氧化还原方程式的书写及计算——突破训练（五）【解析版】.doc

氧化还原方程式的书写及计算 ‎——突破训练（五）‎ ‎1．有Fe3＋、Fe2＋、NO、NH、H＋和H2O六种粒子，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物，下列叙述中，错误的是(　　)‎ A．还原产物为NH B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8‎ C．若有0.5 mol NO发生还原反应，则转移8 mol电子 D．若把该反应设计为原电池，则负极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋‎ ‎【解析】：选C　由题意知该反应中Fe2＋作还原剂，NO作氧化剂，由此得出该反应为8Fe2＋＋NO＋10H＋===8Fe3＋＋NH＋3H2O。A项，NO转化为NH，N的化合价从＋5降为－3，NH为还原产物；B项，该反应中氧化剂是NO，还原剂是Fe2＋，由离子方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8；C项，0.5 mol NO发生还原反应，转移4 mol电子；D项，若把该反应设计为原电池，原电池的负极发生氧化反应，则负极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋。‎ ‎2．把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是(　　)‎ A．IO作氧化剂 B．1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子 C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2‎ D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、3‎ ‎【解析】选D　A项，分析图1、图2可知，Mn2＋为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂；B项，配平后的离子方程式为2Mn2＋＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，故1 mol Mn2＋参加反应转移5 mol电子；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2；D项，配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、6。‎ ‎3．含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg，则(　　)‎ A．被氧化的砒霜为1.98 mg B．分解产生的氢气为0.672 mL C．和砒霜反应的锌为3.90 mg D．转移的电子总数为6×10－5NA ‎【解析】选C　砒霜中砷元素的化合价是＋3价，而砷化氢中砷元素的化合价是－3价，砷元素的化合价降低，得到电子，砒霜被还原，A不正确；没有说明是标准状况下，因此不能确定生成氢气的体积，B不正确；发生反应As2O3＋6Zn＋12HCl===6ZnCl2＋2AsH3＋3H2O、2AsH32As＋3H2↑，1.50 mg砷的物质的量为＝2×10－5mol，则砒霜转化为砷化氢得到电子的物质的量是2×10－5 mol×6＝1.2×10－4 mol,1 mol锌在反应时失去2 mol电子，则和砒霜反应的锌的质量为×65 g·mol－1＝3.90×10－3g＝3.90 mg，C正确；转移的电子总数为(2×10－5×6＋2×10－5×3)NA＝1.8×10－4NA，D不正确。‎ ‎4．三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应3NF3＋5H2O===2NO＋HNO3＋9HF，下列有关该反应的说法正确的是(　　)‎ A．NF3是氧化剂，H2O是还原剂 B．若1 mol NF3被还原，反应转移电子数为2NA C．若生成0.4 mol HNO3，则转移0.4 mol电子 D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1‎ ‎【解析】选D　该反应中N元素化合价由＋3价变为＋2价、＋5价，其他元素化合价不变，所以NF3既是氧化剂又是还原剂，水既不是氧化剂也不是还原剂，A错误；该反应中N元素被还原时化合价由＋3价降为＋2价，所以若1 mol NF3被还原，反应转移电子数为NA，B错误；该反应中部分N元素化合价由＋3价升高到＋5价，氧化产物为HNO3，若生成0.4 mol HNO3‎ ‎，则转移电子的物质的量为0.4 mol×(5－3)＝0.8 mol，C错误；NF3既是氧化剂又是还原剂，其中N元素化合价由＋3价变为＋2价、＋5价，由得失电子守恒可知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，D正确。‎ ‎5.向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示，则下列有关说法中不正确的是(　　)‎ A．曲线d代表溶液中Br－变化情况 B．原溶液中FeI2的物质的量为2 mol C．原溶液中n(Fe2＋)∶n(Br－)＝2∶3‎ D．当通入2 mol Cl2时，溶液中离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－‎ ‎【解析】选B　因还原性：I－＞Fe2＋＞Br－，故通入氯气时，被氯气氧化的顺序依次是I－、Fe2＋、Br－。根据氧化还原反应发生的先后顺序，d代表Br－变化情况，A正确；a代表的是I－的变化情况，n(I－)＝2 mol，则n(FeI2)＝1 mol，B错误；b代表Fe2＋变化情况，n(Fe2＋)＝4 mol，d代表Br－变化情况，n(Br－)＝6 mol，两者物质的量比值为4∶6＝2∶3，C正确；加入2 mol Cl2，I－全部被氧化，部分Fe2＋被氧化，因此离子反应为2I－＋2Fe2＋＋2Cl2===I2＋2Fe3＋＋4Cl－，D正确。‎ ‎6．某离子反应中涉及H＋、Bi3＋、MnO、BiO、Mn2＋、H2O六种粒子。其中c(MnO)随反应进行逐渐增大。下列判断错误的是(　　)‎ A．该反应的还原产物为Bi3＋‎ B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2‎ C．反应后溶液的酸性明显增强 D．若有1 mol还原剂参加反应，转移电子的物质的量为5 mol ‎【解析】选C　c(MnO)随反应进行逐渐增大，说明MnO是生成物，则Mn2＋为反应物，Mn元素化合价升高，故具有氧化性的BiO为反应物，由Bi原子守恒可知Bi3＋是生成物，则反应的离子方程式应为5BiO＋2Mn2＋＋14H＋===5Bi3＋＋2MnO＋7H2O。Bi元素的化合价降低，则Bi3＋‎ 是还原产物，故A正确；Mn元素化合价升高，则Mn2＋为还原剂，Bi元素化合价降低，则BiO为氧化剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，故B正确；由离子方程式可知，反应消耗H＋，溶液酸性明显减弱，故C错误；Mn元素化合价由＋2价升高到＋7价，则若有1 mol还原剂参加反应，转移电子的物质的量为(7－2)×1 mol＝5 mol，故D正确。‎ ‎7．钒具有众多优良的性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应，所得溶液显酸性，溶液中含VO2＋、K＋、SO等离子。写出该反应的化学方程式： ‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液，充分反应后，溶液中新增加了VO、Cl－。写出并配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向____________________________。‎ ‎(3)在20.00 mL的0.1 mol·L－1 VO溶液中，加入0.195 g锌粉，恰好完全反应，则还原产物可能是________________________________________________________________。‎ a．V　　 b．V2＋　　　‎ c．VO　　　 d．VO2＋‎ ‎(4)已知V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2＋。请再写一个离子方程式：________________________________，说明还原性：SO>Cl－>VO2＋。‎ ‎【解析】(1)V2O5在酸性条件下将K2SO3氧化为K2SO4，该反应的化学方程式为V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===2VOSO4＋K2SO4＋2H2O。(2)KClO3将VO2＋氧化为VO，同时本身被还原为Cl－，ClO＋6VO2＋＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋。(3)n(VO)＝20.00×10－3 L×0.1 mol·L－1＝0.002 0 mol，n(Zn)＝0.003 0 mol，VO中V的化合价为＋5，设V在生成物中的化合价为x，根据得失电子守恒,0.003 0×2＝0.002 0×(5－x)，解得x＝＋2，故选b。(4)V2O5能和盐酸反应生成Cl2和VO2＋，故还原性Cl－>VO2＋，Cl2可以将SO氧化生成SO，自身被还原为Cl－，反应的离子方程式为Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋2H＋＋SO，说明还原性：SO>Cl－。‎ 答案：(1)V2O5＋K2SO3＋2H2SO4===‎ ‎2VOSO4＋K2SO4＋2H2O ‎(2)ClO＋6VO2＋＋3H2O===Cl－＋6VO＋6H＋‎ ‎(3)b ‎(4)Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋2H＋＋SO ‎8．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3＋、I2，他们使用的试剂和装置如图所示：‎ ‎(1)装置E的作用是________。装置F中为__________溶液。‎ ‎(2)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择________。‎ A．蒸馏水 B．饱和Na2SO3溶液 C．饱和NaHSO3溶液 D．饱和NaHCO3溶液 ‎(3)SO2气体还原Fe3＋反应的产物是________(填离子符号)。‎ ‎(4)在上述装置中通入过量的SO2为了验证C中SO2与Fe3＋发生了氧化还原反应，他们取C中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：‎ 方案①：往第一份试液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去。‎ 方案②：往第二份试液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。‎ 方案③：往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀。‎ 上述方案不合理的是________，原因是______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)能表明I－的还原性弱于SO2‎ 的现象是________，写出有关离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)E中左侧为短导管可防止液体倒吸；F中盛放NaOH溶液进行尾气处理，从而保护环境；(2)二氧化硫能溶于水生成亚硫酸，二氧化硫和亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，为防止二氧化硫溶解，应该用饱和NaHSO3溶液洗气；(3)二氧化硫具有还原性、铁离子具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成SO和Fe2＋；(4)方案①：往第一份试液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去，原来溶液中有二氧化硫，二氧化硫和亚铁离子都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而导致酸性高锰酸钾溶液褪色，所以不能确定哪种粒子起作用，故错误；方案②：往第二份试液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红，亚铁离子和KSCN不反应，铁离子和KSCN反应生成血红色溶液，所以可以检验溶液中存在亚铁离子，故正确；方案③：往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2，加入稀盐酸酸化除去溶液中SO，而硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，且不溶于稀盐酸，所以可以检验溶液中存在硫酸根离子，故正确；所以实验方案①不合理；(5)I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2I－＋SO中还原剂是二氧化硫、还原产物是碘离子，所以还原性SO2＞I－，碘遇淀粉溶液变蓝色，所以看到的现象是D中蓝色褪去，离子方程式为I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2I－＋SO。‎ 答案：(1)安全瓶，防止倒吸　NaOH　(2)C　(3)Fe2＋、SO　(4)方案①　SO2、Fe2＋都能使酸性高锰酸钾褪色 ‎(5)D中蓝色褪去　I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2I－＋SO ‎9、铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用。‎ ‎（1）二氧化铈 (CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，CeO2在该反应中作_____剂。‎ ‎（2）自然界Cr主要以+3价和+6价（Cr2O72-）存在。+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。写出离子方程式：_____________________________‎ ‎【答案】 氧化 Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O ‎ ‎【解析】本题考查金属的陌生方程式的书写和工业流程。（1）CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，可知CeO2中的Ce由+4价，在H2O2‎ 的作用下可生成+3价的Ce3+，因此发生还原反应，CeO2在该反应中作氧化剂；（2）据题意可知用亚硫酸钠将Cr2O72-中的铬还原为+3价，亚硫酸钠自身被氧化为硫酸钠，结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式为：Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。‎ ‎10、软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下（中间产物的固体部分已经略去）。‎ ‎①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________。‎ ‎【答案】3MnO2+2FeS+6H2SO4 Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O ‎ ‎【解析】①中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色S物质析出，溶液变为棕黄色，说明有Fe3+生成，发生反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4 Fe2(SO4)3+3MnSO4+2S↓+6H2O。‎ ‎11、工业上用铬铁矿(FeO、Cr2O3、含SiO2、Al2O3杂质)生产红矾钠(Na2Cr2O7)的工艺流程如下:‎ ‎(1)写出步骤③发生反应的离子方程式___________________。‎ ‎(2)向橙红色的红钒钠溶液中滴入氨氧化钠溶液，变为黄色Na2CrO4溶液，写出该转化过程的离子方程式______________。‎ ‎【答案】 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- ‎ ‎【解析】（1）向滤液中通入CO2，生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-‎ ‎（2）向橙红色的红钒钠溶液中滴入氢氧化钠溶液，变为黄色Na2CrO4 溶液，写出该转化过程的离子方程式：Cr2O72-+2OH- ＝ 2CrO42-+H2O。‎ ‎12、高锰酸钾常用作消毒杀菌、水质净化剂等。某小组用软锰矿(主要含MnO2,还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。试回答下列问题。‎ 第二次通入过量CO2生成MnO2的离子方程式为_________。‎ ‎【答案】 3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4-+4HCO3-‎ ‎【解析】第二次通入过量CO2生成MnO2，则MnO42-发生自身氧化还原反应，生成MnO2和MnO4-，因为CO2过量，所以还会生成HCO3-，故离子方程式为：3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4-+4HCO3-。‎ ‎13、CuCl是生产印刷颜料酞菁蓝的重要原料，工业上可用一种低品位铜矿(主要成分CuS、Cu2S、CuO、Fe2O3、FeO 及其他非酸溶性杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 和其他非酸溶性杂质)来进行生产，过程如下：‎ 回答下列问题：‎ 已知CuCl 为难溶于水的白色沉淀，写出步骤Ⅴ发生反应的离子方程式：_____________。‎ ‎【答案】Cu+CuO +2H++2Cl-=2CuCl +H2O ‎【解析】根据流程图Cu、CuO 、HCl反应生成CuCl沉淀和H2O，反应离子方程式是Cu+CuO +2H++2Cl-=2CuCl +H2O。‎ ‎14、一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面：锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：‎ ‎)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为 (产物中只有一种酸根) _______________________________________。‎ ‎【答案】4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4= 12CoSO4+Na2SO4+ 11H2O ‎【解析】废料中钴以Co2O3·CoO的形式存在，钴的化合价为+2价和+3价，由流程图可知，加入Na2S2O3溶液后，钴全部变为+2价，说明Co3+氧化S2O32－，还原产物为Co2+，由产物中只有一种酸根离子可知氧化产物为SO42－，根据得失电子守恒和原子守恒，浸出含钴物质的反应化学方程式为：‎ ‎4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4= 12CoSO4+Na2SO4+ 11H2O。‎ ‎15.实验室配制FeSO4溶液通常需要加入少量铁屑。完成下列填空:‎ ‎(1)加入铁屑的目的是　 。 ‎ ‎(2)有一瓶未加铁屑的FeSO4溶液,在空气中放置一段时间后,溶液颜色变黄且有红褐色浑浊。写出并配平上述变化的化学反应方程式:  　。 ‎ ‎(3)上述反应中的还原产物是　　　　。 ‎ ‎(4)现有1.2 L含3 mol FeSO4 的溶液恰好与0.6 mol HIO3完全反应,则还原产物是　　　　。如果改用HBrO3恰好与上述FeSO4‎ ‎ 的溶液反应,则最少消耗的HBrO3　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)0.6 mol,理由是　 　。 ‎ ‎【答案】(1)防止FeSO4被氧化 ‎(2)12FeSO4+3O2+6H2O4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓‎ ‎(3)Fe(OH)3‎ ‎(4)I2　小于　HBrO3的还原产物是HBr而HIO3还原产物是I2‎ ‎[解析] (1)由于Fe2+极易被O2氧化而变为黄色的Fe3+溶液,所以配制完毕后要加入少量铁屑,防止Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+。‎ ‎(2)未加铁屑的FeSO4溶液,在空气中放置一段时间后,溶液颜色变黄且有红褐色浑浊,说明生成了Fe3+和Fe(OH)3沉淀,化学反应方程式为12FeSO4+3O2+6H2O4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓。‎ ‎(3)上述反应中氧元素化合价降低,所以还原产物是Fe(OH)3。‎ ‎(4)3 mol Fe2+被氧化成Fe3+,转移3 mol电子,3 mol电子转移给0.6 mol I,说明1 mol I会得到5 mol电子,I中I是+5价,得到5 mol电子就变成0价,因此还原产物是I2;如果改用HBrO3恰好与上述FeSO4 的溶液反应,则最少消耗的HBrO3小于0.6 mol,因为HBrO3的还原产物是HBr而HIO3的还原产物是I2。‎ ‎16.电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2,需要处理达标后才能排放。该厂拟定下列流程进行废水处理,回答下列问题:‎ 图K9-2‎ ‎(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是 　　。 ‎ ‎(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为　　　　　。 ‎ ‎(3)步骤③中,每处理0.4 mol Cr2时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为  　。 ‎ ‎(4)目前处理酸性Cr2废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FC]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2,需加入a mol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是 (　　)‎ A.x=0.5,a=8 B.x=0.5,a=10‎ C.x=1.5,a=8 D.x=1.5,a=10‎ ‎【答案】(1)氧化还原法 ‎(2)CN-+ClO-CNO-+Cl-‎ ‎(3)3S2+4Cr2+26H+6S+8Cr3++13H2O ‎(4)D ‎[解析] (1)根据框图中物质的转化,不难分析出碳元素、硫元素化合价发生了变化,故处理废水流程中主要使用的方法是氧化还原法。(2)由框图可知,CN-→CNO-,碳元素从+2价上升到+4价,则CN-为还原剂,那么ClO-应为氧化剂,其还原产物为Cl-。根据电子守恒可配平方程式为CN-+ClO-CNO-+Cl-。(3)处理0.4 mol Cr2时转移电子2.4 mol,则铬元素降低到+3价,还原产物应为Cr3+。结合框图中S2→S,再根据电子守恒、电荷守恒、质量守恒,即可配平离子方程式。(4)根据电子守恒(2-x)×3=x×(1-0),x=1.5。根据铬原子守恒,1 mol Cr2完全反应后生成 mol FeⅡ[FC]O4,根据铁原子守恒,a mol=mol,解得a=10。‎ ‎17. 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比Cl2、O3‎ ‎、ClO2、KMnO4氧化性更强,无二次污染。工业上是先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,使高铁酸钾析出。‎ ‎(1)湿法制备高铁酸钠(Na2FeO4)的反应体系有六种微粒:Fe(OH)3、ClO-、OH-、Fe、Cl-、H2O。‎ ‎①写出并配平湿法制备高铁酸钠的离子方程式:　　　　　　　。 ‎ ‎②低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),最可能的原因是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中的还原剂是　　　　　　　　,氧化产物是　　　　,每生成1 mol Na2FeO4转移　　　　mol电子。 ‎ ‎(1)①2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O ‎②高铁酸钾溶解度小于高铁酸钠 ‎(2)FeSO4、Na2O2　Na2FeO4、O2　5‎ ‎[解析] (2)在反应2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中Fe、O的化合价升高,O的化合价降低,则氧化剂为Na2O2,还原剂为FeSO4和Na2O2,氧化产物是Na2FeO4和O2。根据方程式可知每生成1 mol Na2FeO4转移的电子数为(6-2) mol+1 mol=5 mol。‎