在水中，加入四氯化碳萃取水中的碘，四氯化碳与水不互溶，溶液分成两层，四氯化碳的密度比水，有机层在下层，碘溶于四氯化碳呈紫红色，上层几乎无色，
故答案为：溶液分成两层，上层无色，下层呈紫红色；
(3)、利用沸点分离的方式叫蒸馏，冷凝水的方向是下进上出，故答案为：蒸馏；a ； (4)、由方程式可知：I 2的的来源属于KIO 3的占
16
，所以圆底烧瓶中I 2的质量为1.5 mg ，则食盐中的碘原子质量为0.25mg ，所以碘的含量为30.2525/1010mg mg kg g g -=⨯，在国家标准内，故答案为：25；合格；
(5)、由题意：碘元素化合价降低，则必有宁一种元素化合价升高，故O 元素化合价升高。

根据得失电子守恒可知：碘酸钾受热分解的方程式为2KIO 3
Δ2KI+3O 2↑，故答案为2KIO 3Δ2KI+3O 2↑；
【点睛】
实验最终得到的I2来自于KIO3和KI两部分，所以食盐中的碘含量时，应减去KI中的含量。

7．C、N、S 的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

(1)CO2的重整用 CO2和 H2为原料可得到 CH4燃料。

已知: ①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ/mol
②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205kJ/mol
写出 CO2重整的热化学方程式：_____。

(2)“亚碳酸盐法”吸收烟中的 SO2
①将烟气通入 1.0mol/L 的 Na2SO3溶液，若此过程中溶液体积不变，则溶液的 pH 不断
_____(填“减小”“不变” 或“增大)。

当溶液 pH 约为 6 时，吸收 SO2的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中c(SO32-) =0.2mol/L，则溶液中c(HSO3-) =_____。

②室温条件下，将烟气通入(NH4)2SO3溶液中，测得溶液 pH 与各组分物质的量分数的变化关系如图: b 点时溶液 pH=7，则 n(NH4+)：n(HSO3—)= ______________。

(3)催化氧化法去除 NO。

一定条件下，用 NH3 消除 NO 污染，其反应原理
4NH3+6NO5N2+6H2O。

不同温度条件下，n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为 4:1、3:1、1:3 时，得到 NO 脱除率曲线如图所示：
①曲线 a 中，NO 的起始浓度为6×10-4mg·m-3，从 A 点到 B 点经过0.8s，该时间段内 NO 的脱除速率为_____mg·m-3·s-1。

②曲线 b 对应 NH3与 NO 的物质的量之比是_____。

(4)间接电化学法除 NO。

其原理如图所示：写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸
性)_____。

吸收池中除去 NO 的原理_____(用离子方程式表示)。

【答案】CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g) △H =−163kJ/mo1 减小 1.6mol/L 3:1 1.5×10−4
3:1 -2-32422HSO +2e +2H =S O 2H O -++ 2--242232NO+2S O 2H O N 4HSO +=+
【解析】
【分析】
（1）已知：①CH 4 (g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g) △H 1=+247k/mol ，
②CH 4(g)+H 2O(g)=CO(g)+3H 2(g) △H 2=+205k/mol ，
根据盖斯定律，①-②×2得：CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g)，据此计算△H ；
（2）①二氧化硫通入亚硫酸钠溶液生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠显酸性，据此分析；根据反应方程式的量的关系计算可得；
②先判断溶质，写出电荷守恒式，在利用pH=7时，c (H +)=c (OH -)找出其他离子的等量关系，结合图示进行等量删减或替换，最后得出结果；
（3）①曲线a 中，NO 的起始浓度为6×10-4mg•m -3，根据图象得到A 、B 处的NO 脱除率，可得两处的NO 的浓度，再计算脱除速率；
②NH 3与NO 的物质的量的比值越大，NO 的脱除率越大，据此分析；
（4）阴极得到电子发生还原反应，结合酸性环境书写；阴极产物吸收NO 。

【详解】
（1）已知：①CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g) △H 1=+247k/mol ，
②CH 4(g)+H 2O(g)=CO(g)+3H 2(g) △H 2=+205k/mol ，
根据盖斯定律，由①−②×2得反应：CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g)
△H =△H 1−2△H 2=−163kJ/mo1，
故答案为：CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g) △H =−163kJ/mo1；
（2）①将烟气通入1.0mol/L 的Na 2SO 3溶液，二氧化硫与亚硫酸钠和水反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠以电离为主，显酸性，故溶液pH 不断减小；向亚硫酸钠溶液中通入二氧化硫生成亚硫酸氢钠，反应方程式SO 2+Na 2SO 3+2H 2O=2NaHSO 3，溶液中反应的亚硫酸根离子和生成亚硫酸氢根离子的物质的量比为1：2，即溶液中参加反应的亚硫酸根为(1.0−0.2)mol/L ，则生成c (-3HSO )=2×(1.0−0.2)mol/L=1.6mol/L ，
故答案为：减小；1.6mol/L ；
②b 点时溶液pH=7，此时溶液中的溶质是(NH 4)2SO 3和NH 4HSO 3，根据电荷守恒：c (+4NH )+c (H +)=c (OH −)+c (-3HSO )+2c (2-3SO )，因pH=7，故c (H +)=c (OH −)，则
c (+4NH )=c (-3HSO )+2c (2-3SO )，由图可读出b 点时，c (-3HSO )=c (2-3SO )，则c (+4NH )=3 c (-3HSO )，因在同一体系，n (+4NH )：n (-
3HSO )=3：1，
故答案为：3：1；
（3）①曲线a 中，NO 的起始浓度为6×10−4mg ⋅m −3，A 点的脱除率为55%，B 点的脱除率
为75%，从A 点到B 点经过0.8s ，该时间段内NO 的脱除速率为
6×10−4mg ⋅m −3×(0.75−0.55)÷0.8s=1.5×10−4mg ⋅m −3⋅s −1，
故答案为：1.5×10−4；
②NH 3与NO 的物质的量的比值越大，NO 的脱除率越大，则物质的量之比分别为4：1，3：1，1：3时，对应的曲线为a ，b ，c ，即曲线b 对应的物质的量之比是3：1， 故答案为：3：1；
（4）阴极得到电子发生还原反应，根据图可知是-3HSO 在酸性条件下发生还原反应，生成
2-24S O ，其电极反应式为-2-32422HSO +2e +2H =S O 2H O -++；根据图示，吸收池中2-24S O 和NO 是反应物，N 2和-
3HSO 是生成物，则吸收池中除去NO 的原理是：
2--242232NO+2S O 2H O N 4HSO +=+，
故答案为：-2-32422HSO +2e +2H =S O 2H O -++；2--242232NO+2S O 2H O N 4HSO +=+。

【点睛】
陌生电极反应式的书写步骤：①根据题干找出反应物以及部分生成物，根据物质变化分析化合价变化并据此写出得失电子数；②然后根据电荷守恒配平电极反应式，在配平时需注意题干中电解质的环境；③然后检查电极反应式的守恒关系（电荷守恒、原子守恒、转移电子守恒等）。

8．生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子，有速率快、浸出率高等特点。

氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速 Fe 2+氧化的细菌，培养后能提供 Fe 3+， 控制反应条件可达细菌的最大活性，其生物浸矿机理如下图。

反应1 反应2
（1）氧化亚铁硫杆菌生物浸出 ZnS 矿。

①反应 2 中有 S 单质生成，离子方程式是__。

② 实验表明温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低，原因可能是__。

（2）氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂（LiCoO 2）与上述浸出机理相似，发生反应1 和反应3：LiCoO 2 +3Fe 3+=Li ++ Co 2++3Fe 2++O 2↑
①在酸性环境中，LiCoO 2 浸出 Co 2+的总反应的离子方程式是__。

②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时，Ag +对钴浸出率有影响，实验研究 Ag +的作用。

取
LiCoO 2 粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中，分别加入不同浓度 Ag +的溶液，钴浸出率（图 1）和溶液 pH （图 2）随时间变化曲线如下：
图1不同浓度Ag+作用下钴浸出率变化曲线图2不同浓度Ag+作用下溶液中pH变化曲线
Ⅰ．由图1和其他实验可知，Ag+能催化浸出Co2+，图1中的证据是__。

Ⅱ．Ag+是反应3的催化剂，催化过程可表示为：反应4：Ag++LiCoO2=AgCoO2+Li+
反应5：……
反应5的离子方程式是__。

Ⅲ．由图2可知，第3天至第7天，加入Ag+后的pH均比未加时大，结合反应解释其原因：__。

【答案】ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+细菌的活性降低或失去活性 4LiCoO2 +12H+
4Li++4Co2++6H2O +O2↑加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑加入Ag+催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H+更多，故加入Ag+后的pH比未加时大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①由题给示意图可知，反应2为Fe3+与ZnS发生氧化还原反应生成Zn2+、S和Fe2+，反应的离子方程式为ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+，故答案为：ZnS+2Fe3+=Zn2++S+2Fe2+；
② 细菌为蛋白质，温度较高或酸性过强时，蛋白质变性，细菌的活性降低，导致金属离子的浸出率均偏低，故答案为：细菌的活性降低或失去活性；
（2）①在酸性环境中，细菌做催化剂，使LiCoO2中+3价的Co元素将-2价O元素氧化，反应生成Li+、Co2+、O2和H2O，反应的离子方程式为4LiCoO2 +12H+4Li++4Co2++6H2O +O2↑，故答案为：4LiCoO2 +12H+4Li++4Co2++6H2O +O2↑；
②Ⅰ．由图1可知，加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，说明Ag+做催化剂，提高了钴浸出速率，故答案为：加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率，即提高了钴浸出速率；
Ⅱ．由催化剂的催化机理可知，反应4中Ag+做反应物，则反应5中Ag+做生成物，即中间产物AgCoO2与Fe3+反应生成Ag+、Co2+、Fe2+和O2，反应的化学方程式为
AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑，故答案为：AgCoO2+3Fe3+=Ag++ Co2++3Fe2++O2↑；Ⅲ．由图2可知，第3天至第7天，加入Ag+后的pH均比未加时大，原因是加入Ag+
催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H+更多，导致加入Ag+后的pH比未加时大，故答案为：加入Ag+催化了反应3，使LiCoO2浸出的总反应的化学反应速率加快，相同时间内消耗H+更多，故加入Ag+后的pH比未加时大。

9．含铬(＋6价)废水严重危害人体健康，工业上常用还原法进行处理。

其部分工艺流程如下：
(1)废水中，六价铬以CrO42－；或者Cr2O72－的形式存在，写出其相互转化的离子方程式
______。

我国常用NaHSO3做还原剂，写出还原池中反应的离子方程式__________。

(2)废水中残留六价铬的浓度随溶液pH变化如图所示。

实际生产中需控制pH＝2.5～3.0，原因可能是_____________。

(3)沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细，为促使其更好地沉淀，可采取的措施是________。

(4)我国规定，工业废水中含Cr(VI)量的排放标准为0.1 mg/L。

已知：Cr的相对原子质量为52，K ap(BaCrO4)＝1.2×10－10。

若用Ba2＋除去废水中的CrO42－，达到废水排放标准时，废水中Ba2＋浓度最低为___________mol/L(保留小数点后2位)。

用Ba2＋除去废水中的CrO42－是否可行，为什么?请简要回答。

________________
【答案】2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O3HSO3—+Cr2O72-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O溶液中pH越高，废水中六价铬残留越多；溶液中pH越低，会腐蚀设备管道加入絮凝剂 6.24×10-5
mol/L 不可行，因为废水中含有Ba2＋，同样有毒
【解析】
【分析】
（1）由工艺流程可知，加酸可以使CrO42-转化为Cr2O72-，还原池中，Cr2O72-在酸性条件下将HSO3—氧化生成SO42-，本身被还原为Cr3+；
（2）由图可知，溶液中pH越大废水中残留六价铬的浓度越大，而溶液中pH越小，酸性越强，可能会腐蚀设备管道；
（3）沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细，可向沉淀池中加入絮凝剂；
（4）由溶度积计算可得；Ba2＋在溶液中有毒。

【详解】。