第一单元 第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算【核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●考点突破(新高考通用)
2026-07-05
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.28 MB |
| 发布时间 | 2026-07-05 |
| 更新时间 | 2026-07-05 |
| 作者 | 至善教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58661406.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦氧化还原反应方程式配平与计算核心考点,依据电子守恒、电荷守恒、原子守恒原则,构建从基础配平步骤到复杂缺项配平、多元素变价计算的知识体系,通过核心梳理、双基自测、考点突破、真题演练及限时训练环节,系统提升学生解决综合问题的能力。
资料创新采用“配平类型分层突破+守恒计算多维应用”教学策略,如缺项配平中通过环境分析补H⁺/OH⁻/H₂O的流程训练,培养学生科学思维与证据推理能力。设置基础到综合的分层练习,配合真题溯源与限时实战,助力学生高效掌握高考必备技能,为教师把控复习节奏提供清晰路径。
内容正文:
第一单元 物质及其变化
第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
双基自测●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
04
考点突破●明方向
拆解核心考点,归纳解题范式
05
真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
06
过关限时训练
限定答题时长,模拟考场实战
【考向预测●明考向】
氧化还原反应方程式的配平与计算核心依托电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒,覆盖常规单质化合物、歧化/归中、缺项配平(补H⁺、OH⁻、H2O)、多元素变价复杂方程式配平,结合滴定、化工流程、气体定量反应开展电子守恒计算、混合物组分计算、产物定量判断,设问分布在选择题、无机流程、综合实验大题;近三年属于整套试卷必出核心考点,考频稳定且分值占比高;预测2027年会侧重多元素同时变价的复杂缺项配平、连续分步氧化还原反应定量计算、结合热重分析与滴定数据的电子守恒运算,强化陌生工业氧化还原体系配平、多反应物比例定量分析与误差关联计算的综合考查。
考点1 氧化还原方程式的配平
【核心梳理●明考点】
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价。
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素得失电子数。
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
(5)查守恒:检查元素、电荷、电子是否守恒。
【典例训练】
一、正向配平
[示例] 配平化学方程式:____H2S+____HNO3===____S↓+____NO↑+____H2O。
【对点练】 1.配平下列化学方程式。
(1)____H2S+____KMnO4+____H2SO4===____K2SO4+____MnSO4+____S↓+____H2O
(2)____Fe2++____Cr2O+____H+===____Fe3++____Cr3++____H2O
(3)____C2H6O+____KMnO4+____H2SO4===____K2SO4+____MnSO4+____CO2↑+____H2O
(4)____KClO3+____H2C2O4+____H2SO4===____ClO2↑+____CO2↑+____KHSO4+____H2O
【关键点拨】1.正向配平的原则
(1)氧化剂、还原剂易于区分时,一般从左边反应物着手配平。正向配平时将氧化剂、还原剂作为研究对象,根据得失电子守恒首先给氧化剂、还原剂确定系数。
(2)正向配平适用于某种物质只作氧化剂或只作还原剂,而且涉及化合价变化的元素的化合价要全部发生改变而不能只改变一部分。
2.有机化合物中碳元素化合价的确定
在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中,一般有机物中H显+1价,O显-2价,根据物质中元素化合价代数和为零的原则,确定碳元素的平均价态,然后进行配平。
二、逆向配平
【对点练】 2.配平下列化学方程式。
(1)____I2+____NaOH===____NaI+____NaIO3+____H2O
(2)____(NH4)2Cr2O7===____N2↑+____Cr2O3+____H2O
(3)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
【关键点拨】自身氧化还原反应中,氧化产物、还原产物容易区分,一般从右边着手配平。逆向配平时将氧化产物、还原产物作为研究对象,根据得失电子守恒首先给氧化产物、还原产物确定系数。
三、缺项配平
[示例] 完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO+( )C2O+________===( )Mn2++( )CO2↑+________
【对点练】 3.(1)ClO+Fe2++________===Cl-+Fe3++________
(2)ClO-+Fe(OH)3+________===Cl-+FeO+H2O
(3)MnO+H2O2+________===Mn2++________+H2O
(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应,其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式:
KMnO4+K2S+________===K2MnO4+K2SO4+S↓+________
【关键点拨】1.缺项配平原则
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-)。
2.缺项配平氧化还原反应方程式的流程
第一步:找出变价元素,利用氧化还原反应方程式的配平方法确定含变价元素物质的化学计量数。
第二步:利用原子守恒确定缺项物质是H2O、H+或OH-;在酸性条件下缺H或多O补H+,少O补H2O,在碱性条件下缺H或多O补H2O,少O补OH-。
第三步:利用原子守恒和电荷守恒确定缺项物质的化学计量数。
四、含有未知数的配平
考点2 电子守恒与相关计算
【核心梳理●明考点】
1.计算依据
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
2.守恒法解题的思维流程
【考点突破●明方向】
考向一、利用电子守恒确定元素化合价或物质配比
1.已知某强氧化剂RO(OH)中的R元素被Na2SO3还原到较低价态。如果还原2.4×10-3 mol RO(OH)至较低价态,需要60 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液。那么,R元素被还原成的价态是________。
2.将Cl2通入400 mL 0.5 mol·L-1 KOH溶液中,二者恰好完全反应得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO的物质的量之比是1∶2,则所得混合液中n(KClO3)等于________mol。
考向二、利用电子守恒解多步反应题
3.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题:
(1)NO的体积为__________L,NO2的体积为__________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是____________。
(3)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为______________mol·L-1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水________ g。
4.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是________mL。
考向三、电子守恒在氧化还原滴定中的应用
5.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________________。
6.草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2↑+H2O。实验中称取0.400 g草酸钙样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该样品中钙的质量分数为________________________________________________________________________。
【真题演练●悟高考】
1.(2026·浙江·高考真题)关于反应,下列说法中正确的是
A.CO中的C失电子 B.是还原剂
C.是还原产物 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
2.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①:每消耗生成分子的数目为
B.反应②:每消耗生成数目为
C.反应③:每消耗转移电子数目为
D.溶液中,数目为
3.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)Mn和Cl元素的部分价类二维关系如图。下列说法错误的是
A.基态Mn、Cl原子的最外层电子数相等
B.d的阴离子是正四面体结构
C.a的浓溶液可分别与c、g反应生成b
D.g和e(硫酸盐)反应生成f时,n(还原产物)∶n(氧化产物)=2∶3
4.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)从铜阳极泥(主要成分为和,含少量和)中提取热电材料碲()的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是
A.“浸渍”时通入过量空气不发生副反应
B.滤渣可以全部溶于浓
C.被氧化过程中,溶液碱性增强
D.“沉碲”过程中被氧化
5.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)羟胺(NH2OH)有弱碱性和还原性。下列说法正确的是
A.1 mol NH2OH含有3 mol σ键
B.羟胺分子中所有原子共平面
C.羟胺溶液呈弱碱性的原因:
D.羟胺溶液与AgBr反应生成N2的离子方程式:
6.(2025·广西·高考真题)不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
7.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
8.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中发生了氧化反应
C.电催化与生成的反应方程式:
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
9.(2025·甘肃·高考真题)处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗的量(单位为)来表示。碱性不与反应,可用于测定含Cl⁻水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A.Ⅱ中发生的反应有
B.Ⅱ中避光、加盖可抑制被氧化及的挥发
C.Ⅲ中消耗的越多,水样的COD值越高
D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含水样的COD值偏高
11.(2025·浙江·高考真题)下列方程式不正确的是
A.与浓盐酸反应:
B.与反应:
C.将少量灼热的加入中:
D.将通入酸性溶液:
12.(2025·浙江·高考真题)关于溴的性质,下列说法不正确的是
A.可被氧化为
B.与水溶液反应的还原产物为
C.,说明氧化性:
D.与足量溶液反应生成和,转移电子
13.(2023·北京高考节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出;矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有____________。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
Fe3++Ag2S+________===________+2[AgCl2]-+S
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
该步反应的离子方程式有_______________________。
14.(2022·辽宁高考节选)取2.50 g H2O2产品,加蒸馏水定容至100 mL摇匀,取20.00 mL于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴
定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为______。
【过关限时训练】
(60分钟)
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
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
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
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-
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
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
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
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
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↑
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++____+____。
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”)。
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。
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第一单元 物质及其变化
第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
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01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
03
双基自测●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
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真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
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过关限时训练
限定答题时长,模拟考场实战
【考向预测●明考向】
氧化还原反应方程式的配平与计算核心依托电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒,覆盖常规单质化合物、歧化/归中、缺项配平(补H⁺、OH⁻、H2O)、多元素变价复杂方程式配平,结合滴定、化工流程、气体定量反应开展电子守恒计算、混合物组分计算、产物定量判断,设问分布在选择题、无机流程、综合实验大题;近三年属于整套试卷必出核心考点,考频稳定且分值占比高;预测2027年会侧重多元素同时变价的复杂缺项配平、连续分步氧化还原反应定量计算、结合热重分析与滴定数据的电子守恒运算,强化陌生工业氧化还原体系配平、多反应物比例定量分析与误差关联计算的综合考查。
考点1 氧化还原方程式的配平
【核心梳理●明考点】
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价。
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素得失电子数。
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
(5)查守恒:检查元素、电荷、电子是否守恒。
【典例训练】
一、正向配平
[示例] 配平化学方程式:____H2S+____HNO3===____S↓+____NO↑+____H2O。
【对点练】 1.配平下列化学方程式。
(1)____H2S+____KMnO4+____H2SO4===____K2SO4+____MnSO4+____S↓+____H2O
(2)____Fe2++____Cr2O+____H+===____Fe3++____Cr3++____H2O
(3)____C2H6O+____KMnO4+____H2SO4===____K2SO4+____MnSO4+____CO2↑+____H2O
(4)____KClO3+____H2C2O4+____H2SO4===____ClO2↑+____CO2↑+____KHSO4+____H2O
【答案】(1)5 2 3 1 2 5 8
(2)6 1 14 6 2 7
(3)5 12 18 6 12 10 33
(4)2 1 2 2 2 2 2
【关键点拨】1.正向配平的原则
(1)氧化剂、还原剂易于区分时,一般从左边反应物着手配平。正向配平时将氧化剂、还原剂作为研究对象,根据得失电子守恒首先给氧化剂、还原剂确定系数。
(2)正向配平适用于某种物质只作氧化剂或只作还原剂,而且涉及化合价变化的元素的化合价要全部发生改变而不能只改变一部分。
2.有机化合物中碳元素化合价的确定
在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中,一般有机物中H显+1价,O显-2价,根据物质中元素化合价代数和为零的原则,确定碳元素的平均价态,然后进行配平。
二、逆向配平
【对点练】 2.配平下列化学方程式。
(1)____I2+____NaOH===____NaI+____NaIO3+____H2O
(2)____(NH4)2Cr2O7===____N2↑+____Cr2O3+____H2O
(3)____P4+____KOH+____H2O===____K3PO4+____PH3
【答案】(1)3 6 5 1 3 (2)1 1 1 4
(3)2 9 3 3 5
【关键点拨】自身氧化还原反应中,氧化产物、还原产物容易区分,一般从右边着手配平。逆向配平时将氧化产物、还原产物作为研究对象,根据得失电子守恒首先给氧化产物、还原产物确定系数。
三、缺项配平
[示例] 完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO+( )C2O+________===( )Mn2++( )CO2↑+________
【对点练】 3.(1)ClO+Fe2++________===Cl-+Fe3++________
(2)ClO-+Fe(OH)3+________===Cl-+FeO+H2O
(3)MnO+H2O2+________===Mn2++________+H2O
(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应,其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式:
KMnO4+K2S+________===K2MnO4+K2SO4+S↓+________
【答案】(1)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
(2)3 2 4 OH- 3 2 5
(3)2 5 6 H+ 2 5 O2↑ 8
(4)28 5 24 KOH 28 3 2 12 H2O,
【关键点拨】1.缺项配平原则
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-)。
2.缺项配平氧化还原反应方程式的流程
第一步:找出变价元素,利用氧化还原反应方程式的配平方法确定含变价元素物质的化学计量数。
第二步:利用原子守恒确定缺项物质是H2O、H+或OH-;在酸性条件下缺H或多O补H+,少O补H2O,在碱性条件下缺H或多O补H2O,少O补OH-。
第三步:利用原子守恒和电荷守恒确定缺项物质的化学计量数。
四、含有未知数的配平
【对点练】 4.(1)____FexS+____HCl===____S+____FeCl2+____H2S
(2)____Na2Sx+____NaClO+____NaOH===____Na2SO4+____NaCl+____H2O
【答案】(1) 2 (-1) 1 1
(2)1 3x+1 2x-2 x 3x+1 x-1
考点2 电子守恒与相关计算
【核心梳理●明考点】
1.计算依据
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
2.守恒法解题的思维流程
【考点突破●明方向】
考向一、利用电子守恒确定元素化合价或物质配比
1.已知某强氧化剂RO(OH)中的R元素被Na2SO3还原到较低价态。如果还原2.4×10-3 mol RO(OH)至较低价态,需要60 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO3溶液。那么,R元素被还原成的价态是________。
【解析】设RO(OH)中的R的化合价从+5还原(降低)至x价,亚硫酸钠中的S元素的化合价从+4升高到+6,根据氧化还原反应中的得失电子守恒、化合价升降相同的原理,有2.4×10-3×(5-x)=6×10-3×(6-4),解得x=0。
【答案】0
2.将Cl2通入400 mL 0.5 mol·L-1 KOH溶液中,二者恰好完全反应得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO的物质的量之比是1∶2,则所得混合液中n(KClO3)等于________mol。
【解析】Cl2通入KOH溶液中,恰好完全反应生成KCl、KClO、KClO3,根据元素守恒,反应后的混合液中n(KCl)+n(KClO)+n(KClO3)=n(KOH)=0.4 L×0.5 mol/L=0.2 mol;又知ClO-与ClO的物质的量之比是1∶2,设n(KClO)=x mol,推知n(KClO3)=2x mol,n(KCl)=(0.2-3x) mol,据得失电子守恒可得:n(KCl)×e-=n(KClO)×e-+n(KClO3)×5e-,即(0.2-3x)mol=x mol+2x mol×5,解得x≈0.014 3 mol,从而推知n(KClO3)=2×0.014 3 mol=0.028 6 mol。
【答案】0.028 6
考向二、利用电子守恒解多步反应题
3.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题:
(1)NO的体积为__________L,NO2的体积为__________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是____________。
(3)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为______________mol·L-1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水________ g。
【解析】(1)n(Cu)==0.51 mol,设混合气体中NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y。根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L,有x+y=0.5 mol,根据得失电子守恒,有3x+y=0.51×2 mol。解得x=0.26 mol,y=0.24 mol。则V(NO)=0.26 mol×22.4 L·mol-1=5.824 L,V(NO2)=11.2 L-5.824 L=5.376 L。(2)参加反应的HNO3分两部分:一部分没有被还原,显酸性,生成Cu(NO3)2;另一部分被还原成NO2和NO,所以参加反应的HNO3的物质的量为0.51 mol×2+0.5 mol=1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体,一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则溶液中只有NaNO3,其物质的量为10-3aV mol,也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为10-3aV mol。所以,c(HNO3)= mol·L-1。(4)由得失电子守恒得2×n(Cu)=2×n(H2O2),×2=n(H2O2)×2,n(H2O2)=0.51 mol,则m(H2O2)=17.34 g。需30%的双氧水:=57.8 g。
【答案】(1)5.824 5.376 (2)1.52 mol
(3) (4)57.8
4.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是________mL。
【解析】由题意可知,,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等,即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根据元素守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH)==0.06 L=60 mL。
【答案】60
考向三、电子守恒在氧化还原滴定中的应用
5.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________________。
【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。
【答案】 mol·L-1
6.草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2↑+H2O。实验中称取0.400 g草酸钙样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该样品中钙的质量分数为________________________________________________________________________。
【解析】根据化合价升降法、电荷守恒和质量守恒配平可得:2MnO+6H++5H2C2O4===2Mn2++10CO2↑+8H2O,设含钙的物质的量为x mol,由反应方程式和钙元素守恒可得关系式:
5Ca2+ ~ 5H2C2O4 ~ 2MnO
5 2
x mol 0.050 0 mol·L-1×36.00×10-3 L
解得x=4.5×10-3,则0.400 g样品中钙元素的质量为4.5×10-3 mol×40 g·mol-1=0.180 g,故该样品中钙的质量分数为×100%=45.0%。
【答案】45.0%
【真题演练●悟高考】
1.(2026·浙江·高考真题)关于反应,下列说法中正确的是
A.CO中的C失电子 B.是还原剂
C.是还原产物 D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】A
【分析】由方程式可知,反应中硫元素的化合价降低被还原,二氧化硫是反应的氧化剂、硫是还原产物,碳元素的化合价升高被氧化,一氧化碳是还原剂、二氧化碳是氧化产物。
【详解】A.由分析可知,一氧化碳是反应的还原剂,反应中碳元素失去电子发生氧化反应,A正确;
B.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,B错误;
C.由分析可知,二氧化碳是反应的氧化产物,C错误;
D.由分析可知,二氧化硫是反应的氧化剂,一氧化碳是还原剂,由方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,D错误;
故选A。
2.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)镁及其化合物的部分转化关系如下,设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①:每消耗生成分子的数目为
B.反应②:每消耗生成数目为
C.反应③:每消耗转移电子数目为
D.溶液中,数目为
【答案】C
【分析】由图可知,反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,据此回答。
【详解】A.由反应①为可知,每消耗,生成的物质的量为0.25 mol,则分子数为,A错误;
B.2.24L N2未指明在标准状况下,物质的量不一定为0.1mol,则生成的的数目不一定为,B错误;
C.4.4g的物质的量为,反应③为,C的化合价由+4价降低为0价,转移4个电子,故每消耗4.4g,转移的电子数为,C正确;
D.溶液的体积未知,无法计算,D错误;
故选C。
3.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)Mn和Cl元素的部分价类二维关系如图。下列说法错误的是
A.基态Mn、Cl原子的最外层电子数相等
B.d的阴离子是正四面体结构
C.a的浓溶液可分别与c、g反应生成b
D.g和e(硫酸盐)反应生成f时,n(还原产物)∶n(氧化产物)=2∶3
【答案】A
【分析】 含Cl物质:为-1价Cl的酸,是,b为0价Cl单质,是,为次氯酸盐,d为高氯酸盐; 含Mn物质:f为+4价Mn的氧化物,是,e为+2价Mn的盐,g为高锰酸盐,以此解答。
【详解】A.Mn是25号元素,基态电子排布为,最外层电子数为2;Cl是17号元素,基态电子排布为,最外层电子数为7,二者最外层电子数不相等,A错误;
B.d的阴离子为,中心Cl的价层电子对数为=4,无孤电子对,空间结构为正四面体,B正确;
C.浓()和次氯酸盐()发生归中反应生成(b);浓和高锰酸盐(g)常温下反应也可生成(b),C正确;
D.该反应为Mn元素的归中反应,+7价Mn降价得到还原产物,每个Mn得3,+2价Mn升价得到氧化产物,每个Mn失2,根据电子守恒,(还原产物):(氧化产物)=2:3,D正确;
故选A。
4.(2026·黑吉辽蒙卷·高考真题)从铜阳极泥(主要成分为和,含少量和)中提取热电材料碲()的流程如图。已知与适量空气反应可生成。下列说法正确的是
A.“浸渍”时通入过量空气不发生副反应
B.滤渣可以全部溶于浓
C.被氧化过程中,溶液碱性增强
D.“沉碲”过程中被氧化
【答案】C
【分析】铜阳极泥的主要成分为和,含少量和,在“浸渍”操作中,加入Na2S溶液,通入适量空气,和反应生成CuS沉淀,同时生成Na2Te2,和不溶,进入滤渣,滤液1中含有Na2Te2,加入Na2SO3溶液发生氧化还原反应,Na2SO3作氧化剂被还原,同时将Na2Te2氧化为碲粉,滤液2中主要含有低价态含硫化合物用于“浸渍”工序循环利用;
【详解】A.“浸渍”时和生成的都具有还原性,通入过量空气时,过量会进一步将氧化为更高价态的物质,发生副反应,A错误;
B.铜阳极泥中的Au不参与浸渍反应,留在滤渣中,Au不溶于浓硝酸(仅溶于王水),因此滤渣不能全部溶于浓硝酸,B错误;
C.被氧化生成的反应方程式为:,反应生成强碱,溶液中增大,碱性增强,C正确;
D.滤液1中在中为价,沉碲得到价碲单质,化合价升高被氧化,因此做氧化剂参与氧化还原反应,被还原,D错误;
故选C。
5.(2026·陕晋青宁卷·高考真题)羟胺(NH2OH)有弱碱性和还原性。下列说法正确的是
A.1 mol NH2OH含有3 mol σ键
B.羟胺分子中所有原子共平面
C.羟胺溶液呈弱碱性的原因:
D.羟胺溶液与AgBr反应生成N2的离子方程式:
【答案】C
【详解】A.的结构式为,含有2个σ键、1个σ键、1个σ键,共4个σ键,故1mol 含4mol σ键,A错误;
B.羟胺分子中N原子形成3个σ键,存在一对孤电子对,为sp3杂化,空间结构为三角锥形,所有原子不可能共平面,B错误;
C.羟胺中N原子有孤电子对,可结合水电离出的,使溶液中,溶液呈碱性,离子方程式为:,C正确;
D.羟胺溶液与AgBr反应生成N2,是难溶物,书写离子方程式时不能拆为,正确的离子方程式为:,D错误;
故选C。
6.(2025·广西·高考真题)不同含硫物质间可相互转化。下列离子方程式书写正确的是
A.反应①:
B.反应②:
C.反应③:
D.反应④:
【答案】C
【详解】A.反应①中CH3COOH为弱酸,离子方程式中应保留化学式,正确离子方程式为S2−+CH3COOH=HS−+CH3COO−,A错误;
B.反应②中Al3+与HS−发生双水解反应,生成Al(OH)3沉淀和H2S气体,正确离子方程式为Al3++3HS−+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑,B错误;
C.反应③中在酸性条件下发生歧化反应生成S、SO2和H2O,离子方程式符合守恒原则,C正确;
D.反应④中SO2与酸性KMnO4发生氧化还原反应,S元素从+4价升至+6价,Mn元素从+7价降至+2价,得失电子守恒时SO2与系数比应为5:2,正确离子方程式为5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+,D错误;
故选C。
7.(2025·四川·高考真题)钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤①反应为
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.在催化循环中起氧化作用
D.步骤③生成的物质Z是
【答案】D
【分析】结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,和苯生成,和、反应生成、和水,据此解答。
【详解】A.结合反应机理图可知和反应生成、、,步骤①反应为,故A正确;
B.步骤③为放热反应,,即正反应的活化能小于逆反应的活化能,故B正确;
C.在催化循环中V的化合价由+5降低到+4,所以起氧化作用,故C正确;
D.根据分析,步骤③生成的物质Z是,故D错误;
答案选D。
8.(2025·江苏·高考真题)与通过电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A.过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成
B.过程Ⅱ中发生了氧化反应
C.电催化与生成的反应方程式:
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应可生产
【答案】A
【详解】A.过程Ⅱ为:和在酸性条件下被还原为和的反应,生成了N—H等极性共价键;过程Ⅲ为与生成的反应,生成了C—N极性共价键,A正确;
B.过程Ⅱ是得电子的还原反应,N元素的化合价由降为,C元素的化合价由降为,B错误;
C.所给离子方程式电荷不守恒,根据反应机理图可知,过程Ⅱ需要外界提供电子,则正确的反应方程式为,C错误;
D.常温常压、无催化剂条件下,与反应生成或,D错误;
故选A。
9.(2025·甘肃·高考真题)处理某酸浸液(主要含)的部分流程如下:
下列说法正确的是
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,沉淀越完全
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了的溶解度比小的性质
【答案】D
【分析】酸浸液(主要含)加入铁粉“沉铜”,置换出Cu单质,溶液加入NaOH碱浸,过滤得到Al(OH)3沉淀,滤液加入H2O2,把Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀,在经过多步操作,最后加入Na2CO3,得到Li2CO3沉淀。
【详解】A.“沉铜”过程中铁置换出铜单质,发生反应的离子方程式:,A错误;
B.Al(OH)3是两性氢氧化物,NaOH过量,则Al(OH)3会溶解,B错误;
C.“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+,铁元素化合价升高,C错误;
D.加入Na2CO3得到Li2CO3沉淀,利用了的溶解度比小的性质,D正确;
答案选D。
10.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗的量(单位为)来表示。碱性不与反应,可用于测定含Cl⁻水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A.Ⅱ中发生的反应有
B.Ⅱ中避光、加盖可抑制被氧化及的挥发
C.Ⅲ中消耗的越多,水样的COD值越高
D.若Ⅰ中为酸性条件,测得含水样的COD值偏高
【答案】C
【分析】I中KMnO4与水样中的有机物在碱性条件下反应得到MnO2,溶液中剩余有KMnO4,II中在酸性条件下KMnO4、MnO2与I-反应得到I2单质和Mn2+,III中生成的I2再用Na2S2O3滴定。
【详解】A.II中和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn2+,存在MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O,A正确;
B.II中避光防止I2升华挥发,加盖防止I-被氧气氧化,B正确;
C.整个反应中,KMnO4得电子生成Mn2+,有机物和碘离子失去电子数目与KMnO4得电子数目相等,III中消耗的Na2S2O3越多,说明生成的I2单质越多,也说明有机物消耗的KMnO4的量少,水样中的COD值越低,C错误;
D.若I中为酸性条件,Cl-会与KMnO4反应,水样中的COD值偏高,D正确;
答案选C。
11.(2025·浙江·高考真题)下列方程式不正确的是
A.与浓盐酸反应:
B.与反应:
C.将少量灼热的加入中:
D.将通入酸性溶液:
【答案】D
【详解】A.MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,所给离子方程式正确,A正确;
B.二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,所给离子方程式正确,B正确;
C.乙醇的催化氧化生成乙醛,该反应氧化铜被还原生成铜,所给方程式正确,C正确;
D.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸,反应的离子方程式为:,D错误;
故选D。
12.(2025·浙江·高考真题)关于溴的性质,下列说法不正确的是
A.可被氧化为
B.与水溶液反应的还原产物为
C.,说明氧化性:
D.与足量溶液反应生成和,转移电子
【答案】D
【详解】A.氯气具有强氧化性,可将氧化为,A项正确;
B.与水溶液反应,生成和,还原产物为,B项正确;
C.根据反应可知,氧化剂为,氧化产物为,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:,C项正确;
D.与足量溶液反应生成和,反应方程式为:,3mol参与反应,电子转移5mol,D项错误;
答案选D。
13.(2023·北京高考节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1)“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除FeS2,有利于后续银的浸出;矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
在H2SO4溶液中,银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应,则浸锰液中主要的金属阳离子有____________。
(2)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
Fe3++Ag2S+________===________+2[AgCl2]-+S
(3)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
该步反应的离子方程式有_______________________。
【答案】(1)Fe3+、Mn2+ (2)2 4 Cl- 2 Fe2+
(3)2[AgCl2]-+Fe===Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2++H2↑
14.(2022·辽宁高考节选)取2.50 g H2O2产品,加蒸馏水定容至100 mL摇匀,取20.00 mL于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴
定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为______。
【解析】根据得失电子守恒可得关系式2KMnO4~5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大,舍去,故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为20.00 mL,H2O2的质量分数w(H2O2)=
×100%=17%。
【答案】17%
【过关限时训练】
(60分钟)
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
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