氧化还原方程式的书写及计算——突破训练（四）【原卷版】.doc

氧化还原方程式的书写及计算 ‎——突破训练（二）‎ ‎1.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):　　KMnO4+　　FeSO4+　　H2SO4 　　K2SO4+　　MnSO4+　　Fe2(SO4)3+　　H2O ‎ 下列说法正确的是 (　　)‎ A.MnO4-是氧化剂,Fe3+是还原产物 B.Fe2+的还原性强于Mn2+‎ C.取反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到有血红色沉淀生成 D.生成1 mol 水时,转移2.5 mol电子 ‎【解析】 Fe3+是氧化产物,A项错误;还原剂的还原性大于还原产物的还原性,B项正确;硫氰化铁溶于水,C项错误;根据元素守恒和转移电子个数守恒配平方程式,2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,生成8 mol水时,转移10 mol电子,故生成1 mol水时,转移1.25 mol电子,D项错误。‎ ‎2.已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI,自身发生如下变化:H2O2→H2O,IO3-→I2,MnO4-→Mn2+,HNO2→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI,得到I2最多的是 (　　)‎ A.H2O2 B.IO3-‎ C.MnO4- D.HNO2‎ ‎【解析】 KI被氧化得到I2,1 mol KI在反应中失去1 mol电子,再据题中所给信息,H2O2→H2O,1 mol H2O2得2 mol e-,IO3-→I2,1 mol IO3-得5 mol e-,MnO4-→Mn2+,1 mol MnO4-可得 5 mol e-,HNO2→NO,1 mol HNO2得1 mol e-。虽然B、C项中的1 mol IO3-、MnO4-均可得5 mol e-,但B中生成物I2来自IO3-和I-,故得I2最多者应是IO3-与I-的反应。‎ ‎3.F2和Xe在一定条件下生成氧化性极强且极易与水反应的XeF2、XeF4和XeF6三种化合物。其中XeF4与H2O可以发生如下反应:6XeF4+12H2O2XeO3+4Xe↑+‎ ‎24HF+3O2↑。下列判断正确的是 (　　)‎ A.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2‎ B.XeF4按以上方式与水反应,每生成3 mol O2转移12 mol电子 C.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2‎ D.XeF2、XeF4和XeF6在空气中都能长期存放 ‎【解析】选A。该已知反应中,生成Xe的XeF4作氧化剂,生成XeO3的XeF4作还原剂,生成氧气的水作还原剂,即4XeF4(氧化剂)+2XeF4(还原剂)+6H2O(还原剂)+‎ ‎6H2O2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,氧化剂和还原剂的物质的量之比为4∶(2+6)‎ ‎=1∶2,A正确;由反应可知,每生成4 mol Xe,转移电子的物质的量为4 mol×(4‎ ‎-0)=16 mol,则每生成3 mol O2转移16 mol电子,B错误;F2能与水反应,在水分子的作用下,不可能重新生成Xe和F2,C错误;XeF2、XeF4和XeF6极易与水反应,在空气中不能长期存放,D错误。‎ ‎4.把图2中的物质补充到图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)。‎ 对氧化还原反应方程式,下列说法错误的是 (　　)‎ A.IO4-作氧化剂,具有氧化性 B.氧化性:MnO4->IO4-‎ C.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2‎ D.若有2 mol Mn2+参加反应,则转移10 mol电子 ‎【解析】选B。结合图1可知Mn2+为反应物,故图2中的MnO4-为生成物,Mn2+作还原剂被氧化,图2中的IO4-作氧化剂,IO3-为还原产物,离子方程式为2Mn2++5IO4-+‎ ‎3H2O2MnO4-+5IO3-+6H+,A、C正确;同一个反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,故氧化性:IO4->MnO4-,B错误;Mn2+～MnO4-～5e-,若2 mol Mn2+参加反应,则转移10 mol电子,D正确。‎ ‎5．已知(CN)2的氧化性比Br2弱而比I2强，NaCN的水溶液呈碱性，则下列有关变化一般不能发生的是 A．CH2=CH2+(CN)2→NC-CH2-CH2-CN B．(CN)2+2Br-→2CN-+Br2‎ C．(CN)2+2OH-→CN-+CNO-+H2O D．HCNH++CN-‎ ‎【解析】A. 根据卤素单质的性质，该反应是加成反应，故A正确；B. (CN)2与卤素单质的性质相似，(CN)2的氧化性比Br2弱而比I2强，因此选项B是不可能发生，因为单质溴的氧化性强于(CN)2的，故B错误；C. (CN)2与卤素单质的性质相似，根据卤素单质的性质可推测该反应能发生，选项C正确；D. NaCN溶液呈碱性，说明HCN是弱酸，电离时发生部分电离，D正确。‎ ‎6．锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：‎ 已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；‎ ‎②常温下：Ksp(CuS)＝1.27×10－36，Ksp(PbS)＝9.04×10－29；‎ ‎③溶液中离子浓度≤1.0×10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。‎ ‎(1)滤渣1中除了S之外，还有________ (填化学式)。‎ ‎(2)“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为___________________________________。‎ ‎(3)“还原”时，被Sb还原的物质为________(填化学式)。‎ ‎(4)常温下，“除铜、铅”时，Cu2＋和Pb2＋均沉淀完全，此时溶液中的c(S2－)不低于_____；所加Na2S也不宜过多，其原因为_________________________________。‎ ‎(5)“除砷”时有H3PO3生成，该反应的化学方程式为________________________________。‎ ‎(6)“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为________________。‎ ‎【答案】SiO2 Sb2S3＋3SbCl5===5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10－24 mol·L－1 产生H2S等污染性气体(或生成Sb2S3) 2AsCl3＋3Na3PO2＋3HCl＋3H2O===2As↓＋3H3PO3＋9NaCl 3∶2 ‎ ‎【解析】‎ ‎ (1) SiO2不溶于盐酸，所以滤渣1中除了S之外，还有SiO2；‎ ‎(2) “浸出”时Sb2S3中的S元素被SbCl5氧化为S，SbCl5被还原为SbCl3，反应化学方程式是Sb2S3＋3SbCl5===5SbCl3＋3S；‎ ‎(3)“还原”时，加入适量的Sb还原“浸出”时加入的过量SbCl5，所以被Sb还原的物质为SbCl5；‎ ‎(4)Pb2＋完全沉淀时，c(Pb2＋)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp(PbS)＝9.04×10－29，所以溶液中的c(S2－) 9.04×10－24 mol·L－1；所加Na2S过多，会生成H2S等污染性气体。‎ ‎(5)“除砷”时Na3PO2与AsCl3发生氧化反应反应生成As和H3PO3，反应化学方程式为2AsCl3＋3Na3PO2＋3HCl＋3H2O===2As↓＋3H3PO3＋9NaCl；‎ ‎(6)“电解”时SbCl3在阳极被氧化为SbCl5、SbCl3在阴极被还原为Sb，根据得失电子守恒，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3:2。‎ ‎7.Ⅰ.某厂废水中含KCN的浓度为0.01 mol·L-1,现用氯氧化法处理,发生如下反应(化合物中N化合价均为-3价):‎ KCN+2KOH+Cl2KOCN+2KCl+H2O ‎(1)上述反应中被氧化的元素是________(用元素符号表示)。 ‎ ‎(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气,发生反应KOCN+Cl2+KOH——K2CO3+N2+KCl+H2O,此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是__________。 ‎ ‎(3)若将10 L含KCN的浓度为0.01 mol·L-1的废水中的KCN氧化成N2除去,最少需要氯气________mol。 ‎ Ⅱ.某实验小组为了测定(3)中溶液多余Cl2的含量,常用Na2S2O3标准溶液进行定 量测定。‎ ‎(4)现实验室需用480 mL一定浓度的Na2S2O3溶液,配制该溶液所需玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需_________________________________。 ‎ ‎(5)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,因此Na2S2O3常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为__________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)反应KCN+2KOH+Cl2KOCN+2KCl+H2O中氯元素化合价降低,被还原。碳元素化合价从+2价升高到+4价被氧化。‎ ‎(2)氯元素的化合价从0价降低到-1价,得到1个电子。氮元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,根据电子得失守恒知氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2。‎ ‎(3)根据以上分析可知1 mol KCN最终被氧化为碳酸钾和氮气,失去5 mol电子,‎ ‎1 mol氯气得到2 mol电子,根据电子得失守恒可知将10 L含KCN的浓度为 ‎0.01 mol·L-1的废水中的KCN氧化除去,最少需要氯气=‎ ‎0.25 mol。‎ ‎(4)没有480 mL规格的容量瓶,故还需500 mL容量瓶。‎ ‎(5)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,反应的离子方程式是S2O32-+4Cl2+5H2O2SO42-+8Cl-+10H+。‎ 答案:(1)C　(2)3∶2　(3)0.25‎ ‎(4)500 mL容量瓶 ‎(5)S2O32-+4Cl2+5H2O2SO42-+8Cl-+10H+‎ ‎8．铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)含 Cr2O的废水在酸性条件下用Fe3O4处理，反应的离子方程式如下：‎ ‎_____Cr2O＋_____Fe3O4＋_____H＋―→_____Cr3＋＋_____Fe3＋＋____H2O 配平上述离子方程式，并标出反应中电子转移的方向和数目。‎ ‎(2)回收所得的Cr(OH)3，经处理后又可转变成K2Cr2O7。纯净的K2Cr2O7常用于准确测定Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下：①Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O　②2S2O＋I2===S4O＋2I－。‎ 准确称取纯净的K2Cr2O7 0.122 5 g，配成溶液，用Na2S2O3溶液滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。则Na2S2O3溶液的物质的量浓度为________(保留四位有效数字)。‎ ‎【解析】(1)反应中Cr2O―→Cr3＋，Cr元素由＋6价降低为＋3价，共降低6价，Fe3O4―→Fe3＋，Fe元素由平均化合价＋价升高为＋3价，共升高1价，化合价最小公倍数为6，Cr2O的化学计量数为1，Fe3O4的化学计量数为6，再根据原子守恒、电荷守恒配平其他物质的化学计量数，配平并标出反应中电子转移的方向和数目为：‎ ‎(2)0.122 5 g K2Cr2O7的物质的量＝＝ mol，令Na2S2O3溶液的物质的量浓度为c，由题意可知始态物质为K2Cr2O7，终态物质为S2‎ O，再根据得失电子守恒列关系式 mol×2×(6－3)＝0.025 L×c×2×(2.5－2)。‎ 解得c＝0.100 0 mol·L－1。‎ 答案：(1)1　6　62　2　18　31‎ ‎(2)0.100 0 mol·L－1‎ ‎9．书写下列反应的方程式。‎ ‎(1)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，用碘标准溶液进行滴定，该反应的离子方程式为 ‎__________________________________________________。‎ ‎(2)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为___________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)写出高温煅烧中FePO4与Li2CO3、H2C2O4反应制备LiFePO4的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)写出硫酸亚铁高温分解生成SO2、SO3的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为______________________________________________。‎ ‎(6)在45～50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气，得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]，该反应的化学方程式为 ‎______________________________________。‎ ‎(7)CaH2与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(8)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________。‎ ‎(9)烟气中含有SO2和NO，写出用NaClO2溶液将烟气中NO转化成NO的离子方程式：______________________________________________________________。‎ ‎(10)一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋‎ ‎(2)2NO＋3H2O2===2NO＋2H＋＋2H2O ‎(3)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O ‎(4)2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑‎ ‎(5)4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑‎ ‎(6)4CuCl＋O2＋8H2O2[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]‎ ‎(7)CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑‎ ‎(8)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎(9)4NO＋3ClO＋4OH－===4NO＋3Cl－＋2H2O ‎(10)2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH) ‎10．高铁酸钾(K2FeO4)是一种极强的氧化剂，常应用于饮用水处理，其工业制备方法如图所示：‎ ‎(1)高铁酸钾中铁元素的化合价是________价。‎ ‎(2)反应Ⅰ的目的是________________________________________________________。‎ ‎(3)反应Ⅱ的离子方程式为_______________________________________________。‎ ‎(4)洗涤粗品时选用乙醇而不用水的目的是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)已知生成高铁酸钾的反应为Na2FeO4＋2KOHK2FeO4↓＋2NaOH，请你解释加入饱和KOH溶液能生成高铁酸钾的理由：________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)为了提高生活用水的卫生标准，自来水厂常使用高铁酸钾(K2FeO4)进行消毒、净化以及改善水质，其消毒、净水原理是__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(7)可用亚铬酸盐滴定法测定高铁酸钾含量，滴定时有关反应的离子方程式为 ‎①FeO＋CrO＋2H2O===CrO＋Fe(OH)3↓＋OH－‎ ‎②2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O ‎③Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 现称取2.084 g高铁酸钾样品溶于适量NaOH溶液中，加入稍过量的NaCrO2，充分反应后过滤，滤液在250 mL容量瓶中定容。每次取25.00 mL加入稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L－1的FeSO4标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为20.00 mL。则上述样品中K2FeO4的质量分数为________。‎ ‎【解析】分析工业制备流程图知，反应Ⅰ为2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，反应Ⅱ为3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋===2FeO＋3Cl－＋5H2O，调节溶液pH，使溶液中的Fe3＋、FeO 转化为沉淀，加入稀KOH溶液溶解，过滤除去氢氧化铁，再加入饱和KOH溶液增大K＋浓度，促进K2FeO4晶体析出。‎ ‎(1)K2FeO4中K的化合价为＋1价，O的化合价为－2价，根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为0，可知铁元素的化合价为＋6价。‎ ‎(2)反应Ⅰ是氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，该反应的目的是生成氧化剂NaClO。‎ ‎(3)由制备信息可知，碱性条件下，ClO－与Fe3＋反应得到FeO，ClO－被还原为Cl－，离子方程式为3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋===2FeO＋3Cl－＋5H2O。‎ ‎(4)K2FeO4易溶于水，难溶于乙醇，因此洗涤粗品时选用乙醇可以减少高铁酸钾的损失。‎ ‎(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，加入饱和KOH溶液可以增大K＋浓度，使平衡向正反应方向移动，促进K2FeO4晶体析出。‎ ‎(6)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成的Fe(OH)3胶体有吸附性，可以吸附水中的杂质。‎ ‎(7)根据反应①②③，可得关系2FeO～2CrO～Cr2O～6Fe2＋，三次滴定消耗FeSO4的平均物质的量为0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L＝2.000×10－3 mol，则样品中K2FeO4的质量分数为×100%≈63.34%。‎ 答案：(1)＋6‎ ‎(2)生成氧化剂NaClO ‎(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O ‎(4)减少高铁酸钾的损失 ‎(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K＋浓度，平衡向正反应方向移动，促进K2FeO4晶体析出 ‎(6)高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成的Fe(OH)3胶体有吸附性，起净水作用 ‎(7)63.34%‎ ‎11、以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4‎ 为 原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：‎ ‎ ‎ 过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：‎ i：2Fe2++ PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2O ii: ……‎ ‎① 写出ii的离子方程式：________________。‎ ‎【答案】‎ ‎2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋‎ ‎【解析】催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质 量和化学性质反应前后保持不变。根据题给信息知反应i中Fe2＋被PbO2氧化为Fe3＋，则反应ii中Fe3＋被Pb还原为Fe2＋，离子方程式为2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋。‎ ‎12、过氧化钙的制备 步骤③中反应的化学方程式为________‎ ‎【答案】CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；‎ ‎【解析】根据原子守恒可知反应中还有氯化铵和水生成，则步骤③中反应的化学方程式为CaCl2＋2NH3·H2O ‎＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。‎ ‎13、以天青石（主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质）生产Sr(OH)2·xH2O的工艺如下：‎ ‎(3)滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，写出生成SrCO3的化学方程式______________。‎ ‎【答案】SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4‎ ‎【解析】滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，写出生成SrCO3的化学方程式SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3↓+ H2O + CO2↑+ (NH4)2SO4。‎ ‎14、元素镍(Ni)在溶液中+3价极不稳定，主要以Ni2+(绿色)、[Ni(NH3)6]2+(蓝色)、[Ni(CN)4]2-(橙黄色)、[Ni(CN)5]3-(深红色)等形式存在。Ni(OH)2为难溶于水的浅绿色固体。‎ ‎(1)用离子方程式表示[Ni(CN)4]2-在溶液中的转化反应________________________。‎ ‎(2)NiO(OH)为难溶于水的黑色固体，但可溶于浓盐酸并形成绿色溶液，其离子方程式为________________。‎ ‎【答案】‎ ‎(1) [Ni(CN)4]2-+CN-=[Ni(CN)5]3- ‎ ‎(2) 2NiO(OH)+6H++2Cl-=2Ni2++Cl2↑+4H2O ‎【解析】‎ ‎(1)①[Ni(CN)4]2-在溶液中转化反应用离子方程式为CN-=[Ni(CN)5]3- ；‎ ‎(2)NiO(OH)为难溶于水的黑色固体，但可溶于浓盐酸并形成绿色溶液，说明还原产物为Ni2+，则氧化产物为氯气，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒得其离子方程式为2NiO(OH)+6H++2Cl-=2Ni2++Cl2↑+4H2O。‎