内容正文:
微专题三 氧化还原反应方程式的书写及配平
限时40分钟
1.配平下列反应的化学方程式或离子方程式。
(1) HCl(浓)+ MnO2 Cl2↑+ MnCl2+ H2O。
(2)① S+ KOH K2S+ K2SO3+ H2O。
② P4+ KOH+ H2O K3PO4+ PH3↑。
(3)① ClO-+ Fe(OH)3+ Cl-+ Fe+ H2O。
②某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有Al2O3、C、N2、AlN、CO。请写出该反应的化学方程式: 。
2.为了消除碘缺乏病,规定在食盐中加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘,可利用如下反应:KIO3+KI+H2SO4 K2SO4+I2+H2O。
(1)配平该化学方程式: ,该反应中氧化剂和还原剂的化学计量数之比为 。
(2)反应中转移电子数与生成I2的个数之比为 。
3.某反应的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、Cr2(SO4)3、K2SO4、H2O七种物质。请用上述物质填空,并配平化学方程式。
C+ + H2SO4 K2SO4+ + + H2O
4.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
(1)反应Ⅰ的还原产物是 (写化学式)。
(2)写出反应Ⅱ的化学方程式: 。
5.由硫可制得多硫化钠Na2Sx,x值一般为2~6,已知Na2Sx与NaClO反应的化学方程式如下,试配平:
Na2Sx+ NaClO+ NaOH Na2SO4+ NaCl+ H2O
6.零价铁还原性强、活性高,对很多重金属离子及磷、砷离子都有较好的去除和富集作用。采用NaBH4还原铁盐,可以制备出纳米级的零价铁。已知:NaBH4中B元素为+3价,H元素为-1价。
(1)请写出NaBH4与硫酸反应的离子方程式: 。
(2)补充完整下列化学方程式:
Fe3++ B+ H2O Fe+ H3BO3+ H2↑
7.按要求回答下列问题:
(1)KMnO4作为强氧化剂,氧化性随溶液的酸性增强而增大,在酸性介质中还原产物是Mn2+,在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2,试写出KMnO4在酸性条件下氧化H2O2的离子方程式: 。
(2)工业上可用KClO3溶液与Na2SO3溶液在稀硫酸存在下制得ClO2气体,试写出该反应的离子方程式: 。
(3)H3PO2的工业制法是将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应,写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式: 。
8.已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应体系,共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。
(1)该反应中,元素化合价升高的反应物是 ,元素化合价没有发生变化的反应物是 。
(2)写出该氧化还原反应的化学方程式: 。
(3)该反应中,氧化剂是 ,反应的氧化剂个数与转移电子数之比为 。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又显紫红色。此现象说明NaBiO3具有 (填“氧化性”或“还原性”)。写出该反应的离子方程式:
(提示:NaBiO3为黄色或棕色粉末,不溶于冷水,在该反应中转化为Bi3+)。
9.碘元素在海带中主要以I-的形式存在,在加碘食盐中主要以I的形式存在,几种微粒之间的转化关系如图所示。
(1)写出相关反应的离子方程式:
途径Ⅰ: ;
途径Ⅱ: ;
途径Ⅲ: 。
(2)溶液中I-与一定量Cl2反应,生成个数相同的I2和I,则反应的离子方程式为 。
10.已知几种粒子的氧化性强弱顺序为Cl2>H2O2(H+)>Fe3+>I2。
(1)向FeI2溶液中滴加少量酸化的双氧水,反应的离子方程式为 。
(2)向FeI2溶液中通入足量Cl2,反应的离子方程式为 。
11.已知①氧化性:Cl2>HNO3>Br2>Fe3+;②稀硝酸与金属单质反应一般生成对应的硝酸盐、NO和H2O;③2Fe3++Fe3Fe2+。写出下列反应的离子方程式。
(1)①FeBr2溶液中通入少量Cl2: 。
②FeBr2和氯气按个数之比为1∶1反应: 。
③FeBr2溶液中通入足量的氯气: 。
(2)①少量铁粉加入足量稀硝酸中: 。
②足量铁粉加入少量稀硝酸中: 。
③化学方程式中Fe和HNO3(稀)反应的化学计量数之比为1∶3: 。
微专题 氧化还原反应方程式的书写及配平
1.答案 (1)4 1 1 1 2
(2)①3 6 2 1 3 ②2 9 3 3 5
(3)①3 2 4OH- 3 2 5 ②Al2O3+3C+N2 2AlN+3CO
解题思路 (1)浓盐酸中Cl元素从-1价升高到0价,MnO2中Mn元素从+4价降低到+2价,由得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2 Cl2↑+MnCl2+2H2O。(2)①S中一部分S元素从0价升高到+4价,另一部分S元素从0价降低到-2价,由得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O;②P4中一部分P元素从0价升高到+5价,另一部分P元素从0价降低到-3价,由得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为2P4+9KOH+3H2O3K3PO4+5PH3↑。(3)①ClO-中Cl元素从+1价降低到-1价,Fe(OH)3中Fe元素从+3价升高到+6价,由得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可知,反应的离子方程式为 3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-3Cl-+2Fe+5H2O;②由题意可知,Al2O3、C、N2为反应物,AlN、CO为生成物,化学方程式为Al2O3+3C+N22AlN+3CO。
归纳总结 缺项型氧化还原反应方程式的配平
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-
2.答案 (1)KIO3+5KI+3H2SO4 3K2SO4+3I2+3H2O 1∶5 (2)5∶3
解题思路 (1)KIO3中I元素化合价由+5降低到0,KI中I元素化合价由-1升高到0,根据得失电子守恒、原子守恒,配平该化学方程式为KIO3+5KI+3H2SO4 3K2SO4+3I2+3H2O;KIO3为氧化剂,KI为还原剂,氧化剂和还原剂的化学计量数之比为1∶5。(2)由该反应的化学方程式可知,每生成3个I2,转移5个电子,故反应中转移电子数与生成I2的个数之比为5∶3。
3.答案 3 2K2Cr2O7 8 2 3CO2↑ 2Cr2(SO4)3 8
解题思路 C具有还原性,会被K2Cr2O7氧化为CO2气体,K2Cr2O7被还原为Cr2(SO4)3,同时反应生成K2SO4、H2O,根据得失电子守恒和原子守恒,可得反应的化学方程式为3C+2K2Cr2O7+8H2SO4 2K2SO4+3CO2↑+2Cr2(SO4)3+8H2O。
4.答案 (1)ClO2
(2)2ClO2+H2O2+2NaOH 2NaClO2+O2+2H2O
解题思路 (1)根据题给流程可知,反应Ⅰ的反应物为NaClO3、H2SO4和SO2,产物为NaHSO4和ClO2,则NaClO3做氧化剂,被还原为ClO2。(2)根据题给流程可知,反应Ⅱ的反应物为ClO2、H2O2和NaOH,产物有NaClO2和O2,再根据原子守恒可知产物还有H2O。
5.答案 1 3x+1 2x-2 x 3x+1 x-1
解题思路 NaClO→NaCl,1个Cl元素化合价降低2,Na2Sx→xNa2SO4,x个S元素化合价升高(6x+2),则Na2Sx与NaClO的化学计量数之比为1∶(3x+1),再根据原子守恒得化学方程式为Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOH xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O。
6.答案 (1)B+H++3H2O 4H2↑+H3BO3
(2)2 6 18 2 6 21
解题思路 (1)NaBH4中H元素为-1价,NaBH4有强还原性,与硫酸反应生成Na2SO4、H3BO3和H2,离子方程式为B+H++3H2O 4H2↑+H3BO3。(2)由电荷守恒知,Fe3+与B的化学计量数之比为1∶3,由O原子守恒知,B与H2O的化学计量数之比为1∶3,故反应的离子方程式为2Fe3++6B+18H2O2Fe+6H3BO3+21H2↑。
7.答案 (1)2Mn+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2↑+8H2O
(2)2Cl+S+2H+ 2ClO2↑+S+H2O
(3)2P4+3Ba(OH)2+6H2O 2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
解题思路 (1)KMnO4在酸性条件下将H2O2氧化,还原产物是Mn2+,氧化产物是O2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑。(2)KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得ClO2,S被氧化成S,由得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒可知,该反应的离子方程式为2Cl+S+2H+2ClO2↑+S+H2O。(3)白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,P4既是氧化剂也是还原剂,根据得失电子守恒、原子守恒,反应的化学方程式为2P4+3Ba(OH)2+6H2O2PH3↑+3Ba(H2PO2)2。
8.答案 (1)KCl H2SO4
(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4 2MnSO4+5Cl2↑+6K2SO4+8H2O
(3)KMnO4 1∶5
(4)氧化性 5NaBiO3+2Mn2++14H+ 2Mn+5Bi3++5Na++7H2O
审题指导 浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中发生了氧化还原反应,结合题给氧化还原体系中的七种物质可知,反应物是KCl、KMnO4和H2SO4,产物是MnSO4、K2SO4、Cl2和H2O,由得失电子守恒及原子守恒可得配平后的化学方程式为2KMnO4+10KCl+8H2SO4 2MnSO4+5Cl2↑+6K2SO4+8H2O。
解题思路 (1)该反应中,KCl中氯元素的化合价升高;H2SO4中各元素的化合价都没有发生变化。(3)该反应中,KMnO4中锰元素化合价由+7变为+2,KMnO4为氧化剂,1个KMnO4参与反应时,得到的电子数为5,故氧化剂个数与转移电子数之比为1∶5。(4)在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又显紫红色,说明Mn2+被氧化为Mn,体现了NaBiO3的氧化性;由题给信息可知,该反应的离子方程式为5NaBiO3+2Mn2++14H+ 2Mn+5Bi3++5Na++7H2O。
9.答案 (1)2I-+Cl2 I2+2Cl- 2I+5HS I2+5S+H2O+3H+ 3Cl2+I-+3H2O I+6Cl-+6H+
(2)4Cl2+3I-+3H2O I+I2+8Cl-+6H+
解题思路 (1)途径Ⅰ:适量Cl2将I-氧化为I2,离子方程式为2I-+Cl2 I2+2Cl-;途径Ⅱ:I被亚硫酸氢钠还原为I2,离子方程式为2I+5HS I2+5S+H2O+3H+;途径Ⅲ:I-与过量Cl2反应生成I,离子方程式为3Cl2+I-+3H2O I+6Cl-+6H+。
(2)I-与一定量Cl2反应,生成个数相同的I2和I,反应的离子方程式为4Cl2+3I-+3H2O I+I2+8Cl-+6H+。
10.答案 (1)2I-+H2O2+2H+I2+2H2O
(2)2Fe2++4I-+3Cl22Fe3++2I2+6Cl-
解题思路 (1)由氧化性:Fe3+>I2知,还原性:I->Fe2+,则双氧水少量时,只氧化I-,反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+I2+2H2O。(2)氯气足量时,能将FeI2中Fe2+、I-全部氧化,反应的离子方程式为2Fe2++4I-+3Cl22Fe3++2I2+6Cl-。
11.答案 (1)①2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- ②2Fe2++2Br-+2Cl2 2Fe3++Br2+4Cl- ③2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl- (2)①Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O ②3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O ③4Fe+12H++3N3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
解题思路 (1)①由氧化性:Cl2>Br2>Fe3+得,还原性:Fe2+>Br->Cl-,则FeBr2溶液中通入少量Cl2时,只氧化Fe2+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。②FeBr2与Cl2按个数之比为1∶1反应时,Fe2+全部被氧化,Br-部分被氧化,根据得失电子守恒,反应生成Fe3+与Br2的化学计量数之比为2∶1,故反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2 2Fe3++Br2+4Cl-。③氯气足量时,能按离子个数比1∶2将Fe2+、Br-全部氧化,反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl-。(2)①由氧化性:HNO3>Fe3+知,少量铁粉加入足量稀硝酸中,Fe被氧化成Fe3+,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒得离子方程式为Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O。②根据已知信息③,Fe足量时,过量的Fe会继续发生反应2Fe3++Fe3Fe2+,最终全部生成Fe2+,总反应的离子方程式为3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O。③由①可知,若只生成Fe3+,Fe与HNO3的化学计量数之比为1∶4;由②可知,若只生成Fe2+,Fe与HNO3的化学计量数之比为1∶,则Fe与HNO3的化学计量数之比为1∶3时,产物中同时存在Fe2+ 、Fe3+,反应前后的微粒关系可以表示为Fe+3H++3NaFe2++bFe3++cNO↑+H2O+(3-c)N,由原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒可得a+b=1,2a+3b=3c,2a+3b=3-c,解得a=,b=,c=,故反应的离子方程式为4Fe+12H++3N3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O。
学科网(北京)股份有限公司
$