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第5讲 氧化还原反应的相关计算及化学方程式的书写(综合应用课)
熟练掌握一般氧化还原反应的计算及方程式的书写和配平是学好氧化还原反应理论的基本技能,而高考常以工艺流程图或装置图等为情境载体,考查陌生化学反应方程式的书写及相关计算。考生在面对这类问题时,由于题给信息较新,涉及内容不是教材中的化学方程式,往往感觉难以下手。对于这一类化学方程式,只要抓住反应本质是否“有得失电子”进行相关计算和配平即可,如反应中无电子转移则为非氧化还原反应,利用“原子守恒”思想就可配平;如反应中有电子转移则为氧化还原反应,利用氧化还原反应配平的方法,书写就会变得简单。
1.(2022·浙江选考)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是 ( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
解析:已知反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,硫酸的作用是提供酸性环境。H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A不正确;Na2S2O3中S的化合价为+2,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C不正确;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,转移2 mol电子,D不正确。
答案:B
2.[双选](2021·山东等级考)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是 ( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
解析:KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2、O2,K2MnO4、MnO2均具有氧化性,在加热条件下能与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2,因此气体单质G为O2,气体单质H为Cl2。加热KMnO4固体的反应中,O元素化合价由-2价升高至0价被氧化,加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中,Cl元素化合价由-1价升高至0价被氧化,因此O2和Cl2均为氧化产物,故A正确;KMnO4固体受热分解过程中,Mn元素化合价降低被还原,部分O元素化合价升高被氧化,因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂,故B错误;Mn元素在反应过程中物质及化合价变化为
3.(2020·全国卷Ⅱ·节选)(1)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________mol;产生“气泡”的化学方程式为__________________________。
(2)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是___________________________________________________________
(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。
解析:(1)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应,可知反应的化学方程式为5NaClO2+4NaHSO4===NaCl+4Na2SO4+4ClO2↑+2H2O,即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2;溶液中溢出大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。
答案:(1)1.25 NaHCO3+NaHSO4===CO2↑+Na2SO4+H2O
(2)ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O 203
4.(2022·河北等级考·节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)红渣的主要成分为________________(填化学式),滤渣①的主要成分为______________(填化学式)。
(2)还原工序中,不生成S单质的反应的化学方程式为______________