内容正文:
氧化还原反应方程式的配平与计算
选择题只有一个选项符合题意
1.用硫化亚铁、硫化亚铜处理酸性废水中的CrO2一7,发生的反应如下:
反应I:FeS+Cr2O2-7+H+一→Fe3++SO2一4+C3++HO(未配平)
反应Ⅱ:C2S十Cr2O2-7+H+-→Cu2+十SO2-4+Cr3++HO(未配平)
下列说法错误的是()
A.当参加反应的FeS和CuS物质的量相同时,FeS去除的CrzO2一7较多
B.反应中每处理含0.1 mol Cr2O2-7的废水需要转移0.6mole
C.反应Ⅱ中涉及三种元素价态变化
D.使用FS除去废水中Cr2O2一7的同时,还有利于吸附悬浮杂质
2.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
mL1.00×10-2molL-1酸性KMnO4溶液恰好褪色,需消耗25.00mLNa2SO3溶
液,则该NaSO3溶液的物质的量浓度(单位:molL-)为()
A.2.00×10-2
B.3.00×10-2
C.4.00×10-2
D.5.00×10-2
3.工业生产中除去电石渣浆(含CO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图。
下列说法正确的是()
HO
过程1
MnSO.
Mn(OH)
MnO
过程
so70s,02
A碱性条件下,氧化性:O2>S2O2一3>MnO2一3
B.过程I中氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为4MnO2一3+2S2-+9HO一S2O2一3+4Mm
(OH)2↓+10OH
D,将1molS2-转化为SO2一4理论上需要O2的体积为22.4L(标准状况)
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型离子方程式(未配
平)如
E…
图1
+MnO+IO+lO+H,O
图2
对该氧化还原型离子方程式说法不正确的是(
AIO一4作氧化剂
B.若1 mol Mn2+参加反应则转移5mol电子
C氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2
D.配平后M2+、H+的化学计量数分别为2、3
5.(2023·杭州二中月考)NaNO2是一种食品添加剂。但食用过量可能致癌。酸性
KMnO4溶液与NaNO2反应的化学方程式为MnO一4+NO一2+
-→Mn2++
NO一3十HO(未配平)。下列叙述正确的是(
)
A该反应中NO一2被还原
B.反应过程中溶液的pH减小
C.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D.
中的粒子是OH
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一4
+X-→CO2一3+MnO2-4+H2O(未配平,下同)②酸化处理:MnO2一4+H+一
→MnO2↓+MnO一4+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一4CO2一3
C.“反应②”中,可用盐酸进行酸化
D.“反应②”消耗71.4gMnO2一4时,反应中转移0.4mole
7.在标准状况下,有750mL含臭氧的氧气,其中臭氧完全分解后体积变为780mL,
若将此含臭氧的氧气1L通入碘化钾溶液中,发生如下反应:2K1十O3十
HO一2KOH+I2↓+O2,则生成的碘的质量是(
)
A0.91g
B.0.81g
C.0.71g
D.0.61g
8.(2023·浙江强基联盟9月联考)法医常采用马氏试砷法鉴定砒霜(As2O3)中毒。检
验时将盐酸、锌粉、试样混合,发生反应AsO3+6Zn+12HC1一2AsH3↑+6ZnC12
十3HO。将生成的气体导入热的石英管中,若管壁上有亮黑色砷镜产生,则证明
试样中含有砒霜。下列说法正确的是()
A盐酸、锌粉、试样混合生成AsH3的反应中,As2O3是还原剂
B.产生2.24 mL AsH3气体,反应转移6.0×10-4mol电子
C若盐酸、锌粉、试样反应温度过高,可能会降低石英管中检测的效果
D,石英管中通入样品产生的气体之前无需排出内部空气,但需要预热
9.(2023,稽阳联谊学校高三联考)在高温高压的水溶液中,AuS一与Fe2+发生反应
2AuS+3Fe2+十4H2O=FeO4十2Au+2HS↑+4H+,下列说法正确的是()
A氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
B.每生成4.48LHS,转移电子数为0.2NA
C.反应中若有19.7gAu元素被还原,则生成0.05 mol Fe3O4
D,若将此反应设计成原电池,则F©2+在正极发生反应
10.(2022台州模拟)C1O2是一种常用消毒剂,实验室制备C1O2有两种方法:
①2KCIO3+4HC1—2C1O2+C12↑+2KC1+2H2O
②2KCIO3+H2C2O4+H2SO42C1O2↑+KzSO4+2CO2↑+2H2O。
下列说法正确的是()
A.两种方法中的C1O2都是氧化产物
B.1 nol KClO3参加反应都有2mol电子转移
C.生成等量CIO2,方法①②需要KCIO3质量相同
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比都为2:1
11.(2023·金华外国语学校月考)1)联氨NH)是一种常用的还原剂。其氧化产物一
般为N2。联氨可用于处理高压锅炉水中溶解的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1kg
联氨可除去水中溶解的O2kg。
(2)工业上可用KCIO3与NaSO3在HSO4存在下制得CIO2,该反应中氧化剂与还
原剂的物质的量之比为一。
(3)HPO2是一元中强酸,HPO2及NaH,PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而
可用于化学镀银。
①HPO2中,磷元素的化合价为。
②利用HPO2进行化学镀银的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,
则氧化产物为(填化学式)。
12.(1)三氟化氮NF)是一种新型电子材料,它在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧
化还原反应,其反应的产物有H亚、NO和NO3。请根据要求回答下列问题:
①反应过程中,被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为。
②写出该反应的化学方程式:
若反应中生成0.2 mol HNO3,转移的电子数为
(2)已知F(O3能与次氯酸盐发生如下反应(未配平):
Fe(OH)3+CIO-+OH---FeOn-4+CI-+H2O
①已知有10.7gFe(O田3参加反应,共转移了0.3Na个电子,则n=,FeOn一4
中铁元素的化合价为。
②根据所学的知识,推测FOn一4能和(填字母)反应。
A.KMnO4
B.SOz
C.H2S
D.O2
13完成下列题目:
(1)实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制各KMnO4,方法如下:软锰矿和过量
的固体KOH和KCIO3在高温下反应,生成锰酸钾KMnO)和KC1;用水溶解,
滤去残渣,滤液酸化后,KMnO4转变为MnO2和KMnO4;滤去MnO2沉淀,浓
缩溶液,结晶得到深紫色的针状KMO4。试回答:
①软锰矿制备KMnO4的化学方程式
②KMnO4制备KMnO4的离子方程式
③KMnO4能与热的经疏酸酸化的NazC2O4反应,生成n+和CO2的离子方程式
(2)三氧化二铬(C2O)可用作着色剂、分析试剂、催化剂等。一种利用铬铁矿(主
要成分为FeO.Cra2O3,还含有AlO3、SiO2等杂质)清洁生产Cr2O3的工艺流程如
下:
稀硫酸铬酸酐
NH
NH
NaOH
pH=
铬
2.5-3.0
铁
氧化酸浸
除铁一
沉淀
除铝
滤渣1
铁铵矾滤液1
滤液2
Cr0,煅烧
已知:①铬铁矿的成分及含量(以氧化物形式表示):
成分
Cr2O3
FeO
SiO2
Al2O3
其他
质量分数
45.0%
32.5%
11.5%
10.8%
0.2%
②铬酸酐常用作氧化剂,回答下列问题:
铬酸酐的作用是
“氧化酸浸”时FeO-Cra2O3反应的化学方程式是
(3)铋及其化合物在工业生产中用途广泛,如氯氧化铋(BiOC)常用作电子设备、塑
料助剂等。以下是一种用铋精矿BiS3,含有FS2、Cu2S、PbO2及不溶性杂质)
制备BOCI的一种方法,其流程如图:
CuSO,·5H0←
氧气
Cuso
出
系列
摸作I
加
液
操作
溶液
铋
①稀盐酸
滤
②盐酸羟胺
稀硫酸
取
良
出
充分搅拌
滤渣1
氨水
渣
过滤
滤液1
充分搅拌
过滤
Na.CO
滤液3
调节pH=3
滤液2
BiOCI+
过滤
PbSO-
①“加压浸取”过程中,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,而Cu2S溶解进
入浸出液,且疏元素转化为SO2一4,请写出C2S在此过程中发生反应的离子方
程式
②流程中生成BOCI的离子方程式
(4)黄铁矿(主要成分FS2),在空气中会被缓慢氧化,氧化过程如图所示。
0;b
FeS+O,SO:+Fe+H'Fe+3H,O.d Fe(OH),+3H
。fes
c发生反应的离子方程式为
氧化还原反应方程式的配平与计算
1.A[根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒,配平两个方程式如下:反应【:
2FeS+3Cr202-7+26H+—2Fe3++2S02-4+6Cr3++13H0,反应Ⅱ:3Cu2S
+5Cr202-7+46H+一6Cu2++3S02一4+10Cr3++23H0。A.根据以上方程式
可知,当参加反应的FeS和Cu2S物质的量相同时,Cu2S去除的CrzO2一7较多,
A错误:B.反应I、Ⅱ中Cr元素化合价由+6价变成+3价,1mo1Cr202一7
反应转移6mo1电子,处理0.1mo1Cr202-7的废水需要转移0.6mo1e一,B
正确:C.反应Ⅱ中Cu元素化合价由十1价变成十2价,S元素化合价由一2价变
成十6价,Cr元素化合价由十6价变成十3价,反应涉及三种元素价态变化,C
正确;D.使用FeS除去废水中Crz02一7的同时生成Fe3+,Fe3+水解生成Fe
(OHD3胶体,具有吸附性,可以吸附悬浮杂质,D正确。]
2.A[酸性KMnO,溶液能被Na2SO3溶液还原成Mn2+而使溶液褪色,发生的反应
为2Mn0-4+5S02-3+6H+—2Mn2++5S02-4+3H20,则有关系式:2Mn0-4
5S02一3,使20.00mL1.00×10-2mo1·L-1酸性KMn04溶液恰好褪色,需消
耗25.00mLNa2S03溶液,则该Na2S03溶液的物质的量浓度为5×20.00×10一3
L×1.00×10-2mo1·L-12×25.00×10-3L=2.00×10-2mo1·L-1,故选
A。]
3.C[由题图可知,过程I中02氧化Mn(OH)2生成Mn02一3,则氧化性:02
>Mn02一3;过程Ⅱ中Mn02-3氧化S2-生成Sz02一3,则氧化性:Mn02一3
>S202一3,所以碱性条件下,氧化性:02>M02一3>S202一3,故A错误;过
程I中反应的离子方程式为2Nn(OD2+02十40H—2Mn02-3十420,则氧化剂
和还原剂物质的量之比为1:2,故B错误:过程IⅡ中MnO2一3得电子转化为Mn
(0H)2,S2失电子转化为S02一3,根据原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒可
得反应的离子方程式为4Mn02-3+2S2+9H0—S202-3+4Mn(0H)2↓+100H
一,故C正确:1mo1S2-转化为S02一4理论上转移8mo1电子,根据得失电
子守恒可知:n(02)=8mo14=2mo1,在标准状况下需要02体积为2mo1×22.4
L·mo1一1=44.8L,故D错误。]
4.D[分析图1、图2可知,M+作还原剂,那么I0一4作氧化剂,配平后的氧
化还原反应的离子方程式为2Mn2++5I0一4+3H20=6H++2Mn0一4+5I0一3,
若有1mo1M2+参加反应则转移5mo1电子,氧化剂与还原剂的物质的量之比
为5:2,配平后M2+、H+的化学计量数分别为2、6,A、B、C项正确,D项错
误。」
5.C[NO一2中氮元素的化合价升高,NO一2被氧化,A项错误:根据得失电子
守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Mn0一4十5N0-2+6H+一2Nn2++
5N0一3+3H0,据此可知B、D项错误,C项正确。]
6.C[A.根据氧化还原反应中得失电子守恒和电荷守恒,将反应①配平为CHOH
+6Mn0一4+80H-一C02-3+6Mn02一4+6H0,选项A正确:B.根据反应中氧
化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,“反应①”中M0一4为氧化剂,C02一3
是氧化产物,则氧化性:M0一4>C02一3,选项B正确:C.由于C1一在酸性条件
下可与M0一4、Mn02一4发生氧化还原反应,因此“反应②”中,不能用盐酸
进行酸化,选项C错误;D.根据氧化还原反应配平“反应②”为3M02一4十4H
+—n02↓+2Mn0一4+2H0,则消耗71.4gMn02一4的物质的量为71.4g119
g/mo1=0.6mo1时,反应中转移电子数目为23×0.6mo1=0.4mo1,选项D
正确。]
7.A[由203一302,△V=780mL-750mlL=30mL,V(03)=2△V=60mL,1
L混合气体中含臭氧的体积为V=1L×60m750mL=0.08L,根据臭氧和KI
反应的化学方程式,n(03)=n(12)=0.08L22.4L/mo1=0.0036mo1,m(12)
=0.0036mo1×254g·mo1-1=0.91g。]
8.C[A.盐酸、锌粉、试样混合生成AsL的反应中,As2O3中As元素化合价降
低,As203是氧化剂,故A错误;B.产生2.24 mL AsHa气体,反应转移电子为
2.24×10-3L/22.4L/mo1×6=6.0×10一4mo1,但未指明标准状况,故B错
误:C.若盐酸、锌粉、试样反应温度过高,可能会导致As3分解,降低石英管
中检测的效果,故C正确:D.石英管中通入样品产生的气体之前需要排出内部空
气,故D错误。]
9.C[A.该反应中,产物Fe3O4中有一个铁为十2价,故氧化剂AuS一与还原剂
Fe2+物质的量之比为1:1,故A错误:B.无标准状况的条件,故无法计算,故B
错误:C.被还原的19.7gAu为0.1mo1,则对应产生的Fe04为0.05mo1,
故C正确:D.F2+在反应中失电子,发生氧化反应,原电池反应中正极为得电子
发生还原反应的一极,故D错误。]
10.C[A.反应①中KC1O3氯元素的化合价从十5价降低到+4价,C102是还原
产物,反应②2KC103+H2C204+H2S04=2C102↑+K2S04+2C02↑+20,KC103
氯元素的化合价从十5价降低到十4价,C102是还原产物,故A错误;B.KC103
氯元素的化合价从十5价降低到十4价,转移1个电子,1mo1C10参加反应
都有1mo1电子转移,故B错误;C.反应①②中KC103与C102的系数比为1:1,
故生成等量C102,方法①②需要KC103质量相同,故C正确:D.反应①中氧化剂
与还原剂的物质的量之比为1:1,故D错误。]
11.(1)1(2)2:1(3)①+1价②HP04
解析(1)联氨与高压锅炉水中溶解的氧发生的反应为NL4十02一N十2H0,理
论上1kg联氨可除去水中溶解的氧气为1000g32g·mo1一1×32g·mo1-1
=1000g=1kg。
(2)n(KC103)×(5-4)=nNaS0)×(6-4),n(KC103)n(Na2S03)=21。
(3)②设氧化产物中P的化合物为+x,则4×(1一0)=1×(x一1),x=5,故氧
化产物为H3P040
12.(1)①1:2②3NF3+5H20=2N0+HN03十9HF0.4N(或2.408×10)
(2)①2+6价②BC
解析(1)①分析题给信息知NF3转化为NO,氮元素的化合价降低1价,被还原,
NF3转化为NO3,氮元素的化合价升高2价,被氧化,氧化还原反应中氧化剂和
还原剂得失电子数目相等,则被氧化与被还原的元素原子的物质的量之比为1:2。
②由题目给出的反应物和生成物,利用得失电子守恒、原子守恒配平,该反应的
化学方程式为3NF3十5H20一2NO+HNO3十9HF,若反应中生成0.2mo1HNO3,氮
元素的化合价升高2价,则转移的电子数为0.4M(或2.408×10)。(2)①10.7
gFe(0)3的物质的量为0.1mo1,反应中转移了0.3N个电子,则铁化合价升
高3价,则F©0n一4中铁元素的化合价为十6价,则n=2。②根据所学的知识,
推测FeOm一4具有强氧化性,能和具有还原性的S02、H2S反应,不能和氧化性
的高锰酸钾和氧气反应,选BC。
高温
13.(1)①3Mn02+6KOH十KCI033K2Mn04+KC1+3H0
②3Mn02-4+4H+=2Mn0-4+Mn02↓+2H0
③2Mn0-4+5C,02-4+161+△2Mm2++10002↑+8H0
(2)将Fe2+氧化为Fe3+6Fe0·Cr203+30HS04十2Cr03=3Fe2(S04)3+7Cr2
(04)3+30H0
(3)①2Cu2S+16NHL3+502+2H0一4[Cu(NL)4]2++2S02-4+40H-或2Cu2S+
16NL·0+502=4[Cu(NHL)4]2++2S02-4+40H-+14H0
②Bi3++C1-+C02-3=Bi0C1↓+C021
(4)14Fe3++FeS2+8L0—15Fe2++2S02-4+16+
解析(1)①由软锰矿与过量固体KOH和KC1O在高温下反应,生成锰酸钾
(KMnO)和KC1,反应中化合价变化的元素为Mn、CI,Mn元素的化合价由+4价
升高到十6价,C1元素化合价由+5价降低为一1价,根据化合价升降总数相等,
则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为3:1,再根据原子守恒配平。②滤液酸化
后,K2MhO4转变为MnO2和KMnO4,反应中只有Mn元素化合价发生变化,Mn元素
由十6价部分降为十4价,部分升高为十7价,根据化合价升降总数相等,则二
氧化锰和04的物质的量之比为1:2,再根据电荷守恒和原子守恒配平。③
KMnO4能与热的稀疏酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn+和CO2,根据质量守恒,
同时会生成K2S04、MnS04和NazS04,化学方程式为2KMn04+8HS04十5NaC204
2MnS04+K2S04+10C02↑+5Na2S04+8H20。
(2)己知铬酸酐(Cr0)常用作氧化剂,其作用是将Fe2+氧化成F©3+;“氧化酸浸”
时F0·Cr2O3与稀硫酸反应生成疏酸亚铁和硫酸铬,铬酸酐(CrO3)将疏酸亚铁氧
化为疏酸铁,则反应的方程式是6Fe0·Cr203+30H2S04+2Cr03一3Fe2(S04)3十
7Cr2(S04)3+30H0。
(3)①BizS3转化为Bi203,FeS2转化为Fe2zO3,而Cu2S氧化进入浸出液,疏元素
转化为S02一4,则加压氧化氨气过程中,CuS2发生反应离子方程式为2Cu2S十
16NL3+502+2H0=4[Cu(NHL)4]2++2S02-4+40H或2C2S+16NL·0+
502一4[Cu(NH)4]2++2S02一4+40H-+14H0。②加入碳酸钠调节pH约为3,
得到Bi0C1,根据元素守恒可得离子反应方程式为Bi3++C1一十C02一3一Bi0C1
↓+C02↑。
(4)在反应c中反应物有FeS2、Fe3+,产物有Fe2+和S02一4,说明该过程中Fe
元素由十3价降为十2价,S元素由一1价升高到十6价,结合得失电子守恒、电
荷守恒和原子守恒可知离子方程式为14Fe2++FeS2+8H20一15Fe2++2S02一4
+16+。