第5講氧化還原反應(yīng)方程式的配平和計(jì)算層次1基礎(chǔ)性1.NaNO2是一種食品添加劑,但它能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO4-+NO2-+H+Mn2++NO3-+(未配平A.Mn2+的還原性強(qiáng)于NOB.反應(yīng)生成1molNO3-需消耗0.C.反應(yīng)過(guò)程中溶液的酸性增強(qiáng)D.橫線(xiàn)上的微粒是OH-2.做實(shí)驗(yàn)時(shí)若白色衣服上沾了一些KMnO4,產(chǎn)生了褐色斑點(diǎn),可用草酸(H2C2O4)的稀溶液洗掉斑點(diǎn),其離子方程式為MnO4-+H2C2O4+H+CO2↑+Mn2++(未配平)。關(guān)于此反應(yīng)的敘述正確的是(A.該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是Mn2+B.離子方程式橫線(xiàn)上的生成物是OH-C.配平離子方程式,H+的化學(xué)計(jì)量數(shù)是6D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,有5.6LCO2生成時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5mol3.羥胺(NH2OH)是一種還原劑,能將某些氧化劑還原?，F(xiàn)用25.00mL0.049mol·L-1羥胺的酸性溶液與足量硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng),生成的Fe2+恰好與24.50mL0.020mol·L-1酸性KMnO4溶液完全反應(yīng)。已知(未配平):FeSO4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O,則羥胺的氧化產(chǎn)物是()A.N2 B.N2OC.NO D.NO24.水熱法制備納米顆粒Y(化合物)的反應(yīng)為3Fe2++2S2O32-+O2+aOH-Y+S4O62-+2H2A.a=4B.Y的化學(xué)式為Fe2O3C.S2O3D.每32gO2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4mol5.酸性環(huán)境中,納米Fe除去NO3-的過(guò)程中含氮微粒的變化如圖所示,溶液中鐵以Fe2+形式存在。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(NO3-NO2-A.反應(yīng)②的離子方程式為NO2-+3Fe+8H+NH4++3Fe2+B.增大單位體積水體中納米Fe的投入量,可提高NO3C.amolNO3-完全轉(zhuǎn)化為NH4+至少需要D.假設(shè)反應(yīng)都能徹底進(jìn)行,反應(yīng)①②消耗的鐵的物質(zhì)的量之比為3∶16.氧化還原反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保及科研中有廣泛的應(yīng)用。(1)氫化亞銅(CuH)是一種難溶物質(zhì),用CuSO4溶液和“另一物質(zhì)”在40~50℃時(shí)反應(yīng)可生成CuH。CuH具有的性質(zhì):不穩(wěn)定,易分解,在氯氣中能燃燒;與稀鹽酸反應(yīng)能生成氣體,Cu+在酸性條件下發(fā)生的反應(yīng)是2Cu+Cu2++Cu。①寫(xiě)出CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式:

。

②CuH溶解在稀鹽酸中生成的氣體是(填化學(xué)式)。

③將CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的氣體只有NO,請(qǐng)寫(xiě)出CuH溶解在足量稀硝酸中反應(yīng)的離子方程式:

。

(2)釩性能優(yōu)良,用途廣泛,有金屬“維生素”之稱(chēng)。①將廢釩催化劑(主要成分V2O5)與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合,充分反應(yīng)后生成VO2+等離子,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

②V2O5能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生VO2+和一種黃綠色氣體,該氣體能與Na2SO3溶液反應(yīng)而被吸收,則SO32-、Cl-、VO2+還原性由強(qiáng)到弱的順序是7.(2024·陜西渭南模擬)氧化還原反應(yīng)在物質(zhì)制備方面應(yīng)用廣泛。(1)下面三個(gè)方法都可以用來(lái)制氯氣:①4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O②KClO3+6HCl(濃)3Cl2↑+KCl+3H2O③2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑根據(jù)以上三個(gè)反應(yīng),回答下列有關(guān)問(wèn)題。Ⅰ.反應(yīng)①中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為。

Ⅱ.反應(yīng)②中若產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氯氣3.36L,則轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量是。

Ⅲ.已知反應(yīng)④:4HCl+O22Cl2+2H2O(g),該反應(yīng)也能制得氯氣。提示:反應(yīng)條件越簡(jiǎn)單反應(yīng)越容易發(fā)生,說(shuō)明反應(yīng)物性質(zhì)越強(qiáng)烈。則MnO2、O2、KMnO4三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椤?/p>

Ⅳ.補(bǔ)全方程式并配平已知:KMnO4+KNO2+

MnSO4+K2SO4+KNO3+H2O

(2)A、B、C為三種單質(zhì)(其中A為固體,B、C為氣體),D的飽和溶液滴入沸水中繼續(xù)加熱,液體呈紅褐色,B、C反應(yīng)的產(chǎn)物易溶于水得到無(wú)色溶液E,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖:填寫(xiě)下列空白:①物質(zhì)A是(填名稱(chēng)),純凈的C在盛有B的集氣瓶中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

。

②向F中加入NaOH溶液,并在空氣中放置時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是,。

層次2綜合性8.已知:①KMnO4+HCl(濃)KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平);②檢驗(yàn)Mn2+的存在:5S2O82-+2Mn2++8H2O10SO42下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.S2O82-中存在一個(gè)過(guò)氧鍵(—O—O—),則S2OB.反應(yīng)②若有0.1mol還原劑被氧化,則轉(zhuǎn)移電子0.5molC.K2S2O8與濃鹽酸混合可得到黃綠色氣體D.反應(yīng)①中消耗0.2molKMnO4時(shí),被氧化的HCl為1mol9.用Cu2S、FeS處理酸性廢水中的Cr2O72-①Cu2S+Cr2O72-+H+Cu2++SO42-+Cr3+②FeS+Cr2O72-+H+Fe3++SO42-+Cr3++H下列判斷錯(cuò)誤的是()A.反應(yīng)①中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為3∶5B.用相同物質(zhì)的量的Cu2S和FeS處理Cr2O72-時(shí),Cu2S消耗的CrC.處理等物質(zhì)的量的Cr2O72-時(shí),反應(yīng)①和②中消耗D.用FeS處理廢水不僅可以除去Cr2O7210.利用鋅灰(主要成分為ZnO,含有CuO、PbO、SiO2、FeO、Fe2O3等雜質(zhì))制備高純ZnO的工藝流程如下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.濾渣1的主要成分為SiO2、PbSO4B.步驟1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+3Fe2++7H2O3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5HC.加入試劑a發(fā)生置換反應(yīng):Zn+CuSO4ZnSO4+CuD.取步驟3后的干燥濾餅11.2g進(jìn)行煅燒,可得產(chǎn)品8.1g,則x=211.常溫下,向H2O2溶液中滴加少量Fe2(SO4)3溶液,反應(yīng)原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)過(guò)程中,M是Fe3+,M'是Fe2+B.當(dāng)有1molO2生成時(shí),轉(zhuǎn)移4mol電子C.在H2O2分解過(guò)程中,溶液的pH逐漸升高D.H2O2的氧化性比Fe3+強(qiáng),還原性比Fe2+弱12.實(shí)驗(yàn)室分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①向藍(lán)色的VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)榈S色(VO2+);②向(VO2)2SO4溶液中滴加濃鹽酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,溶液變藍(lán)。下列說(shuō)法正確的是(A.①中還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為1∶5B.②中每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氣體,轉(zhuǎn)移1mol電子C.由①②可知,酸性條件下氧化性:MnO4->Cl2D.向(VO2)2SO4溶液中滴加FeI2溶液發(fā)生反應(yīng)Fe2++VO2++2H+Fe3++VO2++H213.鈷是一種重要的過(guò)渡金屬元素,實(shí)驗(yàn)室利用CoC2O4·2H2O固體進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.固體Y為Co2O3,氣體X為CO2B.上述所涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C.酸性條件下還原性:Cl->Co2+D.溶解過(guò)程中理論可得0.1molCl2層次3創(chuàng)新性14.實(shí)驗(yàn)室中利用氧化銅和氧化鐵的混合物進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“3.04g固體”一定是鐵銅混合物B.“溶液2”中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為0.1molC.混合物中含氧原子的物質(zhì)的量為0.06molD.反應(yīng)②能生成0.04gH215.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,制備亞氯酸鈉的工藝流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)亞氯酸鈉用作紙漿、紙張和各種纖維的漂白劑,是一種高效漂白劑,主要原因是亞氯酸鈉具有性。

(2)制備ClO2氣體的化學(xué)方程式為2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O;制備時(shí)可用S代替H2O2,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:

。

(3)可從“廢液”中回收的主要物質(zhì)是(填化學(xué)式),“結(jié)晶”后經(jīng)過(guò)濾即可獲得粗產(chǎn)品。

(4)測(cè)定某亞氯酸鈉樣品的純度:準(zhǔn)確稱(chēng)取亞氯酸鈉樣品mg,加入適量蒸餾水和過(guò)量的碘化鉀晶體,再滴入適量稀硫酸(發(fā)生反應(yīng)ClO2-+4I-+4H+2I2+Cl-+2H2O),將完全反應(yīng)后的溶液配成250mL待測(cè)液。移取25.00mL待測(cè)液置于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用cmol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL(已知:I2+2S2O32-2I-+S4①移取25.00mL待測(cè)液的儀器的名稱(chēng)是。

②該樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用含m、c、V的代數(shù)式表示);在滴定操作正確無(wú)誤的情況下,此實(shí)驗(yàn)測(cè)得結(jié)果偏高,其可能的原因是

。

第5講氧化還原反應(yīng)方程式的配平和計(jì)算1.B解析該反應(yīng)中,Mn元素由+7價(jià)降低為+2價(jià),N元素由+3價(jià)升高為+5價(jià),配平可得:2MnO4-+5NO2-+6H+2Mn2++5NO3-+3H2O。NO2-為還原劑,Mn2+為還原產(chǎn)物,則Mn2+的還原性弱于NO2-,A錯(cuò)誤;由得失電子守恒可知,生成1molNO3-需消耗0.4molMnO4-,B正確;2.C解析該反應(yīng)中Mn元素由+7價(jià)變?yōu)?2價(jià),故該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是Mn2+,A錯(cuò)誤;溶液為酸性環(huán)境,橫線(xiàn)上的生成物是H2O,B錯(cuò)誤;根據(jù)守恒規(guī)律配平可得:2MnO4-+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O,H+的化學(xué)計(jì)量數(shù)為6,C正確;反應(yīng)產(chǎn)生10molCO2氣體時(shí)轉(zhuǎn)移10mol電子,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下有5.6LCO2(0.25mol)生成時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.25mol,D3.B解析根據(jù)題意,可以認(rèn)為羥胺被酸性KMnO4氧化,羥胺中N元素的化合價(jià)是-1價(jià),設(shè)羥胺的氧化產(chǎn)物中N元素的化合價(jià)是x,根據(jù)得失電子守恒,存在25.00×10-3L×0.049mol·L-1×(x+1)=24.50×10-3L×0.020mol·L-1×5,解得x=1,故羥胺的氧化產(chǎn)物為N2O。4.B解析由電荷守恒可知3×2+a×(-1)+2×(-2)=-2,則a=4;由質(zhì)量守恒可知Y中含F(xiàn)e原子的個(gè)數(shù)為3,含O原子的個(gè)數(shù)為4,故Y的化學(xué)式為Fe3O4;該反應(yīng)中還原劑為Fe2+、S2O32-,氧化劑為5.D解析反應(yīng)②中NO2-被Fe還原成NH4+,Fe變成Fe2+,該反應(yīng)的離子方程式為NO2-+3Fe+8H+NH4++3Fe2++2H2O,A正確;增大單位體積水體中納米Fe的投入量,可增大納米Fe與NO3-的接觸面積,從而提高NO3-的除去效果,B正確;結(jié)合①②反應(yīng)可知,amolNO3-完全轉(zhuǎn)化為NH4+至少需要Fe的物質(zhì)的量為4amol,C正確;反應(yīng)①為NO3-+Fe+2H+6.答案(1)①2CuH+3Cl22CuCl2+2HCl②H2③CuH+3H++NO3-Cu2++2H2O+NO(2)①V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O②SO32->Cl7.答案(1)71∶1260.25molKMnO4>MnO2>O2253H2SO42153(2)鐵氫氣在氯氣中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,瓶口有白霧生成FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3解析(1)Ⅰ.反應(yīng)①中氧化產(chǎn)物為Cl2,還原產(chǎn)物為MnCl2,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為(35.5×2)∶(55+35.5×2)=71∶126。Ⅱ.反應(yīng)②生成3molCl2時(shí)轉(zhuǎn)移電子5mol,若標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氯氣3.36L,即0.15molCl2,則轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量是0.25mol。Ⅲ.三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序:KMnO4>MnO2>O2。Ⅳ.根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒配平方程式為2KMnO4+5KNO2+3H2SO42MnSO4+K2SO4+5KNO3+3H2O。(2)①根據(jù)題中信息分析可知,A是Fe、B是Cl2、C是H2、D是FeCl3、E是HCl;氫氣在氯氣中能安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,瓶口有白霧生成。②氯化亞鐵與NaOH發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成氫氧化鐵和氯化鈉,化學(xué)方程式為FeCl2+2NaOHFe(OH)2↓+2NaCl;氫氧化亞鐵在空氣中易被氧化為氫氧化鐵,化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。8.A解析過(guò)氧鍵整體顯-2價(jià),S2O82-中存在一個(gè)過(guò)氧鍵,則S2O82-中硫元素的化合價(jià)為+6價(jià),A錯(cuò)誤;反應(yīng)②中Mn2+為還原劑,若有2mol還原劑被氧化,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol×(7-2)=10mol,故若有0.1mol還原劑被氧化,轉(zhuǎn)移電子0.5mol,B正確;根據(jù)反應(yīng)②可知,K2S2O8的氧化性比高錳酸鉀強(qiáng),故其與濃鹽酸混合可得到氯氣,C正確;據(jù)守恒規(guī)律配平:2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,2molKMnO4參與反應(yīng)時(shí),消耗16molHCl,只有10molHCl被氧化為Cl2,則消耗0.2molKMnO4時(shí),9.C解析根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平兩個(gè)離子方程式:①3Cu2S+5Cr2O72-+46H+6Cu2++3SO42-+10Cr3++23H2O;②6FeS+9Cr2O72-+78H+6Fe3++6SO42-+18Cr3++39H2O。反應(yīng)①中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為3∶5,A正確;用相同物質(zhì)的量的Cu2S和FeS處理Cr2O72-時(shí),Cu2S消耗的Cr2O72-多,B正確;處理等物質(zhì)的量的Cr2O72-時(shí),反應(yīng)①和②中消耗10.D解析SiO2不與稀硫酸反應(yīng),鋅灰中PbO與稀硫酸反應(yīng)得到的PbSO4不溶于水,故濾渣1的主要成分為PbSO4、SiO2,A正確;加入KMnO4溶液氧化Fe2+生成Fe(OH)3,MnO4-則被還原為MnO2,離子方程式為MnO4-+3Fe2++7H2O3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,B正確;為除去硫酸銅可采用置換反應(yīng),試劑a為Zn,發(fā)生置換反應(yīng):Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,C正確;設(shè)ZnCO3·xZn(OH)2的物質(zhì)的量為ymol,煅燒ZnCO3·xZn(OH)2得到ZnO,則固體質(zhì)量減少的質(zhì)量等于二氧化碳、水的質(zhì)量,n(ZnO)=mM=8.1g81g·mol-1=0.1mol,根據(jù)固體減少的質(zhì)量、ZnO的物質(zhì)的量列方程為44y+18xy=11.2-8.111.C解析根據(jù)箭頭方向,找出反應(yīng)物和生成物,兩步反應(yīng)分別為2H++H2O2+2M2H2O+2M';2M'+H2O22M+O2↑+2H+;根據(jù)H2O2的化合價(jià)變化,M為Fe2+,M'為Fe3+,A錯(cuò)誤;總反應(yīng)為2H2O22H2O+O2↑,每有1molO2生成時(shí),轉(zhuǎn)移2mol電子,B錯(cuò)誤;H2O2的溶液顯弱酸性,在H2O2分解過(guò)程中,生成水后溶液pH升高,C正確;根據(jù)2H++H2O2+2Fe2+2H2O+2Fe3+可知,H2O2的氧化性強(qiáng)于Fe3+,根據(jù)反應(yīng)2Fe3++H2O22Fe2++O2↑+2H+可知,H2O2的還原性強(qiáng)于Fe2+,D錯(cuò)誤。12.B解析向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)榈S色,說(shuō)明酸性環(huán)境下MnO4-將VO2+氧化為VO2+,MnO4-被還原成Mn2+,由電子守恒可知存在KMnO4~5VOSO4~5e-,則①中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶5,A錯(cuò)誤;向(VO2)2SO4溶液中滴加濃鹽酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,溶液變藍(lán),說(shuō)明濃鹽酸能把VO2+還原為VO2+,Cl-失去電子生成氯氣,由電子、電荷及原子守恒可知離子方程式為2VO2++4H++2Cl-2VO2++Cl2↑+2H2O,標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氣體為0.5mol,故轉(zhuǎn)移1mol電子,B正確;氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性,則由①可知,氧化性:MnO4->VO2+,由②可知,氧化性:VO2+>Cl2,所以酸性條件下氧化性MnO4->VO2+>Cl2,C錯(cuò)誤;VO2+具有較強(qiáng)的氧化性,(VO2)2SO4溶液中滴加FeI13.A解析0.3molCoC2O4·2H2O加熱至恒重時(shí)生成固體Y的質(zhì)量為24.1g,Y中含有0.3molCo,則O的物質(zhì)的量為n(O)=24.1g-0.3mol×59g·mol-116g·mol-1=0.4mol,則固體Y為Co3O4,X為碳的氧化物,Co3O4加入足量鹽酸溶解,得到0.3molCoCl2和黃綠色氣體Z,則Z為氯氣。經(jīng)分析A錯(cuò)誤;根據(jù)分析第一步CoC2O4·2H2O生成Co3O4和碳的氧化物,Co元素化合價(jià)發(fā)生變化,第二步中加入足量鹽酸反應(yīng)生成氯氣,氯元素化合價(jià)升高,均有元素化合價(jià)的變化,都是氧化還原反應(yīng),B正確;溶解時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為Co3O4+8HCl3CoCl2+4H2O+Cl2↑,此反應(yīng)中Cl-為還原劑,Co2+為還原產(chǎn)物,故酸性條件下還原性:Cl->Co14.D解析實(shí)驗(yàn)中得到溶液1發(fā)生的反應(yīng)為CuO+H2SO4CuSO4+H2O、Fe2O3+3