第5講氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平課程標(biāo)準(zhǔn)知識建構(gòu)1.能從氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與變化，并能設(shè)計實(shí)驗(yàn)進(jìn)行部分驗(yàn)證，分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2．能進(jìn)行氧化還原方程式的配平與計算。考點(diǎn)一電子守恒思想在氧化還原反應(yīng)中的應(yīng)用【典例1】現(xiàn)有24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5答案B解析題目中指出被還原的元素是Cr，則得電子的物質(zhì)是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)是Na2SO3，其中S元素的化合價從＋4→＋6；而Cr元素的化合價將從＋6→＋n(設(shè)化合價為＋n)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。【對點(diǎn)練1】(電子守恒在價態(tài)判斷中的應(yīng)用)某強(qiáng)氧化劑XO(OH)eq\o\al(＋,2)被Na2SO3還原。如果還原2.4×10－3molXO(OH)eq\o\al(＋,2)，需用30mL0.2mol·L－1的Na2SO3溶液，則X元素被還原后的價態(tài)是()A．＋2 B．＋1C．0 D．－1答案C解析在氧化還原反應(yīng)中電子得失數(shù)目相等。設(shè)在反應(yīng)后X的化合價為x，則2.4×10－3×(5－x)＝0.03×0.2×2，解得x＝0，因此C選項(xiàng)正確。【對點(diǎn)練2】(電子守恒在計算中的應(yīng)用)某離子反應(yīng)中涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六種微粒。其中N2、ClO－的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列判斷不正確的是()A．該反應(yīng)的還原劑是NHeq\o\al(＋,4)B．消耗1mol還原劑，轉(zhuǎn)移3mol電子C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3D．當(dāng)生成14gN2時，消耗的ClO－為1.5mol答案C解析根據(jù)題意圖示可知，氧化劑為ClO－，還原劑為NHeq\o\al(＋,4)，由電子守恒得：n(ClO－)×2＝n(NHeq\o\al(＋,4))×3，n(ClO－)∶n(NHeq\o\al(＋,4))＝3∶2，C項(xiàng)錯誤。【對點(diǎn)練3】(氧化還原電子守恒問題)(2020·山西太原市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考)在反應(yīng)3BrF3＋5H2O=9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O參加反應(yīng)，被水還原的溴原子為()A．1mol B．2/3molC．4/3mol D．2mol答案C解析在反應(yīng)3BrF3＋5H2O=HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑中，元素化合價變化情況為：溴元素由＋3價升高為＋5價，溴元素由＋3價降低為0價，氧元素化合價由－2價升高為0價，所以BrF3既是氧化劑也是還原劑，同時水也是還原劑，若5molH2O參加反應(yīng)，則生成1molO2，氧原子提供電子物質(zhì)的量為2mol×2，令被水還原的BrF3的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則：2mol×2＝xmol×(3－0)，解得x＝4/3，選項(xiàng)C符合題意。應(yīng)用得失電子守恒解題的一般步驟【典例2】取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8960mL的NO2氣體和672mL的N2O4氣體(均已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02g。則x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44答案B解析反應(yīng)流程eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up7(濃HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up7(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNO3得電子的物質(zhì)的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol，所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。【對點(diǎn)練4】(多步反應(yīng)中電子守恒的應(yīng)用)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL答案A解析由題意可知，Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝eq\f(2×1.68L,22.4L·mol－1)＝0.15mol。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3mol，則V(NaOH)＝eq\f(0.3mol,5mol·L－1)＝0.06L＝60mL。【對點(diǎn)練5】(利用電子守恒推導(dǎo)對應(yīng)關(guān)系的應(yīng)用)羥胺(NH2OH)是一種還原劑，能將某些氧化劑還原。現(xiàn)用25.00mL0.049mol·L－1羥胺的酸性溶液與足量的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＋H2SO4→Fe2(SO4)3＋K2SO4＋MnSO4＋H2O，則羥胺的氧化產(chǎn)物是()A．N2 B．N2OC．NO D．NO2答案B解析設(shè)氧化產(chǎn)物中N的化合價為x，根據(jù)電子守恒可推導(dǎo)關(guān)系5NH2OH～(x＋1)KMnO4，可列式eq\f(5,x＋1)＝eq\f(25.00×10－3L×0.049mol·L－1,24.50×10－3L×0.020mol·L－1)，解得x＝1。多步連續(xù)氧化還原反應(yīng)的計算技巧題目涉及氧化還原反應(yīng)較多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，用常規(guī)方法求解比較困難，只要中間各步反應(yīng)過程中沒有電子損耗，只依據(jù)起始反應(yīng)物與最終產(chǎn)物，略去中間過程，建立兩者間的電子守恒關(guān)系，快速求解。考點(diǎn)二氧化還原反應(yīng)方程式的書寫與配平【典例3】配平下列化學(xué)方程式：(1)________H2S＋________HNO3=________S↓＋________NO↑＋________H2O(2)________MnOeq\o\al(－,4)＋________H＋＋________Cl－=________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O(3)________S＋________KOHeq\o(=,\s\up7(△))________K2S＋________K2SO3＋________H2O(4)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。請將AlN之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi)，并配平。________＋________＋________eq\o(=,\s\up7(高溫))________AlN＋________。(5)在酸性條件下，K2Cr2O7被Fe2＋還原為Cr3＋，完成下列方程式：________Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋________Fe2＋＋________=________Cr3＋＋________Fe3＋＋________。答案(1)32324(2)21610258(3)36213(4)Al2O33CN223CO(5)1614H＋267H2O解析(1)配平步驟如下第一步：標(biāo)變價，H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋eq\o(HNO3,\s\up6(＋5))→eq\o(S,\s\up6(0))↓＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O↑＋H2O第三步：求總數(shù)，從而確定氧化劑(或還原產(chǎn)物)和還原劑(或氧化產(chǎn)物)的化學(xué)計量數(shù)。故H2S的化學(xué)計量數(shù)為3，HNO3的化學(xué)計量數(shù)為2。第四步：配系數(shù)，先配平變價元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3=3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平時相等，最后利用O原子守恒來進(jìn)行驗(yàn)證。(4)根據(jù)氮元素、碳元素的化合價變化判斷，N2是氧化劑，C是還原劑，AlN為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物。(1)氧化還原反應(yīng)方程式配平的基本原則(2)氧化還原反應(yīng)方程式配平的一般步驟【對點(diǎn)練6】(正向配平和逆向配平的應(yīng)用)(1)________NaBO2＋________SiO2＋________Na＋________H2=________NaBH4＋________Na2SiO3(2)________Fe3O4＋________HNO3(稀)=________Fe(NO3)3＋________NO↑＋________H2O(3)________MnOeq\o\al(－,4)＋________C2Oeq\o\al(2－,4)＋________H＋=________Mn2＋＋________CO2↑＋________H2O(4)________P4＋________KOH＋________H2O=________K3PO4＋________PH3(5)________Cl2＋________KOH=________KCl＋________KClO3＋________H2O答案(1)124212(2)3289114(3)25162108(4)29335(5)36513【對點(diǎn)練7】(缺項(xiàng)配平)(1)將NaBiO3固體(黃色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色(Bi3＋無色)。配平該反應(yīng)的離子方程式：________NaBiO3＋________Mn2＋＋________=________Na＋＋________Bi3＋＋________＋________。(2)將Cu投入一定量的濃硝酸中，發(fā)生如下反應(yīng)，其生成的NO2與NO的物質(zhì)的量之比為2∶1，完成下列反應(yīng)：________Cu＋________HNO3(濃)=________Cu(NO3)2＋________NO2↑＋________NO↑＋________。(3)將高錳酸鉀逐滴加入硫化鉀溶液中發(fā)生如下反應(yīng)，其中K2SO4和S的物質(zhì)的量之比為3∶2，完成下列化學(xué)方程式：________KMnO4＋________K2S＋________=________K2MnO4＋________K2SO4＋________S↓＋________。答案(1)5214H＋552MnOeq\o\al(－,4)7H2O(2)5165428H2O(3)28524KOH283212H2O【對點(diǎn)練8】(需確定物質(zhì)的氧化還原方程式的書寫)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其轉(zhuǎn)化如圖所示(CuS不溶于水)。下列說法中，不正確的是()A.過程①中生成CuS的反應(yīng)為H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋B．過程②中，F(xiàn)e3＋作氧化劑C．回收S的總反應(yīng)為2H2S＋O2=2H2O＋2S↓D．過程③中，各元素化合價均未改變答案D解析由圖可知，共發(fā)生的有三個反應(yīng)①H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋②CuS＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋＋S③4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，由此可以推出總反應(yīng)2H2S＋O2=2S↓＋2H2O。過程①中，生成CuS的反應(yīng)為H2S＋Cu2＋=CuS↓＋2H＋，故A正確；過程②中的反應(yīng)為CuS＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋＋S，鐵離子化合價降低，作氧化劑，故B正確；①×2＋②×2＋③可以推出總反應(yīng)2H2S＋O2=2S↓＋2H2O，故C正確；過程③中的反應(yīng)為4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O，在轉(zhuǎn)化過程中O、Fe元素化合價發(fā)生變化，故D錯誤。(1)配平的基本技能①全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。②自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(2)缺項(xiàng)配平的方法①先用化合價升降法確定“兩劑”或“兩物”及其系數(shù)，然后根據(jù)原子守恒或電荷守恒確定其他物質(zhì)及其系數(shù)。②補(bǔ)項(xiàng)原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下反應(yīng)物缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H＋生成H2O，反應(yīng)物少O(氧)補(bǔ)H2O(水)生成H＋堿性條件下反應(yīng)物缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)生成OH－，反應(yīng)物少O(氧)補(bǔ)OH－生成H2O微專題8整合有效信息書寫氧化還原反應(yīng)方程式“四步法”突破信息型氧化還原方程式的書寫【典例】(2020·課標(biāo)全國Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1“酸浸氧化”中，VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(＋,2)反應(yīng)的離子方程式_______________________________________________________________。答案VO＋＋MnO2＋2H＋=VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O解析第一步：列物質(zhì)，確定反應(yīng)主體。依據(jù)工藝流程圖提示，“酸浸氧化”步驟中加入的MnO2具有氧化性，可將VO＋和VO2＋氧化成VOeq\o\al(＋,2)，根據(jù)表格中提供的金屬離子種類可以確定，反應(yīng)后錳元素的還原產(chǎn)物為Mn2＋。第二步：按“氧化劑＋還原劑→還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物”把離子方程式初步寫成：MnO2＋VO＋→Mn2＋＋VOeq\o\al(＋,2)。在此過程中，釩元素的化合價由＋3價升至＋5價，1molVO＋失去2mol電子，Mn元素的化合價由＋4價降至＋2價，1molMnO2得到2mol電子，根據(jù)得失電子守恒可得四種微粒的系數(shù)分別為1，即參加氧化還原反應(yīng)的微粒的關(guān)系為VO＋＋MnO2→VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋；第三步：反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，故在左邊補(bǔ)充H＋，右邊補(bǔ)充H2O，MnO2＋VO＋＋________H＋→Mn2＋＋VOeq\o\al(＋,2)＋________H2O。第四步：依據(jù)電荷守恒及H、O原子守恒配平如下：MnO2＋VO＋＋2H＋=VOeq\o\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O1．根據(jù)題目信息，完成有關(guān)方程式的書寫。(1)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。(2)Na2S溶液長期放置有硫析出，原因?yàn)開_________________________(用離子方程式表示)。(3)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。(4)酸性KMnO4溶液將乙醇氧化為乙酸，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________。(5)一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BHeq\o\al(－,4)(B元素的化合價為＋3)與Fe2＋反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)eq\o\al(－,4)，其離子方程式為__________________________________________________________________。答案(1)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Cl－＋5H2O(2)2S2－＋O2＋2H2O=4OH－＋2S↓(3)PbO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Pb2＋＋Cl2↑＋2H2O(4)5C2H5OH＋4MnOeq\o\al(－,4)＋12H＋=5CH3COOH＋4Mn2＋＋11H2O(5)2Fe2＋＋BHeq\o\al(－,4)＋4OH－=2Fe＋2H2↑＋B(OH)eq\o\al(－,4)2．根據(jù)題目流程和條件，書寫相關(guān)的反應(yīng)方程式。(1)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下：Co(OH)3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為____________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為________________________________________________。(3)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。如圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式：___________________________________。答案(1)2Co(OH)3＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O(2)2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O(3)4Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Fe2＋＋NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O1．(2020·課標(biāo)全國Ⅱ節(jié)選)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。氯的許多化合物既是重要化工原料，又是高效、廣譜的滅菌消毒劑。回答下列問題：(1)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。(2)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過程中，生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1molClO2消耗NaClO2的量為________mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為______________________________________________________。答案(1)2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O(2)1.25NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O解析(1)根據(jù)Cl2與HgO的反應(yīng)為歧化反應(yīng)，且一種生成物為Cl2O，可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(2)結(jié)合題中信息制備ClO2時發(fā)生歧化反應(yīng)，可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為5NaClO2＋4NaHSO4=NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1molClO2時消耗1.25molNaClO2；溶液中溢出大量氣泡是NaHCO3與NaHSO4反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體。2．(2020·北京卷)MnO2是重要化工原料，用軟錳礦制備MnO2的一種工藝流程如圖。資料：①軟錳礦的主要成分為MnO2，主要雜質(zhì)有Al2O3和SiO2②金屬離子沉淀的pHFe3＋Al3＋Mn2＋Fe2＋開始沉淀時1.53.45.86.3完全沉淀時2.84.77.88.3③該工藝條件下，MnO2與H2SO4不反應(yīng)。(1)溶出：①溶出前，軟錳礦需研磨。②溶出時，F(xiàn)e的氧化過程及得到Mn2＋的主要途徑如圖所示。ⅰ.Ⅱ是從軟錳礦中溶出Mn2＋的主要反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________________。ⅱ.若Fe2＋全部來自于反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，完全溶出Mn2＋所需Fe與MnO2的物質(zhì)的量比值為2。而實(shí)際比值(0.9)小于2，原因是________________________________________________________________。(2)純化：已知：MnO2的氧化性與溶液pH有關(guān)。純化時先加入MnO2，后加入NH3·H2O，調(diào)溶液pH≈5，說明試劑加入順序及調(diào)節(jié)pH的原因：_________________________________________________________________。(3)產(chǎn)品純度測定：向ag產(chǎn)品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加熱至充分反應(yīng)，再用cmol·L－1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液的體積為dL。(已知：MnO2及MnOeq\o\al(－,4)均被還原為Mn2＋，相對分子質(zhì)量：MnO286.94；Na2C2O4134.0)產(chǎn)品純度為________。(用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)答案(1)①ⅰ.MnO2＋4H＋＋2Fe2＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2Oⅱ.二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為Fe2＋(2)MnO2的氧化性隨酸性的減弱逐漸減弱(3)eq\f(b－335cd×86.94,134a)×100%解析(1)ⅰ.根據(jù)反應(yīng)途徑可知，二氧化錳與亞鐵離子反應(yīng)生成二價錳離子和鐵離子，則反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Fe2＋=Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；ⅱ.根據(jù)方程式可知，F(xiàn)e與MnO2的物質(zhì)的量比值為2，實(shí)際反應(yīng)時，二氧化錳能夠氧化單質(zhì)鐵轉(zhuǎn)化為Fe2＋，導(dǎo)致需要的鐵減少，故實(shí)際比值(0.9)小于2；(2)MnO2的氧化性與溶液pH有關(guān)，且隨酸性的減弱，氧化性逐漸減弱，溶液顯酸性時，二氧化錳的氧化性較強(qiáng)，故純化時先加入MnO2，后加入NH3·H2O，調(diào)溶液pH≈5，除去溶液中的Al3＋、Fe3＋；(3)根據(jù)題意可知，部分草酸鈉與二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，剩余部分再與高錳酸鉀反應(yīng)(5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O)，則與二氧化錳反應(yīng)的草酸鈉；MnO2＋Na2C2O4＋2H2SO4=Na2SO4＋MnSO4＋2CO2↑＋2H2O，則n(MnO2)＝n(Na2C2O4)＝eq\f(bg,134g/mol)－eq\f(cmol/L×dL,2)×5，產(chǎn)品純度＝eq\f(\f(bg,134g/mol)－\f(cmol/L×dL,2)×5×86.94g/mol,ag)×100%＝eq\f(b－335cd×86.94,134a)×100%。一、選擇題(每小題只有一個選項(xiàng)符合題意)1．(2020·泉州五校聯(lián)考)已知二氯化二硫(S2Cl2)的結(jié)構(gòu)式為Cl—S—S—Cl，它易與水反應(yīng)：2S2Cl2＋2H2O=4HCl＋SO2↑＋3S↓對該反應(yīng)的說法正確的是()A．S2Cl2既作氧化劑又作還原劑B．H2O作還原劑C．每生成1molSO2轉(zhuǎn)移4mol電子D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶1答案A2．某碘鹽(含KIO3)溶解于水，滴加KOH溶液使之顯堿性，若通入氯氣可以生成K3H2IO6，關(guān)于該反應(yīng)的說法錯誤的是()A．碘鹽中碘元素被氧化B．Cl2的氧化性強(qiáng)于IOeq\o\al(－,3)C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2D．轉(zhuǎn)移1mol電子時，有0.5molK3H2IO6生成答案C解析向碘酸鉀(KIO3)的堿性溶液中通入氯氣，可以得到K3H2IO6，反應(yīng)中I元素的化合價由＋5價升高為＋7價，Cl元素的化合價由0降低為－1價，反應(yīng)的離子方程式為IOeq\o\al(－,3)＋Cl2＋4OH－=H2IOeq\o\al(3－,6)＋2Cl－＋H2O。I元素的化合價升高，則在該反應(yīng)中碘元素被氧化，故A正確；該反應(yīng)中IOeq\o\al(－,3)作還原劑，Cl2作氧化劑，Cl2的氧化性強(qiáng)于IOeq\o\al(－,3)，故B正確；根據(jù)方程式可知，IOeq\o\al(－,3)作還原劑，Cl2作氧化劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1，故C錯誤；反應(yīng)中生成1molK3H2IO6轉(zhuǎn)移1mol×(7－5)＝2mol電子，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移1mol電子時，有0.5molK3H2IO6生成，故D正確。3．衣服上不小心沾到了藍(lán)色墨水，可以先涂上酸性高錳酸鉀溶液，即可除去藍(lán)墨水中的鞣酸亞鐵，再用乙二酸的稀溶液擦洗，可以迅速除去過量的KMnO4，其反應(yīng)的離子方程式為MnOeq\o\al(－,4)＋H2C2O4＋H＋→CO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．每轉(zhuǎn)移2mol電子，就有1mol乙二酸被還原B．氧化劑和還原劑的化學(xué)計量數(shù)之比是2∶5C．鞣酸亞鐵和乙二酸都具有還原性D．藍(lán)墨水與紅墨水混用易因膠體聚沉而導(dǎo)致書寫不暢答案A解析乙二酸中碳元素的化合價為＋3價，生成物二氧化碳中碳元素的化合價為＋4價，化合價升高，是被氧化而不是被還原，故A錯誤；根據(jù)配平的離子方程式可知，氧化劑是高錳酸根，還原劑是乙二酸，氧化劑和還原劑的化學(xué)計量數(shù)之比是2∶5，故B正確；酸性高錳酸鉀溶液可除去藍(lán)墨水中的鞣酸亞鐵，再用乙二酸的稀溶液擦洗，酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，鞣酸亞鐵和乙二酸都具有還原性，故C正確；藍(lán)墨水是一種膠體，藍(lán)墨水與紅墨水混用，易因膠體聚沉而導(dǎo)致書寫不暢，故D正確。4．(2020·山東部分重點(diǎn)中學(xué)質(zhì)量抽測)把圖b的碎紙片補(bǔ)充到圖a中，可得到一個完整的離子方程式。下列有關(guān)該離子方程式的說法正確的是()A．配平后的化學(xué)計量數(shù)依次為3、1、2、6、3B．若有1molS被氧化，則生成2molS2－C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2D．2molS參加反應(yīng)有3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移答案B解析根據(jù)圖a、圖b，可知該反應(yīng)中只有硫元素的化合價發(fā)生變化，由于反應(yīng)物中單質(zhì)硫處于中間價態(tài)，因此發(fā)生單質(zhì)硫的歧化反應(yīng)，配平離子方程式為3S＋6OH－=2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O，A項(xiàng)錯誤；若有1molS被氧化，生成1molSOeq\o\al(2－,3)，同時有2molS被還原，生成2molS2－，B項(xiàng)正確；氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，C項(xiàng)錯誤；2molS參加反應(yīng)有eq\f(8,3)mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)錯誤。5．(2020·安徽合肥檢測)0.1mol金屬錫完全溶于100mL12mol·L－1HNO3溶液中放出0.4molNO2，反應(yīng)后溶液中c(H＋)為8mol·L－1(溶液體積變化忽略不計)。由此推斷氧化產(chǎn)物可能是()A．Sn(NO3)2 B．SnO2·4H2OC．Sn(NO3)4 D．Sn(NO3)2和Sn(NO3)4答案B解析由反應(yīng)后溶液中的c(H＋)＝8mol·L－1，可知HNO3有剩余，反應(yīng)的HNO3為0.1L×12mol·L－1－0.1L×8mol·L－1＝0.4mol，設(shè)金屬錫被氧化后的化合價為x，由得失電子守恒可知，0.1mol×(x－0)＝0.4mol×(5－4)，解得x＝4，即氧化產(chǎn)物中錫元素的化合價為＋4，由于溶液中c(H＋)＝8mol·L－1，根據(jù)氮原子守恒可知c(NOeq\o\al(－,3))＝eq\f(1.2mol－0.4mol,0.1L)＝8mol·L－1，此時溶液呈電中性，說明溶液中不存在Sn(NO3)4，故氧化產(chǎn)物為SnO2·4H2O，選項(xiàng)B正確。6．已知反應(yīng)：As2S3＋HNO3＋X→H3AsO4＋H2SO4＋NO↑，下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是()A．X為H2OB．參加反應(yīng)的HNO3全部被還原C．氧化產(chǎn)物為H2SO4和H3AsO3D．生成1molH3AsO4轉(zhuǎn)移2mole－答案D解析As2S3中As元素的化合價＋3價，S元素的化合價－2，由方程式可知，反應(yīng)中As元素的化合價由＋3→＋5，S元素的化合價由－2→＋6，砷和硫元素化合價升高被氧化，N的化合價由＋5→＋2，化合價降低被還原，配平的化學(xué)方程式為3As2S3＋28HNO3＋4H2O=6H3AsO4＋9H2SO4＋28NO↑。由原子個數(shù)守恒可知，X為H2O，故A正確；由化學(xué)方程式可知參加反應(yīng)的HNO3全部被還原為NO，故B正確；反應(yīng)中As元素的化合價由＋3→＋5，S元素的化合價由－2→＋6，砷和硫元素化合價升高被氧化，則氧化產(chǎn)物為H2SO4和H3AsO4，故C正確；生成1molH3AsO4轉(zhuǎn)移電子eq\f(84,6)mol＝14mol，故D錯誤。7．已知下列分子或離子在酸性條件下都能氧化KI，自身發(fā)生如下變化：H2O2→H2O；IOeq\o\al(－,3)→I2；MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋；HNO2→NO。如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是()A．H2O2 B．IOeq\o\al(－,3)C．MnOeq\o\al(－,4) D．HNO2答案B解析KI被氧化得到I2,1molKI在反應(yīng)中失去1mol電子，再據(jù)題中所給信息：H2O2→H2O,1molH2O2得2mole－，IOeq\o\al(－,3)→I2,1molIOeq\o\al(－,3)得5mole－，MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋，1molMnOeq\o\al(－,4)可得5mole－，HNO2→NO,1molHNO2得1mole－。雖然B、C項(xiàng)中的1molIOeq\o\al(－,3)、MnOeq\o\al(－,4)均可得5mole－，但B中生成物I2可來自IOeq\o\al(－,3)和I－，故得I2最多者應(yīng)是IOeq\o\al(－,3)與I－的反應(yīng)。8．U常見化合價有＋4價和＋6價，硝酸鈾酰[UO2(NO3)2]加熱可發(fā)生如下分解：UO2(NO3)2→UxOy＋NO2↑＋O2↑(未配平)，將氣體產(chǎn)物收集于試管中并倒扣于盛水的水槽中，氣體全部被吸收，水充滿試管。則生成的鈾的氧化物化學(xué)式是()A．UO2 B．2UO2·UO3C．UO3 D．UO2·2UO3答案C解析氣體被吸收，說明二氧化氮、氧氣和水發(fā)生的反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，所以二氧化氮和氧氣的計量數(shù)之比是4∶1，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等知，U元素的化合價不變，所以生成物是UO3，故選C。9．向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，當(dāng)加入2.6molNaBrO3時，測得反應(yīng)后溶液中溴和碘的存在形式及物質(zhì)的量分別為：粒子I2Br2IOeq\o\al(－,3)物質(zhì)的量/mol0.51.3針對上述反應(yīng)，下列說法正確的是()A．NaBrO3是還原劑B．氧化產(chǎn)物只有I2C．該反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是12molD．參加反應(yīng)的NaI為3mol答案D解析NaBrO3中溴元素由＋5價被還原生成0價，則NaBrO3是氧化劑，A錯誤；NaI中－1價碘離子被氧化生成0價的I2和＋5價的IOeq\o\al(－,3)，則氧化產(chǎn)物為I2和IOeq\o\al(－,3)，B錯誤；2.6molNaBrO3反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為2.6mol×(5－0)＝13mol，C錯誤；根據(jù)電子守恒，生成IOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為eq\f(13mol－0.5mol×2,5－－1)＝2mol，根據(jù)碘原子守恒可知，參加反應(yīng)的NaI的物質(zhì)的量為n(IOeq\o\al(－,3))＋2n(I2)＝2mol＋0.5mol×2＝3mol，D正確。10．五氧化二釩(V2O5)是一種兩性氧化物，具有強(qiáng)氧化性，其制備方法如下圖所示。下列關(guān)于五氧化二釩的說法中錯誤的是()A．五氧化二釩的結(jié)構(gòu)式為B．V2O5溶于堿生成VOeq\o\al(－,2)C．“沉釩”涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NaVO3＋2H2SO4＋2NH4Cl=(NH4)2V6O16↓＋2Na2SO4＋2H2O＋2NaClD．V2O5＋6HCl(濃)=2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O，生成1molCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA答案B解析根據(jù)五氧化二釩的化學(xué)式(V2O5)及氧元素的化合價可以推出釩元素的化合價為＋5價，因此A中所示的結(jié)構(gòu)式正確；根據(jù)題干信息知V2O5是一種兩性氧化物，既可與酸反應(yīng)，也可與堿反應(yīng)，其與堿的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，各元素化合價不變，故B錯誤；根據(jù)題目所給流程圖可知，“沉釩”是使釩元素以沉淀形式析出，發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng)，各元素化合價不發(fā)生改變，故C正確；V2O5具有強(qiáng)氧化性，其與鹽酸反應(yīng)時可將Cl－氧化成氯氣，生成1molCl2轉(zhuǎn)移2mole－，D正確。11．(2020·湖南汨羅市高三檢測)高鐵酸鉀是一種新型、高效、多功能水處理劑，工業(yè)上采用向KOH溶液中通入氯氣，然后再加入Fe(NO3)3溶液的方法制備K2FeO4，發(fā)生反應(yīng)：①Cl2＋KOH→KCl＋KClO＋KClO3＋H2O(未配平)；②2Fe(NO3)3＋3KClO＋10KOH=2K2FeO4＋6KNO3＋3KCl＋5H2O。下列說法正確的是()A．若反應(yīng)①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝5∶1，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1B．反應(yīng)①中每消耗4molKOH，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LCl2C．氧化性：K2FeO4>KClOD．若反應(yīng)①的氧化產(chǎn)物只有KClO，則得到0.2molK2FeO4時消耗0.3molCl2答案D解析A選項(xiàng)，若反應(yīng)①中n(ClO－)∶n(ClOeq\o\al(－,3))＝5∶1，設(shè)物質(zhì)的量分別為5mol和1mol，則化合價升高失去10mol電子，則化合價降低得到10mol電子，消耗Cl28mol，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為10∶6，即5∶3，故A錯誤；B選項(xiàng)，根據(jù)反應(yīng)①得出n(K)＝n(Cl)，因此每消耗4molKOH，吸收氯氣2mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LCl2，故B錯誤；C選項(xiàng)，根據(jù)第二個方程式比較氧化性，氧化劑氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物氧化性，因此KClO>K2FeO4，故C錯誤；D選項(xiàng)，若反應(yīng)①的氧化產(chǎn)物只有KClO，則Cl2與KClO物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)第二個方程式得到KClO與K2FeO4物質(zhì)的量之比為3∶2，因此得到0.2molK2FeO4時消耗0.3molCl2，故D正確。12．氰化物是劇毒物質(zhì)，傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的電鍍廢水中含一定濃度的CN－，無害化排放時必須對這種廢水進(jìn)行處理。可采用堿性條件下的Cl2氧化法處理這種廢水，涉及以下兩個反應(yīng)：反應(yīng)i，CN－＋OH－＋Cl2→OCN－＋Cl－＋H2O(未配平)；反應(yīng)ii，OCN－＋OH－＋Cl2→X＋Y＋Cl－＋H2O(未配平)。其中反應(yīng)i中N元素的化合價沒有變化，常溫下，X、Y是兩種無毒的氣體。下列判斷正確的是()A．反應(yīng)i中氧化劑與還原劑的化學(xué)計量數(shù)之比為2∶1B．X、Y是CO2、N2，且均為反應(yīng)ii的氧化產(chǎn)物C．該廢水處理工藝過程中須采取措施，防止Cl2逸出到空氣中D．處理c(CN－)＝0.0001mol·L－1的廢水106L，消耗Cl25.6答案C解析配平后的反應(yīng)i為CN－＋2OH－＋Cl2=OCN－＋2Cl－＋H2O，其中CN－為還原劑，Cl2為氧化劑，二者的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶1，A項(xiàng)錯誤；反應(yīng)ii中，Cl2是氧化劑，則OCN－為還原劑，根據(jù)反應(yīng)i中N元素的化合價沒有變化，由CN－中N元素的化合價為－3價，可知OCN－中N元素的化合價為－3價，C元素的化合價為＋4價，又X、Y是兩種無毒的氣體，故反應(yīng)ii的氧化產(chǎn)物只有N2，B項(xiàng)錯誤；該廢水處理工藝中所用的Cl2有毒，須采取措施，防止Cl2逸出到空氣中，C項(xiàng)正確；題中沒有說明氣體是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，故無法計算一定物質(zhì)的量的氣體的體積，D項(xiàng)錯誤。二、非選擇題(本題包括3小題)13．某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X。(1)已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子，則該反應(yīng)的還原劑是________。(2)已知0.2molKBrO3在反應(yīng)中得到1mol電子生成X，則X的化學(xué)式為________。(3)根據(jù)上述反應(yīng)可推知________(填序號)。A．氧化性：KBrO3＞H3AsO4B．氧化性：H3AsO4＞KBrO3C．還原性：AsH3＞XD．還原性：X＞AsH3(4)將氧化劑和還原劑的化學(xué)式及其配平后的化學(xué)計量數(shù)填入下列方框中，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目(用單線橋法表示)。eq\x()＋eq\x()(5)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反應(yīng)生成高效的消毒殺菌劑ClO2，還生成CO2和KHSO4答案(1)AsH3(2)Br2(3)AC(5)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4=2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2解析(1)KBrO3在反應(yīng)中得到電子，KBrO3中Br元素的化合價降低，作氧化劑；AsH3被氧化為H3AsO4；AsH3作還原劑。(2)設(shè)X中Br元素的化合價為x，Br元素化合價由＋5價降低到x，則0.2mol×(＋5－x)＝1mol，解得x＝0，故X為Br2。(3)反應(yīng)中KBrO3作氧化劑，H3AsO4是氧化產(chǎn)物，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性，則氧化性：KBrO3＞H3AsO4，故A正確、B錯誤；反應(yīng)中AsH3作還原劑，X是還原產(chǎn)物，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，所以還原性：AsH3＞X，故C正確、D錯誤。(4)反應(yīng)中KBrO3得到電子，AsH3失去電子，共轉(zhuǎn)移40e－，則標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為。(5)KClO3和草酸(H2C2O4)在酸性條件下反應(yīng)生成ClO2、CO2和KHSO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4=2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H14．(2020·湖北黃岡市高三聯(lián)考)氮、磷對水體的污染情況越來越受到人們的重視。回答下列問題：(1)常溫下，在pH約為9時，用澄清石灰水可將水體中的HPOeq\o\al(2－,4)轉(zhuǎn)化為Ca10(PO4)6(OH)2沉淀除去，該反應(yīng)的離子方程式為______________________。(2)除去地下水中的硝態(tài)氮通常用還原劑將其還原為N2。①Prusse等提出的用Pd－Cu作催化劑，常溫下，在pH為4.0～6.0時，可直接用H2將NOeq\o\al(－,3)還原為N2，該反應(yīng)的離子方程式為_________________________。研究發(fā)現(xiàn)用H2和CO2的混合氣體代替H2，NOeq\o\al(－,3)的去除效果比只用H2時更好，其原因是___________________________________________________。②在pH約為5時，用納米Fe粉可將NOeq\o\al(－,3)還原為N2，F(xiàn)e粉被氧化為Fe2＋，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。(3)實(shí)驗(yàn)測得相同條件下，用次氯酸鈉脫除水體中的氨態(tài)氮的過程中(2NH3＋3ClO－=N2＋3H2O＋3Cl－)，pH與氨態(tài)氮的去除率關(guān)系如圖所示，在pH