2020-2021高考化学复习氧化还原反应专项综合练附答案

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．根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS 2)作为原料。

完成下列填空：
(1)将0.050mol SO 2(g) 和0.030mol O 2(g) 充入一个2L 的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO 2(g)+O 2(g)⇌2SO 3(g)+Q 。

经2分钟反应达到平衡，测得n(SO 3)=0.040mol ，则O 2的平均反应速率为______
(2)在容积不变时，下列措施中有利于提高SO 2平衡转化率的有______(选填编号) a.移出氧气 b.降低温度
c.减小压强
d.再充入0.050molSO 2(g)和0.030molO 2(g)
(3)在起始温度T 1(673K)时SO 2的转化率随反应时间(t)的变化如图，请在图中画出其他条件
不变情况下，起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___
(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4
①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。

酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是______
②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，本身被氧化为SO42﹣。

写出有关的离子方程式
______。

有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______
【答案】0.005mol/(L•min) bd 抑
制Fe3+与Fe2+的水解，并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+
14N A
【解析】
【分析】
(1)根据v＝
c
t
∆
∆
求出氧气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计
算；
(2)反应放热，为提高SO2平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，可降低温度，体积不变，不能从压强的角度考虑，催化剂不影响平衡移动，移出氧气，平衡向逆反应方向移动，不利于提高SO2平衡转化率，由此分析解答；
(3)反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但达到平衡所需要的时间缩短，据此画出曲线；
(4)①Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋；
②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式，结合方程计算转移电子数。

【详解】
(1)v(SO3)＝
c
t
∆
∆
＝
0.040mol
2L
2min
＝0.01mol/(L•min)，所以v(O2)＝
1
2
v(SO3)＝0.005mol/(L•min)，
故答案为：0.005mol/(L•min)；
(2)a．移出氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
b．降低温度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
c．减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
d．再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)，相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
故答案为：bd；
(3)反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H＜0，SO2的转化率在起始温度T1＝673K下随反应时间(t)的变化如图，其他条件不变，仅改变起始温度为T2＝723K，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示
；故答案为：；
(4)①Fe2O3(或Fe3O4等)溶于H2SO4后，生成的Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，故答案为：抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；
②−2价的硫离子具有还原性，FeS2可以将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为硫酸根离子，有关的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+，氧化产物是硫酸根离子，有2mol硫酸根生成时转移的电子数为14N A，故答案为：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+；14N A。

【点睛】
注意(3)温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，此为解题的关键。

3．硫酰氯（SO2Cl2）和亚硫酰氯（SOCl2）都是重要的化工试剂，均易水解。

（1）甲同学在实验室利用SO2和Cl2在活性炭催化作用下制取SO2Cl2，装置如图所示。

①B装置中冷凝管进水口是___。

（填“m”或“n”），B中干燥管盛有的物质是___。

②欲制取少量SO2Cl2，选择图中的装置（可以重复选用），其连接顺序为：a、___、h。

③去除C装置会降低SO2和Cl2的利用率，可能的原因是___（用化学方程式表示）。

（2）SOCl2水解后无残留物，较SO2Cl2是更好的脱水剂。

乙同学设计实验利用SOCl2和ZnCl2•xH2O制取无水ZnCl2。

①解释SOCl2在该实验中的作用是___（写出两点）。

②实验室常用NaOH溶液吸收SOCl2，该反应的离子方程式是___。

（3）乙同学认为SOCl2还可用作由FeCl3•6H2O制取无水FeCl3的脱水剂，但丙同学认为该实验可能发生副反应使产品不纯。

①可能发生的副反应的化学方程式是___。

②两同学设计如下实验判断该反应的可能性：取少量SOCl2和FeCl3•6H2O反应后的混合物于试管中，加水溶解，将溶液平分至五支试管，分别进行以下实验，其中能得出合理结论的是___。

A．加入过量稀HNO3，再滴加几滴AgNO3溶液
B．加入少量稀HNO3，再滴加几滴BaCl2溶液
C．滴加几滴BaCl2溶液
D．滴加几滴酸性KMnO4溶液
E.滴加几滴KSCN溶液后，再滴加几滴氯水
【答案】m 碱石灰 fgdebced SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl SOCl2作脱水剂，与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解 SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O
SOCl2+2FeCl3•6H2O=FeSO4+6HCl+FeCl2+9H2O BCD
【解析】
【分析】
冷凝管中冷凝水的流向要对流，下进上出；干燥管中根据要求一般填装碱石灰或无水氯化钙，碱石灰同时具有干燥和吸收酸性气体功能，无水氯化钙只有吸水性。

【详解】
（1）①B装置中冷凝管进水口是m，B中干燥管盛有的物质是吸收剩余二氧化硫、氯气的碱石灰；故答案为：m；碱石灰；
②装置A制备氯气，氯气含氯化氢和水蒸气，通过装置D除去氯化氢，通过装置C吸收水蒸气，得到干燥纯净的氯气，连接装置B的b进入三颈烧瓶，装置E制备二氧化硫气体，通过装置C除去水蒸气，连接装置B的c，欲制取少量SO2Cl2，选择上图中的装置（可以重复选用），其连接顺序为：a、f、g、d、e、b、c、e、d、h；故答案为：fgdebced；
③去除C装置会降低SO2和Cl2的利用率，是二氧化硫和氯气和水反应生成硫酸和氯化氢，反应的化学方程式：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；故答案为：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；（2）①氯化锌会水解，SOCl2作脱水剂，与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解，SOCl2在该实验中的作用是：SOCl2作脱水剂，与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解；故答案为：SOCl2作脱水剂，与水反应生成HCl可以抑制氯化锌的水解；
②用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成，反应的离子方程式：SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O；故答案为：SOCl2+4OH-=SO32-+2Cl-+2H2O；
（3）①SOCl2具有还原性，三价铁具有氧化性，可能发生氧化还原反应生成硫酸根离子和
亚铁离子，反应的化学方程式为：SOCl 2+2FeCl 3•6H 2O=FeSO 4+6HCl+FeCl 2+9H 2O ，故答案为：SOCl 2+2FeCl 3•6H 2O=FeSO 4+6HCl+FeCl 2+9H 2O ；
②SOCl 2和FeCl 3•6H 2O 反应后的混合物的主要成分是FeCl 3，若发生副反应，还有FeSO 4和FeCl 2。

由于SOCl 2为液体，所以在固体混合物中没有SOCl 2。

取少量SOCl 2和FeCl 3•6H 2O 反应后的混合物于试管中，加水溶解，溶液中一定有FeCl 3，还可能有FeSO 4和FeCl 2，若要证明有副反应发生，只需证明溶液中有Fe 2+或SO 42-即可。

A ．加入过量稀HNO 3，再滴加几滴AgNO 3溶液是检验氯离子存在，不能证明副反应是否进行，故A 错误；
B ．加入少量稀HNO 3，再滴加几滴BaCl 2溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中有SO 42-，能证明有副反应发生，故B 正确；
C ．滴加几滴BaCl 2溶液，生成白色沉淀，说明产物中含硫酸根离子，证明发生了副反应，故C 正确；
D ．滴加几滴酸性KMnO 4溶液，Fe 2+具有还原性，可以使酸性KMnO 4溶液褪色，能证明发生了副反应，故D 正确；
E ．滴加几滴KSCN 溶液后，由于溶液中有Fe 3+，溶液会变红，无法证明Fe 2+的存在，故E 错误；
故答案为：BCD 。

4．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)。

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。

5．草酸(HOOC －COOH)是一种常见的有机酸，利用淀粉制备草酸的实验流程如图:
回答下列问题:
（1）“水解”时，检验淀粉是否水解完全，所用的试剂是____；“水解”及“氧化”步骤中适宜的加热方式是________________。

（2）“氧化”时实验装置如图所示(夹持及加热装置已略):
①仪器Q的名称是________.
②三口烧瓶中生成H2C2O4· 2H2O的化学方程式为____________。

③装置B的作用是___________，装置C的作用是_______________。

（3）已知在20℃、70℃时，草酸的溶解度依次为为9. 5 g/(l00g水)，84.5g/(l00g水)，则粗草酸“精制”需采用的提纯方法为___________________。

（4）探究H2C2O4的性质:
①向NaHCO3溶液中加入草酸溶液，产生大量气体，可得出草酸的酸性比碳酸_____(填“强”或“弱”)。

②向草酸中加入足量C2H5OH和适量浓硫酸加热，产生有芳香气味的油状物。

该生成物为___________(写结构简式)。

③向K2Cr2O7溶液中加入H2C2 O4·2H2O析出K[Cr(C2O4)2(H2O)2]晶体，该反应的化学方程式为_____________________。

【答案】碘水水浴加热球形冷凝管 C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O 做安全瓶，防止倒吸吸收尾气中的NO和NO2，防止污染空气重结晶强C2H5OOC-COOC2H5K2Cr2O7+7H2C2O4·2H2O=2 K[Cr(C2O4)2(H2O)2]+6CO2↑+17H2O
【解析】
【分析】
淀粉在稀硫酸催化下控制温度在70℃到80℃发生水解，得到葡萄糖，加入60%硝酸，在60℃下发生氧化，得到草酸，硝酸的还原产物有NO和NO2，草酸经结晶得到粗草酸，再经精制得到H2C2O4·2H2O。

【详解】
（1）“水解”时，若淀粉水解完全，则不能使碘水变蓝；“水解”及“氧化”步骤中的温度都低于100℃，所以最适宜的加热方式是水浴加热。

（2）①仪器Q的名称是球形冷凝管，起冷凝回流易挥发的硝酸以及导出生成的NO和NO2的作用；
②在三口烧瓶中发生氧化反应，葡萄糖被氧化为H2C2O4· 2H2O，硝酸被还原为NO和NO2（体积比为1:3），根据电子守恒可以写出发生反应的化学方程式为
C6H12O6+12HNO3=3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O；
③装置B是安全瓶，防止C中的NaOH溶液倒吸入三口烧瓶中，装置C的作用是吸收尾
气，防止NO 和NO 2污染空气；
（3）草酸的溶解度随温度变化比较大，所以可以采用重结晶的方法精制粗草酸； （4）①向NaHCO 3溶液中加入草酸溶液，产生大量气体，说明草酸和NaHCO 3溶液反应生成了二氧化碳，根据强酸制弱酸的规律，可得出草酸的酸性比碳酸强；
②向草酸中加入足量C 2H 5OH 和适量浓硫酸加热，发生了酯化反应，产生有芳香气味的油状物草酸二乙酯，其结构简式为C 2H 5OOC-COOC 2H 5。

③向K 2Cr 2O 7溶液中加入H 2C 2O 4·
2H 2O 析出K[Cr(C 2O 4)2(H 2O)2]晶体，反应中Cr 的化合价从+6价降低到K[Cr(C 2O 4)2(H 2O)2]中的+3价，所以H 2C 2 O 4·
2H 2O 中的碳的化合价就会升高，从+3价升高到+4价，在K[Cr(C 2O 4)2(H 2O)2]中还有+3价的碳，即反应物H 2C 2 O 4·
2H 2O 中的碳的化合价部分升高，部分没有变化，根据电子守恒和原子守恒可以写出该反应的化学方程式为K 2Cr 2O 7+7H 2C 2O 4·2H 2O=2 K[Cr(C 2O 4)2(H 2O)2]+6CO 2↑+17H 2O 。

6．将28.8g 铜投入100mL 浓硝酸中，最后铜有剩余，其NO 3- 离子物质的量变化如下图所示，请回答下列问题：
（1）开始反应时浓硝酸的物质的量浓度为____________mol/L 。

（2）铜与浓硝酸反应生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO 2与N 2O 4的平衡）为_____L 。

（3）硝酸完全反应后消耗铜的物质的量n(Cu)是______mol 。

（4）应再往此反应体系中滴加_________L 2 mol/L 的硫酸才能使剩余的铜恰好完全溶解。

已知此过程中NO 3-的还原产物为NO 。

（5）a g 铜全部溶于一定量的浓硝酸中，测得生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO 2与N 2O 4的平衡）为b L ，为消除污染，将生成的气体通入NaOH 溶液中，气体被完全吸收。

已知：NO + NO 2 +2NaOH →2NaNO 2 + H 2O 2NO 2 +2NaOH → NaNO 3 +NaNO 2 + H 2O 如果NO 、NO 2混合气体用NO x 表示，被NaOH 溶液完全吸收时，x 的取值范围______；生成NaNO 2的物质的量是_________mol ；NaNO 3的物质的量是_________mol 。

（6）在常温下，把NO 气体压缩到1.01×107Pa ，再加热到500C ，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的2/3，然后压强就不再改变。

已知其中一种产物为N 2O ，则上述变化的化学方程式为__________________。

气体的平均摩尔质量为M ，则M 的取值范围应该是_________________。

【答案】10 8.96 0.3 100 1.5x<2„ a mol 64 b a -mol 22.464⎛⎫ ⎪⎝⎭
223NO=N O NO 十；2242NO N O ƒ 45g/mol<M<60g/mol
【解析】
【分析】
（1）根据开始时硝酸根的物质的量计算硝酸的浓度；
（2）利用氮元素守恒计算气体的物质的量，再根据V=nV m 计算二氧化氮的体积； （3）反应结束，溶液中溶质为硝酸铜，根据硝酸根计算消耗n （Cu ）；
（4）发生反应：-+2+323Cu+2NO +8H =3Cu +2NO +4H O ↑，据此计算消耗硫酸的物质的量，进而计算需要硫酸的体积；
（5）由方程式22322NO +2NaOH=NaNO +NaNO +H O 和
222NO+NO +2NaOH=2NaNO +H O 可知，NO 单独不能被吸收，NO 和NO 2混合气体被NaOH 溶液被完全吸收，满足2n NO n NO 1（）：（）≥，当n （NO 2）：n （NO ）=1时x 值最小，计算x 的最小值，因为混有NO ，所以x 最大值＜2，据此确定x 取值范围；纵观整个过程，Cu 失去的电子等于硝酸生成亚硝酸钠时获得的电子，根据电子转移守恒计算n （NaNO 2），根据N 元素守恒计算n （NaNO 3）；
（6）在常温下，把NO 气体压缩到1.01×107Pa ，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的23
，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N 2O ，依据原子个数守恒可知该反应为：3NO=N 2O 十NO 2，因为存在2242NO N O ƒ
，即生成的NO 2又双聚成N 2O 4，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的23
；若只发生反应：3NO=N 2O 十NO 2，气体的平均摩尔质量最小，若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，据此计算解答。

【详解】
(1)由图可知，开始时n(NO 3−)=1.0mol ，则n(HNO 3)=n(NO 3−)=1.0mol ，则
()3 1.0mol c HNO =
=10mol/L 0.1L
， 故答案为：10； (2)由图可知，反应结束时，溶液中NO 3−为0.6mol ，根据氮元素守恒，生成气体的物质的量为1.0mol−0.6mol=0.4mol ，标况下二氧化氮的体积为0.4mol 22.4L/mol=8.96L ⨯， 故答案为：8.96；
(3)溶液中溶质为硝酸铜，由图可知，反应结束时，溶液中NO 3−为0.6mol ，故消耗n(Cu)=n(硝酸铜)=0.6mol2=0.3mol ，
故答案为：0.3；
(4)28.8g 铜的物质的量为28.8g =0.45mol 64g/mol
，故剩余Cu 为0.45mol−0.3mol=0.15mol ，由方程式-+2+323Cu+2NO +8H =3Cu +2NO +4H O ↑可知
()+8n H =0.15mol =0.4mol 3
⨯ ，故n(H 2SO 4)=0.2mol ，则需要硫酸体积为
n 0.2mol V=
==0.1L=100mL c 2mol/L
， 故答案为：100； (5)由方程式可知，NO 单独不能被吸收，NO 和NO2混合气体被NaOH 溶液被完全吸收，满
足2n NO n NO 1（）：（）≥，当2n NO n NO =1（）：（）
时x 值最小，x 最小值为2+12=1.5，因为混有NO ，所以x 最大值<2，故x 的取值范围为1.5x<2„；
纵观整个过程，Cu 失去的电子等于硝酸生成亚硝酸钠时获得的电子，根据电子转移守恒，()()2ag a n NaNO =n Cu ==mol 64g/mol 64
，根据N 元素守恒，可知()3bL a b a n NaNO =n()=
-=-mol 22.4L/mol 64mol 22.464气体⎛⎫ ⎪⎝⎭， 故答案为：1.5x<2„；a mol 64；b a -mol 22.464⎛⎫ ⎪⎝⎭
； (6)在常温下，把NO 气体压缩到1.01×107Pa ，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的23，然后压强就不再改变。

已知其中一种产物为N 2O ，依据原子个数守恒可知该反应为：223NO=N O NO 十，因为存在2242NO N O ƒ
，即生成的NO 2又双聚成N 2O 4，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的23
， 若只发生反应：223NO=N O NO 十，气体的平均摩尔质量最小，此时
30g/mol M=3=45g/mol 2
⨯
，若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，1molNO 2得到0.5mol N 2O 4， 则此时1mol 44g/mol+0.5mol 92g/mol M==60g/mol 1mol+0.5mol
⨯⨯ ， 综上分析，可知45g/mol<M<60g/mol ， 故答案为：223NO=N O NO 十；2242NO N O ƒ
；45g/mol<M<60g/mol 。

7．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义
(1)工业合成氨工业常用的催化剂是____________,氨分子的电子式是__________
(2)图是一定的温度和压强下是N 2和H 2反应生成1molNH 3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式_______。

（热量Q 的数值用含字母a 、b 的代数式表示）
(3)下列有关该反应的说法正确的是_____（填序号）
A．保持容器的体积不变，当混合气体的密度不变时，说明反应已经达到平衡状态。

B．达到平衡时若升高温度，混合气体中氮元素的质量分数将变大。

C．达到平衡时若减少容器的体积，正反应速率将大于逆反应速率。

D．达到平衡后，N2的转化率和H2的转化率一定相等。

(4)在催化剂存在下，NH3可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质。

写出反应的化学方程式：_____________________;该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比是___________
(5)把NH3通入盐酸溶液中，所得溶液的pH=7, 此时溶液中离子浓度关系是__________ ;
______
【答案】铁触媒 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）+2（b-a）kJ·mol-1 C
4NH3+6NO → 5N2+6H2O 2:3 c(NH4+)＝c(Cl-)＞c(H+)＝c(OH-) c(NH4+)+c(H+)＝c(OH-)+ c(Cl-) 【解析】
【分析】
工业合成氨的催化剂是以铁为载体的铁触媒，氨气是共价化合物，氮原子最外层5个电子，其中三个电子和三个氢原子形成三个共价键；由图求出N2和H2反应生成1molNH3的反应热，再根据热化学反应方程式的书写要求解答；合成氨是气体体积减小的放热反应，依据平衡移动原理判断；NH3可用来消除NO的污染，生成2种对环境无害的物质，应生成氮气和水；氨气通入盐酸溶液反应生成氯化铵溶液，溶液中一定存在电荷守恒；若溶液pH=7，则氢氧根离子浓度和氢离子浓度相同，结合电荷守恒得到离子浓度大小。

据此分析。

【详解】
(1)工业合成氨的催化剂是以铁为载体的铁触媒，氨气是共价化合物，氮原子最外层5个电子，其中三个电子和三个氢原子形成三个共价键，电子式为：；答案为：铁触媒；
； (2)由图可知，N2和H2反应生成 1molNH3放出的热量为(b-a) kJ，该反应的热化学反应方程式为N2 (g) +3H2 (g)2NH3(g) △H=-2(b-a) kJ·mol-1，故答案为： N2（g）+3H2（g）2NH3（g）+2（b-a）kJ·mol-1；
(3)合成氨是气体体积减小的放热反应，保持容器的体积不变，混合气体质量不变，当混合
气体的密度不变时，不能说明反应已经达到平衡状态，A错误；达到平衡时若升高温度，平衡逆向进行，根据反应方程式原子守恒，氮元素质量分数保持不变，B错误；达到平衡时若减少容器的体积，压强增大，平衡正向进行，正反应速率将大于逆反应速率，C正确；转化率和起始量、变化量有关，达到平衡后，N2的转化率和H2的转化率不一定相等，D错误；答案选C；
(4) NH3可用来消除NO的污染，生成2种对环境无害的物质，应生成氮气和水，化学方程式为：4NH3+6NO =5N2+6H2O；该反应中氧化产物与还原产物都是N2，物质的量之比是2：3；
(5)氨气通入盐酸溶液反应生成氯化铵溶液，若溶液pH=7，溶液中溶质为NH4Cl和
NH3·H2O，溶液中氢氧根离子浓度和氢离子浓度相同，电荷守恒c(NH4+) +c(H+) =c(OH-
)+c(Cl-) ，则c(NH4+) =c(Cl-)，得到离子浓度大小为c(NH4+)＝c(Cl-)＞c(H+)＝c(OH-)；
8．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)常用做分析试剂及显影剂等。

下图是将一定质量的草酸亚铁在氩气气氛中进行热重分析示意图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

请回答下列问题：
(l)B处时残留物的化学式为___________。

(2)A→C整个反应过程中总反应的化学方程式为___________。

(3)取上述分解得到的600℃时的固体放在空气中继续加热时其质量增加，发生反应的化学方程式为___________。

由此说明上述FeC2O4·2H2O在氩气气氛中进行热重分析的原因是___________。

(4)若将分解得到的600℃时的固体与足量的稀硫酸反应后，将溶液浓缩、冷却，有带7个结晶水的晶体析出，该晶体的化学式为__________，该晶体与草酸亚铁晶体分解有类似，得到四种氧化物且物质的量之比为1:1:1:14，则该化学方程式为__________。

【答案】FeC2O4 FeC2O4·2H2O Δ
FeO +CO↑+CO2↑+2H2O 6FeO+O2
Δ
2Fe3O4防止FeO在加
热过程中被空中的氧气氧化 FeSO4·7H2O 2FeSO4·7H2O Δ
Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O
【解析】【详解】
(1)FeC2O4·2H2O中H2O%=218
180
=20%，刚好在B点的TG%=80%，则B点表示所有的结晶水
都完全失去，得到的固体成分为FeC2O4；故答案为：FeC2O4；
(2)当TG%=40%时，得到应该是铁的氧化物，则有x (FeO )180M =0.4，x=1，则变化过程中铁的化合价没改变，只有碳的化合价发生变化，则A→C 整个反应过程中总反应的化学方程式为FeC 2O 4·2H 2O ΔFeO +CO↑+CO 2↑+2H 2O ；故答案为：FeC 2O 4·2H 2O ΔFeO
+CO↑+CO 2↑+2H 2O ；
(3)当分解得到的600℃时的固体FeO 在空气中与氧气反应，得到稳定的Fe 3O 4，因此FeC 2O 4·2H 2O 在氩气气氛中进行热重分析的原因防止FeO 在加热过程中被空中的氧气氧化；故答案为：6FeO+O 2Δ2Fe 3O 4；防止FeO 在加热过程中被空中的氧气氧化；
(4)FeO 与足量的稀硫酸反应得到的是FeSO 4，为了防止其Fe 2+水解和Fe 2+被氧化，要加适量
的硫酸和铁粉，才能得到FeSO 4·
7H 2O ，晶体与草酸亚铁晶体分解有类似，得到四种氧化物且物质的量之比为1:1:1:14，则有Fe 2O 3、SO 2、SO 3、H 2O ；故答案为：FeSO 4·
7H 2O ；2FeSO 4·7H 2O ΔFe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑+14H 2O 。

9．消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。

(1)已知反应8NH 3+6NO 2=7N 2+12H 2O ，请分析氧化产物和还原产物的质量之比为________。

(2)水体中过量氨氮(以NH 3表示)会导致水体富营养化。

①用次氯酸钠除去氨氮的原理如题图所示。

写出该图示的总反应化学方程式：________。

该反应需控制温度，温度过高时氨氮去除率降低的原因是________。

②取一定量的含氨氮废水，改变加入次氯酸钠用量，反应一段时间后，溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaCIO)m(NH 3)的变化情况如图所示。

当m( NaCIO)：m(NH 3)>7.6时，水体中总氮去除率反而下降，可能的原因是________ 。

【答案】4：3 2NH 3+ 3NaClO= N 2+ 3NaCl+ 3H 2O 温度过高，HClO 发生分解，氨氮去除率随之降低 有部分NH 3被氧化成NO 2-或NO 3-
【解析】
【分析】
（1）该反应中NH 3中N 由－3价变为0价，化合价升高，被氧化，所得产物为氧化产物；NO 2中N 由＋4价变为0价，化合价降低，被还原，所得产物为还原产物；因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为8:6=4:3；
（2）①根据图示判断发生氧化还原反应的反应物、生成物，根据得失电子守恒和原子守恒。