氧化还原方程式的书写及计算——突破训练（一）【解析版】.doc

氧化还原方程式的书写及计算 ‎——突破训练（一）‎ ‎1．羟氨(NH2OH)是一种还原剂。将16.00 mL 0.05 mol·L－1的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应，生成的Fe2＋又恰好被24.00 mL 0.02 mol·L－1的酸性KMnO4溶液所氧化。在上述反应中，羟氨的氧化产物为(　　)‎ A．NO2 B．NO C．N2O D．N2‎ ‎【解析】选B　由题干信息可知，NH2OH失去电子数等于高锰酸钾得到电子数，设羟胺的氧化产物中N元素的化合价为x，由电子守恒可知，(16.00×10－3)L×0.05 mol·L－1×(x＋1)＝(24.00×10－3)L×0.020 mol·L－1×(7－2)，解得x＝2，故羟胺的氧化产物是NO。‎ ‎2．Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景十分看好。一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示：2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。对此反应下列说法中正确的是(　　)‎ A．2 mol FeSO4发生反应时，反应中共有10 mol电子转移 B．每生成16 g氧气就有1 mol Fe2＋被还原 C．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3‎ D．氧化产物只有Na2FeO4‎ ‎【解析】选A　A项，反应中化合价升高的元素有Fe元素，由＋2价升高到＋6价，化合价升高的元素还有O元素，由－1价升高到0价，2 mol FeSO4发生反应时，共有2 mol ×4＋1 mol×2＝10 mol电子转移；B项，已知反应中Fe元素的化合价由＋2价变为＋6价，每生成16 g氧气就有1 mol Fe2＋被氧化；C项，该反应中FeSO4为还原剂，2 mol FeSO4完全反应失去8 mol电子，参与反应的6 mol Na2O2中有1 mol被氧化成O2，则作氧化剂的Na2O2的物质的量为5 mol，作还原剂的Na2O2的物质的量为1 mol，还原剂的总物质的量＝2 mol＋1 mol＝3 mol，所以还原剂与氧化剂物质的量之比＝3 mol∶5 mol＝3∶5；D项，该反应中氧化产物除Na2FeO4外还有O2。‎ ‎3.向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图K9-1所示。有关说法不正确的是 (　　)‎ 图K9-1‎ A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况 B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol/L C.当通入Cl22 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl22Fe3++I2+4Cl-‎ D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3‎ ‎【解析】还原性强弱顺序为I->Fe2+>Br-,所以Cl2最先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-。图中AB线段表示I-的变化情况,氧化I-需氯气1 mol,则I-为2 mol;BC线段表示Fe3+的变化情况,氧化Fe2+需氯气2 mol,则Fe2+为4 mol;DE线段表示Br-的变化情况,氧化Br-需氯气3 mol,则Br-为6 mol,A、D正确。当通入Cl2 2 mol时,氧化的I-和Fe2+均为2 mol,所以C中的离子方程式是正确的。因不知溶液的体积,无法求算FeBr2的浓度,则B错误。‎ ‎4.(1)用浓硝酸清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式为　 。 ‎ ‎(2)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为  (用离子方程式表示)。 ‎ ‎(3)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是纤维素水解得到的最终产物与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:‎ ‎□　　　+24NaClO3+12H2SO4 □ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□　 。‎ ‎ ‎ ‎(4)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH≈3,Ce3+通过反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式: □Ce3++□H2O2+□H2O□Ce(OH)4↓+□　　　　。 ‎ ‎【答案】(1)Ag+2HNO3(浓)AgNO3+NO2↑+H2O ‎(2)2S2-+O2+2H2O4OH-+2S↓‎ ‎(3)1　C6H12O6　24　6　12　Na2SO4‎ ‎(4)2　1　6　2　6　H+‎ ‎5．氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。‎ ‎(1)将含SO2的废气通入含Fe2＋(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转化为SO，其总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，写出第二步反应的离子方程式：______________________。‎ ‎(2)pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因：‎ ‎_________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：‎ ‎①写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：_______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目：________________________________________________________________________。‎ ‎③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－‎ ‎。写出该反应的离子方程式：_________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)总反应中Fe2＋作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3＋在第二步反应中又被SO2还原为Fe2＋，故第二步反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。‎ ‎(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。‎ ‎(3)①根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO；②二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为2NaClO3＋4HC2e－l===2ClO2↑＋2NaCl＋Cl2↑＋2H2O；③ClO2能将电镀废水中的CN－氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl－。该反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2。‎ 答案：(1)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋‎ ‎(2)3CaCO3＋Al2(SO4)3＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑‎ ‎(3)①Cl－＋3H2O3H2↑＋ClO ‎③2ClO2＋2CN－===2CO2＋2Cl－＋N2‎ ‎6．建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：‎ NaNO2＋HI―→NO↑＋I2＋NaI＋H2O ‎(1)配平上述化学方程式。‎ ‎(2)上述反应的氧化剂是________；若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是________。‎ ‎(3)根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质有：①水、②淀粉碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤‎ 食醋，选取上述物质进行实验，下列组合合适的是________(填字母)。‎ A．③⑤　　 B．②④　　　‎ C．②⑤　　　 D．①②③⑤‎ ‎(4)某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，使用NH4Cl处理，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2，反应的化学方程式为_________________。‎ ‎(5)请配平以下化学方程式：‎ ‎____Al＋____NaNO3＋____NaOH===____NaAlO2＋____N2↑＋____‎ 若反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为________L。‎ ‎【解析】(1)NaNO2中氮元素化合价由＋3价降为＋2价，HI中碘元素化合价由－1价升为0价，根据化合价升高和降低的总数相等以及原子守恒配平化学方程式。‎ ‎(2)2NaNO2＋4HI===2NO＋I2＋2NaI＋2H2O中，NaNO2中氮元素的化合价降低，所以NaNO2是氧化剂，若有4 mol HI参与反应，其中2 mol HI为还原剂，在反应中转移电子的物质的量是2 mol，所以若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是6.02×1023或NA。‎ ‎(4)由题给信息和氧化还原反应的化学方程式书写规律可得NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O。‎ ‎(5)铝元素的化合价升高，NaNO3中氮元素的化合价降低，根据氧化还原反应中得失电子守恒及原子守恒进行配平：10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O；反应过程中转移30 mol电子时有3 mol N2生成，所以转移5 mol e－生成标准状况下N2的体积为0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。‎ 答案：(1)2　4　2　1　2　2‎ ‎(2)NaNO2　6.02×1023(或NA)‎ ‎(3)C ‎(4)NaNO2＋NH4Cl===NaCl＋N2↑＋2H2O ‎(5)10　6　4　10　3　2H2O　11.2‎ ‎7.(14分)按要求完成下列方程式。‎ ‎(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然 后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。请写出 该过程中两反应的离子方程式:________________________________。 ‎ ‎(2)已知将浓盐酸滴入酸性高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。在一氧化还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓硫酸、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。‎ ‎①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式: _________________‎ ‎_____________________________________________。 ‎ ‎②在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水),溶液又变为紫红色,Bi反应后变为无色的Bi3+。写出该实验中涉及反应的离子方程式: _________________‎ ‎__________________________。 ‎ ‎(3)已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出Cr2与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:______________________________。 ‎ ‎(4)用NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式: ________________________________________________。 ‎ ‎(5)温度高于200 ℃时,硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1),该反应的化学方程式为__________________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)Fe2+和Mn2+具有还原性,被高锰酸钾溶液氧化为Fe(OH)3、MnO2而除去。‎ ‎(2)①根据浓盐酸被高锰酸钾氧化推出,在酸性条件下Cl-能被高锰酸钾氧化,反应方程式为2KMnO4+10KCl+8H2SO4(浓)6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O;②在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水),溶液又变为紫红色,说明MnSO4被氧化。‎ ‎(3)Cr2与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式是Cr2+6Fe2++14H+‎ ‎2Cr3++6Fe3++7H2O。‎ ‎(4)NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3,得Ag2O2。‎ ‎(5)硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1),该反应的化学方程式是4Al(NO3)312NO2↑+3O2↑+2Al2O3。‎ 答案:(1)Mn+3Fe2++7H2O3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+、2Mn+3Mn2++2H2O ‎5MnO2↓+4H+‎ ‎(2)①2KMnO4+10KCl+8H2SO4(浓)6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O ‎②2Mn2++5NaBiO3+14H+2Mn+5Na++5Bi3++7H2O ‎(3)Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O ‎(4)2Ag++ClO-+2OH-Ag2O2↓+Cl-+H2O ‎(5)4Al(NO3)312NO2↑+3O2↑+2Al2O3‎ ‎8.为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已省略,气密性已检验)。‎ 实验过程:‎ Ⅰ.打开弹簧夹K1～K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入分液漏斗B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。‎ Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。‎ Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。‎ Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。‎ Ⅴ.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K3。‎ Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。‎ ‎(1)过程Ⅰ的目的是___________________________________________。 ‎ ‎(2)棉花中浸润的溶液为_________________________________________。 ‎ ‎(3)A中发生反应的化学方程式为__________________________________。 ‎ ‎(4)若将制取的SO2通入酸性高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其离子方程式为 ‎___________________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)通入N2的目的是排出装置中的空气,防止干扰。‎ ‎(2)棉花中浸润的溶液为NaOH溶液,除氯气、SO2。‎ ‎(3)A中是制取氯气的装置。‎ ‎(4)SO2与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为2Mn+5SO2+2H2O2Mn2++‎ ‎5S+4H+。‎ 答案:(1)排出装置中的空气,防止干扰 ‎(2)NaOH溶液 ‎(3)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ‎(4)2Mn+5SO2+2H2O2Mn2++5S+4H+‎ ‎9、研究发现钼酸钠可减缓金属的腐蚀速率。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2，含少量重金属化合物)制备钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O)的途径如图所示：‎ 回答下列问题：‎ 途径①制备钼酸钠溶液，同时有SO42－生成，该反应的离子方程式为_____________。‎ ‎【答案】 MoS2+9ClO－+6OH－＝MoO42－+9Cl－+2SO42－+3H2O ‎ ‎【解析】途径①制备钼酸钠溶液，用NaClO在碱性条件下氧化MoO3，同时有SO4‎ ‎2－生成，生反应的离子方程式为MoS2+9ClO－+6OH－＝MoO42－+9Cl－+2SO42－+3H2O。‎ ‎10、某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下，回答下列问题：‎ 已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变； CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应 写出第二次浸出的化学反应方程式__________________________，‎ ‎【答案】CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O ‎ ‎【解析】第二次浸出主要是CuS在酸性条件下和H2O2发生的氧化还原反应，反应的化学方程式为CuS+ H2O2+H2SO4= CuSO4 +S+ 2H2O。‎ ‎11、重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)配平反应器①中的反应 ‎____FeO·Cr2O3+ NaOH+ KClO3= Na2CrO4+ Fe2O3+ KCl+ H2O ‎(2)在反应器①中，除了有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：______________。‎ ‎(3)NaFeO2能发生强烈水解，在步骤②‎ 中生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：______________。‎ ‎【答案】(1) 6、24、7、12、3、7、12 ‎ ‎(2) Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑ ‎ ‎(3) NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH ‎ ‎【解析】 (1)配平反应器①中的反应：铁元素化合价由+2升高到+3，铬元素化合价由+3升高到+6，每个FeO·Cr2O3化合价升高了1+32=7，氯酸钾中氯元素的化合价由+5降低到-1，共降低了6。根据化合价升降的总数值相等并结合质量守恒定律，配平如下：6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3=12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O 。‎ ‎(2)由题中信息Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，可知该盐为偏铝酸钠，所以氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式为Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑。 ‎ ‎(3)NaFeO2能发生强烈水解，在步骤②中生成沉淀氢氧化铁，该反应的化学方程式为NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH。‎ ‎12、以软锰矿粉(主要含MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制取高纯MnO2的流程如下:‎ ‎(1)酸浸时所发生主要反应的离子方程式为_____________。‎ ‎(2)焙烧MnCO3的装置如下图所示:‎ 焙烧时所发生反应的化学方程式为__________。‎ ‎【答案】 2Fe2++MnO2+4H+2Fe3++Mn2++2H2O ‎ ‎【解析】‎ ‎(1)酸浸时所发生主要反应是二氧化锰被硫酸亚铁还原，反应的离子方程式为2Fe2++ MnO2+4H+=2Fe3++ ‎ Mn2++2H2O，‎ ‎(2)在空气中焙烧碳酸锰生成二氧化锰，反应的化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2。‎ ‎13、亚铁氰化钾（K4[Fe(CN)6]）俗称黄血盐，易溶于水和丙酮，是食盐的一种抗结剂，用含NaCN（N显-3价）的废液合成黄血盐的主要工艺流程如图：‎ ‎（1）在流程图“反应器”中发生的主要反应的方程式为_______________。‎ ‎（2）电镀银时，电镀液不能直接用硝酸银溶液，可将其转变为K4[Ag2(CN)6]溶液，写出AgCl与黄血盐溶液制取电镀液的离子方程式_________________。‎ ‎【答案】（1）6NaCN+FeSO4+CaCl2= Na4[Fe(CN)6]+ CaSO4↓+2NaCl ‎ ‎（2）2AgCl+[Fe(CN)6]4-=Fe2++[Ag2(CN)6]2-+2 Cl-‎ ‎【解析】(1)NaCN废液中加入硫酸亚铁、氯化钙，发生6NaCN+FeSO4+CaCl2=Na4[Fe(CN)6+CaSO4↓+2NaCl；‎ ‎(2)电镀液不能直接用硝酸银溶液，可将其转变为K4[Ag2(CN)6]，AgCl与黄血盐制取电镀液可将其转变为K4[Ag2(CN)6]，反应的离子方程式为：2AgCl+[Fe(CN)6]4-=Fe2++[Ag2 (CN)6]4-+2Cl-。‎ ‎14、CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下：‎ 步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为_______。‎ ‎【答案】 4FeSO4＋8NaOH＋O24FeOOH＋4Na2SO4＋2H2O ‎ ‎【解析】(1)该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2，产物为FeOOH，反应的方程式为4FeSO4+8NaOH+O24FeOOH+4Na2SO4+2H2O。‎