第3节 氧化还原反应 第4课时（同步讲义） 化学鲁科版2019必修第一册

第2章　元素与物质世界 第3节 氧化还原反应 第4课时 氧化还原反应的基本规律 教学目标 1. 认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会利用其守恒规律配平氧化还原反应的化学方程式。 2. 认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。 3.认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。 重点和难点 重点：氧化还原反应中的基本规律，氧化还原反应方程式的配平。 难点：氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。 ◆知识点一 氧化还原反应中的基本规律 1．守恒规律 ①氧化还原反应中，原子得失电子总数　　　，元素化合价升降总数　　　，即有关系式： 还原剂失电子的总数＝　　　； 元素化合价升高的总数＝　　　。 ②应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。 2．价态规律 (1)内容 高低 规律 元素最高价态→只有　　　元素中间价态→既有　　　又有　　　 元素最低价态→只有　　　 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→　　　，即“只靠拢，不交叉” (2)应用：可判断氧化还原反应能否发生及反应产物。 (3)歧化规律：同种元素的　　　可自身发生氧化还原反应，生成高价态和低价态，即中间价态→高价态＋低价态，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (4)同种元素相邻价态之间　　　氧化还原反应，如H2SO4与SO2不反应，Fe3＋与Fe2＋不反应。 3．强弱规律 (1)内容：在氧化还原反应中， 还原性：还原剂>　　　； 氧化性：氧化剂>　　　。 即“强制弱”或“前强后弱”。 (2)应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。 4．先后规律 (1)内容 在浓度相差不大的溶液中含有 ①几种还原剂时将按照还原性　　　的顺序依次反应。 ②几种氧化剂时将按照氧化性　　　的顺序依次反应。 (2)应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。 特别提醒 归中规律的技巧 (1)记忆口诀： 价态相邻能共存，价态相间能归中， 归中价态不交叉，价升价降只靠拢。 即学即练 1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　　) A.Mg　　　B．Cu　　　C．Ag　　　D．H2 2．有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2； ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3； ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 若某溶液中Fe2＋、I－、Cl－共存，要除去I－而不使Fe2＋和Cl－的量减少，可加入的试剂是(　　) A.Cl2　　　　　　　 B．KMnO4 C.FeCl3 D．HCl ◆知识点二 氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则 2.配平步骤——化合价升降法 ①标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出　　　　　　 +HO3(浓)O2↑+O2↑+H2O ②列变化:　　　　　　 ③求总数:依据得失电子守恒,使　　　　　　 ④配系数:用观察法配平　　　　　　 C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O ⑤查守恒:检查　　　　　　,配平后,把箭头改成长等号,标注反应条件。 C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O 3．氧化还原反应配平的技巧 (1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从　　　着手配平。 (2)自变从右边配：　　　　　　一般从右边着手配平。 (3)缺项配平法：先将　　　配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加　　　，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加　　　，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。 (4)当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．缺项的氧化还原反应方程式的配平方法及原则： 缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。 ①方法：先用　　　　　　配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由　　　确定未知物，再根据原子守恒进行配平。 ②补项原则： 条件 补项原则 酸性条件下 碱性条件下 特别提醒 两种配平技巧： ①正向配平法:适用于氧化剂、还原剂中某元素化合价全部改变的反应。 ②逆向配平法:适用于自身氧化还原反应(包括分解、歧化)或者某物质部分被氧化或被还原的反应。即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。 即学即练 1.Mn2＋、Bi3＋、BiO、MnO、H＋、H2O组成的一个氧化还原反应体系中，发生BiO→Bi3＋的反应过程。将以上物质分别填入下面对应的横线上，组成一个配平的化学方程式。 __________＋__________＋________===__________＋__________＋7H2O 2．(1)配平下列离子方程式 ①______Fe3＋＋______SO2＋______H2O===______Fe2＋＋______SO＋______H＋ ②______Mn2＋＋______ClO＋______H2O===______MnO2↓＋______Cl2↑＋______ (2)配平下列反应的化学方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目。 FeS2＋____O2____Fe2O3＋______SO2 (3)配平下列反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目。 ________K2S＋________HNO3===________KNO3＋________NO↑＋________S↓＋________H2O ◆知识点三 氧化还原反应的计算 1. 计算的依据：得失电子守恒。 N（e－）＝　　　＝　　　。 反应中转移电子数与各物质的　　　成正比。 2. 守恒法解题的思维流程 ①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 ②找准一个原子或离子得失电子个数(注意化学式中微粒的个数)。 ③根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。 3．应用 （1）计算“两剂”、“两产物”间的物质的量之比。 （2）计算转移电子与各物质间的量的关系。 （3）计算产物的化合价或化学式。 即学即练特别提醒 （1）化合价没有发生变化的元素不列入计算关系式中。 （2）根据电子守恒所求的化合价为元素的平均化合价。 1. 已知OCN－中C显＋4价，N显－3价，在反应OCN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6个 Cl2完全反应，则被氧化的OCN－的个数是(　　) A．2 个　　　B．3个　　　C．4个　　　D．6 个 2．在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石（炉甘石的主要成分是）十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团．”火法炼锌的反应为：，下列说法不正确的是 A．的化学式是 B．被氧化的物质是 C．既是氧化剂又是还原剂 D．参与反应，转移电子的物质的量为 一 、氧化还原反应中的基本规律 1．守恒规律 (1)内容： ①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原子守恒：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，所带电荷总数相等。 (2)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)内容 高低 规律 元素最高价态→只有氧化性 元素中间价态→既有氧化性又有还原性 元素最低价态→只有还原性 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” (2)应用：可判断氧化还原反应能否发生及反应产物。 (3)三种情况： 3．强弱规律 (1)内容：在氧化还原反应中， 还原性：还原剂>还原产物； 氧化性：氧化剂>氧化产物。 (2)应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。 4．竞争规律——反应先后规律 (1)内容 在浓度相差不大的溶液中含有 ①几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。 ②几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 (2)应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。 二、氧化还原反应的配平 1.基本步骤 2．基本方法 (1)正向配平法 适用于反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。先确定氧化剂和还原剂的化学计量数，然后再确定还原产物和氧化产物的化学计量数。如： (2) 逆向配平法 适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定氧化产物和还原产物的化学计量数，然后确定还原剂和氧化剂的化学计量数。如： 三．氧化还原反应转移电子数的计算 （1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。 （2）找准一个原子或离子的得失电子数（注意化学式中该粒子的个数）。 （3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 实践应用特别提醒/易错提醒/教材延伸 对于多步连续进行的氧化还原反应，若中间各步反应过程中无损耗，可直接根据得失电子守恒建立起始反应物和最终生成物的关系，快速列式求解。 1．已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，最终产物是(　　) A.NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3 C.NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4 2．M与N在一定条件下反应时，不能实现图示电子转移的是(　　) 选项 M N 电子转移 A 铁粉 Cl2 B FeSO4 H2O2 C Na2O2 H2O D Na O2 考点一 氧化还原反应中的基本规律 【例1】有下列三个反应： ①   ② ③ 下列说法正确的是 A．①②③中的还原产物分别是、、 B．氧化性： C．反应①中铁元素被氧化，反应②铁元素被还原 D．在反应③中HCl做还原剂，在反应过程中全部被氧化 解题要点 还原性：还原剂>还原产物； 氧化性：氧化剂>氧化产物。 即“强制弱”或“前强后弱”。 【变式1-1】常温下，在溶液中可发生以下反应：①2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2；②2KI＋Cl2===2KCl＋I2；③2KI＋Br2===2KBr＋I2，由此判断下列说法正确的是(　　) A.溴元素在①和③中均被氧化 B.氧化性强弱顺序：I2＞Br2＞Cl2 C.还原性强弱顺序：KI＞KBr＞KCl D.常温下也能进行如下反应：2KCl＋Br2===2KBr＋Cl2 【变式1-2】现有下列几个离子反应： ①Cr2O＋14H＋＋6Cl-=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O ②2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br- ③2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO＋4H＋ 下列有关性质的比较正确的是 A．氧化性：Cr2O>Cl2>Fe3＋ B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O C．还原性：SO2<Fe2＋<Br- D．还原性：Cl->Cr3＋>Fe2＋ 考点二 氧化还原反应的配平 【例2】碱式硫酸铁[化学式Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,可由FeSO4和KClO3在水溶液中反应得到,有关反应的化学方程式为　　　FeSO4+　　　KClO3+　　===　　Fe(OH)SO4+　　　KCl。  (1)请将上述化学方程式配平并补充完整。 (2)用双线桥法标出上述反应中转移电子的方向和数目:________________________________________。 (3)上述反应中的还原剂是　　　　　　,被还原的元素是　　　　　　,每1 mol FeSO4参加反应,转移电子　　　　mol。  解题要点(1)“找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)“定得失”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。 (3)“列关系”——根据题中氧化剂和还原剂得失电子守恒列出关系式。 N(氧化剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值。 【变式2-1】储氢碳纳米管的研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质­碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为C＋K2Cr2O7＋H2SO4―→CO2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋H2O(未配平) (1)配平上述方程式__________C＋__________K2Cr2O7＋__________H2SO4===________CO2↑＋__________K2SO4＋__________Cr2(SO4)3＋__________H2O。 (2)上述反应中氧化剂是__________(填化学式)，氧化产物是________________________________________________________________________(填化学式)。 (3)H2SO4在上反应中表现出来的性质是__________(填序号)。 A．氧化性　　　　　 B．氧化性和酸性 C．酸性 D．还原性和酸性 【变式2-2】水热法制Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．O2、S2O都是氧化剂 B．x＝2 C．纳米Fe3O4颗粒是固溶胶 D．每消耗1 mol S2O时，转移2 mol e－ 考点三 氧化还原反应转移电子数的计算 【例3】水溶液中的Mn2＋可以用KMnO4除去，该反应的离子方程式为2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋。下列说法正确的是(　　) A.KMnO4是氧化剂，发生还原反应 B.还原性：MnO2>Mn2＋ C.浓盐酸中的Cl－能被还原成Cl2 D.每生成5 mol MnO2，反应中转移电子的物质的量为12 mol 解题要点N（e－）＝化合价升高总数＝化合价降低总数。 反应中转移电子数与各物质的化学计量数成正比。 【变式3-1】已知常温下可用Co2O3制备Cl2,其反应方程式为Co2O3+HClCoCl2+Cl2↑+H2O(未配平),下列叙述错误的是(　　) A.氧化产物为Cl2,氧化性:Co2O3>Cl2 B.H2O前面的计量数为3 C.HCl在该反应中只表现还原性 D.标准状况下,反应生成22.4 L Cl2时,转移2 mol电子 【变式3-2】向含有FeCl2的溶液中通入Cl2，再加入含X2O的酸性溶液，使溶液中的Fe2＋恰好全部氧化，并使X2O还原为Xn＋，Fe2＋、Cl2与X2O三种微粒的个数之比为10∶2∶1则n值为(　　) A．2　　　B．3　　　C．4　　　D．5 基础达标 1．我国神舟系列火箭使用的一种燃料是偏二甲肼，反应的化学方程式为，下列有关叙述不正确的是 A．上述反应中涉及三种氧化物 B．标准状况下，生成X和的体积比为 C．X的化学式为 D．产生28g氮气，转移电子数为 2．将与空气的混合气体通入的混合溶液中，可回收S并消除空气污染，其机理如图所示。下列说法正确的是 A．转化过程中，所有元素的化合价均发生变化 B．反应①的离子方程式为： C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．总反应方程式为： 3．油画常用颜料雌黄在不同条件下褪色，主要化学反应为： 下列说法错误的是 A．反应Ⅰ中为还原产物 B．反应Ⅱ中元素As和S都被氧化 C．反应Ⅰ中参加反应的 D．反应Ⅱ中参与反应，转移的电子数为 4．关于反应(浓)，下列说法不正确的是 A．浓盐酸有表现出酸性 B．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:1 C．该化学反应中是还原剂 D．该反应每生成1mol，转移2mol电子 5．超氧化钾（）可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂，反应为，为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是 A．该反应中每转移1mol电子，生成的数目为 B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1 C．1mol晶体中离子的数目为 D．在反应中只做氧化剂 6．在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末，溶液褪色，其中发生反应的离子方程式为2＋16H＋＋5Na2O2=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O＋10Na＋。下列判断正确的是 A．O2是还原产物，Mn2＋是氧化产物 B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 C．标准状况下，产生22.4LO2时反应转移2mole- D．若溶液中酸性高锰酸钾不足，因Na2O2能与溶液中的水反应，将不影响生成氧气的量 7．某工业废水中含有大量的和，常经以下过程进行氧化处理再进行一系列操作，回收锰和铬，以达到回收利用且降低污染的目的。下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 B．反应②的离子方程式为 C．为绿色氧化剂，反应①氧化处理过程中用等物质的量代替效果更好 D．在酸性条件下转化为不是氧化还原反应 8．金属氢化物中，氢元素均为-1价，它们都可以作为生氢剂，例如，对于该反应，下列说法正确的是 A．该反应每生成，转移1mol电子 B．该反应中既是氧化剂又是还原剂 C．该反应中NaOH是氧化产物 D．该反应属于置换反应 9．氮化硅()可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备：，下列说法不正确的是 A．C是还原剂 B．氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶3 C．CO是氧化产物 D．若该反应生成氮化硅的质量是17.5g，则生成16.8L一氧化碳 10．超氧化钾()可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂，反应为为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该反应中，还原剂为，氧化剂为 B．晶体中离子的数目为 C．和K为同主族元素，二者性质相似，因此在空气中加热反应可生成超氧化钠 D．该反应中每转移电子生成的数目为 综合应用 11．某同学设计的实验室用MnO2、KClO3等原料制取少量KMnO4的实验流程如下： 下列说法正确的是 A．“熔融”操作可在瓷坩埚中进行 B．“歧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 C．“过滤”时，为加快分离速率可用玻璃棒搅拌 D．制得的KMnO4粗品可能含有K2CO3，可以向粗品中滴加盐酸观察是否有气泡来检验是否含有K2CO3 12．在Pt、Cu和Ir的催化作用下，可用在密闭容器中除去酸性水体中的硝态氮()，反应机理如图。下列说法错误的是 A．Pt、Cu和Ir表面上均有还原反应发生 B．导电基体上生成1mol NO，理论上Pt表面共消耗 C．导电基体上生成NO的反应式： D．Ir表面生成时转移个电子 13．肼既是一种工业原料，也是一种航空航天燃料。工业上以尿素、NaClO为原料，在碱性环境中制备肼，反应的化学方程式为(含氯化合物)+Y(未配平)。下列说法正确的是 A．X为NaCl，Y为 B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．是还原产物 D．生成时，理论上转移电子 14．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 (1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中依次先加入过量的 、 (填化学式)和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。 ②该电解法的工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为 。 (2)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。写出该反应的离子方程式： 。 (3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为 。(计算结果保留三位有效数字) (4)二氧化氯浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存：将ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中，在玻璃棒的搅拌下反应，并用冰水浴控制温度在4±1℃，即可得到亚氯酸钠晶体。写出该反应的化学方程式： 。 15．水资源保护已经成为我国生态建设的重要领域，水处理技术的目的是使废水经过技术处理后能再次使用或者满足排放的水质要求。 (1)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，该厂的处理流程如图所示。 ①过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节废水呈碱性，升温至330℃，通入空气将氨赶出并回收。写出加入NaOH溶液反应的离子方程式： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化过程。中N元素的化合价为 。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇()，实现转化，称为反硝化过程。甲醇的作用是 ，1mol完全转化成N₂转移的电子数是 。 (2)科学家发现某些生物酶体系可促进将海洋中的转化为，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 拓展培优 16．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。氯气常用于自来水的杀菌消毒，但用氯气对自来水消毒易产生致癌物质，二氧化氯是一种更为高效安全的消毒剂。 工业上制备ClO2的反应为：2NaClO3 +4HCl=2ClO2↑+Cl2 ↑+2H2O+2NaCl。 (1)该反应中的还原产物是 (写化学式)。 (2)①请标出该氧化还原反应的电子转移数目和方向 。 ②反应中每生成1molClO2分子，转移电子的数目为 。 (3)ClO2在杀菌消毒后转化为Cl-，可能会生成副产物亚氯酸盐(ClO)，需要将其转化为Cl-除去，下列试剂能实现其转化过程的是 (填序号)。 A．O2        B．FeCl2        C．KMnO4 17．利用课堂上学到的知识来解决生活中的问题是我们学习的重要目的。 (1)某化学实验兴趣小组自行购置了鸡蛋、食醋等生活用品，进行了如下探究。 ①乙同学将鸡蛋清配制成溶液，向溶液中投射一条光束，看见一条光亮的“通路”，这种现象被称作 。 ②丙同学测出从超市购买的食醋中醋酸含量为0.75mol/L，则食醋中醋酸含量为g/100mL，属于 醋（填“酿造”或“配制”，已知：酿造醋的国家标准为醋酸含量必须大于3.50g/100mL，而配制醋仅为1.50g~3.50g/100mL）。 (2)二氧化氯是国际公认的高效安全杀菌消毒剂，工业制备的反应原理为： 。 ①该反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐，需将其转化为除去，下列试剂中可将转化为的是 （填字母）。 A．    B．    C．    D． (3)工厂的废水中含KCN，现用氯氧化法处理，发生如下反应（化合物中N的化合价均为价）：。 通入过量氯气，可将氰酸盐进一步氧化为氮气和二氧化碳，请配平下列化学方程式 ：。 18．Ⅰ.某无色透明溶液可能含有中的几种离子，现进行如下实验： ①滴加溶液，有白色沉淀产生，将沉淀滤出。 ②向①中沉淀中加入足量的稀硝酸，沉淀部分溶解。 ③向①滤液中加入溶液，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀。 (1)该溶液中肯定有 ，肯定没有 ，可能有 (填离子符号)。 Ⅱ.下面两个方法都可以用来制氯气： ①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ②KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O 根据以上反应，回答下列有关问题。 (2)用双线桥标注反应①的电子转移情况 ，反应②中，氧化产物与还原产物的质量比为 。 19．请回答下列问题。 (1)含的废水需经处理使Cr元素浓度降至0.5mg/L以下。还原步骤为：酸性条件下被绿矾（FeSO4·7H2O）还原为Cr3+（反应1），同时Fe2+氧化为Fe3+；后续加石灰水生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀（反应2）。 ①写出反应1的离子方程式： 。 ②处理104m3初始浓度为2.0×10⁻³mol/L的废水，理论上需绿矾 kg（保留整数，忽略后续沉淀损耗）。 (2)处理后废水中残留Cr3+需用间接碘量法检测：取200mL废水，调至酸性并加入过量（NH4）2S2O8（将Cr3+氧化为），煮沸除去过量氧化剂后，加KI溶液（+ 6I⁻+14H+=2Cr3++3I2+7H2O），生成的I2用0.01mol/L的Na2S2O3滴定（I2+=2I⁻+）。三次滴定消耗体积分别为18.20mL、17.80mL、18.00mL。 ①若处理后废水达标，则残留Cr3+浓度为 mg/L（保留两位小数）。 ②计算原废水（浓度为2.0×10⁻³mol/L）的去除率： （保留一位小数）。 (3)绿矾纯度不足会导致还原不完全。取5.000g绿矾样品（含杂质Fe2（SO4）3），溶于水后加入100mL0.2mol/L的Ce（SO4）2溶液（Ce4+氧化Fe2+：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+），反应后定容至250mL。取25mL稀释液，用0.1mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定过量Ce4+，消耗15.00mL。若用该样品处理（1）中废水，实际需绿矾质量比理论值多 kg（保留两位小数）。 (4)还原后的Cr（OH）3可转化为Cr（NO3）3回收。将Cr（OH）3溶于稀硝酸，再加入过量铁粉，发生反应：Cr3++Fe=Cr2++Fe2+（反应a）、+ Fe+H+ →+Fe3++H2O（反应b，未配平）。若生成0.2molCr2+时共转移1.8mol电子，则反应a与反应b消耗Fe的物质的量之比为 。 20．四氯化锡常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。实验室设计如下装置制备。 已知：①在常温下为无色液体，熔点，沸点114℃，在空气中易与水蒸气发生反应。 ②装置D中发生的反应为。 回答下列问题： (1)实验前，应进行的操作是 。 (2)装置A中发生反应的离子方程式为 。若反应中消耗，则生成的的体积在标准状况下为 L。 (3)装置B、C所盛装的试剂分别是 、 。 (4)装置E中使用冰水浴的目的是 。 (5)装置F的作用是 。 (6)常温下，装置G中发生反应的化学方程式为 。 21．碘酸钾（）常用作食盐加碘剂，常温下性质稳定，在水中溶解度随温度升高而增大；不溶于乙醇，某研究小组在实验室采用如下两种方法进行碘酸钾的制备。 方法一：氯酸钾制备氯气后，再用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，最后经“一系列步骤”得到碘酸钾产品。 (1)装置a的名称为 。装置B中的试剂为 （填名称）。 (2)A中发生反应的离子方程式为 。当使用与时，所得氯气的平均相对分子质量约为 。 a．70    b．72    c．70.7    d．74 (3)“一系列步骤”包括结晶、过滤、用冰水、无水乙醇洗涤，使用无水乙醇的优点是 。 方法二：酸性条件下用氯酸钾氧化碘单质得碘酸氢钾溶液，再经“一系列步骤”得碘酸钾产品。 (4)已知“氧化”过程中单质碘和氯酸钾的物质的量之比为，同时有黄绿色的气体生成，则反应器中发生反应的化学方程式为 。 (5)“除碘”过程中除去溶液中稍过量的方法是用进行萃取，需要使用的玻璃仪器有 。若的总量一定，分多次加入比一次加入萃取效果更好。假设原溶液中，萃取每进行一次，萃取率为80%，4次操作后，用含a的代数式表示水相中残留的碘的浓度为 mol/L（萃取率，假设溶液体积不变）。 (6)测定某加碘盐中碘元素的含量：称取加碘盐20.00g于锥形瓶中，加水溶解，向其中加入过量的KI溶液和适量的稀硫酸，充分反应，用溶液滴定，恰好完全反应时消耗溶液体积为30.00mL。计算20.00g该加碘盐中碘元素的质量 mg。（过程中发生的反应为：、） 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章　元素与物质世界 第3节 氧化还原反应 第4课时 氧化还原反应的基本规律 教学目标 1. 认识氧化还原反应中的守恒规律,并学会利用其守恒规律配平氧化还原反应的化学方程式。 2. 认识氧化还原反应中的先后规律,会判断物质的稳定性和反应顺序。 3.认识氧化还原反应中的价态规律中的归中规律和歧化规律。 重点和难点 重点：氧化还原反应中的基本规律，氧化还原反应方程式的配平。 难点：氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。 ◆知识点一 氧化还原反应中的基本规律 1．守恒规律 ①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； 元素化合价升高的总数＝元素化合价降低的总数。 ②应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。 2．价态规律 (1)内容 高低 规律 元素最高价态→只有氧化性 元素中间价态→既有氧化性又有还原性 元素最低价态→只有还原性 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” (2)应用：可判断氧化还原反应能否发生及反应产物。 (3)歧化规律：同种元素的中间价态可自身发生氧化还原反应，生成高价态和低价态，即中间价态→高价态＋低价态，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (4)同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应，如H2SO4与SO2不反应，Fe3＋与Fe2＋不反应。 3．强弱规律 (1)内容：在氧化还原反应中， 还原性：还原剂>还原产物； 氧化性：氧化剂>氧化产物。 即“强制弱”或“前强后弱”。 (2)应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。 4．先后规律 (1)内容 在浓度相差不大的溶液中含有 ①几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。 ②几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 (2)应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。 特别提醒 归中规律的技巧 (1)记忆口诀： 价态相邻能共存，价态相间能归中， 归中价态不交叉，价升价降只靠拢。 即学即练 1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　　) A.Mg　　　B．Cu　　　C．Ag　　　D．H2 【答案】　C 【解析】氧化性：Ag＋>Cu2＋>H＋，故首先置换出Ag；在金属活动性顺序中，Zn排在Mg的后面，不能置换出Mg。 2．有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2； ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3； ③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。 若某溶液中Fe2＋、I－、Cl－共存，要除去I－而不使Fe2＋和Cl－的量减少，可加入的试剂是(　　) A.Cl2　　　　　　　 B．KMnO4 C.FeCl3 D．HCl 【答案】　C 【解析】根据已知的三个氧化还原反应可判断出Cl2、KMnO4、FeCl3和I2的氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，Fe2＋、I－、Cl－的还原性由强到弱的顺序为I－>Fe2＋>Cl－，故要除去I－而不减少Fe2＋和Cl－的量可加入FeCl3。 ◆知识点二 氧化还原反应方程式的配平 1.配平原则 2.配平步骤——化合价升降法 ①标价态:写出反应物和生成物的化学式,标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。 +HO3(浓)O2↑+O2↑+H2O ②列变化:标出反应前后元素化合价的变化。 ③求总数:依据得失电子守恒,使化合价升高和降低的总数相等。 ④配系数:用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,把箭头改成长等号,标注反应条件。 C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O 3．氧化还原反应配平的技巧 (1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。 (2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。 (3)缺项配平法：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＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。 (4)当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．缺项的氧化还原反应方程式的配平方法及原则： 缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。 ①方法：先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。 ②补项原则： 条件 补项原则 酸性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水) 碱性条件下 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－ 特别提醒 两种配平技巧： ①正向配平法:适用于氧化剂、还原剂中某元素化合价全部改变的反应。 ②逆向配平法:适用于自身氧化还原反应(包括分解、歧化)或者某物质部分被氧化或被还原的反应。即先确定生成物的化学计量数,再确定反应物的化学计量数。 即学即练 1.Mn2＋、Bi3＋、BiO、MnO、H＋、H2O组成的一个氧化还原反应体系中，发生BiO→Bi3＋的反应过程。将以上物质分别填入下面对应的横线上，组成一个配平的化学方程式。 __________＋__________＋________===__________＋__________＋7H2O 【答案】2Mn2＋　5BiO　14H＋　2MnO　5Bi3＋ 【解析】发生BiO―→Bi3＋的反应，Bi元素由＋5价降低为＋3价即发生还原反应，一个氧化还原反应体系则还要发生氧化反应即Mn2＋―→MnO，Mn元素由＋2价升高为＋7价，发生Mn2＋＋BiO＋H＋―→MnO＋Bi3＋＋H2O，由电子守恒及质量守恒定律可知，该反应为2Mn2＋＋5BiO＋14H＋===2MnO＋5Bi3＋＋7H2O。 2．(1)配平下列离子方程式 ①______Fe3＋＋______SO2＋______H2O===______Fe2＋＋______SO＋______H＋ ②______Mn2＋＋______ClO＋______H2O===______MnO2↓＋______Cl2↑＋______ (2)配平下列反应的化学方程式，并用单线桥法标出电子转移的方向和数目。 FeS2＋____O2____Fe2O3＋______SO2 (3)配平下列反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目。 ________K2S＋________HNO3===________KNO3＋________NO↑＋________S↓＋________H2O 【答案】(1)①2　1　2　2　1　4 ②5　2　4　5　1　8H＋ ◆知识点三 氧化还原反应的计算 1. 计算的依据：得失电子守恒。 N（e－）＝化合价升高总数＝化合价降低总数。 反应中转移电子数与各物质的化学计量数成正比。 2. 守恒法解题的思维流程 ①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 ②找准一个原子或离子得失电子个数(注意化学式中微粒的个数)。 ③根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。 3．应用 （1）计算“两剂”、“两产物”间的物质的量之比。 （2）计算转移电子与各物质间的量的关系。 （3）计算产物的化合价或化学式。 即学即练特别提醒 （1）化合价没有发生变化的元素不列入计算关系式中。 （2）根据电子守恒所求的化合价为元素的平均化合价。 1. 已知OCN－中C显＋4价，N显－3价，在反应OCN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6个 Cl2完全反应，则被氧化的OCN－的个数是(　　) A．2 个　　　B．3个　　　C．4个　　　D．6 个 【答案】C 【解析】反应中只有N和Cl的化合价改变，根据OCN－N2、Cl22Cl－，由得失电子守恒：2×6＝3×N(OCN－)，可知有4 个 OCN－被氧化，C对。 2．在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石（炉甘石的主要成分是）十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团．”火法炼锌的反应为：，下列说法不正确的是 A．的化学式是 B．被氧化的物质是 C．既是氧化剂又是还原剂 D．参与反应，转移电子的物质的量为 【答案】C 【解析】A．根据分析，的化学式是，A正确； B．碳是还原剂，被氧化的物质是，B正确； C．是氧化剂，碳是还原剂，C错误； D．根据反应方程式，碳从0价变成+2价，参与反应，转移电子的物质的量为，D正确；故选C。 一 、氧化还原反应中的基本规律 1．守恒规律 (1)内容： ①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原子守恒：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，所带电荷总数相等。 (2)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)内容 高低 规律 元素最高价态→只有氧化性 元素中间价态→既有氧化性又有还原性 元素最低价态→只有还原性 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” (2)应用：可判断氧化还原反应能否发生及反应产物。 (3)三种情况： 3．强弱规律 (1)内容：在氧化还原反应中， 还原性：还原剂>还原产物； 氧化性：氧化剂>氧化产物。 (2)应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。 4．竞争规律——反应先后规律 (1)内容 在浓度相差不大的溶液中含有 ①几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。 ②几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 (2)应用：判断氧化性、还原性强弱和判断反应的先后顺序。 二、氧化还原反应的配平 1.基本步骤 2．基本方法 (1)正向配平法 适用于反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。先确定氧化剂和还原剂的化学计量数，然后再确定还原产物和氧化产物的化学计量数。如： (2) 逆向配平法 适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定氧化产物和还原产物的化学计量数，然后确定还原剂和氧化剂的化学计量数。如： 三．氧化还原反应转移电子数的计算 （1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。 （2）找准一个原子或离子的得失电子数（注意化学式中该粒子的个数）。 （3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。 实践应用特别提醒/易错提醒/教材延伸 对于多步连续进行的氧化还原反应，若中间各步反应过程中无损耗，可直接根据得失电子守恒建立起始反应物和最终生成物的关系，快速列式求解。 1．已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：3NaClO===2NaCl＋NaClO3。在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，最终产物是(　　) A.NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3 C.NaClO、NaClO3 D．NaClO3、NaClO4 【答案】B 【解析】题给化学方程式中氯元素的化合价变化为由＋1价升高到＋5价和降低到－1价，符合歧化规律。相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，即氯元素的化合价应既有升高，又有降低。A中氯元素的化合价均降低，D中氯元素的化合价均升高；根据已知反应可知，C中NaClO不是最终产物，故B正确。 2．M与N在一定条件下反应时，不能实现图示电子转移的是(　　) 选项 M N 电子转移 A 铁粉 Cl2 B FeSO4 H2O2 C Na2O2 H2O D Na O2 【答案】C 【解析】A.Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe失电子发生氧化反应，Cl2得电子发生还原反应，能实现图示电子转移，故A正确；B.反应中Fe2＋失去电子生成Fe3＋，H2O2得电子生成H2O，能实现图示电子转移，故B正确；C.过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠发生歧化反应，H2O没有得电子，不能实现图示电子转移，故C错误；D.Na与O2反应生成Na2O或Na2O2，反应中Na失去电子，O2获得电子，能实现图示电子转移，故D正确。 考点一 氧化还原反应中的基本规律 【例1】有下列三个反应： ①   ② ③ 下列说法正确的是 A．①②③中的还原产物分别是、、 B．氧化性： C．反应①中铁元素被氧化，反应②铁元素被还原 D．在反应③中HCl做还原剂，在反应过程中全部被氧化 【答案】B 【解析】A．①中Fe3+是氧化剂，I-是还原剂，I2是氧化产物，Fe2+是还原产物；②中Cl2是氧化剂，FeCl2是还原剂，FeCl3中Fe3+是氧化产物，Cl-是还原产物；③中K2Cr2O7是氧化剂，HCl是还原剂，Cl2是氧化产物，CrCl3是还原产物，故①②③中的还原产物分别是Fe2+、Cl-、，A错误； B．依据氧化性：氧化剂大于氧化产物，③中K2Cr2O7> Cl2，②中Cl2> Fe3+，故氧化性：，B正确； C．①中Fe3+是氧化剂，被还原，②中FeCl2是还原剂，被氧化，故反应①中铁元素被还原，反应②铁元素被氧化，C错误； D．在反应③中14分子HCl中的6分子HCl做还原剂，在反应过程中不是全部被氧化，D错误； 解题要点 还原性：还原剂>还原产物； 氧化性：氧化剂>氧化产物。 即“强制弱”或“前强后弱”。 【变式1-1】常温下，在溶液中可发生以下反应：①2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2；②2KI＋Cl2===2KCl＋I2；③2KI＋Br2===2KBr＋I2，由此判断下列说法正确的是(　　) A.溴元素在①和③中均被氧化 B.氧化性强弱顺序：I2＞Br2＞Cl2 C.还原性强弱顺序：KI＞KBr＞KCl D.常温下也能进行如下反应：2KCl＋Br2===2KBr＋Cl2 【答案】C 【解析】在反应①中Br元素化合价升高，失去电子，被氧化；在反应③中，Br元素化合价降低，得到电子，被还原，A错误；同一反应中，物质的氧化性：氧化剂＞氧化产物。根据反应①可知物质的氧化性：Cl2＞Br2；根据反应②可知物质的氧化性：Cl2＞I2；根据反应③可知物质的氧化性：Br2＞I2，故三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2＞Br2＞I2，B错误；同一反应中，物质的还原性：还原剂＞还原产物。根据反应①可知物质的还原性：KBr＞KCl；根据反应②可知物质的还原性：KI＞KCl；根据反应③可知物质的还原性：KI＞KBr，故三种物质的还原性由强到弱的顺序为KI＞KBr＞KCl，C正确；若反应2KCl＋Br2===2KBr＋Cl2能够发生，则可得氧化性：Br2＞Cl2，这与物质的氧化性：Cl2＞Br2相违背，说明该反应不能发生，D错误。 【变式1-2】现有下列几个离子反应： ①Cr2O＋14H＋＋6Cl-=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O ②2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br- ③2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO＋4H＋ 下列有关性质的比较正确的是 A．氧化性：Cr2O>Cl2>Fe3＋ B．氧化性：Cl2>Br2>Cr2O C．还原性：SO2<Fe2＋<Br- D．还原性：Cl->Cr3＋>Fe2＋ 【答案】A 【解析】根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律可推知，氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3＋>SO；还原性强弱顺序为SO2>Fe2＋>Br->Cl->Cr3＋。故选A。 考点二 氧化还原反应的配平 【例2】碱式硫酸铁[化学式Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,可由FeSO4和KClO3在水溶液中反应得到,有关反应的化学方程式为　　　FeSO4+　　　KClO3+　　===　　Fe(OH)SO4+　　　KCl。  (1)请将上述化学方程式配平并补充完整。 (2)用双线桥法标出上述反应中转移电子的方向和数目:________________________________________。 (3)上述反应中的还原剂是　　　　　　,被还原的元素是　　　　　　,每1 mol FeSO4参加反应,转移电子　　　　mol。  【答案】6　1　3H2O　6　1 (2) (3)FeSO4　Cl(或氯)　1 【解析】(1)反应中,Fe元素的化合价由+2价升到+3价,Cl元素的化合价由+5价降到-1价,根据得失电子守恒和原子守恒可以推知,反应的化学方程式为6FeSO4+KClO3+3H2O===6Fe(OH)SO4+KCl。 (3)反应中KClO3是氧化剂,Cl元素被还原;每1 mol FeSO4参加反应,转移电子(3-2)×1 mol=1 mol。 解题要点(1)“找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)“定得失”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。 (3)“列关系”——根据题中氧化剂和还原剂得失电子守恒列出关系式。 N(氧化剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值=N(还原剂)×变价原子的物质的量×化合价变化值。 【变式2-1】储氢碳纳米管的研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质­碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为C＋K2Cr2O7＋H2SO4―→CO2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋H2O(未配平) (1)配平上述方程式__________C＋__________K2Cr2O7＋__________H2SO4===________CO2↑＋__________K2SO4＋__________Cr2(SO4)3＋__________H2O。 (2)上述反应中氧化剂是__________(填化学式)，氧化产物是________________________________________________________________________(填化学式)。 (3)H2SO4在上反应中表现出来的性质是__________(填序号)。 A．氧化性　　　　　 B．氧化性和酸性 C．酸性 D．还原性和酸性 【答案】(1)3　2　8　3　2　2　8 (2)K2Cr2O7　CO2　(3)C 【解析】(1)反应中碳元素的化合价由0升高为＋4，铬元素的化合价由＋6降低为＋3，由电子守恒可知，C的化学计量数为3，K2Cr2O7的化学计量数为2，由质量守恒定律可知，配平后的化学方程式为3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4===3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O。 (2)铬元素的化合价降低，则K2Cr2O7为氧化剂，碳元素的化合价升高，则CO2为氧化产物。 (3)该反应中，硫酸中各元素的化合价不发生变化，反应中生成硫酸盐，则硫酸在该反应中作酸，体现酸性。 【变式2-2】水热法制Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2＋＋2S2O＋O2＋xOH－===Fe3O4＋S4O＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．O2、S2O都是氧化剂 B．x＝2 C．纳米Fe3O4颗粒是固溶胶 D．每消耗1 mol S2O时，转移2 mol e－ 【答案】D 【解析】在反应中，Fe的化合价从＋2价部分升高到＋3价，S的化合价从＋2价升高到＋2.5价，氧气中O的化合价从0价降低到－2价，所以O2是氧化剂，S2O和Fe2＋都是还原剂，故A错误；根据质量守恒，反应后H个数为4，所以x＝4，故B错误；固溶胶是分散剂是固体的胶体分散系，纳米Fe3O4颗粒分散在某种固体中才是固溶胶，故C错误；氧气是氧化剂，消耗1 molO2转移4 mol电子，同时消耗2 mol S2O，所以每消耗1 mol S2O 时，转移2mol e－，故D正确。 考点三 氧化还原反应转移电子数的计算 【例3】水溶液中的Mn2＋可以用KMnO4除去，该反应的离子方程式为2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋。下列说法正确的是(　　) A.KMnO4是氧化剂，发生还原反应 B.还原性：MnO2>Mn2＋ C.浓盐酸中的Cl－能被还原成Cl2 D.每生成5 mol MnO2，反应中转移电子的物质的量为12 mol 【答案】A 【解析】A.KMnO4中Mn元素的化合价由＋7价降低到＋4价，化合价降低，得到电子，是氧化剂，发生还原反应，A正确；B.氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，Mn2＋是还原剂，MnO2是还原产物，还原性：MnO2<Mn2＋，B错误；C.浓盐酸中的Cl－生成Cl2时，化合价升高被氧化，C错误；D.根据反应2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋，生成5 mol MnO2时，转移6 mol电子，D错误。 解题要点N（e－）＝化合价升高总数＝化合价降低总数。 反应中转移电子数与各物质的化学计量数成正比。 【变式3-1】已知常温下可用Co2O3制备Cl2,其反应方程式为Co2O3+HClCoCl2+Cl2↑+H2O(未配平),下列叙述错误的是(　　) A.氧化产物为Cl2,氧化性:Co2O3>Cl2 B.H2O前面的计量数为3 C.HCl在该反应中只表现还原性 D.标准状况下,反应生成22.4 L Cl2时,转移2 mol电子 【答案】C 【解析】根据得失电子守恒、原子守恒将该反应配平:Co2O3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+3H2O,Cl2是氧化产物,在氧化还原反应中,氧化剂氧化性>氧化产物氧化性,则氧化性:Co2O3>Cl2,故A、B正确;HCl中的氯离子只有一部分转化成Cl2,所以HCl还表现出酸性,故C错误;标准状况下,生成22.4 L Cl2(即1 mol),结合化学方程式可知,转移了2 mol电子,故D正确。 【变式3-2】向含有FeCl2的溶液中通入Cl2，再加入含X2O的酸性溶液，使溶液中的Fe2＋恰好全部氧化，并使X2O还原为Xn＋，Fe2＋、Cl2与X2O三种微粒的个数之比为10∶2∶1则n值为(　　) A．2　　　B．3　　　C．4　　　D．5 【答案】B 【解析】反应中价态的变化为Fe2＋―→Fe3＋，Cl2―→2Cl－；X2O―→2Xn＋。根据得失电子守恒可得：N(Fe2＋)×1＝N(Cl2)×2＋N(X2O)×2×(6－n)，即 10×1＝2×2＋1×2×(6－n)，解得n＝3。 基础达标 1．我国神舟系列火箭使用的一种燃料是偏二甲肼，反应的化学方程式为，下列有关叙述不正确的是 A．上述反应中涉及三种氧化物 B．标准状况下，生成X和的体积比为 C．X的化学式为 D．产生28g氮气，转移电子数为 【答案】B 【详解】A．反应中均为氧化物，共三种，A正确； B．标准状况下为液态，无法计算气体体积比，B错误； C．根据原子守恒，X为，C正确； D．生成时，转移电子数为（依据N的氧化还原计算），D正确；. 故答案选B。 2．将与空气的混合气体通入的混合溶液中，可回收S并消除空气污染，其机理如图所示。下列说法正确的是 A．转化过程中，所有元素的化合价均发生变化 B．反应①的离子方程式为： C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D．总反应方程式为： 【答案】D 【详解】A．结合分析可知反应中只有氧、铁、硫三种元素化合价改变，A错误； B．由分析知，反应①的离子方程式为：，B错误； C．反应③的离子方程式为，氧化剂是O2，还原剂是Fe2+，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4，C错误； D．由反应机理图可知，整个过程是H2S与O2反应生成S和H2O，总反应的化学方程式为：，D正确； 故选D。 3．油画常用颜料雌黄在不同条件下褪色，主要化学反应为： 下列说法错误的是 A．反应Ⅰ中为还原产物 B．反应Ⅱ中元素As和S都被氧化 C．反应Ⅰ中参加反应的 D．反应Ⅱ中参与反应，转移的电子数为 【答案】D 【详解】A．反应I中，氧气被还原，得到还原产物，为还原产物，A正确； B．反应Ⅱ中，As元素化合价从+ 3价升高到+ 5价，S元素化合价从-2价升高到+ 6价，As和S元素的化合价均升高，都被氧化，B正确； C．由分析可知，反应I中参加反应的，C正确； D．反应Ⅱ中，As元素化合价从+ 3价升高到+ 5价，每个As原子失去2个电子；S元素化合价从-2价升高到+ 6价，每个S原子失去8个电子。1个As2S3中含有2个As原子和3个S原子，则1个As2S3参与反应失去电子数为。那么参与反应，转移电子数为D错误； 4．关于反应(浓)，下列说法不正确的是 A．浓盐酸有表现出酸性 B．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:1 C．该化学反应中是还原剂 D．该反应每生成1mol，转移2mol电子 【答案】C 【详解】A：浓盐酸中的部分未被氧化，进入，体现酸性，A正确； B：被还原为（还原产物），被氧化为（氧化产物），两者物质的量均为1 mol，比例1:1，B正确； C：作为氧化剂（被还原），而非还原剂，C错误； D：生成1 mol 需2 mol 失去2mol电子，转移电子为2 mol，D正确； 故答案选C。 5．超氧化钾（）可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂，反应为，为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是 A．该反应中每转移1mol电子，生成的数目为 B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1 C．1mol晶体中离子的数目为 D．在反应中只做氧化剂 【答案】A 【详解】A．每转移电子生成，对应数目为，A正确； B．中部分O被氧化（作还原剂），部分被还原（作氧化剂），物质的量之比为，B错误； C．含和，总离子数为，C错误； D．既作氧化剂（O被还原）又作还原剂（O被氧化），D错误； 故选A。 6．在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末，溶液褪色，其中发生反应的离子方程式为2＋16H＋＋5Na2O2=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O＋10Na＋。下列判断正确的是 A．O2是还原产物，Mn2＋是氧化产物 B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂 C．标准状况下，产生22.4LO2时反应转移2mole- D．若溶液中酸性高锰酸钾不足，因Na2O2能与溶液中的水反应，将不影响生成氧气的量 【答案】C 【详解】A．O2是氧化产物，Mn2+是还原产物，因中Mn从+7→+2被还原，O2中O从-1→0被氧化，A错误； B．Na2O2中O仅被氧化（-1→0），未发生还原，故Na2O2仅是还原剂，B错误； C．每生成1molO2转移2mole-（O从-1→0，每个O2分子对应2e-），标准状况下22.4LO2（1mol）转移2mole-，C正确； D．若高锰酸钾不足，过量Na2O2会与水反应生成额外O2，总O2量增加，故D错误； 故选C。 7．某工业废水中含有大量的和，常经以下过程进行氧化处理再进行一系列操作，回收锰和铬，以达到回收利用且降低污染的目的。下列说法错误的是 A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 B．反应②的离子方程式为 C．为绿色氧化剂，反应①氧化处理过程中用等物质的量代替效果更好 D．在酸性条件下转化为不是氧化还原反应 【答案】C 【详解】A. 反应①中作还原剂被NaClO(氧化剂)氧化为，1 mol转移2 mol电子，1 molNaClO转化为转移2 mol电子，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，A正确； B．反应②，被氧化为，自身被还原为，反应的离子方程式为，B正确； C．可作分解反应的催化剂，说明不能把氧化为，所以不能用代替作氧化剂，C错误； D．在酸性条件下转化为过程中Cr元素均为+6价，不是氧化还原反应，D正确； 故选C。 8．金属氢化物中，氢元素均为-1价，它们都可以作为生氢剂，例如，对于该反应，下列说法正确的是 A．该反应每生成，转移1mol电子 B．该反应中既是氧化剂又是还原剂 C．该反应中NaOH是氧化产物 D．该反应属于置换反应 【答案】A 【详解】A．每生成，NaH中的-1价H被氧化（失去1e⁻），中的+1价H被还原（得到1e⁻），每个分子含1个来自NaH的H和1个来自H₂O的H，总电子转移为1mol，A正确； B．中的H被还原，仅作氧化剂，未被氧化，B错误； C．NaOH中的H来自（+1价→+1价），未发生氧化还原，C错误； D．置换反应要求反应物为单质和化合物，而本题反应物均为化合物，D错误； 故选A。 9．氮化硅()可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备：，下列说法不正确的是 A．C是还原剂 B．氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶3 C．CO是氧化产物 D．若该反应生成氮化硅的质量是17.5g，则生成16.8L一氧化碳 【答案】D 【详解】A．C在反应中从0价升至+2价，被氧化，是还原剂，A正确； B．N元素化合价由0价降低为-3价，发生还原反应，故是氧化剂，而还原剂为C，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂化学计量系数之比等于物质的量之比为2:6=1:3，B正确； C．CO是C被氧化后的产物，属于氧化产物，C正确； D．根据化学计量系数关系，每生成1mol同时生成6molCO，17.5g的物质的量为，则生成CO，若在标准状况下，体积为，但题目未注明条件，无法确定气体体积，D错误； 10．超氧化钾()可用作潜水或宇航装置的吸收剂和供氧剂，反应为为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．该反应中，还原剂为，氧化剂为 B．晶体中离子的数目为 C．和K为同主族元素，二者性质相似，因此在空气中加热反应可生成超氧化钠 D．该反应中每转移电子生成的数目为 【答案】D 【详解】A．中的O被部分氧化和还原，未被氧化或还原，因此既是氧化剂又是还原剂，A错误； B．1mol 含1mol和1mol，总离子数为，B错误； C．钠燃烧生成而非超氧化物，与K性质不同，C错误； D．每生成3mol转移3mol电子，故每转移1mol电子生成1mol，数目为，D正确； 故答案选D。 综合应用 11．某同学设计的实验室用MnO2、KClO3等原料制取少量KMnO4的实验流程如下： 下列说法正确的是 A．“熔融”操作可在瓷坩埚中进行 B．“歧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2 C．“过滤”时，为加快分离速率可用玻璃棒搅拌 D．制得的KMnO4粗品可能含有K2CO3，可以向粗品中滴加盐酸观察是否有气泡来检验是否含有K2CO3 【答案】B 【详解】A．瓷坩埚含SiO2，熔融时SiO2会与KOH反应，不能在瓷坩埚中进行，A 错误； B．歧化反应中3K2MnO4+2CO2 = 2KMnO4+ MnO2+2K2CO3，K2MnO4中Mn元素+6价，生成KMnO4(+7价，K2MnO4作还原剂)和MnO2(+4价，K2MnO4作氧化剂)，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2，B正确； C．过滤时用玻璃棒搅拌会捅破滤纸，不能搅拌，C错误； D．KMnO4能与盐酸反应产生Cl2，干扰K2CO3检验，D错误； 故选B。 12．在Pt、Cu和Ir的催化作用下，可用在密闭容器中除去酸性水体中的硝态氮()，反应机理如图。下列说法错误的是 A．Pt、Cu和Ir表面上均有还原反应发生 B．导电基体上生成1mol NO，理论上Pt表面共消耗 C．导电基体上生成NO的反应式： D．Ir表面生成时转移个电子 【答案】B 【详解】A．Pt、Cu和Ir表面上均存在氮元素化合价降低的反应，均有还原反应发生，A正确； B．导电基体上生成1mol NO，需要得3mol电子，消耗，但Pt表面还存在得电子转化为铵根的过程，理论上Pt表面消耗物质的量大于1.5mol，B错误； C．根据图示，导电基体上得电子生成NO，反应式：，C正确； D．Ir表面氮元素化合价由+1价降低到0价，生成时转移个电子，D正确； 故选B。 13．肼既是一种工业原料，也是一种航空航天燃料。工业上以尿素、NaClO为原料，在碱性环境中制备肼，反应的化学方程式为(含氯化合物)+Y(未配平)。下列说法正确的是 A．X为NaCl，Y为 B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 C．是还原产物 D．生成时，理论上转移电子 【答案】D 【分析】在碱性环境中制备肼，氮元素化合价升高，因此氯元素化合价降低，配平后的方程式为：，X为NaCl，Y为H2O。 【详解】A．根据分析可知，X为NaCl，Y为H2O，故A错误； B．CO(NH2) 2中氮元素化合价从-3价升高到-2价，作为还原剂，NaClO中氯元素化合价从+1价降低到-1价，作为氧化剂，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1，故B错误； C．CO(NH2) 2中氮元素化合价从-3价升高到-2价，因此是氧化产物； D．CO(NH2) 2中氮元素化合价从-3价升高到-2价，因此生成时，理论上转移电子，故D正确； 14．二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 (1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中依次先加入过量的 、 (填化学式)和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。 ②该电解法的工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为 。 (2)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。写出该反应的离子方程式： 。 (3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为 。(计算结果保留三位有效数字) (4)二氧化氯浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存：将ClO2通入NaOH和H2O2的混合溶液中，在玻璃棒的搅拌下反应，并用冰水浴控制温度在4±1℃，即可得到亚氯酸钠晶体。写出该反应的化学方程式： 。 【答案】(1) (2) (3)2.63 (4) 【详解】（1）①的去除需要、的去除需要、的去除需要，再结合不引入杂质的原则，故要用到碳酸钠、氢氧化钠和氯化钡；氯化钡要加在碳酸钠之前可以再加碳酸钠的时候把、一并去除。 ②与盐酸反应生成，涉及的方程式：。 （2）将氧化为无毒的物质，应为，自身被还原为，该反应的离子方程式 （3）的物质的量为，，，可知，设相当于，则有，解得。 （4）将通入NaOH和的混合溶液中可得到晶体，结合反应条件，方程式为。 15．水资源保护已经成为我国生态建设的重要领域，水处理技术的目的是使废水经过技术处理后能再次使用或者满足排放的水质要求。 (1)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，该厂的处理流程如图所示。 ①过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节废水呈碱性，升温至330℃，通入空气将氨赶出并回收。写出加入NaOH溶液反应的离子方程式： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化过程。中N元素的化合价为 。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇()，实现转化，称为反硝化过程。甲醇的作用是 ，1mol完全转化成N₂转移的电子数是 。 (2)科学家发现某些生物酶体系可促进将海洋中的转化为，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 【答案】(1) 作还原剂 (2)1：1 【详解】（1）①向氨氮废水中加NaOH溶液，与OH-反应生成NH3和H2O，离子方程式为。 ②在中，氧元素化合价为-2价，设氮元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，可得，解得x = +3。 在碱性条件下，被氧气氧化成，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，总反应的离子方程式为。 ③反硝化过程中，，N元素化合价降低（被还原），需要还原剂提供电子，因此甲醇（CH3OH）的作用是作还原剂（提供电子，被氧化）。 电子转移数： HNO3中N为+5价，N2中N为0价，1个N原子得5个电子。因此，1 mol HNO3完全转化为N2时，转移电子数为。 故答案为：；+3；；作还原剂；。 （2）和反应生成N2，中N元素化合价从-3价升高到0价，作还原剂；中N元素化合价从+ 3价降低到0价，作氧化剂。该过程的反应为，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1。 故答案为：1：1。 拓展培优 16．对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。氯气常用于自来水的杀菌消毒，但用氯气对自来水消毒易产生致癌物质，二氧化氯是一种更为高效安全的消毒剂。 工业上制备ClO2的反应为：2NaClO3 +4HCl=2ClO2↑+Cl2 ↑+2H2O+2NaCl。 (1)该反应中的还原产物是 (写化学式)。 (2)①请标出该氧化还原反应的电子转移数目和方向 。 ②反应中每生成1molClO2分子，转移电子的数目为 。 (3)ClO2在杀菌消毒后转化为Cl-，可能会生成副产物亚氯酸盐(ClO)，需要将其转化为Cl-除去，下列试剂能实现其转化过程的是 (填序号)。 A．O2        B．FeCl2        C．KMnO4 【答案】(1)ClO2 (2) NA (3)B 【详解】（1）由化学方程式可知，NaClO3中氯元素化合价由+5变为+4，化合价降低，发生还原反应得到还原产物是ClO2； （2）①该氧化还原反应的电子转移数目和方向为：； ②由分析可知，反应中每生成1molClO2分子，转移1mol电子，则转移电子数目为NA； （3）亚氯酸盐()转化为Cl-，氯元素化合价降低，发生还原反应，需要加入还原剂，根据选项可知： A．O2中O元素化合价为0价，只能发生还原反应，则O2为氧化剂，故A不符合题意； B．FeCl2中Fe2+可被氧化为Fe3+，可以发生氧化反应，则FeCl2为还原剂，故B符合题意； C．KMnO4中Mn元素化合价为+7价，只能发生还原反应，则KMnO4为氧化剂，故C不符合题意； 17．利用课堂上学到的知识来解决生活中的问题是我们学习的重要目的。 (1)某化学实验兴趣小组自行购置了鸡蛋、食醋等生活用品，进行了如下探究。 ①乙同学将鸡蛋清配制成溶液，向溶液中投射一条光束，看见一条光亮的“通路”，这种现象被称作 。 ②丙同学测出从超市购买的食醋中醋酸含量为0.75mol/L，则食醋中醋酸含量为g/100mL，属于 醋（填“酿造”或“配制”，已知：酿造醋的国家标准为醋酸含量必须大于3.50g/100mL，而配制醋仅为1.50g~3.50g/100mL）。 (2)二氧化氯是国际公认的高效安全杀菌消毒剂，工业制备的反应原理为： 。 ①该反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐，需将其转化为除去，下列试剂中可将转化为的是 （填字母）。 A．    B．    C．    D． (3)工厂的废水中含KCN，现用氯氧化法处理，发生如下反应（化合物中N的化合价均为价）：。 通入过量氯气，可将氰酸盐进一步氧化为氮气和二氧化碳，请配平下列化学方程式 ：。 【答案】(1) 丁达尔效应 酿造 (2) 1:1 AD (3)2KOCN+4KOH+3Cl2=2CO2+N2+6KCl+2H2O 【详解】（1）①将鸡蛋清配制成溶液，向溶液中投射一条光束，看见一条光亮的“通路”，这种现象被称作丁达尔效应，说明鸡蛋清溶液属于胶体； ②食醋中醋酸含量为，即0.1L食醋中含有0.075mol醋酸，醋酸的质量为0.075mol×60g/mol=4.5g，则食醋中醋酸含量为4.5，属于酿造醋； （2）该反应中，NaClO3中Cl元素化合价由+5降低为+4，NaClO3是氧化剂；HCl中Cl元素化合价由-1升高为0，HCl是还原剂，根据得失电子守恒，可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1； ②将转化为Cl-发生还原反应， A．FeSO4具有还原性，故选A； B．O3具有强氧化性，故不选B； C．KMnO4具有强氧化性，故不选C； D．SO2具有还原性，故选D； 答案选AD； （3）KOCN中N元素化合价由-3升高为0，Cl2中Cl元素化合价由0降低为-1，根据得失电子守恒、元素守恒配平化学方程式为2KOCN+4KOH+3Cl2=2CO2+N2+6KCl+2H2O； 18．Ⅰ.某无色透明溶液可能含有中的几种离子，现进行如下实验： ①滴加溶液，有白色沉淀产生，将沉淀滤出。 ②向①中沉淀中加入足量的稀硝酸，沉淀部分溶解。 ③向①滤液中加入溶液，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀。 (1)该溶液中肯定有 ，肯定没有 ，可能有 (填离子符号)。 Ⅱ.下面两个方法都可以用来制氯气： ①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ②KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O 根据以上反应，回答下列有关问题。 (2)用双线桥标注反应①的电子转移情况 ，反应②中，氧化产物与还原产物的质量比为 。 【答案】(1) 、、K+ Cu2+、、 (2) 5∶1 【详解】（1）无色溶液一定不含Cu2+；①滴加溶液，有白色沉淀产生，将沉淀滤出。②向①中沉淀中加入足量的稀硝酸，有部分沉淀溶解，说明①生成的沉淀为碳酸钡、硫酸钡，则原溶液中肯定含有、，与、不能共存，所以该溶液肯定没有、；③向①滤液中加入溶液，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀，则该沉淀为氯化银，由于步骤①引入氯离子，所以不能判断原溶液是否含有；根据溶液呈电中性，溶液中一定含有K+；综上可知，该溶液中肯定有、、K+，肯定没有Cu2+、、，可能有； （2） 反应①中HCl被氧化生成，氯元素化合价由-1价升高至0价，被还原生成，锰元素化合价由+4价降低至+2价，则用双线桥标注反应①的电子转移情况为：，反应②中，HCl被氧化生成，KClO3被还原生成Cl2，则Cl2既是氧化产物又是还原产物，氯元素化合价有-1价升高至0价，也有+5价降低至0价，根据得失电子守恒，氧化产物与还原产物的质量比为5∶1。 19．请回答下列问题。 (1)含的废水需经处理使Cr元素浓度降至0.5mg/L以下。还原步骤为：酸性条件下被绿矾（FeSO4·7H2O）还原为Cr3+（反应1），同时Fe2+氧化为Fe3+；后续加石灰水生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀（反应2）。 ①写出反应1的离子方程式： 。 ②处理104m3初始浓度为2.0×10⁻³mol/L的废水，理论上需绿矾 kg（保留整数，忽略后续沉淀损耗）。 (2)处理后废水中残留Cr3+需用间接碘量法检测：取200mL废水，调至酸性并加入过量（NH4）2S2O8（将Cr3+氧化为），煮沸除去过量氧化剂后，加KI溶液（+ 6I⁻+14H+=2Cr3++3I2+7H2O），生成的I2用0.01mol/L的Na2S2O3滴定（I2+=2I⁻+）。三次滴定消耗体积分别为18.20mL、17.80mL、18.00mL。 ①若处理后废水达标，则残留Cr3+浓度为 mg/L（保留两位小数）。 ②计算原废水（浓度为2.0×10⁻³mol/L）的去除率： （保留一位小数）。 (3)绿矾纯度不足会导致还原不完全。取5.000g绿矾样品（含杂质Fe2（SO4）3），溶于水后加入100mL0.2mol/L的Ce（SO4）2溶液（Ce4+氧化Fe2+：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+），反应后定容至250mL。取25mL稀释液，用0.1mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2溶液滴定过量Ce4+，消耗15.00mL。若用该样品处理（1）中废水，实际需绿矾质量比理论值多 kg（保留两位小数）。 (4)还原后的Cr（OH）3可转化为Cr（NO3）3回收。将Cr（OH）3溶于稀硝酸，再加入过量铁粉，发生反应：Cr3++Fe=Cr2++Fe2+（反应a）、+ Fe+H+ →+Fe3++H2O（反应b，未配平）。若生成0.2molCr2+时共转移1.8mol电子，则反应a与反应b消耗Fe的物质的量之比为 。 【答案】(1) +3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O 16680 (2) 15.60 85.0% (3)43320.00 (4)3:16 【详解】（1）①反应1为：酸性条件下被绿矾（）还原为，离子反应方程式为：； ②初始浓度为的废水所含的物质的量为：， 根据离子反应方程式：，处理1个需要消耗3个，即3个，故需要的物质的量为，需要的质量为：，即16680 kg （2）①三次滴定消耗的平均消耗的体积为：18.00 ml，物质的量为：，根据： ；，故的物质的量为：，残留的的浓度为：，转化为质量浓度为：，即为； ②原废水的浓度为：；根据计算，处理后的废水的浓度为：， 根据离子反应：，1个转化为1个，故的去除率为：； （3）假设5.000 g绿矾按照不含杂质计算，含有绿矾的物质的量约为：0.018 mol，的溶液的物质的量为0.02 mol，说明反应中过量，理论过量0.002 mol； 用的溶液滴定过量，反应离子方程式为：，250 ml中的物质的量为：；则绿矾和溶液（初始物质的量为0.02 mol）反应中，消耗的物质的量为：0.005 mol，即反应中消耗的物质的量为0.005 mol，的质量为：，则实际需要绿矾的总质量比理论多：； （4）根据题意可得反应a、b离子方程式：（反应a）、（反应b）；若生成时共转移1.8mol电子，此时反应a消耗的的物质的量为：0.1 mol，则反应b消耗的的物质的量为： ，则反应a与反应b消耗Fe的物质的量之比为：3：16。 20．四氯化锡常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。实验室设计如下装置制备。 已知：①在常温下为无色液体，熔点，沸点114℃，在空气中易与水蒸气发生反应。 ②装置D中发生的反应为。 回答下列问题： (1)实验前，应进行的操作是 。 (2)装置A中发生反应的离子方程式为 。若反应中消耗，则生成的的体积在标准状况下为 L。 (3)装置B、C所盛装的试剂分别是 、 。 (4)装置E中使用冰水浴的目的是 。 (5)装置F的作用是 。 (6)常温下，装置G中发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)检查装置气密性 (2) 11.2 (3) 饱和食盐水 浓硫酸 (4)将反应生成的冷却为液体，便于收集 (5)防止水气进入装置E中与发生反应 (6) 【详解】（1）有气体参加或生成的反应装置，实验前，应进行的操作是检查装置气密性。故答案为：检查装置气密性； （2）装置A是用浓盐酸和MnO2制备Cl2的装置，装置A中发生反应的离子方程式为。根据上述方程式，每1molMnO2和浓盐酸充分反应后生成1molCl2，若反应中消耗，则生成的的体积在标准状况下为 =11.2L。故答案为：；11.2； （3）由于SnCl4在空气中易与水蒸气反应，所以制备装置中必须是无水条件，装置B的作用是除去Cl2中的HCl，防止Sn与HCl发生反应，装置B中所盛装的试剂应为饱和食盐水，装置C的作用是干燥气体，应选用浓硫酸干燥Cl2；装置F中的试剂为浓硫酸，其作用为防止空气中的水蒸气进入装置E中，避免SnCl4与水蒸气反应；装置B、C所盛装的试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸。故答案为：饱和食盐水； （4）根据SnCl4的熔点为-33℃，沸点为114℃，装置E中使用冰水浴的目的是将反应生成的冷却为液体，便于收集。故答案为：将反应生成的冷却为液体，便于收集； （5）在空气中易与水蒸气发生反应，装置F的作用是防止水气进入装置E中与发生反应。故答案为：防止水气进入装置E中与发生反应； （6）常温下，氯气与氢氧化钠溶液反应，生成NaCl、NaClO和H2O，装置G中发生反应的化学方程式为。故答案为：。 21．碘酸钾（）常用作食盐加碘剂，常温下性质稳定，在水中溶解度随温度升高而增大；不溶于乙醇，某研究小组在实验室采用如下两种方法进行碘酸钾的制备。 方法一：氯酸钾制备氯气后，再用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，最后经“一系列步骤”得到碘酸钾产品。 (1)装置a的名称为 。装置B中的试剂为 （填名称）。 (2)A中发生反应的离子方程式为 。当使用与时，所得氯气的平均相对分子质量约为 。 a．70    b．72    c．70.7    d．74 (3)“一系列步骤”包括结晶、过滤、用冰水、无水乙醇洗涤，使用无水乙醇的优点是 。 方法二：酸性条件下用氯酸钾氧化碘单质得碘酸氢钾溶液，再经“一系列步骤”得碘酸钾产品。 (4)已知“氧化”过程中单质碘和氯酸钾的物质的量之比为，同时有黄绿色的气体生成，则反应器中发生反应的化学方程式为 。 (5)“除碘”过程中除去溶液中稍过量的方法是用进行萃取，需要使用的玻璃仪器有 。若的总量一定，分多次加入比一次加入萃取效果更好。假设原溶液中，萃取每进行一次，萃取率为80%，4次操作后，用含a的代数式表示水相中残留的碘的浓度为 mol/L（萃取率，假设溶液体积不变）。 (6)测定某加碘盐中碘元素的含量：称取加碘盐20.00g于锥形瓶中，加水溶解，向其中加入过量的KI溶液和适量的稀硫酸，充分反应，用溶液滴定，恰好完全反应时消耗溶液体积为30.00mL。计算20.00g该加碘盐中碘元素的质量 mg。（过程中发生的反应为：、） 【答案】(1) 三颈烧瓶 饱和食盐水 (2) c (3)减少晶体溶解损失，获得更干燥的晶体 (4)6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑ (5) 分液漏斗、烧杯 0.0016a (6)0.635 【详解】（1）装置a的名称为三颈烧瓶；根据分析，装置B中的试剂为饱和食盐水； （2）A中浓盐酸与氯酸钾反应生成氯气，发生反应的离子方程式为；该反应为氯元素的价态归中，当使用与时，生成3个氯气分子，含有1个和5个，所得氯气的平均相对分子质量为≈70.7，故选c； （3）不溶于乙醇，且乙醇易挥发，使用无水乙醇的优点是减少晶体溶解损失，获得更干燥的晶体； （4）根据分析，反应器中发生反应的化学方程式为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑； （5）萃取，需要使用的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；假设原溶液中，萃取每进行一次，萃取率为80%，萃取一次，水相中残留的碘的浓度为，4次操作后水相中残留的碘的浓度为； （6）消耗物质的量为0.0010mol/L×0.030L=3.00×10-5，根据方程可得出关系式：KIO3～3I2～6Na2S2O3，n(KIO3)=3.00×10-5mol÷6=5.00×10-6mol，n(I)=5.00×10-6mol，m(I)=5.00×10-6mol×127g•mol-1×1000mg•g-1=0.635mg。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$