第二单元 硫及其化合物的相互转化（专项训练）化学苏教版2019必修第一册

第二单元 硫及其化合物的相互转化 题型01 含硫物质之间的转化 题型02 利用“价—类”二维图构建含硫物质的转化关系 题型03 氧化还原反应方程式的配平 题型04 电子守恒法在化学计算中的应用 题型05 新情景下氧化还原反应方程式的书写 题型01 含硫物质之间的转化 上图物质之间的转化可以通过不同的化学反应来实现。其中横向箭头表示元素化合价变化的氧化还原反应，纵向箭头表示元素化合价不变的非氧化还原反应。 试完成下列转化关系的化学方程式： ①S＋FeFeS ②FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ ③S＋H2H2S ④2H2S＋O2===2S↓＋2H2O ⑤S＋Hg===HgS ⑥S＋O2SO2 ⑦2SO2＋O22SO3 ⑧Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ ⑨SO2＋H2OH2SO3 ⑩2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 ⑪SO3＋H2O===H2SO4 ⑫H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O 【典例1】A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。 (1)写出A～F各物质的化学式： A________，B__________，C__________，D________，E__________，F__________。 (2)写出A、B跟水反应的离子方程式：_____________________________。 【变式1-1】下列变化，需要加入还原剂才能实现的是( ) A．H2SO4―→SO2 B．H2S―→SO2 C．S―→SO2 D．SO3 (2－)―→SO2 【变式1-2】有关下列三个反应的叙述正确的是(　　) ①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O ②S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O ③3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O A．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质 B．反应②改用稀硫酸，则能放出氢气 C．反应②和③说明S具有两性元素的性质 D．反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2 【变式1-3】在通常状况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答： (1)写出A、B、C的化学式： A ，B ，C 。 (2)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式： 。 (3)已知B与C在常温下即可反应生成A，该反应的化学方程式为 。 (4)已知C、D的相对分子质量之比为4∶5，则D的化学式是 ，D与水反应的化学方程式为 。 题型02 利用“价—类”二维图构建含硫物质的转化关系 【典例2】在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。 (1)写出指定物质的化学式：A________，B____________，D________。 (2)写出“H2SO4→C”的化学方程式：______________________________________(写一个即可)。 (3)写出A与SO2相互转化的化学方程式：____________________________________。 (4)写出一个由SO2直接生成H2SO4的离子方程式：__________________________________。 【变式2-1】硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法错误的是(　　) A．X是H2S B．Y既有氧化性又有还原性 C．将X与Y混合，不能生成硫单质 D．工业上制Z的主要原料是黄铁矿 【变式2-2】部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是      A．物质a是一种有臭鸡蛋气味的气体 B．a通入到c的水溶液中会生成b C．盐g与盐f之间也可能发生反应 D．e的浓溶液不能干燥有较强还原性的c气体 【变式2-3】研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。 I.以下是硫元素形成物质的价类二维图及含硫物质相互转化的部分信息。 (1)B的化学式是 ；G是一种钠盐，它的电离方程式是 。 (2)C有毒，实验室可以用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式是 。 (3)检验H中阴离子的实验操作及现象是 。 (4)C→D→E都是造成酸雨的可能途径，请写出这条转化路径的化学方程式 。 II.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。 可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液 ②浓硫酸 ③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性KMnO4溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片 实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象 i ii ②、⑦、⑥ (5)实验 ii 中发生反应的化学方程式是 ，证明实现转化的现象是 。 题型03 氧化还原反应方程式的配平 1．氧化还原方程式配平的基本原则 2．氧化还原反应方程式配平的步骤 (1)标变价：写出反应物、生成物的化学式。在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。 ＋H2O4(浓)——O2＋O2＋H2O (2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。 (4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。 C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 【典例3】高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，离子方程式如下(未配平)： MnO＋________Fe2＋＋________H＋===_____Mn2＋＋________Fe3＋＋________H2O 下列说法正确的是(　　) A．MnO是氧化剂，Fe3＋是还原产物 B．Mn2＋的还原性强于Fe2＋ C．离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4 D．生成1 mol 水时，转移2.5 mol电子 【变式3-1】把图乙的碎纸片补充到图甲中，可得到一个完整的离子方程式。下列有关该离子方程式的说法正确的是(　　) A．配平后的化学计量数依次为3、1、2、6、3 B．若有1 mol S被氧化，则生成2 mol S2－ C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 D．2 mol S参加反应有3 mol电子发生转移 【变式3-2】NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式是MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O。下列叙述正确的是(　　) A．该反应中NO被还原 B．反应过程中溶液的pH变小 C．生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4 D.中的粒子是OH－ 【变式3-3】(1)请将5种物质：N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式： ______＋______―→______＋______＋________＋H2O (2)反应物中发生氧化反应的物质是________，被还原的元素是________。 (3)反应中1 mol氧化剂________(填“得到”或“失去”)________mol e－。 (4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中： 题型04 电子守恒法在化学计算中的应用 1.电子守恒法计算的原理 氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数 2.电子守恒法计算的流程 【典例4】单质X与浓硫酸共热，反应中X与H2SO4的物质的量之比为1∶2，则X元素在生成物中的化合价可能为( ) ①＋1 ②＋2 ③＋3 ④＋4 A．②④ B．③④ C．①② D．①③ 【变式4-1】某温度下，将氯气通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClO的个数比为1∶3，则氯气与氢氧化钠反应时，被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为(　　) A．21∶5 B．11∶3 C．3∶1 D．4∶1 【变式4-2】已知在碱性溶液中可发生反应2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2ROn－4＋3Cl－＋5H2O，则ROn－4中R的化合价是( ) A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 【变式4-3】某废水中含有Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 mol ·L－1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为________________。 题型05 新情景下氧化还原反应方程式的书写 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价的变化配平化学方程式，具体书写流程如下： 【典例5】现代工艺冶金过程中会产生导致水污染的CN－，在碱性条件下，H2O2可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应，下列说法不正确的是（　　） A.氰化物有毒，CN－易与人体内的Fe2＋、Fe3＋络合 B.每处理1 mol CN－，消耗2.5 mol H2O2 C.反应中每转移10 mol电子，生成22.4 L无毒气体 D.用H2O2处理后的废水不可直接排放 【变式5-1】以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备NixOy和碳酸亚钴(CoCO3)的工艺流程如图。 下列说法正确的是 A．“滤渣1”的主要成分是H2SiO3、BaSO4 B．“氧化”时的离子反应为 C．“调pH"过程中形成黄钠铁矾渣，Na2CO3必须过量 D．“沉钴”过程发生的反应为 【变式5-2】常温下，将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化过程如图所示： (1)反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 (2)写出该过程的总化学方程式：_____________________________。 【变式5-3】燃煤烟气中含有大量SO2和NO。某实验室模拟“软锰矿浆同步脱硫脱硝技术”并制备MnSO4·H2O,部分流程如下。 已知:①软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量Fe2O3、CaO、SiO2等杂质); ②Ksp(MnF2)=1.6×10-3;Ksp(CaF2)=8.0×10-11; ③NO+O3NO2+O2。 (1)①“浸锰”过程,SO2发生的主要化学方程式为　　　　。  ②滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　　　　　　　　　　　　(写化学式)。  (2)“滤液Ⅰ”中加入等物质的量MnO2和MnCO3,反应的离子方程式为　　　　。  1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 硫及其化合物的相互转化 题型01 含硫物质之间的转化 题型02 利用“价—类”二维图构建含硫物质的转化关系 题型03 氧化还原反应方程式的配平 题型04 电子守恒法在化学计算中的应用 题型05 新情景下氧化还原反应方程式的书写 题型01 含硫物质之间的转化 上图物质之间的转化可以通过不同的化学反应来实现。其中横向箭头表示元素化合价变化的氧化还原反应，纵向箭头表示元素化合价不变的非氧化还原反应。 试完成下列转化关系的化学方程式： ①S＋FeFeS ②FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑ ③S＋H2H2S ④2H2S＋O2===2S↓＋2H2O ⑤S＋Hg===HgS ⑥S＋O2SO2 ⑦2SO2＋O22SO3 ⑧Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑ ⑨SO2＋H2OH2SO3 ⑩2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 ⑪SO3＋H2O===H2SO4 ⑫H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O 【典例1】A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。 (1)写出A～F各物质的化学式： A________，B__________，C__________，D________，E__________，F__________。 (2)写出A、B跟水反应的离子方程式：_____________________________。 【答案】 (1)Cl2　SO2　H2SO4　HCl　BaSO3　BaSO4 (2)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－ 【解析】由框图中A、B两种气体等物质的量通入H2O中，生成含C、D的无色溶液，滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D，D中滴入AgNO3溶液生成白色沉淀G，可知溶液C、D中含有SO、Cl－。气体B通入过量Ba(OH)2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性气味的气体，可知B为SO2，则A为Cl2。 【变式1-1】下列变化，需要加入还原剂才能实现的是( ) A．H2SO4―→SO2 B．H2S―→SO2 C．S―→SO2 D．SO3 (2－)―→SO2 【答案】A 【解析】还原剂失去电子被氧化，即题目中所含元素化合价降低的过程需要加入还原剂。 【变式1-2】有关下列三个反应的叙述正确的是(　　) ①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O ②S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O ③3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O A．反应①说明SO2能与酸反应，具有碱性氧化物的性质 B．反应②改用稀硫酸，则能放出氢气 C．反应②和③说明S具有两性元素的性质 D．反应③中被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2 【答案】D 【解析】反应②体现浓硫酸的强氧化性和S的还原性，S与稀硫酸不反应，B错误；反应③中化合价升高的硫原子与化合价降低的硫原子的个数之比为1∶2，即被氧化的硫元素与被还原的硫元素的质量之比为1∶2，D正确。 【变式1-3】在通常状况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答： (1)写出A、B、C的化学式： A ，B ，C 。 (2)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式： 。 (3)已知B与C在常温下即可反应生成A，该反应的化学方程式为 。 (4)已知C、D的相对分子质量之比为4∶5，则D的化学式是 ，D与水反应的化学方程式为 。 【答案】 (1)S H2S SO2 (2)H2＋SH2S (3)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O (4)SO3 SO3＋H2O===H2SO4 【解析】因A为固态单质，则B为其氢化物，C为其氧化物，故A为固态非金属单质。推断A为S，B为H2S，C为SO2，结合C、D的相对分子质量之比为4∶5，可知D为SO3，E为H2SO4。 题型02 利用“价—类”二维图构建含硫物质的转化关系 【典例2】在学习了硫的转化后，某学生绘制了如图转化关系。 (1)写出指定物质的化学式：A________，B____________，D________。 (2)写出“H2SO4→C”的化学方程式：______________________________________(写一个即可)。 (3)写出A与SO2相互转化的化学方程式：____________________________________。 (4)写出一个由SO2直接生成H2SO4的离子方程式：__________________________________。 【答案】(1)SO3　H2S　H2SO3　(2)H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O(答案合理即可) (3)2SO2＋O22SO3　(4)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－(答案合理即可) 【解析】(1)A中硫元素为＋6价且可以转化为H2SO4，又可以和二氧化硫相互转化，因此A为SO3；B中硫元素为－2价且为气态氢化物，因此B为H2S；D中硫元素为＋4价，且是酸，故D为H2SO3。(2)C中硫元素为＋6价，且由H2SO4制得，则“H2SO4→C”的化学方程式可为H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O。 【变式2-1】硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法错误的是(　　) A．X是H2S B．Y既有氧化性又有还原性 C．将X与Y混合，不能生成硫单质 D．工业上制Z的主要原料是黄铁矿 【答案】C 【解析】－2价硫的氢化物，为硫化氢，则X是H2S，故A正确；＋4价的硫处于中间价态，所以Y既有氧化性又有还原性，故B正确；X是硫化氢、Y是二氧化硫，两者混合，发生归中反应，能生成硫单质，故C错误；工业上制硫酸用煅烧黄铁矿来造气，则工业上制Z的主要原料是黄铁矿，故D正确。 【变式2-2】部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是      A．物质a是一种有臭鸡蛋气味的气体 B．a通入到c的水溶液中会生成b C．盐g与盐f之间也可能发生反应 D．e的浓溶液不能干燥有较强还原性的c气体 【答案】D 【解析】A．硫的氢化物H2S是一种有臭鸡蛋气味的气体，故A正确； B．H2S通入到SO2的水溶液中生成单质S和水，故B正确； C．NaHSO4与Na2SO3可发生反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，故C正确； D．浓H2SO4溶液和SO2不反应，浓硫酸可以干燥SO2，故D错误； 选D。 【变式2-3】研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。 I.以下是硫元素形成物质的价类二维图及含硫物质相互转化的部分信息。 (1)B的化学式是 ；G是一种钠盐，它的电离方程式是 。 (2)C有毒，实验室可以用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式是 。 (3)检验H中阴离子的实验操作及现象是 。 (4)C→D→E都是造成酸雨的可能途径，请写出这条转化路径的化学方程式 。 II.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。 可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液 ②浓硫酸 ③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤酸性KMnO4溶液 ⑥品红溶液 ⑦铜片 实验序号 预期转化 选择试剂(填序号) 证明实现转化的现象 i ii ②、⑦、⑥ (5)实验 ii 中发生反应的化学方程式是 ，证明实现转化的现象是 。 【答案】 S Na2SO3=2Na++ SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 先滴加稀盐酸没有明显现象，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生，则可推断该溶液中有 2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生气体通入品红溶液，品红褪色 【解析】(1)B的硫的单质，B的化学式是S；G是一种+4价的亚硫酸钠盐，化学式为：Na2SO3，为强电解质，它的电离方程式是Na2SO3=2Na++。故答案为：S；Na2SO3=2Na++； (2)C为+4价硫的氧化物，为二氧化硫，C有毒，实验室可以用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式是SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。故答案为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O； (3)检验H中阴离子的实验操作及现象是先滴加稀盐酸没有明显现象，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生，则可推断该溶液中有。故答案为：先滴加稀盐酸没有明显现象，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀产生，则可推断该溶液中有； (4)C→D→E是SO2→SO3→H2SO4，是造成酸雨的可能途径，这条转化路径的化学方程式2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4。故答案为：2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4； (5)实验 ii 中②浓硫酸⑦铜片加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，二氧化硫能使⑥品红溶液褪色，证明实现转化的现象是将产生气体通入品红溶液，品红褪色。故答案为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；将产生气体通入品红溶液，品红褪色。 题型03 氧化还原反应方程式的配平 1．氧化还原方程式配平的基本原则 2．氧化还原反应方程式配平的步骤 (1)标变价：写出反应物、生成物的化学式。在化学方程式中标出化合价发生变化的元素的化合价。 ＋H2O4(浓)——O2＋O2＋H2O (2)列得失：根据化合价的变化标出电子转移的方向和数目。 (4)配系数：根据质量守恒定律配平其他物质的化学计量数，并添加气体符号，注明反应条件，将单线改为双线。 C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 【典例3】高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，离子方程式如下(未配平)： MnO＋________Fe2＋＋________H＋===_____Mn2＋＋________Fe3＋＋________H2O 下列说法正确的是(　　) A．MnO是氧化剂，Fe3＋是还原产物 B．Mn2＋的还原性强于Fe2＋ C．离子方程式中按物质顺序的化学计量数是1、5、8、1、5、4 D．生成1 mol 水时，转移2.5 mol电子 【答案】C 【解析】A项，在该反应中，MnO中Mn元素的化合价为＋7，反应后变为＋2，化合价降低，得到电子，被还原，作氧化剂；Fe2＋反应后变为Fe3＋，化合价升高，失去电子，被氧化，作还原剂，Fe3＋是氧化产物，错误；B项，根据在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性，可知Fe2＋的还原性强于Mn2＋，错误；C项，在氧化还原反应中电子得失数目相等，同时还符合电荷守恒及原子守恒，则相应的离子方程式是MnO＋5Fe2＋＋8H＋=== Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，正确；D项，根据C选项的离子方程式可知，每生成4 mol的水，转移电子的物质的量是5 mol，则生成1 mol水时，转移1.25 mol电子，错误。 【变式3-1】把图乙的碎纸片补充到图甲中，可得到一个完整的离子方程式。下列有关该离子方程式的说法正确的是(　　) A．配平后的化学计量数依次为3、1、2、6、3 B．若有1 mol S被氧化，则生成2 mol S2－ C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 D．2 mol S参加反应有3 mol电子发生转移 【答案】B 【解析】配平后的离子方程式为3S＋6OH－===2S2－＋SO＋3H2O，A项错误；当有1 mol S被氧化，则生成2 mol S2－，B项正确；氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，C项错误；3 mol S参加反应有4 mol电子发生转移，则2 mol S参加反应有 mol电子发生转移，D项错误。 【变式3-2】NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式是MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O。下列叙述正确的是(　　) A．该反应中NO被还原 B．反应过程中溶液的pH变小 C．生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4 D.中的粒子是OH－ 【答案】C 【解析】反应中氮元素的化合价从＋3升高到＋5，失去2个电子，被氧化，作还原剂，A不正确；根据电荷守恒可知，反应前消耗氢离子，B、D不正确。 【变式3-3】(1)请将5种物质：N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式： ______＋______―→______＋______＋________＋H2O (2)反应物中发生氧化反应的物质是________，被还原的元素是________。 (3)反应中1 mol氧化剂________(填“得到”或“失去”)________mol e－。 (4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中： 【答案】(1)FeSO4 HNO3 Fe(NO3)3 Fe2(SO4)3 N2O↑ (2)FeSO4 N (3)得到 4 (4)24 FeSO4 30 HNO3 【解析】(1)所给的物质组合中，HNO3中氮元素化合价位于最高价，具有强氧化性，可知HNO3为反应物中的一种，对应还原产物为N2O，另一反应物应具有还原性，分析可知为FeSO4，对应生成物为Fe2(SO4)3与Fe(NO3)3，故发生的反应为HNO3＋FeSO4―→N2O↑＋Fe2(SO4)3＋Fe(NO3)3＋H2O。 (2)还原剂FeSO4发生氧化反应，HNO3中化合价降低的为N元素，被还原。 (3)反应物FeSO4中铁元素的化合价从＋2变为＋3，HNO3中氮元素化合价从＋5变为＋1，HNO3是氧化剂，故1 mol氧化剂参加反应，得到4 mol e－。 (4)配平步骤 标变价：F＋2 (e)SO4＋H＋5 (N)O3―→F＋3 (e)2(SO4)3＋F＋3 (e) (NO3)3＋＋1 (N)2O↑＋H2O。 找变化：F＋2 (e)SO4→ F＋3 (e)2(SO4)3＋F＋3 (e) (NO3)3 ，H＋5 (N)O3 → ＋1 (N)2O 求总数：根据化合价升降总数相等及硫原子守恒，确定氧化产物与还原产物的系数： FeSO4＋HNO3―→8Fe2(SO4)3＋8Fe(NO3)3＋3N2O↑＋H2O。 配系数：24FeSO4＋30HNO3===8Fe2(SO4)3＋8Fe(NO3)3＋3N2O↑＋15H2O。 题型04 电子守恒法在化学计算中的应用 1.电子守恒法计算的原理 氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数 2.电子守恒法计算的流程 【典例4】单质X与浓硫酸共热，反应中X与H2SO4的物质的量之比为1∶2，则X元素在生成物中的化合价可能为( ) ①＋1 ②＋2 ③＋3 ④＋4 A．②④ B．③④ C．①② D．①③ 【答案】A 【解析】若X为金属，X＋2H2SO4(浓) XSO4＋SO2↑＋2H2O，则X为＋2价。若X为非金属，X＋2H2SO4(浓)△XO2＋2SO2↑＋2H2O，则X为＋4价。 【变式4-1】某温度下，将氯气通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClO的个数比为1∶3，则氯气与氢氧化钠反应时，被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为(　　) A．21∶5 B．11∶3 C．3∶1 D．4∶1 【答案】D 【解析】假设反应后溶液中的ClO－为1个，根据ClO－与ClO的个数之比为1∶3，且由Cl到ClO－失去1个电子，由Cl到ClO失去5个电子可知，一共失去的电子为1＋3×5＝16个；由Cl到Cl－得到1个电子，则16个Cl被还原得到16个电子，所以被还原的氯原子与被氧化的氯原子的个数比为16∶(1＋3)＝4∶1。 【变式4-2】已知在碱性溶液中可发生反应2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2ROn－4＋3Cl－＋5H2O，则ROn－4中R的化合价是( ) A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 【答案】D 【解析】根据电荷守恒得3×1＋4×1＝3×1＋2n，则n＝2，所以ROn－4为RO2－4，该离子中O元素的化合价为－2价，R、O元素化合价的代数和为－2，则该离子中R元素的化合价为＋6价，D项正确。 【变式4-3】某废水中含有Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 mol ·L－1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为________________。 【答案】 mol·L－1 【解析】Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。根据守恒关系列等式：c1 mol·L－1×V1×10－3 L＝20×10－3 L×6c(Cr2O)＋5c2 mol·L－1×V2×10－3 L，解得c(Cr2O)＝ mol·L－1。 题型05 新情景下氧化还原反应方程式的书写 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价的变化配平化学方程式，具体书写流程如下： 【典例5】现代工艺冶金过程中会产生导致水污染的CN－，在碱性条件下，H2O2可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应，下列说法不正确的是（　　） A.氰化物有毒，CN－易与人体内的Fe2＋、Fe3＋络合 B.每处理1 mol CN－，消耗2.5 mol H2O2 C.反应中每转移10 mol电子，生成22.4 L无毒气体 D.用H2O2处理后的废水不可直接排放 【答案】C 【解析】人体内含有的Fe3＋、Fe2＋易与CN－络合形成络合物，A项正确；在碱性条件下，CN－被H2O2氧化，生成C和N2，反应的离子方程式为2CN－＋5H2O2＋2OH－2C＋N2↑＋6H2O，根据离子方程式可知，每处理1 mol CN－，消耗2.5 mol H2O2，B项正确；气体所处状况未知，无法计算生成气体的体积，C项错误；用H2O2处理后的废水中含有碳酸盐，有较强的碱性，不可直接排放，D项正确。 【变式5-1】以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备NixOy和碳酸亚钴(CoCO3)的工艺流程如图。 下列说法正确的是 A．“滤渣1”的主要成分是H2SiO3、BaSO4 B．“氧化”时的离子反应为 C．“调pH"过程中形成黄钠铁矾渣，Na2CO3必须过量 D．“沉钴”过程发生的反应为 【答案】B 【解析】A．废料中加入硫酸，NiO、FeO、Fe2O3、CoO、BaO均能与硫酸反应，生成的NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4进入溶液，SiO2和硫酸钡为滤渣，A错误； B．加入NaClO3的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，被还原为，离子方程式为：，B正确； C．“调pH”过程中形成黄钠铁矾渣，Na2CO3不能过量，防止形成Co(OH)2和Ni(OH)2沉淀，C错误； D．“沉钴”过程中生成碳酸亚钴沉淀，发生的反应为：，D错误； 故本题选B。 【变式5-2】常温下，将NO和H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中，其物质转化过程如图所示： (1)反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。 (2)写出该过程的总化学方程式：_____________________________。 【答案】(1)2∶1　(2)2H2＋2NON2＋2H2O 【解析】(1)根据图示，反应Ⅰ为Ce4＋＋H2―→Ce3＋＋H＋，反应中Ce元素的化合价由＋4价降至＋3价，Ce4＋为氧化剂，H元素的化合价由0价升至＋1价，H2为还原剂，根据得失电子守恒，n(Ce4＋)＝2n(H2)，n(Ce4＋)∶n(H2)＝2∶1，即反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(2)根据图示，反应Ⅰ为2Ce4＋＋H2===2Ce3＋＋2H＋，反应Ⅱ为4Ce3＋＋2NO＋4H＋===4Ce4＋＋N2＋2H2O，将反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ消去Ce4＋、Ce3＋，总反应为2H2＋2NO2H2O＋N2。 【变式5-3】燃煤烟气中含有大量SO2和NO。某实验室模拟“软锰矿浆同步脱硫脱硝技术”并制备MnSO4·H2O,部分流程如下。 已知:①软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量Fe2O3、CaO、SiO2等杂质); ②Ksp(MnF2)=1.6×10-3;Ksp(CaF2)=8.0×10-11; ③NO+O3NO2+O2。 (1)①“浸锰”过程,SO2发生的主要化学方程式为　　　　。  ②滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　　　　　　　　　　　　(写化学式)。  (2)“滤液Ⅰ”中加入等物质的量MnO2和MnCO3,反应的离子方程式为　　　　。  【答案】(1)①MnO2+SO2===MnSO4　②CaSO4、SiO2 (2)2Fe2++MnO2+MnCO3+6H+===2Fe3++2Mn2++3H2O+CO2↑ 【解析】(1)软锰矿的主要成分为MnO2,另含有少量Fe2O3、CaO、SiO2等杂质,“浸锰”过程中,Fe2O3、CaO分别与稀硫酸反应生成Fe3+、微溶的CaSO4,Fe3+被SO2还原成Fe2+,MnO2和过量的SO2反应转化为MnSO4,化学方程式为MnO2+SO2===MnSO4,则滤渣Ⅰ为CaSO4和SiO2。 (2)“滤液Ⅰ”中加入等物质的量MnO2和MnCO3,MnO2可将Fe2+转化为Fe3+,MnCO3可调节溶液的pH,则离子方程式为2Fe2++MnO2+MnCO3+6H+===2Fe3++2Mn2++3H2O+CO2↑。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $