一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.阳极泥处理后的沉渣中含AgCl,工业上可用Na2SO3溶液作浸取剂浸出回收。某小组在实验室模拟该过程。 已知:
i.25oC时,部分物质的溶解度:AgCl 1.9×10–4 g;Ag2SO3 4.6×10–4 g;Ag2SO4 0.84 g。 ii.25oC时,亚硫酸钠溶液酸化过中含S微粒的物质的量分数随pH变化如图所示。
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Ⅰ.浸出氯化银
取AgCl固体,加入1 mol/L Na2SO3溶液作浸取剂,充分反应后过滤得到浸出液(pH=8),
2? 该过程中发生的反应为AgCl +2SO3 [Ag(SO3)2]3– + Cl–。
(1)用平衡移动原理解释AgCl溶解的原因是___。 Ⅱ. 酸化沉银
?4(2)经检测,沉淀m为AgCl,则溶液m中含S微粒的主要存在形式是________。 (3)探究沉淀n的成分。
①甲同学认为沉淀n一定不含Ag2SO4,其依据是________。 ②乙同学认为沉淀n可能含Ag2SO3,进行实验验证。
i. 本实验设计的依据是:Ag2SO3具有________性。 ii. 乙同学观察到________,得出结论“沉淀n不含Ag2SO3”。 ③丙同学从溶液n的成分角度再次设计实验证明沉淀n不含Ag2SO3。
i. 本实验设计的依据是:若沉淀n含Ag2SO3,则溶液n中含Ag微粒的总物质的量___(填“>”、“=”或“<”)Cl–物质的量。
ii. 结合实验现象简述丙同学的推理过程:____。 Ⅲ.浸取剂再生
(4)溶液m经处理后可再用于浸出AgCl,请简述该处理方法____。 【答案】AgCl(s)
Ag+(aq)+ Cl-(aq) ,Ag+与SO32- 结合生成[Ag(SO3)2]3– ,促进AgCl的溶解平
衡正向移动 HSO3- Ag2SO4的溶解度远大于AgCl或Ag2SO3,溶液中Ag+ 的浓度很小 还原 b中清液的颜色与相同,均为浅紫色溶液 < e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则........c...
溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可知溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–) 加NaOH溶液调节pH至9~10 【解析】 【分析】
I、(1)利用平衡移动的知识答题即可;
II、(2)生成沉淀m时,溶液m的pH为5,观察图像,可以得知HSO3-的物质的量分数占100%;
(3)①溶液中Ag+的浓度很小,而Ag2SO4的溶解度较大,故不会形成Ag2SO4沉淀; ②依据Ag2SO3的还原性答题;
③e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可分析出溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–);
III、(4)m溶液中的溶质为NaHSO3,浸取剂为Na2SO3溶液,需要加入NaOH溶液将NaHSO3转化为Na2SO3。 【详解】 I、(1)AgCl(s)衡正向移动;
II、(2)生成沉淀m时,溶液m的pH为5,观察图像,可以得知HSO3-的物质的量分数占100%,则溶液m中含S微粒的主要存在形式是HSO3-;
(3)①Ag2SO4的溶解度远大于AgCl或Ag2SO3,溶液中Ag+ 的浓度很小;
②i、酸性KMnO4溶液具有强氧化性,SO32-具有还原性,则该实验涉及的依据是Ag2SO3具有还原性;
ii、沉淀中无Ag2SO3,则该沉淀不会使酸性KMnO4溶液褪色,故可以观察到a试管中酸性KMnO4溶液褪色,b、c试管中酸性KMnO4溶液依然呈紫色;
③e中无沉淀生成,说明清液中没有Cl-,则溶液n中加入稀硝酸使[Ag(SO3)2]3–全部转化为Ag+,Ag+将Cl–全部沉淀,由此可分析出溶液n中含Ag元素的微粒总物质的量不小于n(Cl–);
III、(4)m溶液中的溶质为NaHSO3,浸取剂为Na2SO3溶液,根据曲线图可知,加入NaOH溶液调整pH到9-10即可。
?4?1Ag+(aq)+ Cl-(aq),Ag+与SO32- 结合生成[Ag(SO3)2]3-,促进AgCl的溶解平
2.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。
已知:LiCoO2难溶于水,易溶于酸。回答下列问题:
(1)LiCoO2中Co的化合价是__。
(2)LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。
(3)浸出剂除了H2O2外,也可以选择Na2S2O3,比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率:还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。 (4)提高浸出效率的方法有__。
(5)利用Cyanex272萃取时,pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH是__。
(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR,则反萃取剂的最佳选择是__。 (7)常温下,若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1,则pH=__时,Ni2+开始沉淀。[Ksp(Ni(OH)2=2×10-15]
(8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。
已知:
提供的无机试剂:NaOH、Na2CO3、NaF。
【答案】+3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O < 适当升高温度,适当增加H2SO4浓度 5.5 H2SO4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF 【解析】 【分析】