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1、一、高中化学氧化还原反应练习题（含详细答案解析）1 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Na2 S2O3 ，比较二者的还原效率H2O2_(填 “ 或”“ ” )NaSO (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)。223（ 4）提高
2、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+2=Co +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。-15Ksp(Ni(OH)2=2 10 （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、Na2CO3NaF、。【答案】 +32LiCoO+2+适当
3、升高温度，适当增加 H2SO42+6H +H2O2=2Co +O2 +2Li+4H2O 浓度 5.5H2 47.5 NaOH2 NaFSO Ni(OH)【解析】【分析】(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0 进行计算；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知LiCoO2 与H2O2 在酸性条件下发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的规律写出化学方程式；(3)根据等物质的量H2O2 和 Na2S2O3 作为还原剂转移电子的多少进行判断；(4)提高浸出效率即提高化学反应速率；(5)分离 Co2+和 Ni2+时，由于Co2+进入有机相，Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低
4、的pH 范围；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时不能引入新杂质；(7)根据 Ksp(Ni(OH)2 的表达式进行计算；(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和 Li 元素不能使 Ni 和 Li 元素同时沉淀。【详解】(1)LiCoO中 O 元素为 -2 价， Li 为+1 价，根据化合物中各元素化合价代数和为0 进行计算得2Co 的化合价为 +3 价；(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4，可知 LiCoO2与 H2O2 在酸性条件下发生氧化还原反应，化学方程式为： 2LiCoO2+6H+H2O2=2Co2+O2 +2Li
5、+4H2O；(3)1molH2O 作为还原剂转移 2mol 电子， 1molNa2S O作为还原剂转移8mol 电子，则223Na2S2O3 的还原效率更高；(4)提高浸出效率可以适当升高温度，适当增加H2SO4 浓度等；(5)分离 Co2+和 Ni2+时，由于 Co2+进入有机相，Ni 进入水相，因此，应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的 pH 范围，所以最佳 pH 是5.5；(6)将钴洗脱进入水相中时，应该使反应向正反应方向移动，同时，为不引入新杂质，反萃取剂最好选择 H2SO4；2+1.18-(7)c(Ni )=mol/L=0.02mol/L ，则开始沉淀时， c(OH )59K sp
6、(Ni OH 2 )2 10 15-6.5=10mol/L ，则 pH=14-6.5=7.5；0.020.02(8)根据表格中所给物质溶解度信息，调节pH 应该用碱性物质，但要考虑分离Ni 和 Li 元素不能使 Ni 和 Li 元素同时沉淀，所以选用NaOH，则 Ni(OH)2 先沉淀，过滤后滤液中加入NaF 生成 LiF 沉淀。【点睛】本题 (5)选择合适的pH 时，注意读懂图中信息，要根据实验的具体操作情况来分析。2 根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。完成下列填空：(1)将 0.050mol SO2(g) 和 0.030mol O 2(g) 充入一个 2
7、L 的密闭容器中，在一定条件下发生反应： 2SO2(g)+O2 (g) 2SO3(g)+Q。经2分钟反应达到平衡，测得n(SO3)=0.040mol，则O2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SO2 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T1(673K)时SO2 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SO和 Fe O234将
8、黄铁矿的煅烧产物Fe3 4244O溶于 HSO 后，加入铁粉，可制备FeSO。酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是_FeS2 能将溶液中的3+2+2。写出有关的离子方程式Fe 还原为 Fe ，本身被氧化为SO4_。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+8H2 O=15Fe2+2SO42 +16H+14NA【解析】【分析】(1)根据 vc 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t算；(2)反应放热，为提高 SO2 平衡转化
9、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) Fe3 与 Fe2 易水解， Fe2 易被氧化成 Fe3 ；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】c 0.040mol(1)v(SO3)2Lt2min 0.01mol/(L?min) ，所以 v(O2)1v(SO3 ) 0.005mol/(L?min)
10、 ，2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 0.030molO 2(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) H0， SO2 的转化率在起始温度T1673K 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
11、，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) Fe2O3(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 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：FeS23+22+2+14Fe4+16H，氧化产物是硫酸根+8H O=15Fe+2SO离子，有 2mol 硫酸根生成时转移的电子数为14NA，故答案为：FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42 +16H+； 14NA。【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 下表是
