第1章 讲评拓展课2 氧化还原反应的基本规律及配平-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步讲义(人教版2019)
2025-01-11
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 整理与提升 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2023-2024 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 460 KB |
| 发布时间 | 2025-01-11 |
| 更新时间 | 2025-01-11 |
| 作者 | 山东众旺汇金教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 名师导航·高中同步 |
| 审核时间 | 2025-01-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49929694.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
讲评拓展课2 氧化还原反应的基本规律及配平
1.理解氧化还原反应的规律及应用。
2.会配平氧化还原反应方程式。
氧化还原反应中的主要规律
1.守恒规律
氧化还原反应中,原子得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,即有关系式:
还原剂失电子的总数=氧化剂得电子的总数。
元素化合价降低的总数=元素化合价升高的总数。
应用:氧化还原反应方程式的配平,氧化还原反应的相关计算。
2.价态规律
(1)高低规律
元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性;元素处于最低价态时,只有还原性,即“高价氧,低价还,中间价态两边转”。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
(2)归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态―→中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
如:
H2S中S元素为-2价,与生成物中单质S的0价近,所以H2S生成S。
(3)歧化规律
氧化还原反应中,有原子化合价升高,必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时,中间价态→高价态+低价态。
(4)同种元素相邻价态不发生氧化还原反应
如Fe3+和Fe2+不反应,H2SO4和SO2不反应等。
3.先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时,还原性强的先被氧化。例如,已知还原性:I->Fe2+>Br-,当把氯气通入FeBr2溶液时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以氯气的量不足时首先氧化Fe2+;把氯气通入FeI2溶液时,因为还原性:I->Fe2+,所以氯气的量不足时首先氧化I-。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时,氧化性强的先被还原。例如,在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。
应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
【例1】 (1)在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是和Pb2+,则Cr3+与PbO2反应的化学计量数之比为________。
(2)含有氧化剂的溶液与亚硫酸钠(Na2SO3)溶液恰好反应完全,Na2SO3被氧化为Na2SO4,已知、Na2SO3的个数比为2∶3,则还原产物中元素X的化合价是________。
[解析] (1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0可确定PbO2中铅元素为+4价中铬元素为+6价,设Cr3+与PbO2反应的化学计量数之比为x∶y,根据氧化还原反应中得失电子守恒可得:y(4-2)=x(6-3),解得x∶y=2∶3,
(2)Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价;设元素X被还原后的化合价为y,则化合价降低总数为(5-y)价,由化合价升高总数等于降低总数:2×3=(5-y)×2,解得y=+2,所以还原产物中元素X的化合价是+2价。
[答案] (1)2∶3 (2)+2
【例2】 G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物,它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平):①G―→Q+NaCl;②Q+H2O―→X+H2;③Y+NaOH―→G+Q+H2O;④Z+NaOH―→Q+X+H2O。这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为( )
A.G<Q<Z<Y<X B.G<Y<Q<Z<X
C.G<Y<Z<Q<X D.Z<X<G<Y<Q
B [分析可知氯元素的化合价关系:①Q>G>-1,②氢元素化合价降低,氯元素化合价升高,X>Q,③结合①可知G<Y<Q,④结合②可知Q<Z<X,则综合以上关系得X>Z>Q>Y>G。]
【例3】 向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则滤液中一定存在( )
A.Fe2+ B.Cu2+、Fe2+
C.Ag+、Fe2+ D.Ag+、Cu2+、Fe2+
A [在金属活动性顺序中,活泼性:Fe>H>Cu>Ag,往滤渣中加入稀盐酸,有无色气体放出,则说明滤渣中含有铁,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,当有铁剩余时,说明硝酸铜和硝酸银全部参加反应,滤液中无硝酸铜和硝酸银,只有生成的硝酸亚铁。]
1.误服白磷(P4),应立即用2%硫酸铜溶液洗胃,其反应是11P4+60CuSO4+96H2O===20Cu3P↓+24H3PO4+60H2SO4,下列说法正确的是( )
A.白磷(P4)只发生了氧化反应
B.H2SO4是还原产物
C.氧化产物和还原产物的个数之比为5∶6
D.100个 CuSO4能氧化5个 P4
D [P元素的化合价部分由0价降低为-3价,部分由0价升高为+5价,则白磷(P4)既发生了氧化反应又发生了还原反应,A错误;H2SO4中所含元素化合价未发生变化,不是还原产物,B错误;11P4+60CuSO4+96H2O===20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4中部分磷作氧化剂,部分磷作还原剂,硫酸铜是氧化剂,Cu3P为还原产物,H3PO4为氧化产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为6∶5,氧化产物和还原产物的个数之比为6∶5,C错误;依据得失电子守恒可知,1个CuSO4氧化的P4为=0.05个,100个 CuSO4能氧化5个 P4,D正确。]
2.关于反应K2H3IO6+9HI===2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成4个I2分子时,有8个电子转移
D.还原产物与氧化产物的分子数之比为1∶7
D [K2H3IO6中I元素化合价由+7价降低为0价,发生还原反应,A错误;KI中元素化合价没有改变,KI既不是氧化产物又不是还原产物,B错误;K2H3IO6中I元素化合价由+7价降低为0价,HI中I元素化合价由-1价升高为0价,生成4个I2分子时,有7个电子转移,C错误;K2H3IO6中I元素化合价由+7价降低为0价,HI中I元素化合价由-1价升高为0价,根据得失电子守恒,还原产物与氧化产物的分子数之比为1∶7,D正确。]
3.若已知氧化性(得电子能力)Mg2+<H+<Cu2+<Ag+,在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A.H2 B.Ag C.Cu D.Mg
B [氧化性(得电子能力)Mg2+<H+<Cu2+<Ag+,在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中存在Mg2+、Cu2+、Ag+,加入适量锌粉,锌粉失去电子,Ag+首先得到电子被置换出来,故答案选B。]
氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成双线,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
【例4】 根据下列各组信息,完成有关问题:
(1)根据反应Cu+4HNO3 (浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,回答下列问题:
①还原产物是________。
②未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量之比为________。
(2)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以太阳能为热源,热化学硫碳循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示:
反应Ⅰ的化学方程式:_______________________________________。
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子:Fe(OH)3、ClO-、OH-、、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子程式_____________________________
_____________________________________________________________________。
②每生成1个转移________个电子,若反应过程中转移了3个电子,则生产________个还原产物。
[解析] (1)①在反应Cu+4HNO3(浓Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中,N元素化合价由反应前HNO3(浓)中的+5价变为反应后NO2中的+4价,化合价降低,得到电子被还原,所以NO2是还原产物。②在参加反应的4个HNO3中,2个作氧化剂表现氧化性,2个起酸的作用,故未被还原的硝酸与参加反应的总硝酸的质量之比为2∶4=1∶2。
(2)根据图示可知反应Ⅰ是SO2、I2、H2O发生氧化还原反应产生H2SO4、HI,根据原子守恒、得失电子守恒,可得该反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI。(3)①湿法制备高铁酸钾(K2FeO4),则是生成物,根据Fe元素守恒可知Fe(OH)3是反应物,在反应过程中Fe元素化合价升高,失去电子被氧化,则反应物应该有氧化剂ClO-,ClO-得到电子被还原为Cl-,根据电荷守恒可知反应物还有OH-,最后根据元素守恒,可知生成物中有H2O,则各种物质按照反应物、生成物分类应该是+Cl-+H2O,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得配平后的离子方程式为+3Cl-+5H2O。②在反应中Fe(OH)3变为,Fe元素化合价升高3价,因此每生成1个转移3个电子;同时有3个ClO-得到电子被还原为Cl-,反应每产生1个,转移3个电子,反应生成的还原产物Cl-是1.5个。
[答案] (1)NO2 1∶2 (2)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI +3Cl-+5H2O 3 1.5
配平氧化还原反应方程式的常用技巧
(1)逆向配平法:分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应,一般使用逆向配平法,即先从氧化产物和还原产物开始配平。
(2)缺项配平类[一般缺的为酸(H+)、碱(OH-)、水]
①先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一般加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一般加水,然后两边电荷数进行配平。
②当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
4.常用的消毒剂有双氧水、医用酒精以及含氯消毒剂。其中含氯消毒剂的家族最庞大、应用最广泛。实验室制备Cl2有三种常用方法:
a.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
b.KMnO4+HCl(浓)===KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O
c.KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
(1)写出反应a对应的离子方程式:
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)配平反应b的方程式。
KMnO4+HCl(浓)===KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O。
(3)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时,得到Cl2的质量最多的是________反应(填“a”“b”“c”下同);当得到等质量的Cl2时,消耗HCl的质量最多的是________反应。
[解析] (1)HCl(浓)可拆分为H+和Cl-,MnCl2可拆分为Mn2+和Cl-,删去不参加反应的离子,则反应a对应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。
(2)锰元素的价态降低5,氯元素的价态升高1,由电子守恒得
1KMnO4+5HCl(浓)——1KCl+1MnCl2+Cl2↑+H2O,由氯元素守恒得1KMnO4+(5+3)HCl(浓)——1KCl+1MnCl2+Cl2↑+H2O,最后由氢、氧元素守恒得1KMnO4+(5+3)HCl(浓)===1KCl+1MnCl2+Cl2↑+4H2O,将其计量数扩大2倍有2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(3)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时,根据反应a、反应b、反应c中HCl与Cl2个数关系分别是4HCl~Cl2、16HCl~5Cl2、6HCl~3Cl2,得到Cl2的质量最多的是c反应;当得到等质量的Cl2时,消耗HCl的质量最多的是a反应。
[答案] (1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ (2)2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (3)c a
1.反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,当有2e-转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.3∶1
B [在该反应中,NO2既作还原剂又作氧化剂,每3 个NO2发生反应,有2 个 NO2失去电子被氧化为HNO3,有1 个 NO2得到电子被还原成NO,反应过程中转移2 电子,则当有2e-转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。]
2.某已经配平的氧化还原反应===2X2++5Z2+8H2O,有关m和X元素的化合价取值合理的是( )
A.7,+5 B.4,+7
C.4,+6 D.3,+5
B [假设X元素的化合价为x,由电荷守恒16-10-2n=4,则n=1,Z元素化合价升高,X元素化合价降低,由得失电子总数相等可得10=2(x-2),则x=+7,由则7-2m=-1,则m=4,故选B。]
3.若锌与稀硝酸反应时,其反应的化学方程式为4Zn+10HNO3===aZn(NO3)2+bM+cH2O,则a、b、c、M可能分别为( )
A.4、5、5、NO2↑ B.4、2、4、NO2↑
C.4、1、3、NH4NO3 D.4、3、5、NO↑
C [由反应可知,锌元素的化合价升高,则氮元素的化合价降低。若M为NO2,由得失电子守恒可知,b==8,A、B错误;若M为NH4NO3,由得失电子守恒可知,b==1,结合原子守恒可知,a=4,c=3,C正确;若M为NO,由得失电子守恒可知,b==,D错误。]
4.在氯氧化法处理含CN-的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650 mg/L。现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为-3价、O均为-2价):KCN+2KOH+Cl2===KOCN+2KCl+H2O。该反应中,被氧化的元素是________,氧化产物是________。处理上述废水20.0 L,使KCN完全转化为KOCN,至少需氯气________g。
(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气。
请用单线桥法标出电子转移方向和数目:
2KOCN+4KOH+3Cl2===2CO2↑+N2↑+6KCl+2H2O
[解析] (1)该反应中,Cl元素化合价由0价变为-1价,C元素化合价由+2价变为+4价,被氧化的元素为C,氧化产物为KOCN;废水中KCN的质量为650 mg/L×20 L=13 000 mg=13 g,根据方程式可知,每有65 g KCN反应消耗71 g氯气,所以13 g KCN完全反应,消耗14.2 g氯气。
(2)Cl元素化合价由0价降低为-1价,N元素的化合价由-3价升高为0价,该反应转移6e-,用单线桥法标出电子转移方向和数目为
[答案] (1)C KOCN 14.2
(2)
讲评拓展课培优练(二) 氧化还原反应的基本规律及配平
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列方程式中电子转移数目正确的是( )
A.3NO2+H2O===2HNO3+NO,转移3e-
B.H2O2+2KI+H2SO4===K2SO4+I2+2H2O,转移4e-
C.KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O,转移6e-
D.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI,转移2e-
D [3NO2+H2O===2HNO3+NO中N的化合价由+4价分别变为+5价和+2价,转移2e-,A错误;H2O2+2KI+H2SO4===K2SO4+I2+2H2O中I的化合价由-1价升高为0价,转移2e-,B错误;KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O中KClO3中的Cl由+5价降低为0价,转移5e-,C错误;I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI中I的化合价由0价降低为-1价,转移2e-,D正确。]
2.多种氧化剂和还原剂相遇时,存在“争先恐后,强者优先”的现象。在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是( )
A.Fe B.H2
C.Mg D.不能确定
B [氧化性:H+>Fe2+>Zn2+>Mg2+,所以Zn粉先跟氧化性最强的H+发生置换反应,然后再与Fe2+发生置换反应。]
3.一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为( )
A.5∶3 B.5∶4
C.1∶1 D.3∶5
A [设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式x×|-3-0|=y×|+5-0|,得=。]
4.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.Fe3+是还原产物
是氧化剂
C.生成物水的化学计量数是16
D.生成4个水分子时,转移10个电子
B [该反应中,铁元素的化合价由+2价变为+3价,Fe2+是还原剂,Fe3+是氧化产物,A错误;该反应中,锰元素的化合价由+7价变为+2价,所以氧化剂是,B正确;根据得失电子守恒配平方程式得2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,生成物水的化学计量数是8,C错误;根据方程式知,生成8 mol水时,有10 mol FeSO4被氧化,转移10 mol电子,则生成4个水时,转移电子的个数=个=5个,D错误。]
二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
5.常温下,发生下列反应:
Ⅰ.Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
Ⅱ.Br2+2FeBr2===2FeBr3
根据上述反应,下列说法正确的是( )
A.还原性强弱的顺序为Br->Fe2+>Cl-
B.溶液中可发生反应:2NaCl+2FeBr3===2FeBr2+Cl2↑+2NaBr
C.向FeBr2溶液中通入少量Cl2,会生成Br2和FeCl2
D.Ⅱ反应中,FeBr3既是氧化产物,又是还原产物
D [氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物,反应Ⅰ.Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2;Ⅱ.Br2+2FeBr2===2FeBr3中,氧化性为Cl2>Br2>Fe3+,还原性为Fe2+>Br->Cl-。还原性强弱的顺序为Fe2+>Br->Cl-,A错误;氧化性大小为Cl2>Fe3+,Fe3+不能氧化Cl-生成Cl2,B错误;在氧化还原反应中,氧化剂先氧化还原性强的物质,向FeBr2溶液中通入少量Cl2,优先氧化Fe2+,C错误;Ⅱ反应中,FeBr3中铁离子为化合价升高的产物,溴离子是化合价降低的产物,所以FeBr3既是氧化产物,又是还原产物,D正确。]
6.N2O既是医学上的一种麻醉剂,又是一种常见的温室气体。制取N2O的方法有很多,例如:
①NH4NO3===N2O↑+2H2O
②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O
③2NH3+2O2===N2O+3H2O
④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O
下列说法中正确的是( )
A.反应①中NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
B.反应②中K2SO3是还原剂,N2O是氧化产物
C.反应③中每生成1个N2O,转移8个电子
D.反应④中NaNO3是还原剂,N2O既是氧化产物又是还原产物
AC [反应①NH4NO3===N2O↑+2H2O中,NH4NO3中N元素的化合价既升高又降低,则硝酸铵既是氧化剂又是还原剂,A正确;反应②K2SO3+2NO===K2SO4+N2O中,N元素的化合价降低,S元素的化合价升高,所以K2SO3是还原剂,NO是氧化剂,N2O是还原产物,B错误;反应③2NH3+2O2===N2O+3H2O中,N元素的化合价由-3价升高到+1价,则每生成1个N2O,转移1个×2×(3+1)=8个电子,C正确;反应④2NaNO3+(NH4)2SO4===2N2O↑+Na2SO4+4H2O中,NaNO3中N元素的化合价降低,则NaNO3是氧化剂,(NH4)2SO4中N元素的化合价升高,生成N2O既是氧化产物又是还原产物,D错误。]
7.稀硫酸中几种离子的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应1中氧化剂是Mn3+
B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2
C.能发生反应:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+
D.反应2的还原产物为Mn2+
CD [由题图可知,反应1为Ce4++Mn2+===Ce3++Mn3+,反应2为Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,反应3为2Fe3++2I-===2Fe2++I2。反应1中的氧化剂为Ce4+,Mn3+是氧化产物,A错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由反应1可知氧化性:Ce4+>Mn3+,由反应2可知氧化性:Mn3+>Fe3+,由反应3可知氧化性:Fe3+>I2,故氧化性:Ce4+>Mn3+>Fe3+>I2,B错误;氧化性:Mn3+>I2,因此可以发生反应:2Mn3++2I-===I2+2Mn2+,C正确;反应2为Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+,还原产物为Mn2+,D正确。]
三、非选择题
8.实验室为监测空气中汞蒸气的含量,可以悬挂涂有CuI的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量,其反应为4CuI+Hg===Cu2HgI4+2Cu
(1)上述反应产物Cu2HgI4中,Cu元素显 _________价。
(2)上述反应中的氧化剂为 ________ ,当有1个Hg参与反应时,转移电子数为 ________ 。
(3)CuI可由Cu2+与I-直接反应制得,请配平下列反应的离子方程式。
______Cu2++______I-===______CuI+______
[解析] (1)反应中Hg是还原剂,化合价由0价升高到+2价,在反应产物Cu2HgI4中碘为-1价,设Cu化合价为x,由2x+2+(-1)×4=0,解得x=+1,即Cu元素显+1价。
(2)由题给反应知CuI中铜元素化合价从+1价降到0价,所以CuI为氧化剂。每有1个Hg参与反应时,有 4 个CuI 参加反应,转移电子的数目为2 。
(3)根据原子守恒,Cu2+ 和CuI的数目相等,设Cu2+ 、I-、CuI和的数目分别为1、x、1、y。根据元素质量守恒和电荷守恒得:x=3y+1;2-x=-y。x=5/2,y=1/2。两边同乘以2,得其化学计量数分别为2、5、2、1。
[答案] (1)+1 (2)CuI 2 (3)2 5 2 1
9.NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI===2NO+I2+2NaI+2H2O。
(1)反应中________(填元素名称)元素被氧化,________________________(填化学式)是氧化剂;
(2)用单线桥法标出电子转移方向和数目。
2NaNO2+4HI===2NO+I2+2NaI+2H2O
(3)HI表现的性质是________。
(4)某同学把氯气(Cl2)加到NaNO2溶液中,生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式: _________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)某厂废液中,含有2%~5%的NaNO2直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是________(填选项)。
A.NaCl B.NH4Cl
C.HNO3 D.浓硫酸
[解析] (1)反应中氮元素化合价降低,被还原,碘元素化合价升高,被氧化,因此碘元素被氧化,NaNO2是氧化剂。(2)氮元素化合价降低1价,碘元素化合价升高1价,转移2个电子,则用单线桥法标出电子转移方向和数目为===2NO+I2+2NaI+2H2O。(3)反应中碘元素化合价升高,被氧化,同时还有碘化钠生成,所以HI表现的性质是还原性和酸性。(4)根据题意可直接得到反应的离子方程式为+2Cl-。(5)NaNO2具有氧化性,能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性,只有NH4Cl作还原剂,发生NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O,故答案为B。
[答案] (1)碘 NaNO2
(2) ===2NO+I2+2NaI+2H2O
(3)还原性和酸性
+2Cl-
(5)B
10.回答下列问题。
(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,且无二次污染。K2FeO4中Fe为________价,盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生Cl2,K2FeO4被还原成FeCl3,该反应的化学方程式是_________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为3Cl2+8NH3===6NH4Cl+N2。反应中被氧化的NH3与未被氧化的NH3质量之比为________。
(3)已知常温下在溶液中可发生如下反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。由此可以确定Ce4+、Sn4+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是____________________________。
[解析] (1)高铁酸钾中钾元素化合价为+1价,氧元素化合价为-2价,依据化合物正、负化合价代数和为零,可知铁元素化合价为+6价;依据题意可知,高铁酸钾与盐酸发生氧化还原反应生成氯化铁和氯气,根据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为2K2FeO4+16HCl===4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O。(2)从化学方程式的计量数可看出,参与反应的NH3有8个,其中有2个NH3被氧化成N2,6个未被氧化生成NH4Cl。(3)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+中,Ce4+是氧化剂、Fe3+是氧化产物,氧化性:Ce4+>Fe3+,反应Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+中,Fe3+是氧化剂,Sn4+是氧化产物,氧化性:Fe3+>Sn4+,则氧化性:Ce4+>Fe3+>Sn4+。
[答案] (1)+6 2K2FeO4+16HCl===4KCl+2FeCl3+3Cl2↑+8H2O (2)1∶3 (3)Ce4+>Fe3+>Sn4+
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