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微专题速练12 有关氧化还原反应的计算
1.将1.660 g草酸钾固体(K2C2O4,M=166 g·mol-1)溶于水配成溶液,用25.00 mL 0.2000 mol·L-1 KMnO4溶液恰好将其完全氧化。则KMnO4的还原产物是( )
A.MnO B.MnO2
C.MnO(OH) D.Mn2+
2.在反应3BrF3+5H2O===9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,若有5 mol H2O参加反应,被水还原的溴原子为( )
A.1 mol B. mol
C. mol D.2 mol
3.在软锰矿的提纯过程中发生反应:KMnO4+MnSO4+H2O―→MnO2+K2SO4+H2SO4,下列关于该反应的说法错误的是( )
A.配平化学方程式后H2O、H2SO4的化学计量数均为2
B.KMnO4为氧化剂,其中Mn元素被还原
C.反应生成的氧化产物和还原产物的质量比为2∶3
D.每生成8.7 g MnO2时,转移0.12 mol电子
4.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体,这些气体与X L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的体积是200 mL,则X的值为( )
A.1.12 B.5.6
C.2.24 D.3.36
5.已知反应:aFeSO4+bNa2O2===cNa2FeO4+2Na2O+dNa2SO4+eO2↑,a=2。下列关于该反应的说法错误的是( )
A.Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化
B.Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C.3a=b
D.每生成1 mol Na2FeO4,转移4 mol电子
6.测定某溶液中甲醇含量的部分过程如下:
①KMnO4溶液处理:CH3OH+MnO+X―→CO+MnO+H2O (未配平,下同)
②酸化处理MnO+H+―→MnO2↓+MnO+H2O
下列说法错误的是( )
A.“反应①”中X为OH-,配平后计量系数为8
B.“反应①”中氧化性:MnO> CO
C.“反应②”中,可用盐酸进行酸化
D.“反应②”消耗71.4 g MnO时,反应中转移0.4 mol e-
7.已知酸性KMnO4溶液能被Na2SO3溶液还原成Mn2+而使溶液褪色。欲使20.00 mL 1.00×10-2 mol·L-1酸性KMnO4溶液恰好褪色,需消耗25.00 mL Na2SO3溶液,则该Na2SO3溶液的物质的量浓度(单位:mol·L-1)为( )
A.2.00×10-2 B.3.00×10-2
C.4.00×10-2 D.5.00×10-2
8.向某FeBr2溶液中通入1.12 L(标准状况)的Cl2,测得溶液中c(Br-)=3c(Cl-)=0.3 mol·L-1。反应过程中溶液的体积变化忽略不计。则下列说法错误的是( )
A.原溶液的浓度为0.15 mol·L-1
B.反应后溶液中c(Fe3+)=0.1 mol·L-1
C.反应后溶液中c(Fe3+)>c(Fe2+)
D.原溶液中c(Br-)=0.4 mol·L-1
9.实验室中为研究不同物质之间的反应进行如图实验。下列说法正确的是( )
A.丙为还原产物,丁为氧化产物
B.每生成标准状况下5.6 L气体丙,消耗0.2 mol KMnO4
C.上述有4个氧化还原反应
D.若0.1 mol Na2SO3完全反应,转移0.15 mol电子
10.(双选)工业上常用空气催化氧化法除去电石渣浆(含CaO)上清液中的S2-,并制取生石膏(CaSO4·2H2O),其中的物质转化过程如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.反应过程中,Mn(OH)2是催化剂
B.过程Ⅰ中有0.4 mol O2参与反应时,有0.4 mol Mn(OH)2被氧化
C.3.2 g S2-转化为SO时,理论上消耗标准状况下2.24 L O2
D.过程Ⅱ的离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn(OH)2↓+10OH-
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微专题速练12 有关氧化还原反应的计算
1.C n(K2C2O4)==0.01 mol,n(KMnO4)=0.2000 mol·L-1×25×10-3 L=5×10-3 mol,由K2C+32O42C+4O2得知失去的电子总数为0.01 mol×2=0.02 mol,设Mn原子反应后的化合价为x,由KM+7nO4Mxn可知得到的电子总数为5×10-3 mol×(7-x),由得失电子守恒可得:5×10-3×(7-x) mol=0.02 mol,解得x=3,则KMnO4的还原产物是MnO(OH)。
2.C Br元素被还原、其化合价由+3价降低到0价生成Br2,设被水还原的溴原子的物质的量为x,5 mol H2O参加反应,失去电子4 mol,根据得失电子守恒得:3x=4 mol,x= mol。
3.C KMnO4+MnSO4+H2O―→MnO2+K2SO4+H2SO4反应中,KMnO4中Mn元素的化合价由+7价降低为+4价,MnSO4中Mn元素的化合价由+2价升高为+4价,由得失电子守恒可知,KMnO4的化学计量数为2,MnSO4的化学计量数为3,结合原子守恒配平化学方程式为2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnO2+K2SO4+2H2SO4,故A正确;KMnO4为氧化剂,其中Mn元素的化合价降低,被还原,故B正确;KMnO4为氧化剂,MnSO4为还原剂,则氧化产物和还原产物的质量比等于物质的量比即为3∶2,故C错误;由化学方程式可知,生成5 mol MnO2,转移6 mol电子,常温下生成8.7 g即0.1 mol MnO2时,转移0.1 mol×=0.12 mol电子,故D正确。
4.B 由于Cu足量HNO3无剩余,则NaOH全部用于Cu2+的沉淀,由Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,可得出n(Cu)=n(Cu2+)=n(OH-)=0.5 mol。根据得失电子守恒,建立如下关系式:2Cu~O2,n(O2)=n(Cu)=0.25 mol,
V(O2)=0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L。
5.D Na2FeO4具有强氧化性,可以对水体进行杀菌消毒,发生反应后,产生的Fe元素的化合价为+6价,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体,可以吸附水中的悬浮物,并凝聚成大颗粒产生沉降,A正确;该反应中,Na2O2中O的化合价既有升高,又有降低,故Na2O2既是氧化剂又是还原剂,B正确;a=2,根据Fe和S守恒可知,c=2,d=2,再根据Na守恒可知,b=6,则3a=b,C正确;选项C可知,该反应的化学方程式为2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,则每生成1 mol Na2FeO4,转移5 mol电子,D错误。
6.C 根据氧化还原反应中电子守恒和电荷守恒,将反应①配平为CH3OH+6MnO+8OH-===CO+6MnO+6H2O,A正确;根据反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,“反应①”中MnO为氧化剂,CO是氧化产物,则氧化性:MnO>CO,B正确;由于Cl-在酸性条件下可与MnO发生氧化还原反应生成Cl2,因此“反应②”中,不能用盐酸进行酸化,C错误;根据氧化还原反应配平“反应②”为3MnO+4H+===MnO2↓+2MnO+2H2O,则消耗71.4 g MnO的物质的量为=0.6 mol时,反应中转移电子的物质的量为=0.4 mol,D正确。
7.A 酸性KMnO4溶液能被Na2SO3溶液还原成Mn2+而使溶液褪色,发生的反应为2MnO+5SO+6H+===2Mn2++5SO+3H2O,则有关系式:2MnO~5SO,使20.00 mL 1.00×10-2 mol·L-1酸性KMnO4溶液恰好褪色,需消耗25.00 mL Na2SO3溶液,则该Na2SO3溶液的物质的量浓度为=2.00×10-2 mol·L-1,故选A。
8.D 还原性:Fe2+>Br-,通入的氯气先与Fe2+发生反应:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,剩余的Cl2再与Br-发生反应:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。溶液中仍有Br-,说明Cl2完全反应,c(Br-)=3c(Cl-)=0.3 mol·L-1,c(Cl-)=0.1 mol·L-1,能氧化的c(Fe2+)=0.1 mol·L-1,若Fe2+全部被氧化,则溶液中的c(Br-)=0.2 mol·L-1。而c(Br-)=0.3 mol·L-1,说明Fe2+没反应完,根据c(Br-)=0.3 mol·L-1计算原溶液FeBr2的浓度为0.15 mol·L-1,故A正确;反应后溶液中c(Fe3+)=c(Cl-)=0.1 mol·L-1,c(Fe2+)=(0.15-0.1) mol·L-1=0.05 mol·L-1,故B、C正确;原溶液中c(Br-)=0.3 mol·L-1,故D错误。
9.D Na2SO3隔绝空气加热,发生分解反应:4Na2SO33Na2SO4+Na2S,固体甲为Na2S,Na2S与稀硫酸混合发生复分解反应,生成Na2SO4和H2S气体(乙);KMnO4(H+)溶液与双氧水混合反应,生成气体丙为O2;H2S与O2混合反应生成S(固体丁)和水。在KMnO4(H+)溶液与双氧水反应中,H2O2是还原剂,则丙(O2)为氧化产物,丁(S)为H2S(还原剂)与O2反应的产物,是氧化产物,A错误;KMnO4(H+)溶液与双氧水混合反应,可建立如下关系式:2KMnO4~5O2,则每生成标准状况下5.6 L(0.25 mol)气体丙(O2),消耗0.1 mol KMnO4,B错误;由分析可知,上述发生的4个反应中,有3个属于氧化还原反应,C错误;由反应可得出如下关系式:4Na2SO3~6e-,若0.1 mol Na2SO3完全反应,转移×6=0.15 mol电子,D正确。
10.BC 根据过程Ⅰ、Ⅱ的转化关系分析,Mn(OH)2起催化作用,A项正确;过程Ⅰ中有0.4 mol O2参与反应时,转移电子4×0.4 mol=1.6 mol,Mn(OH)2→MnO,Mn元素化合价由+2升高到+4价,根据得失电子守恒知,有0.8 mol Mn(OH)2被氧化成MnO,B项错误;3.2 g S2-的物质的量为=0.1 mol,根据物质转化过程知,整个转化过程中O2得到的电子可看作是S2-失去的电子,S2-转化为SO时硫元素的化合价由-2价变为+6价,0.1 mol S2-转化为SO共失去0.8 mol电子,根据得失电子守恒知,理论上需要氧气的物质的量为0.2 mol,其在标准状况下的体积为0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,C项错误;根据题图可知,过程Ⅱ是S2-与MnO反应生成S2O和Mn(OH)2的过程,发生反应的离子方程式为4MnO+2S2-+9H2O===S2O+4Mn(OH)2↓+10OH-,D项正确。
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