内容正文:
课下巩固精练卷(四) 氧化还原反应方程式的配平与计算
_一、选择题
1.R2O在一定条件下可以将Mn2+氧化为MnO,若反应后R2O变为RO,又知反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为5∶2,则n的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选B。R2O中R元素的化合价为(16-n)/2,分析题意可知,Mn由+2价升高到+7价,R元素由(16-n)/2价降低到+6价,则R2O是氧化剂,Mn2+是还原剂。又知N(R2O)∶N(Mn2+)=5∶2,则有n(R2O)∶n(Mn2+)=5∶2,根据氧化还原反应中得失电子守恒的规律列式:n(R2O)×2×[(16-n)/2-6]=n(Mn2+)×(7-2),综合上述两式解得n=2。
2.一定条件下,硝酸铵受热分解的化学方程式为NH4NO3―→HNO3+N2↑+H2O(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后H2O的化学计量数为6
B.NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
C.该反应既是分解反应也是氧化还原反应
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
解析:选A。由配平后的化学方程式可知,H2O的化学计量数为9,A错误;NH4NO3中NH所含N元素价态升高,部分NO所含N元素价态降低,则NH4NO3既是氧化剂又是还原剂,B正确;该反应中反应物只有一种,则属于分解反应,该反应中含有变价元素,则属于氧化还原反应,C正确;氧化产物(5H→2)和还原产物(3O→2)的物质的量之比为∶=5∶3,D正确。
3.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
解析:选B。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。
4.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+NO+―→Mn2++NO+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A.该反应中NO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-
答案:C
5.用FeS、Cu2S处理酸性废水中的Cr2O,发生的反应如下:
反应Ⅰ:FeS+Cr2O+H+―→Fe3++SO+Cr3++H2O(未配平)
反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O+H+―→Cu2++SO+Cr3++H2O(未配平)
下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ中还原剂与还原产物[Cr2(SO4)3]的物质的量之比为1∶3
B.处理等物质的量Cr2O时,消耗FeS的物质的量更多
C.处理等物质的量Cr2O时,反应Ⅱ中消耗H+更多
D.用FeS除去废水中Cr2O的同时,还有利于吸附悬浮杂质
解析:选A。反应Ⅰ配平化学方程式为2FeS+3Cr2O+26H+===2Fe3++2SO+6Cr3++13H2O。反应Ⅱ配平得3Cu2S+5Cr2O+46H+===6Cu2++3SO+10Cr3++23H2O。反应Ⅰ中还原剂(FeS)与还原产物[Cr2(SO4)3]的物质的量之比为2∶3,A错误;反应Ⅰ处理1 mol Cr2O需要消耗FeS为 mol,反应Ⅱ处理1 mol Cr2O需要消耗Cu2S为 mol=0.6 mol,所以消耗的FeS更多,B正确;反应Ⅰ处理1 mol Cr2O需要消耗H+为 mol≈8.7 mol,反应Ⅱ处理1 mol Cr2O需要消耗H+为 mol=9.2 mol,所以反应Ⅱ消耗更多H+,C正确;反应Ⅰ中产生的Fe3+易水解为Fe(OH)3胶体,胶体能吸附悬浮杂质,D正确。
6.一种在恒温、恒定气流流速下,催化氧化HCl生产Cl2工艺的主要反应机理如图。下列说法不正确的是( )
A.该过程中Cu元素的化合价发生变化
B.Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物
C.Cu(OH)Cl分解生成两种产物,物质X为H2O
D.该过程涉及反应:2Cu2OCl2+O22Cl2+4CuO
解析:选A。由反应历程图可知,该过程中含Cu化合物CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2中Cu元素的化合价均为+2价,即保持不变,A项不正确;由反应历程图可知,反应前加入了CuO,CuO与HCl反应转化为Cu(OH)Cl,然后Cu(OH)Cl分解为Cu2OCl2和H2O,Cu2OCl2与O2反应又生成了CuO,则CuO为催化剂,Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物,B、C项正确;由反应历程图可知,该过程涉及Cu2OCl2与O2反应生成CuO和Cl2的反应,根据氧化还原反应配平可得2Cu2OCl2+O22Cl2+4CuO,D项正确。
7.(2025·黑龙江三模)某反应体系中只有五种物质:AsH3、H2O、HBrO3、H3AsO4、Br2。启动反应后,两种含溴物质的物质的量变化如图所示,下列叙述错误的是( )
A.a、b分别代表Br2、HBrO3
B.该反应中氧化剂、还原剂的物质的量之比为5∶8
C.39 g还原剂完全反应时转移4 mol电子
D.由反应可推出氧化性:HBrO3>H3AsO4
解析:选B。由两种含溴物质的物质的量变化图像可知,4 mol b完全反应生成2 mol a,由溴原子守恒可知a为Br2,b为HBrO3,A正确;反应的化学方程式为5AsH3+8HBrO3===5H3AsO4+4Br2+4H2O,氧化剂是HBrO3,还原剂是AsH3,则氧化剂、还原剂的物质的量之比为8∶5,B错误;39 g AsH3物质的量为0.5 mol,完全反应时,转移电子的物质的量为0.5 mol×8=4 mol,C正确;在同一反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:HBrO3>H3AsO4,D正确。
8.一种利用微生物从黄铜矿(主要成分为CuFeS2)中提取铜元素的具体操作过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.转化过程中Fe3+和H2Sn可以循环使用
B.微生物的作用下,Fe2+作催化剂
C.若CuFeS2中的铜元素最终全部转化为Cu2+,当有2 mol SO生成时,理论上消耗4.25 mol O2
D.在硫酸介质中用H2O2替代O2也能高效实现将CuFeS2氧化为SO
解析:选C。由题图可知,本题涉及的反应有nCuFeS2+(4n-4)Fe3++4H+===nCu2++(5n-4)Fe2++2H2Sn、4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O、16Fe3++8H2Sn===16Fe2++nS8+16H+、S8+12O2+8H2O8SO+16H+,则总反应为4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。Fe3+被还原为Fe2+,Fe2+在微生物作用下被O2氧化为Fe3+,Fe3+可以循环使用,而H2Sn在反应中生成又被消耗,属于中间产物,A错误;在微生物的催化作用下,O2将Fe2+氧化为Fe3+,将S8氧化为SO,则O2是氧化剂,Fe2+是还原剂,不是催化剂,B错误;由总反应可知,生成2 mol SO的同时,生成1 mol Cu2+,失电子的总物质的量为1 mol+2×8 mol=17 mol,根据得失电子守恒可知,理论上消耗O2的物质的量为17 mol×=4.25 mol,C正确;由于H2O2具有强氧化性,理论上来讲,在硫酸介质中,双氧水可以将CuFeS2氧化生成SO,即CuFeS2+H2O2+H+―→Cu2++Fe3++SO+H2O(未配平),但产物Fe3+能催化H2O2的分解,因此H2O2的氧化效率大大降低,D错误。
二、非选择题
9.配平下列反应。
(1)____Li2CO3+____C6H12O6+____FePO4===____LiFePO4+____CO↑+____H2O+____CO2↑(已知C6H12O6中的C全部转化为CO)
(2)____(NH4)2Mo4O13+____H2____Mo+____NH3+____H2O
(3)____H2S+____NOx===____S+____H2O+____N2
(4)____FeCl3·6H2O+____SOCl2____FeCl3+____SO2↑+____HCl↑
答案:(1)6 1 12 12 6 6 6
(2)1 12 4 2 13
(3)2x 2 2x 2x 1
(4)1 6 1 6 12
10.依据图示信息书写方程式:
(1)酸性环境中脱硫过程示意图如图。
过程ⅰ反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO分两步,将步骤ⅱ补充完整:
ⅰ.NO+Fe+2H+===NO+Fe2++H2O;
ⅱ.____+____+____H+===____Fe2++____+____。
答案:(1)H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+
(2)NO 3Fe 8 3 NH 2H2O
11.(2025·山东烟台模拟)次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为
C3N3O3Cl+H++2H2O===C3H3N3O3+2HClO
HClO+2I-+H+===I2+Cl-+H2O
I2+2S2O===S4O+2I-
准确称取1.120 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品。
(写出计算过程,该样品的有效氯=×100%)
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值________(填“偏高”或“偏低”)。
解析:(2)②由检测原理可知,检测时加入稀硫酸过少,反应生成的HClO减少,HClO转化生成的I2减少,用Na2S2O3标准溶液滴定时,消耗标准溶液的体积偏小,样品的有效氯测定值会偏低。
答案:(1)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解
(2)①n(S2O)=0.100 0 mol·L-1×0.020 00 L=2.000×10-3 mol
根据物质转换和电子得失守恒关系:C3N3O3Cl~2HClO~2I2~4S2O
得n(Cl)=0.5n(S2O)=1.000×10-3 mol
氯元素的质量:
m(Cl)=1.000×10-3 mol×35.5 g·mol-1=0.035 50 g
该样品的有效氯为:×100%≈63.39%
该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②偏低
12.锰广泛存在于自然界中,工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。
资料:①MnCO3难溶于水,可溶于稀酸。
②在Mn2+催化下,SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。
Ⅰ.制备
(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)工业上制备锰时,会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气,可用以下方法处理。
方法一:
①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰,从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②研究表明,用Fe2+/Fe3+可强化脱硫效果,其过程如图。
过程 Ⅰ :……
过程Ⅱ:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
过程 Ⅰ 的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法二:
③用MnCO3进行脱硫,可提高脱硫率。结合化学用语解释原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.废水中锰含量的测定
(3)取1 mL废水置于20 mL磷酸介质中,加入HClO4,将溶液中的Mn2+氧化为Mn3+,用c mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定,达到滴定终点时,滴定管刻度由V0 mL变为V1 mL,废水中锰的含量为________________g·mL-1。
解析:(3)滴定时发生反应Fe2++Mn3+===Fe3++Mn2+,所以n(Mn)=n(Mn3+)=n(Fe2+)=c(V1-V0)×10-3 mol,所取废水为1 mL,所以废水中锰的含量为55c(V1-V0)×10-3 g·mL-1。
答案:(1)4Al+3MnO23Mn+2Al2O3
(2)①MnO2+SO2MnSO4
②2Fe2++MnO2+4H+===Mn2++2Fe3++2H2O
③溶液中存在平衡:MnCO3(s)⇌Mn2+(aq)+CO(aq),CO消耗溶液中的H+,促进SO2溶解:SO2+H2O⇌H2SO3⇌H++HSO,Mn2+有催化作用,可促进反应2SO2+O2+2H2O2H2SO4发生
(3)55c(V1-V0)×10-3
学科网(北京)股份有限公司
$