05 第5讲 氧化还原反应的配平与计算作业手册-（配套练习）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

**基本信息** 聚焦氧化还原反应配平与计算，精选2024-2025年多省市模拟题，融合工业生产（如KMnO4制备、电石渣浆处理）与科技情境（多硫化钠液流电池），梯度覆盖核心素养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11道|氧化还原配平、电子守恒计算、氧化剂还原剂判断、物质转化|真实工业情境，高考模拟题源，基础与能力题分层| |综合题|1道|流程分析、配平书写、产率计算|融合工艺对比与定量分析，考查科学探究与实践|

第5讲　氧化还原反应的配平与计算 1.B　[解析] 该反应中,Mn元素由+7价降低到+2价,Fe元素由+2价升高到+3价,则Mn是氧化剂,Fe3+是氧化产物,A错误;Fe2+是还原剂,Mn2+是还原产物,则还原性:Fe2+>Mn2+,B正确;H2SO4中三种元素化合价均未发生变化,则该反应中H2SO4只体现酸性,C错误;利用得失电子守恒和原子守恒,配平后该化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,D错误。 2.C　[解析] 由题干信息知,Zn能够置换出Au,说明还原性:Zn>Au,A正确;配平后的方程式为2H[AuCl4]+4Zn2Au+H2↑+4ZnCl2,即X表示H2,B正确;根据配平后的反应方程式知,生成1 mol Au转移电子总数为4NA,C错误;根据配平后的反应方程式知,氧化产物ZnCl2与还原产物Au、H2的物质的量之比为4∶3,D正确。 3.B　[解析] 反应Ⅰ中只有S元素被氧化,则只有S是氧化产物;反应Ⅱ中铜元素、硫元素均被氧化,所以Cu2+、S都是氧化产物,A正确;根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒配平反应Ⅱ:3Cu2S+5Cr2+46H+6Cu2++3S+10Cr3++23H2O,氧化剂为Cr2,还原剂为Cu2S,则反应Ⅱ中还原剂、氧化剂的物质的量之比为3∶5,B错误;根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒配平反应Ⅰ:3CuS+4Cr2+32H+3Cu2++3S+8Cr3++16H2O,反应Ⅱ:3Cu2S+5Cr2+46H+6Cu2++3S+10Cr3++23H2O,反应Ⅰ中每处理1 mol Cr2,转移电子的物质的量为6 mol,反应Ⅱ中每处理1 mol Cr2,转移电子的物质的量为6 mol,故转移电子的数目相等,C正确;处理1 mol Cr2时反应Ⅰ中消耗H+的物质的量为8 mol,处理1 mol Cr2时反应Ⅱ中消耗H+的物质的量为9.2 mol,消耗H+的物质的量不相等,D正确。 4.C　[解析] Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+Y+H2O中S元素化合价上升,Na2Sx为还原剂,则NaClO为氧化剂,Cl元素化合价由+1价下降到-1价,则Y为NaCl,是还原产物,A正确;由A可知Y为NaCl,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOHxNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O,Na2Sx是还原剂,NaClO为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为(3x+1)∶1,B正确;由 Na2Sx+(3x+1)NaClO+(2x-2)NaOHxNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O可知,生成1 mol Na2SO4时,消耗 mol NaClO,Cl元素化合价由+1价下降到-1价,反应转移2×mol=mol电子,C错误;多硫化钠含有类似 —O—O—的—S—S—,含有—O—O—的物质(如H2O2)具有氧化性,则多硫化钠有一定的氧化性,D正确。 5.B　[解析] 根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒知,反应①为SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++4H+,W为4H+,A错误;氧化还原反应中,还原剂的还原性大于还原产物,由反应①知,还原剂为SO2,还原产物为Fe2+,故还原性:SO2>Fe2+,B正确;Cr元素的化合价由+6价降低到+3价,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,根据得失电子守恒知,Cr2和Cr3+对应的化学计量数分别为1、2,Fe2+和Fe3+对应的化学计量数均为6,则a=6,再结合电荷守恒和原子守恒知,b=14,C错误;Cr2具有强氧化性,SO2具有还原性,氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物,由方程式①②知氧化性:Cr2>S,则Cr2能将SO2氧化为S,即反应Cr2+3SO2+2H+ 2Cr3++3S+H2O能发生,D错误。 6.C　[解析] 盐酸恰好反应生成的FeCl2 的物质的量为0.4 mol,根据Cl原子守恒可得,c(HCl)== 8.0 mol·L-1,A错误;n(S)==0.1 mol,根据得失电子守恒得n(Fe3+)==0.2 mol,则n(Fe2+)= 0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol,则有n(Fe2+)∶n(Fe3+)==1∶1,B错误;根据H、Cl原子守恒可知,n(H2S)=n(HCl)= n(FeCl2)=0.4 mol,标准状况下,V(H2S)=0.4 mol×22.4 L·mol-1=8.96 L,C正确;FexS中n(S)=0.1 mol+0.4 mol= 0.5 mol,n(Fe)=0.4 mol,则有n(Fe)∶n(S)==0.8,则x=0.8,D错误。 7.C　[解析] 氨和等物质的量SO3反应,结合质量守恒,反应生成的A为NH2SO3H,A错误;甲基为推电子基团,使得CH3NH2的—NH2中N原子周围电子云密度比N2H4的大,易给出孤电子对与氢离子形成配位键,故结合氢离子能力:N2H4<CH3NH2,B错误;过程Ⅰ的反应为氨和次氯酸钠反应生成N2H4,反应中氮元素化合价由-3变为-2、氯元素化合价由+1变为-1,结合得失电子守恒、元素守恒,化学方程式为2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O,C正确;过程Ⅱ N2H4中氮元素化合价由-2变为NaN3中的-,N2H4为还原剂,NaNO2中氮元素化合价由+3变为NaN3中的-,NaNO2为氧化剂,结合得失电子守恒,存在NaNO2~e-~N2H4,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,D错误。 8.A　[解析] 该反应的5 mol H2O中有2 mol H2O发生氧化反应,生成1 mol O2,则0.5 mol H2O被氧化时,生成0.25 mol O2,A错误;3 mol BrF3中作为氧化剂的BrF3有2 mol,作为还原剂的BrF3有1 mol,2 mol H2O为还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3,B正确;2 mol BrF3为氧化剂,得到6 mol电子生成1 mol还原产物Br2,C正确;生成9 mol HF时,有2 mol BrF3被还原,得到6 mol电子,而BrF3生成HBrO3失去2 mol电子,被BrF3还原的BrF3为 mol,则生成2.7 mol HF时,被BrF3还原的BrF3为0.2 mol,D正确。 9.C　[解析] 由题图知,过程Ⅰ中O2氧化Mn(OH)2生成Mn,则氧化性:O2>Mn;过程Ⅱ中Mn氧化S2-生成S2,则氧化性:Mn>S2,故碱性条件下,氧化性:O2>Mn>S2,A错误;过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2+O2+4OH-2Mn+4H2O,则氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2,B错误;过程Ⅱ中Mn得电子转化为Mn(OH)2,S2-失电子转化为S2,根据原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒可得反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH-,C正确;1 mol S2-转化为S理论上转移8 mol 电子,根据得失电子守恒知:n(O2)==2 mol,在标准状况下需要O2体积为2 mol×22.4 L·mol-1=44.8 L,D错误。 10.A　[解析] 根据物质转化图及题给信息可知,发蓝处理过程可用下列化学方程式表示,反应①为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑,反应②为6Na2FeO2+NaNO2+5H2O3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH,反应③为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH。根据分析,钢铁零件发蓝处理所得的深蓝色氧化膜是Fe3O4,故A正确;反应①的化学方程式为3Fe+NaNO2+5NaOH3Na2FeO2+H2O+NH3↑,在反应中, NaNO2为氧化剂,Fe为还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶3,故B错误;NaNO2的还原产物为NH3,溶液显碱性,反应②的离子方程式为6Fe+N+5H2O3Fe2 +NH3↑+7OH-,故C错误;反应③为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2OFe3O4+4NaOH,该反应中各元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,故D错误。 11.(1)4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O (2)偏高 (3)2Mn+2H2O2Mn+2OH-+H2↑ (4)3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2↓+2K2CO3 1∶2　产率更高、KOH可循环利用 (5)93.2% [解析] (1)根据题给流程和信息知,反应器中KOH、MnO2和O2反应生成K2MnO4和H2O,故反应的化学方程式为4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O。(2)贫矿中Al、Si的氧化物含量较高,发生反应:3H2O+Al2O3+2KOH 2K[Al(OH)4]、SiO2+2KOHK2SiO3+H2O,会导致KOH消耗量偏高。(3)电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾的离子反应方程式为2Mn+2H2O2Mn+2OH-+H2↑。(4)向K2MnO4溶液中通入适量CO2,二者反应生成黑色固体MnO2、KMnO4,该反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2↓+2K2CO3;该反应中3 mol K2MnO4中有1 mol 锰元素化合价由+6价降为+4价生成MnO2,作氧化剂,有2 mol 锰元素化合价由+6价升高到+7价生成高锰酸钾,作还原剂,氧化剂与还原剂的质量比为1∶2;与该传统工艺相比,电解法的优势是产率更高、KOH可循环利用。(5)酸性高锰酸钾溶液与草酸反应的离子方程式是6H++2Mn+5H2C2O42Mn2++8H2O+10CO2↑,则样品中草酸晶体的物质的量为n(H2C2O4·2H2O)=5×14.8×10-3×0.02× mol=3.7×10-3 mol,草酸晶体的质量为3.7×10-3 mol×126 g·mol-1=0.466 2 g,则该草酸晶体的纯度约为93.2%。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5讲　氧化还原反应的配平与计算 　 　　　　　 　　　　　 　　　　 考点一　氧化还原反应配平及分析 1.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与FeSO4反应,化学方程式如下: KMnO4+FeSO4+H2SO4K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O(未配平)。 下列说法正确的是 (　) A.Mn是氧化剂,Fe3+是还原产物 B.Fe2+的还原性强于Mn2+ C.该反应中,H2SO4体现酸性和氧化性 D.该化学方程式配平后,H2SO4的化学计量数为10 2.[2025·浙江温州三模] 已知H[AuCl4]H++[AuCl4]-,向H[AuCl4]溶液中加入足量Zn粉可以提炼Au,反应为H[AuCl4]+ZnAu+X+ZnCl2 (未配平),下列说法不正确的是(　) A.还原性:Zn>Au B.X表示H2 C.生成1 mol Au,转移电子总数为3NA (NA表示阿伏伽德罗常数的值) D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为4∶3 3.[2025·湖南名校联合体联考] 用CuS、Cu2S处理酸性废水中的Cr2,发生的反应如下: 反应Ⅰ:CuS+Cr2+H+Cu2++S+Cr3++H2O(未配平); 反应Ⅱ:Cu2S+Cr2+H+Cu2++S+Cr3++H2O(未配平)。 下列有关说法不正确的是 (　) A.反应Ⅰ中只有S是氧化产物,而反应Ⅱ中Cu2+、S都是氧化产物 B.反应Ⅱ中还原剂、氧化剂的物质的量之比为5∶3 C.反应Ⅰ、Ⅱ中每处理1 mol Cr2,转移电子的数目相等 D.处理1 mol Cr2时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H+的物质的量不相等 4.[2025·河北衡水调研] 多硫化钠(Na2Sx)液流电池因使用领域广、循环使用寿命长而被广泛研究。实验室常用次氯酸钠处理多硫化钠废液,反应的化学方程式为Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+Y+H2O(未配平),下列说法错误的是 (　) A.Y为NaCl,是还原产物 B.配平后,氧化剂与还原剂的物质的量之比为(3x+1)∶1 C.生成1 mol Na2SO4时,反应转移6x mol电子 D.多硫化钠含有类似—O—O—的—S—S—,故多硫化钠有一定的氧化性 考点二　电子守恒法计算及应用 5.[2025·黑龙江双鸭山期中联考] 已知反应: ①SO2+2Fe3++2H2OS+2Fe2++W; ②Cr2+aFe2++bH+Cr3++Fe3++H2O (未配平)。 下列有关说法正确的是 (　) A.方程式①中W为4OH- B.还原性强弱:SO2>Fe2+ C.a=6,b=7 D.反应Cr2+3SO2+2H+2Cr3++3S+H2O不能发生 6.一定量的某磁黄铁矿(主要成分:FexS,S为-2价)与100 mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应),生成3.2 g硫单质、0.4 mol FeCl2和一定量H2S气体,且溶液中无Fe3+。则下列说法正确的是 (　) A.该盐酸的物质的量浓度为4.0 mol·L-1 B.该磁黄铁矿FexS中,Fe2+与Fe3+的物质的量之比为2∶1 C.生成的H2S气体在标准状况下的体积为8.96 L D.该磁黄铁矿中FexS的x=0.85 7.[2025·湖南株洲一模] NH3是重要的化工原料,可以按如图所示流程充分利用。下列说法正确的是 (　) A.物质A的化学式为(NH4)2SO4 B.结合H+能力:N2H4>CH3NH2 C.过程Ⅰ的化学反应方程式为2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O D.过程Ⅱ中的氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶1 8.[2024·湖南益阳四校联考] 三氟化溴有强氧化性和强反应活性,是一种良好的非水溶剂,遇水立即发生如下反应:3BrF3+5H2OHBrO3+Br2+9HF+O2↑,下列有关该反应的说法不正确的是 (　) A.当0.5 mol H2O被氧化时,生成0.1 mol O2 B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C.当转移6 mol电子时,生成的还原产物为1 mol D.当生成2.7 mol HF时,被BrF3还原的BrF3为0.2 mol 9.[2025·河南重点高中联考] 工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如图所示。下列说法正确的是 (　) A.碱性条件下,氧化性:O2>S2>Mn B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1 C.过程Ⅱ中反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH- D.将1 mol S2-转化为S理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况) 10.[2024·湖南长沙长郡中学模拟] 发蓝工艺是一种材料保护技术,钢铁零件的发蓝处理实质是使钢铁表面通过氧化反应,生成有一定厚度、均匀、致密、附着力强、耐腐蚀性能好的深蓝色氧化膜。钢铁零件经历如图所示转化进行发蓝处理,已知NaNO2的还原产物为NH3。下列说法正确的是 (　) A.钢铁零件发蓝处理所得的深蓝色氧化膜是Fe3O4 B.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1 C.反应②的离子方程式为6Fe+N+7H+3Fe2+NH3↑+2H2O D.反应③属于氧化还原反应 11.工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产KMnO4。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离得到K2MnO4后,再用惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,其生产工艺简略流程如下所示: (1)反应器中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 　　　　　　。  (2)生产过程中最好使用含MnO2 80%以上的富矿,因为MnO2含量较低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量　　　 　(填“偏高”或“偏低”)。  (3)电解槽中总的离子反应方程式为　　　　　　 　　　　　　　　　　　。  (4)在传统工艺中得到K2MnO4后,向其溶液中通入适量CO2反应生成黑色固体、KMnO4等,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;该反应中氧化剂与还原剂的质量比为　　 　　;与该传统工艺相比,电解法的优势是　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。  (5)用高锰酸钾测定草酸结晶水合物的纯度:称草酸晶体样品0.500 g溶于水配制成100 mL 溶液,取出20.00 mL 用0.020 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定(杂质不反应),至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪去,消耗KMnO4溶液14.80 mL,则该草酸晶体的纯度约为　　 　　。(结果保留三位有效数字)(已知该草酸结晶水合物H2C2O4·2H2O的相对分子质量为126)  学科网（北京）股份有限公司 $