1.3.2 氧化还原反应的计算与方程式(Word教师用书)-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习(新教材Ⅰ)

2024-08-13
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内容正文:

微课时突破2 综合深化解重难(氧化还原反应的计算与 方程式的配平)                  [典例] 24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为(  ) A.+2  B.+3  C.+4  D.+5 [解题流程] 第一步 由题意可知,Na2SO3为还原剂,K2Cr2O7为氧化剂,Na2SO4为氧化产物,求还原产物中Cr元素的化合价 第二步 ① ―→,n(e-)=0.02×20×10-3×2×(6-n) ②Na2 O3―→Na2 O4,n(e-)=0.05×24×10-3×1×(6-4) 第三步 根据得失电子守恒: 0.02×20×10-3×2×(6-n)=0.05×24×10-3×1×(6-4),解得n=3 [答案] B [思维建模] 守恒法解题的思维流程 [全训题点考法] 题点(一) 确定元素价态或物质组成 1.一定条件下,RO和F2可发生反应:RO+F2+2OH-===RO+2F-+H2O,从而可知在RO中,元素R的化合价是(  ) A.+4价 B.+5价 C.+6价 D.+7价 解析:选B 方法1:根据电荷守恒,有n+1×2=1+1×2,解得n=1,设元素R在RO中的化合价为x价,则x-2×3=-1,解得x=+5。 方法2:设元素R在RO中的化合价为x价,根据得失电子守恒,有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,解得x=+5。 2.某强氧化剂[XO(OH)2]+可被Na2SO3还原,氧化产物为SO。如果还原1.2×10-3 mol [XO(OH)2]+需用30 mL 0.1 mol·L-1Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是(  ) A.XO B.X2O3 C.X2O D.X 解析:选D 根据得失电子守恒,X元素化合价应该降低 =5个价态,[XO(OH)2]+中X的价态为+5价,则被还原后的产物中X的价态为0价,故D符合题意。 题点(二) 多元素之间得失电子守恒问题 3.在反应3BrF3+5H2O===9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,若有5 mol H2O参加反应,则被水还原的溴为(  ) A.1 mol B. mol C. mol D.2 mol 解析:选C 在反应3BrF3+5H2O===9HF+Br2+HBrO3+O2↑中,溴元素的化合价部分由+3价升高为+5价,部分由+3价降低为0价,氧元素的化合价由-2价升高为0价,所以BrF3既作氧化剂,又作还原剂,部分水作还原剂。若有5 mol H2O 参加反应,则生成1 mol O2,氧原子提供电子为4 mol,根据得失电子守恒,被水还原的BrF3的物质的量为= mol,故选C。 4.在P+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)反应中,7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为________mol,生成1 mol Cu3P时,参加反应的P的物质的量为________mol。 解析:由题意可知, ―→, ―→Cu3, ―→,P一部分被氧化,一部分被还原,P既作氧化剂,又作还原剂,CuSO4作氧化剂。设7.5 mol CuSO4 可氧化P的物质的量为x,生成1 mol Cu3P 时,被氧化的P的物质的量为y;根据得失电子守恒,有7.5 mol×(2-1)=x×(5-0),1 mol×3×(2-1)+1 mol×[0-(-3)]=y×(5-0),解得x=1.5 mol,y=1.2 mol,所以生成1 mol Cu3P时,参加反应的P的物质的量为1.2 mol+1 mol=2.2 mol。 答案:1.5 2.2 题点(三) 多步反应得失电子守恒问题 5.SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下化学反应:①SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+;②Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。则下列有关说法不正确的是(  ) A.氧化性:Cr2O>Fe3+ B.标准状况下,若有6.72 L SO2参加反应,则最终消耗0.2 mol K2Cr2O7 C.反应②中,每有1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子6 mol D.由上述反应原理推断,K2Cr2O7可以将Na2SO3氧化成Na2SO4 解析:选B 氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性:Cr2O>Fe3+,选项A正确;根据题给化学方程式可得关系式:3SO2~6Fe2+~Cr2O,则标准状况下,6.72 L即0.3 mol SO2参加反应,最终消耗 0.1 mol K2Cr2O7,选项B错误;反应②中,Cr元素的化合价由+6价变为+3价,则每有 1 mol K2Cr2O7参加反应,转移电子6 mol,选项C正确;由题给化学方程式可得氧化性:Cr2O>SO,则K2Cr2O7可以将Na2SO3氧化成Na2SO4,选项D正确。 6.三氯化铬(CrCl3)是化学合成中的常见物质,某兴趣小组为测定某样品中无水三氯化铬的质量分数,操作如下: 称取样品0.300 0 g,加水溶解并定容于250 mL容量瓶中。移取25.00 mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸腾后加入1 g Na2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量2 mol·L-1H2SO4至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O形式存在;再加入1.1 g KI,加塞摇匀,充分反应后,铬完全以Cr3+形式存在;于暗处静置5 min后,加入1 mL淀粉溶液指示剂,用0.025 0 mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00 mL。(已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI) (1)加入Na2O2后要加热煮沸,其主要原因是 ________________________________________________________________________。 (2)若滴定时振荡不充分,刚看到局部变色就停止滴定,则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (3)计算样品中无水三氯化铬的质量分数:______。(保留三位有效数字) 解析:(1)在Na2O2氧化CrCl3的过程中,会有一定量的O2溶解在溶液中,O2也会将I-氧化为I2,从而干扰实验结果的测定。(3)根据Cr元素守恒及化学方程式可得关系式: 2Cr3+~ Cr2O~3I2~6Na2S2O3,则25.00 mL溶液中,n(Cr3+)=n(Na2S2O3)=×0.025 0 mol·L-1×0.021 L=1.75×10-4 mol,250 mL溶液中含Cr3+的物质的量为1.75×10-4 mol×=0.001 75 mol,根据Cr元素守恒,样品中n(CrCl3)=0.001 75 mol,所以样品中无水三氯化铬的质量分数为×100%≈92.5%。 答案:(1)除去溶液中溶解的氧气,防止氧气将I-氧化,产生偏高的误差 (2)偏低 (3)92.5% 1.氧化还原反应方程式配平的三大基本原则 2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤 [例1] 配平化学方程式: ( )K2Cr2O7+( )H2C2O4+( )H2SO4===( )Cr2(SO4)3+( )CO2↑+( )K2SO4+( )H2O。 [配平流程] [例2] 完成以下氧化还原反应的离子方程式:( )ClO-+( )Fe(OH)3+________=== ( )Cl-+( )FeO+________ [配平流程] [思维建模] 缺项型氧化还原反应方程式的补项原则 条件 补项原则 酸性条件下 缺H或多O补H+,少O补H2O 碱性条件下 缺H或多O补H2O,少O补OH- [全训题点考法] 题点(一) 正向配平类 1.补全下列反应的化学方程式。 (1)____H2S+____HNO3 ===____S↓+____NO↑+____H2O (2)____NaBO2+____SiO2+____Na+____H2===____NaBH4+____Na2SiO3 (3)____MnO+____C2O+____H+===____Mn2++____CO2↑+____H2O 答案:(1)3 2 3 2 4 (2)1 2 4 2 1 2  (3)2 5 16 2 10 8 题点(二) 逆向配平类 2.补全下列反应的化学方程式。 (1)____Cl2+____KOH===____KCl+____KClO3+____H2O (2)____S+____KOH===____K2S+____K2SO3+____H2O (3)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3 答案:(1)3 6 5 1 3 (2)3 6 2 1 3  (3)2 9 3 3 5 题点(三) 缺项配平类 3.补全下列反应的化学方程式。 (1)____MnO+____H2O2+____===____Mn2++____O2↑+____H2O (2)____Cr2O+____Fe2++____===____Cr3++____Fe3++____H2O (3)将Cu投入一定量的浓硝酸中,生成NO2与NO的物质的量之比为2∶1: Cu+____HNO3(浓)===____Cu(NO3)2+____NO2↑+____NO↑+____ 答案:(1)2 5 6H+ 2 5 8 (2)1 6 14H+ 2 6 7 (3)5 16 5 4 2 8H2O 题点(四) 含有未知数的配平 4.补全下列反应的化学方程式。 (1)____FexS+____HCl===____S↓+____FeCl2+____H2S↑ (2)____Na2Sx+____NaClO+____NaOH===____Na2SO4+____NaCl+____H2O 答案:(1) 2  1 1 (2)1 3x+1 2x-2 x 3x+1 x-1 [课时跟踪检测]                 1.一定条件下,PbO2与Cr3+反应的产物是Cr2O和Pb2+,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为(  ) A.3.0 mol B.1.5 mol C.1.0 mol D.0.75 mol 解析:选B 1 mol PbO2转化为1 mol Pb2+需要得到2 mol e-,1 mol Cr3+转化为0.5 mol Cr2O需要失去3 mol e-,根据得失电子守恒,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为1.5 mol,故选B。 2.关于反应2Fe(CO)5+7N2O4===2FeO2+14NO+10CO2,下列说法正确的是(  ) A.N2O4发生氧化反应 B.生成1 mol CO2,转移2 mol电子 C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶7 D.FeO2可以和Fe反应生成Fe2O3 解析:选D 在反应2Fe(CO)5+7N2O4===2FeO2+14NO+10CO2中,Fe元素化合价由0价升高到+4价,C元素化合价由+2价升高到+4价,N2O4中N元素化合价由+4价降低到+2价,得电子发生还原反应,A不正确;在该反应中,每生成10 mol CO2转移电子28 mol,则生成1 mol CO2,转移2.8 mol电子,B不正确;氧化产物为FeO2、CO2,还原产物为NO,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为(2+10)∶14=6∶7,C不正确;Fe2O3中Fe显+3价,含+4价铁的FeO2可以和Fe反应生成Fe2O3,D正确。 3.(2023·浙江校联考三模)关于反应2KMnO4+10HF+2KF+3H2O2===2K2MnF6+3O2↑+8H2O,下列说法正确的是(  ) A.H2O2既是氧化剂又是还原剂 B.K2MnF6是氧化产物 C.氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3 D.生成1 mol O2,转移4 mol电子 解析:选C 反应2KMnO4+10HF+2KF+3H2O2===2K2MnF6+3O2↑+8H2O中,Mn元素化合价从+7价降低到+4价,KMnO4作氧化剂,O元素化合价从-1价升高到0价,H2O2作还原剂。H2O2是还原剂,A错误;K2MnF6是Mn元素得电子得到的还原产物,B错误;结合化学方程式可知,氧化剂KMnO4与还原剂H2O2的物质的量之比为2∶3,C正确;过氧化氢中O元素为-1价,所以生成1 mol O2,转移2 mol电子,D错误。 4.(2023·山东淄博校联考二模)用FeS、Cu2S处理酸性废水中的Cr2O,发生的反应如下: 反应Ⅰ:FeS+Cr2O+H+―→Fe3++SO+Cr3++H2O(未配平) 反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O+H+―→Cu2++SO+Cr3++H2O(未配平) 下列说法错误的是(  ) A.反应Ⅰ中还原剂与还原产物的物质的量之比为1∶3 B.处理等物质的量Cr2O时,消耗Cu2S的物质的量更多 C.处理等物质的量Cr2O时,反应Ⅱ消耗H+更多 D.用FeS除去废水中Cr2O的同时,还有利于吸附悬浮杂质 解析:选B 由升降法配平反应Ⅰ的化学方程式为2FeS+3Cr2O+26H+===2Fe3++2SO+6Cr3++13H2O,同理反应Ⅱ为3Cu2S+5Cr2O+46H+===6Cu2++3SO+10Cr3++23H2O。反应Ⅰ中还原剂(FeS)与还原产物(Cr3+)的物质的量之比为2∶6=1∶3,A项正确;反应Ⅰ处理1 mol Cr2O需要消耗 mol FeS,反应Ⅱ处理 1 mol Cr2O需要消耗 mol Cu2S,所以处理等物质的量Cr2O时,消耗FeS的物质的量更多,B项错误;反应Ⅰ处理1 mol Cr2O需要消耗 mol H+,反应Ⅱ处理1 mol Cr2O需要消耗 mol H+,所以处理等物质的量Cr2O时,反应Ⅱ消耗H+更多,C项正确;FeS反应产生的Fe3+易水解为 Fe(OH)3胶体,胶体能吸附水中的悬浮杂质,D项正确。 5. 用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质的转化过程如图所示。下列说法不正确的是(  ) A.反应Ⅰ的离子方程式为2Ce4++H2===2Ce3++2H+ B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2 C.反应过程中,混合溶液中Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变 D.理论上,每消耗2.24 L氢气,转移的电子的物质的量为0.2 mol 解析:选D 反应Ⅰ中Ce4+与H2发生氧化还原反应生成Ce3+和2H+,离子方程式为2Ce4++H2===2Ce3++2H+,A正确;反应Ⅱ中Ce3+作还原剂,NO作氧化剂,离子方程式为4Ce3++4H++2NO===4Ce4++2H2O+N2,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B正确;Ce3+和Ce4+作催化剂,反应前后Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变,C正确;没有注明气体状态,无法计算相应物质的物质的量,D错误。 6.实验室中利用固体KClO3和MnO2进行如图实验,下列说法正确的是(  ) A.氯元素最多参与了2个氧化还原反应 B.a是还原产物 C.整个过程转移电子数可能为2.5NA D.若用足量浓H2SO4代替浓盐酸,b的物质的量不变 解析:选C KClO3在MnO2的催化下分解产生氧气,化学方程式为2KClO3MnO2,2KCl+3O2↑,气体单质a为O2,固体为MnO2、KCl的混合固体或MnO2、KClO3、KCl的混合固体,加入足量浓盐酸,在加热条件下发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,MnO2被还原为MnCl2,气体单质b为Cl2。由分析可知,氯元素最多参与了3个氧化还原反应,分别为2KClO3MnO2,2KCl+3O2↑、4HCl(浓)+MnO2△,MnCl2+Cl2↑+2H2O、KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,故A错误。由分析可知,KClO3在MnO2的催化下分解产生氧气,气体单质a为O2,O元素化合价上升,O2是氧化产物,故B错误。由分析可知,整个过程中发生反应2KClO3MnO2,2KCl+3O2↑和4HCl(浓)+MnO2△,MnCl2+Cl2↑+2H2O;若第一步反应氯酸钾无剩余,则消耗0.4 mol KClO3转移2.4 mol电子,第二步反应消耗0.1 mol MnO2转移0.2 mol电子,两步反应共转移2.6 mol 电子;若0.4 mol KClO3全部参与反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,转移2 mol电子,0.1 mol MnO2发生反应仍转移0.2 mol 电子,共转移2.2 mol电子;综上所述,整个过程转移电子数在2.2NA~2.6NA之间,可能为2.5NA,故C正确。由4HCl(浓)+MnO2△,MnCl2+Cl2↑+2H2O可知,0.1 mol MnO2与浓盐酸反应最多可生成0.1 mol Cl2,若KClO3有剩余,还会发生反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,则产生的氯气比0.1 mol多,但少于1.3 mol,用足量浓H2SO4代替浓盐酸时,若第一步产生0.4 mol KCl,其中的氯离子可以被MnO2完全氧化生成0.2 mol Cl2,若KClO3有剩余,则产生的氯气要少于0.2 mol,故D错误。 7.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 配平后的离子方程式为2Mn2++5IO+3H2O===2MnO+5IO+6H+,反应中Mn元素化合价升高,Mn2+作还原剂,I元素化合价降低,IO作氧化剂,故A正确;1 mol Mn2+参加反应转移5 mol电子,故B正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为 5∶2,故C正确;配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,故D错误。 8.已知过二硫酸的结构式,向MnSO4溶液中加入过二硫酸钾(K2S2O8)可发生反应:2Mn2++5S2O+X===2MnO+10SO+Y,下列说法正确的是(  ) A.S2O中硫元素的化合价为+6价 B.X、Y分别为16OH-、8H2O C.氧化性:S2O<MnO D.每生成1 mol Y,转移1 mol电子 解析:选A 由过二硫酸的结构式可知,S2O中硫元素的化合价为+6价,A项正确;该反应的离子方程式为2Mn2++5S2O+8H2O===2MnO+10SO+16H+,S2O为氧化剂,MnO为氧化产物,故氧化性:S2O>MnO,B、C项错误;每生成16 mol H+,转移10 mol电子,故每生成1 mol H+,转移0.625 mol电子,D项错误。 9.(2023·浙江校联考一模)关于反应:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O===15FeSO4+8H2SO4,下列说法不正确的是(  ) A.Fe2(SO4)3中Fe在反应中得到电子 B.H2O既不是氧化剂也不是还原剂 C.消耗0.2 mol FeS2,转移2.8 mol电子 D.氧化产物和还原产物物质的量之比为8∶15 解析:选D Fe2(SO4)3中Fe元素的化合价降低,在反应中得到电子被还原,A项正确;H2O中H、O元素的化合价都没有变化,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,B项正确;反应中,S元素的化合价由FeS2中的-1价升至SO中的+6价,1 mol FeS2参与反应转移14 mol电子,则消耗0.2 mol FeS2转移电子的物质的量为0.2 mol×14=2.8 mol,C项正确;反应中,Fe元素的化合价由Fe2(SO4)3中的+3价降至FeSO4中的+2价,Fe2(SO4)3是氧化剂,FeSO4是还原产物,1 mol Fe2(SO4)3 参与反应得到2 mol电子生成2 mol FeSO4,S元素的化合价由FeS2中的-1价升至SO中的+6价,FeS2是还原剂,SO是氧化产物,1 mol FeS2参与反应失去14 mol电子生成2 mol SO,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶7,D项错误。 10.NaBH4(B为+3价)常用于与含醛基或酮羰基有机物的反应。NaBH4与丙酮可发生反应:CH3COCH3+NaBH4+H2O―→CH3CHOHCH3+H3BO3+NaOH(未配平),下列说法正确的是(  ) A.NaBH4发生还原反应 B.配平后的方程式中,H2O的化学计量数是5 C.每反应1 mol CH3COCH3,转移电子的物质的量为2 mol D.如果将丙酮换成乙醛,则所得有机产物为乙酸 解析:选C 由升降法配平可得硼氢化钠与丙酮反应的化学方程式为4CH3COCH3+NaBH4+4H2O===4CH3CHOHCH3+H3BO3+NaOH,丙酮中碳元素的化合价降低被还原,是反应的氧化剂,发生还原反应,硼氢化钠中氢元素的化合价升高被氧化,是反应的还原剂,发生氧化反应。硼氢化钠是反应的还原剂,发生氧化反应,故A错误;配平后的方程式中,水的化学计量数是4,故B错误;每反应4 mol丙酮,转移电子的物质的量为8 mol,则每反应1 mol丙酮,转移电子的物质的量为2 mol,故C正确;丙酮是反应的氧化剂,发生还原反应,则将丙酮换成乙醛,所得有机产物为乙醇,故D错误。 11.(1)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平该反应的离子方程式: NaBiO3+Mn2++____ Na++Bi3++____+____ (2)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应,其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式: KMnO4+K2S+____=== K2MnO4+K2SO4+S↓+____ 答案:(1)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO 7 H2O (2)28 5 24 KOH 28 3 2 12 H2O 12.请完成下列填空。 (1)一定条件下,Fe(OH)3与KClO在KOH溶液中反应可制得K2FeO4。生成0.1 mol K2FeO4转移电子的物质的量为________mol。 (2)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,在平板电视显示屏中有着重要的应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,H2O2在该反应中作________(填“氧化”或“还原”)剂,每有1 mol H2O2参加反应,转移电子的物质的量为________。 (3)反应2LiBH4===2LiH+2B+3H2↑生成 22.4 L H2(标准状况)时,转移电子的物质的量为________mol。 (4)用酸性高锰酸钾溶液滴定法可测定双氧水中H2O2的含量:H2O2+KMnO4+H2SO4―→MnSO4+K2SO4+O2↑+H2O(未配平),若滴定中消耗0.50 mol·L-1的高锰酸钾溶液40.00 mL,则此双氧水中溶质的质量为______g。 (5)300 mL 0.2 mol·L-1 KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则消耗KMnO4的物质的量为________mol。 解析:(1)反应中,Fe元素的化合价由+3价升为+6价,每生成1 mol K2FeO4,反应过程中转移3 mol电子,则生成0.1 mol K2FeO4转移电子的物质的量为0.3 mol。(2)反应中,Ce元素的化合价降低,得到电子被还原,故在该反应中,H2O2作还原剂,失去电子被氧化生成O2,故每有1 mol H2O2参加反应,转移电子的物质的量为2 mol。(3)根据化学方程式2LiBH4===2LiH+2B+3H2↑可知,每生成3 mol H2,反应过程中转移6 mol电子,则生成标准状况下22.4 L即1 mol H2时,转移电子的物质的量为2 mol。(4)反应消耗KMnO4的物质的量为0.50 mol·L-1×0.04 L=0.020 mol,根据氧化还原反应中电子转移数目相等,可知反应消耗H2O2的物质的量为×0.020 mol=0.050 mol,则此双氧水中H2O2的质量为0.050 mol×34 g·mol-1=1.7 g。(5)n(KI)=0.2 mol·L-1×0.3 L=0.06 mol,其与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应生成等物质的量的I2和KIO3,则n(I2)=n(KIO3)=0.02 mol,失去电子的物质的量为0.02 mol×2+0.02 mol×6=0.16 mol,根据氧化还原反应中电子转移数目相等,可知反应消耗KMnO4的物质的量为=0.032 mol。 答案:(1)0.3 (2)还原 2 mol (3)2 (4)1.7 (5)0.032 13.人类向大气中排放的NOx对环境会产生危害,脱除NOx是科学家研究的重要课题。 (1)写出NOx对环境的一种危害:_______________________________________________。 (2)采用碱性KMnO4氧化法可将NOx脱除。 ①可用KMnO4(NaOH)溶液进行烟气中NO的脱除,将该离子方程式补充完整: NO+MnO+____===NO+3NO+MnO+____ ②下列叙述正确的是________(填字母)。 A.将脱除后的混合溶液进行分离可获得氮肥 B.反应后的混合溶液中:c(MnO)+2c(MnO)=c(K+) C.在不同酸碱性条件下,KMnO4发生氧化还原反应的产物可能不同 ③在实验室中用KMnO4(NaOH)溶液对模拟烟气中的NO进行脱除。若将标准状况下224 L含NO体积分数为10%的模拟烟气进行处理,假设NO最终全部转化为NO,理论上需要KMnO4的质量为__________g(KMnO4的摩尔质量为158 g·mol-1)。 (3)用PI­g­C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示: ①该脱除过程中,太阳能转化为________能。 ②在酸性水溶液中,光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g­C3N4端的反应为O2+2H++2e-===H2O2,PI端的反应为________________________________________________;NO2最终转化为HNO3的化学方程式为_____________________________________________。 解析:(2)①由NO、NO及其对应的化学计量数并结合得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平离子方程式为4NO+10MnO+14OH-===NO+3NO+10MnO+7H2O。②由①分析知分离反应后的混合溶液可获得氮肥,A项正确;由化学式KMnO4可知,n(Mn)=n(K),所以反应后的混合溶液中:c(MnO)+c(MnO)=c(K+),B项错误;酸性条件下,KMnO4的还原产物为Mn2+,碱性条件下,KMnO4的还原产物为MnO,C项正确。③KMnO4→K2MnO4得1个电子,NO→NO失3个电子,根据得失电子守恒可得关系式:3KMnO4~NO,则n(KMnO4)=3n(NO)=3×=3 mol,m(KMnO4)=3 mol×158 g·mol-1=474 g。(3)②由题图可知,PI端NO失去电子发生氧化反应生成NO2:NO+H2O-2e-===NO2+2H+,最终NO2和H2O2发生氧化还原反应生成硝酸:2NO2+H2O2===2HNO3。 答案:(1)形成酸雨(或形成光化学烟雾、破坏臭氧层等)  (2)①4 10 14 OH- 10 7 H2O  ②AC ③474 (3)①化学 ②NO+H2O-2e-===NO2+2H+  2NO2+H2O2===2HNO3 学科网(北京)股份有限公司 $$

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1.3.2 氧化还原反应的计算与方程式(Word教师用书)-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习(新教材Ⅰ)
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