摘要:
**基本信息**
聚焦氧化还原反应配平与书写,分基础配平、缺项配平、信息型书写三模块递进训练,强化守恒思想与信息提取能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|一般氧化还原配平|5题|基础配平题与正误判断,涉及电子守恒应用|从化合价升降分析入手,建立电子守恒配平模型|
|缺项氧化还原配平|5题|补项判断与配平结合,含离子反应环境分析|在电子守恒基础上,强化H+、OH-、H2O等缺项补全逻辑|
|信息型方程式书写|15题|结合工艺流程、反应原理提取反应物产物,高考真题融入|从已知反应迁移到陌生情境,培养证据推理与模型认知能力|
内容正文:
专题03 陌生氧化还原反应方程式的书写与配平
突破一 一般氧化还原方程式的配平
1.配平下列氧化还原反应方程式:
(1)_______Zn + _______ HNO3 (稀) = _______ Zn(NO3)2 + _______ NO↑ + _______ H2O;______
(2)_______MnO(OH)2 + _______ I- +_______ H+ = _______ Mn2+ + _______I2 + _______ H2O;______
【答案】(1)3Zn +8 HNO3 (稀) = 3Zn(NO3)2 +2NO↑ +4 H2O
(2)1MnO(OH)2 +2I- +4H+ =1 Mn2+ + 1I2 +3H2O
【解析】(1)反应中锌从0价升高为硝酸锌中+2价,失去2个电子,硝酸中的氮从+5价,降为NO中+3价的氮,生成1个NO得到3个电子,依据得失电子守恒结合原子个数守恒写出反应方程式3Zn +8 HNO3 (稀) = 3Zn(NO3)2 +2NO↑ +4 H2O;(2)反应中2个碘离子由-1价升高为碘单质的0价,失去2个电子,MnO(OH)2中的Mn从+4,降为Mn2+中+2价的氮,生成1个Mn2+得到2个电子,依据得失电子守恒结合原子个数守恒写出反应方程式1MnO(OH)2 +2I- +4H+ =1 Mn2+ + 1I2 +3H2O。
2.请配平下列反应方程式:
KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O,若反应中发生氧化反应的HCl个数为12,则反应中转移的电子数为________。
【答案】2 16 2 2 5 8 12
【解析】反应中Mn元素的化合价由+7价转变成+2价,1个KMnO4得5个电子,Cl元素的化合价由-1价转变成产物中的0价,每个1个HCl失去1个电子,根据得失电子守恒,1KMnO4+5HCl=KCl+1MnCl2+5/2Cl2↑+H2O,由K+、Cl-守恒:1KMnO4+(5+3)HCl=1KCl+1MnCl2+5/2Cl2↑+H2O,再据氢氧守恒得1KMnO4+(5+3)HCl=1KCl+1MnCl2+5/2Cl2↑+4H2O,最后各物质同时乘以2得:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应中发生氧化反应的HCl个数为12,每个HCl失去1个电子,则失电子数为12。
3.自来水中的NO3-对人类健康产生危害。为了降低自来水中NO3-的浓度,某研究人员提出在碱性条件下用Al粉还原NO3-,产物是N2。发生的反应可表示如下,请完成方程式的配平。
______Al+______NO3-+______OH-→______AlO2-+______N2↑+_____H2O
【答案】10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O
【解析】反应中铝元素化合价由0升高为+3,、氮元素化合价由+5降低为0,根据得失电子守恒有5Al+3NO3-+OH-→5AlO2-+N2↑+H2O,由电荷守恒5Al+3NO3-+2OH-→5AlO2-+N2↑+H2O,再由质量守恒有5Al+3NO3-+2OH-→5AlO2-+N2↑+H2O,最后将化学计量数扩大2倍得:10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O。
4.利用NaClO溶液可以回收光盘金属层中的少量Ag。反应原理为:ClO-+ Ag+H2O→AgCl+X2↑+OH- (未配平)。下列说法不正确的是( )
A.NaClO作为氧化剂
B.X2表示H2
C.AgCl既是氧化产物又是还原产物
D.若溶解1molAg,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】B
【解析】由方程式,若每生成1molAgCl,氯元素得电子2mol,银元素失去电子1mol,故X2为失电子生成的氧气,且物质的量为0.25mol。A项,NaClO中氯由+1价降低到-1价,为氧化剂,A正确;B项,X2表示O2,B错误;C项,从氯元素分析,氯化银为还原产物,从银元素分析其为氧化产物,则AgCl既是氧化产物又是还原产物,C正确;D项,若溶解1molAg,则反应转移的电子数为2 NA,D正确;故选B。
5.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下:KIO3+KI+HCl→I2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是( )
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1、5、6、3、6、3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
【答案】C
【解析】A项,KI是还原剂,错误;B项,KIO3被还原,错误;C项,反应中,KIO3中I元素的化合价从+5价降低到0价,KI中I元素的化合价从-1价升高到0价,配平化学方程式为KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O,正确;D项,KI为还原剂,KIO3为氧化剂,反应中每生成3个I2分子,转移5个电子,错误。
突破二 缺项氧化还原反应配平
6.高铁酸钠Na2FeO4是一种绿色消毒剂,碱性条件下湿法制备的化学原理为:NaClO+Fe(OH)3+NaOH→Na2FeO4+X+H2O (未配平)。下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值) ( )
A.X表示Cl2
B.氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3
C.1L0.1mol·L-1NaClO溶液中含ClO-数目为0.1NA
D.若生成0.5molH2O,则反应转移的电子数为0.6NA
【答案】D
【解析】碱性条件下,NaClO把Fe(OH)3氧化为Na2FeO4,自身还原为NaCl,方程式为:3NaClO+2Fe(OH)3+4 NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。A项,X为NaCl,A错误;B项,氧化剂为NaClO,还原剂为Fe(OH)3,二者的物质的量之比为3:2,B错误;C项,ClO-会发生水解,1L0.1mol·L-1NaClO溶液中含ClO-数目小于0.1NA,C错误;D项,根据方程式3NaClO+2Fe(OH)3+4 NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+5H2O,生成5molH2O,电子转移6mol,若生成0.5molH2O,则反应转移的电子的物质的量为0.6mol,数目为0.6NA,D正确;故选D。
7.有一未完成的离子方程式: +XO3-+6H+=3X2+3H2O。据此判断下列说法错误的是
A.“”中应填入5X- B.当有3个X2生成时,转移5个电子
C.X2既是氧化产物又是还原产物 D.氧化产物和还原产物的个数之比为1∶5
【答案】D
【解析】A.根据原子守恒和电荷守恒可知,“”中应填入“5X-”,A正确;B.在该反应中,XO3-中X的化合价由+5价降低到0价,X-中X的化合价由-1价升高到0价,则当有3个X2生成时,转移5个电子,B正确;C.在该反应中,氧化产物和还原产物都是X2,C正确;D.在该反应中,氧化产物和还原产物都是X2,其中有5份是还原剂产生,有1份是氧化剂产生,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶1,D错误;故选D。
8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。其制备离子方程式表示为:___ClO-+____Fe3++10 = ____FeO42-+____Cl-+____H2O,下列说法错误的是
A.具有强氧化性 B.口中缺少的离子为H+
C. 上的系数为3、2、2、3、5 D.每生成1molFeO42-,转移电子的数目为3NA
【答案】B
【解析】配平离子方程式:3ClO-+2Fe3++10OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O。A.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,其中铁元素为+6价,故FeO42-具有强氧化性,A正确;B.口中缺少的离子为OH-,B错误;C. 上的系数为3、2、2、3、5,C正确;D.根据离子方程式,铁元素由+3价升高为+6价,每生成1molFeO42-,转移电子的数目为3NA,D正确;故选B。
9.某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
【答案】D
【解析】离子方程式左边有H+,则右边不能出现OH-,横线上应是H2O,C项错误;
配系数2MnO+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O,A、B项错误,D项正确。
10.铵铁蓝[Fe(NH4) Fe(CN)6]是一种性能优良的蓝色颜料,可由白色的Fe(NH4)2Fe(CN)6与H2SO4、NaClO3的混合溶液加热,经过滤洗涤干燥制得,离子方程式为:Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+H+Fe(NH4) Fe(CN)6+ Cl-+H2O+X (未配平),下列说法不正确的是( )
A.该方程式中的X为NH4+
B.生成铵铁蓝,转移电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6
D.Fe(NH4)2Fe(CN)6中的配体是,中心离子是Fe2+
【答案】B
【解析】由Fe(NH4)2Fe(CN)6变为Fe(NH4)Fe(CN)6,Fe元素升高1价,ClO3-变为Cl-,降低6价,根据电子守恒和电荷守恒,配平后的离子方程式为Fe(NH4)2 Fe(CN)6+ClO3-+H+Fe(NH4) Fe(CN)6+ Cl-+H2O+X。A项,由上述分析可知,X为NH4+,故A正确;B项,配平后的离子方程式为6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+6H+6Fe(NH4) Fe(CN)6+ Cl-+3H2O+6NH4+,转移6个电子,故生成1mol铵铁蓝,转移1mol电子,故B错误;C项,氧化剂为ClO3-,还原剂为Fe(NH4)2Fe(CN)6,由配平后的方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6,故C正确;D项,Fe(NH4)2Fe(CN)6中配离子为[Fe(CN)6]4-,配体是CN-,中心离子是Fe2+,故D正确;故选B。
突破三 “信息型”氧化还原反应方程式的书写
11.某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式:________________________________________。
【答案】K2Cr2O7+14HCl=3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O
【解析】根据题中信息可知反应为:K2Cr2O7+HCl=Cl2↑+KCl+CrCl3+H2O。Cr价态共降低6价,Cl的价态升高1价,由电子守恒有:1K2Cr2O7+6HCl=Cl2↑+KCl+CrCl3+H2O,据Cr及被还原的Cl守恒有:1K2Cr2O7+6HCl=3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+H2O,再由氯守恒:1K2Cr2O7+(6+8)HCl=3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+H2O,最后由氢氧守恒有:1K2Cr2O7+14HCl=3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O。
12.亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味,但有很强的毒性,误食NaNO2会使人中毒。
自来水中的NO3-对人类健康会产生危害,碱性条件下用Mg还原NO3-,主要产物是Mg(OH)2 、N2等,写出该反应过程的离子方程式_______________________________________。
【答案】5Mg+2NO3-+6H2O=5Mg(OH)2+N2↑+2OH-
【解析】根据信息可知发生的反应为:Mg+NO3-―→Mg(OH)2+N2↑,Mg的化合价由0价升为+2价,共升高2价;N的化合价由+5价降为0价,共降低5价。根据电子守恒Mg配5,NO3-配2得:5Mg+2NO3-―→5Mg(OH)2+1N2↑,右边电荷为0,左边电荷为-2,再根据电荷守恒有5Mg+2NO3-―→5Mg(OH)2+1N2↑+2OH-,最后由质量守恒配平得方程式5Mg+2NO3-+6H2O=5Mg(OH)2+N2↑+2OH-。
13.SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,其工作原理如图:
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:________________________
________________________________________________。
(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________________________________。
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:_______________________________________。
【答案】 (1)CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
(3)2SO2+O2+4NH3+2H2O===2(NH4)2SO4
【解析】(1)反应物为H2O和CO(NH2)2,生成物为NH3和CO2,反应条件为加热,结合元素守恒可写出该反应的化学方程式。(2)反应物为NH3和NO2,生成物为N2和H2O,反应需在催化剂作用下进行。(3)NH3、SO2、O2和H2O反应生成(NH4)2SO4。
14.BiOCl是一种新型的不溶于硫酸的高档环保珠光材料。某工厂以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2,SiO2杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)为原料,制取氯氧化铋和超细氧化铋的工艺流程如下:
(1)“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO4 2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4 。该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
【解析】(1)联合焙烧时,Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4,化学方程式为:;
15.根据图示信息书写方程式。
(1)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
①反应I的化学方程式为_______。
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为_______(N3-被氧化为N2)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH
ClO-+2N3-+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑
(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O
【解析】(1)①反应I是NaNH2、N2O在210-220℃发生氧化还原反应产生NaN3、NH3、NaOH,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH;
②NaClO具有强氧化性,NaN3具有还原性,二者会发生氧化还原反应产生NaCl、NaOH、N2,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,结合物质的拆分原则,可得该反应的离子方程式为:ClO-+2N3-+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑;
(2)Co(OH)3具有氧化性,SO32-具有还原性,二者在溶液中会发生氧化还原反应产生Co2+、SO42-,同时反应产生H2O,该反应的离子方程式为:2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O。
1.二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,可用氯酸钠和双氧水在酸性条件下制备,反应方程式为NaClO3+H2O2+H2SO4→ClO2↑+Na2SO4+H2O+O2↑(未配平)。下列说法不正确的是
A.氧化性:NaClO3>O2
B.将该方程式配平后H2O的化学计量数应为2
C.NaClO3与H2O2的化学计量系数之比为2:1
D.反应过程中每生成2.24L O2转移0.2mol电子
【答案】D
【解析】A.该反应中NaClO3中氯元素化合价由+5价降低到+4价是氧化剂,O2是氧元素由-1价升高到0价得到是氧化产物,因此氧化性:NaClO3>O2,故A正确;B.根据得失电子守恒配平方程为:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+2H2O+O2↑,故B正确;C.NaClO3中氯元素化合价由+5价降低到+4价,H2O2中氧元素化合价由-1价升高到0价,根据得失电子守恒二者的化学计量系数之比为2:1,故C正确;D.反应过程中每生成标准状况下2.24L O2转移0.2mol电子,故D错误;故选D。
2.用Cu2S、FeS处理酸性废水中的Cr2O72-,发生的反应如下:
反应①:Cu2S+Cr2O72-+H+=Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
反应②: FeS+Cr2O72-+H+=Fe3++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
下列判断错误的是( )
A.处理等物质的量的Cr2O72-时,反应①和②中消耗H+的物质的量相等
B.用相同物质的量的Cu2S和FeS处理Cr2O72-时,Cu2S消耗更多Cr2O72-
C.反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶5
D.用FeS处理废水不仅可以除去Cr2O72-,还可吸附悬浮杂质
【答案】A
【解析】根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平两个离子方程式如下:①3Cu2S+5Cr2O72-+46H+=6Cu2++3SO42-+10Cr3++23H2O;②6FeS+9Cr2O72-+78H+=6Fe3++6SO42-+18Cr3++39H2O。A项,处理等物质的量的Cr2O72-时,反应①和②中消耗h+的物质的量不相等,A错误;B项,用相同物质的量的Cu2S和FeS处理Cr2O72-时,Cu2S消耗更多Cr2O72-,B正确;C项,还原剂所含元素化合价升高,失电子,氧化剂所含元素化合价降低,得电子,则Cu2S为还原剂,Cr2O72-为氧化剂,则反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶5,C正确;D项,用FeS处理废水不仅可以除去Cr2O72-,生成的Fe3+在水中形成胶体还可吸附悬浮杂质,D正确;故选A。
3.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.过程Ⅰ中O2是氧化产物
B.过程Ⅱ的反应:6FeO+2H2O2Fe3O4+2H2↑
C.过程Ⅰ中每消耗232g转移3mol电子
D.整个过程的总反应为:
【答案】C
【解析】由图可知,过程I发生的反应为Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,反应的化学方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,过程II发生的反应为FeO与H2O在加热条件下反应产生Fe3O4、H2,反应的化学方程式为:3FeO+H2OFe3O4+H2↑,则整个过程的总反应为:2H2OO2↑+2H2↑A.由分析可知,过程I发生的反应为Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,反应的化学方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,反应中O元素化合价升高被氧化,O2是氧化产物,A正确;B.由图可知,过程II发生的反应为FeO与H2O在加热条件下反应产生Fe3O4、H2,反应的化学方程式为:3FeO+H2OFe3O4+H2↑,B正确;C.由分析可知,过程I发生的反应为Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,反应的化学方程式为:2Fe3O46FeO+O2↑,由方程式可知,反应消耗232gFe3O4时,即消耗1molFe3O4,转移电子的物质的量2mol,C错误;D.由分析可知,整个过程的总反应为2H2OO2↑+2H2↑,D正确;故选C。
4.硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.过程Ⅲ中发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
【答案】B
【解析】某废气中的H2S与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,Ⅰ中O2将Fe2+氧化为Fe3+,ⅠⅠ中Cu2+与H2S反应生成CuS,ⅠⅠⅠ中CuS和Fe3+作用生成S、Fe2+和Cu2+。A.由分析可知,反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂,故A正确;B.转化过程化合价发生变化的元素有Fe、S、O三种,故B错误;C.氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性由强到弱的顺序O2>Fe3+>S,故C正确;D.由图可知,过程Ⅲ中CuS和Fe3+作用生成S、Fe2+和Cu2+,由电子守恒和原子守恒可得反应方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,故D正确;答案选B。
5.一种从镍钼矿中分离钼(Mo),并得到Na2SO4的工艺流程如下:
已知:镍钼矿中的镍和钼分别以NiS和形式存在;微溶于水。
(1) (NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为 。
(2)“焙烧”时,镍钼矿中的Ni和Mo元素分别转化为NiO和Na2MoO4,S元素转化为Na2SO4。写出NiS转化为NiO的化学方程式: 。
【答案】(1)+6
(2)
【解析】(1)(NH4)2MoO4中铵根离子为+1价、O元素为-2价,根据化合价代数和等于0,Mo元素的化合价为+6价。
(2)“焙烧”时,镍钼矿中的Ni元素转化为NiO,S元素转化为Na2SO4,NiS转化为NiO的化学方程式为。
6.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示;
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
________FeCl3+________NaOH+________NaClO→________Na2FeO4+________+________。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为___________________。
【答案】(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H2O NaClO
(2)Na2FeO4+2KOH===K2FeO4+2NaOH
【解析】(1)反应中NaClO是氧化剂,还原产物是NaCl,根据元素守恒,可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl3+10NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+9NaCl+5H2O。(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物,可知“转化”过程是在加入KOH溶液后,将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。
7.(1)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质:
铬铁矿熔块
该步骤的主要反应为FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数比为 。
(2)酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)。配平该反应的方程式,其化学计量数依次为 。
【答案】(1)2∶7 (2)1、2、4、1、1、3
【解析】(1)根据得失电子守恒和质量守恒,配平化学方程式可得:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,故FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数比为2∶7。
(2)I元素化合价由-1价升高到0价,Mn元素化合价由+4价降低到+2价,根据元素化合价升降总数相等可得MnO(OH)2和I-的化学计量数分别为1、2,再结合原子守恒和电荷守恒配平:MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O。
8.水是生命之源,保护水资源人人有责。
Ⅰ.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法是:在强碱性条件下,NaClO溶液和FeCl3溶液反应生成高铁酸钠和氯化钠。
(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为 。
(2)反应中高铁酸钠是 产物(填“氧化”或“还原”)。
(3)写出制备高铁酸钠的离子方程式 。
(4)使用氯气对自来水消毒时,氯气与水中的有机物反应生成对人体有害的物质,人们开始使用新的自来水消毒剂,如氯元素的某种氧化物,写出这种新消毒剂的名称 。
Ⅱ.工业酸性废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O72-)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂,将Cr2O72-转化为Cr3+。
(5)绿矾是结晶水合物,风化是指在室温和干燥的空气里,结晶水合物失去结晶水的现象,则风化属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(6)在溶液中Cr2O72-存在反应:Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,该反应 氧化还原反应(填“属于”或“不属于”)。
(7)写出处理工业酸性废水时发生反应的离子方程式 。
【答案】(1)+6
(2)氧化
(3)3ClO-+2Fe3++10OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O
(4)二氧化氯
(5)化学
(6)不属于
(7)Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
【解析】(1)高铁酸钠中Na为+1价,O为-2价,结合化合物的化合价为0,铁元素的化合价为+6。
(2)反应中铁由+3价升高为+6价,被氧化,则高铁酸钠是氧化产物。
(3)在强碱性条件下,NaClO溶液和FeCl3溶液反应生成高铁酸钠和氯化钠,制备高铁酸钠的离子方程式3ClO-+2Fe3++10OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O。
(4)氯元素的氧化物二氧化氯是一种高效无害的新消毒剂。
(5)绿矾风化得到硫酸亚铁和水,生成新物质,则风化属于化学变化。
(6)在溶液中Cr2O72-存在反应:Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,该反应不存在化合价变化,不属于氧化还原反应。
(7)用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂,将Cr2O72-转化为Cr3+,亚铁离子发生氧化反应,则处理工业酸性废水时发生反应的离子方程式Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O。
9.运用氧化还原反应和离子反应知识回答下列问题:
Ⅰ.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
(1)写出过程②和过程中③发生反应的离子方程式:
i.过程② 。
ii.过程③ 。
iii.整个转化过程中可以循环使用的离子是 。
Ⅱ.新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Zn、Ni,且均为+2价,下同)是由铁酸盐MFe2O4经过高温反应得到的。
(2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于 。
(3)MFe2O4中Fe元素的化合价为 。
(4)在酸性条件下,Fe2O42-容易转化为Fe2+,某反应体系中共存在下列6种粒子:Fe2O42-、Fe2+、H+、H2O、Cu2O、Cu2+,则Fe2O42-转化为Fe2+的离子方程式 。
(5)已知As2O3与Zn可以发生如下反应:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O(反应前后H元素化合价未发生变化),请用单线桥法标出电子转移的方向和数目 。
【答案】(1)CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+ 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O Cu2+和Fe3+
(2)胶体
(3)+3
(4)Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++Cu2++5H2O
(5)
【解析】由图可知,①中发生H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,②中发生CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,③中发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,回收S的总反应为2H2S+O2═2H2O+2S↓,以此来解答。。
(1)i.过程②的离子方程式CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+。
ii.过程③的离子方程式4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
iii.结合反应过程,整个转化过程中可以循环使用的离子是Cu2+和Fe3+。
(2)纳米材料的粒子直径在1~100nm间,分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于胶体。
(3)MFe2O4中M为+2价,O为-2价,则Fe元素的化合价为+3。
(4)在酸性条件下,Fe2O42-容易转化为Fe2+,铁元素的化合价从+3价变化为+2价,化合价降低作氧化剂,反应体系中共存在下列6种粒子:Fe2O、Fe2+、H+、H2O、Cu2O、Cu2+,能作还原剂的物质中元素化合价升高,才能符合氧化还原反应的特征元素化合价有升有降,所以Cu2O变化为Cu2+,符合化合价升高的变化,故氧化剂为Fe2O42-,还原剂为Cu2O,根据电子守恒和元素守恒,该反应的离子方程式为Fe2O42-+Cu2O+10H+═2Fe2++2Cu2++5H2O。
(5)As2O3与Zn可以发生反应:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O中,Zn失去电子化合价升高,As2O3得到电子化合价降低,转移12个电子,所以单线桥法表示为。
1.(2026·河北卷,16)钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
(2)氧化工序通常采用较大的O2流量,其目的是_______________________;配平化学方程式:
_____FeO·V2O3+ _____NaOH+ _____O2 _____Fe2O3+ _____Na3VO4+ ______H2O
【答案】(2) 提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可) 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O22Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O
【解析】(2)首先,氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ),同时需要保证反应物充分接触,提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可)。配平化学方程式:FeO·V2O3中Fe为+2价,V为+3价;Fe2O3中Fe为+3价,Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中,Fe失去1 mol e⁻,2 mol V共失去4 mol e⁻,总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻,因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为:4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O22Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。
2.(2025·江苏卷)无氧环境中,文物中的与海水中的SO42-在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与SO42-反应生成和Fe(OH)2的离子方程式: 。
【答案】
【解析】无氧、弱碱性的海水中,Fe在细菌作用下,被SO42-氧化为+2价的FeS、Fe(OH)2,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出该反应的离子方程式:。
3.(2025·重庆卷)硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域,一种利用H2Se热解制备高纯硒的流程如下:
(1)真空焙烧时生成的主要产物为Al2Se3,其中Se的化合价为_____________。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化,Al元素转化为Al2O3·xH2O,则反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)①-2 ②1s22s22p63s23p1
(2)Al2Se3+(x+3)H2O =Al2O3·xH2O+3H2Se
【解析】(1)Al是IIIA族元素,化合价为+3价,则Se化合价为-2价;
(2)“氢化”过程是Al2Se3与水蒸气反应生成H2Se(g),化学方程式为Al2Se3+(x+3)H2O =Al2O3·xH2O+3H2Se;
4.(2025•河北卷)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
(2)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式: 。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
【答案】(2)4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O
(6)Fe(CO)5+ K2CrO4+4H2O=Cr(OH)3↓+ Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑
【解析】(2)煅烧工序中Fe(CrO2)2与过量KOH、空气中氧气反应生成K2CrO4、Fe2O3、H2O,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O;
(6)Fe(CO)5做还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3,自身转化为Fe(OH)3,铁元素由0价升高到+3价,Cr由+6价降低到+3价,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:Fe(CO)5+ K2CrO4+4H2O=Cr(OH)3↓+ Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑。
5.(2024·浙江6月卷)利用CH3OH可将废水中的NO3-转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:H++CH3OH+NO3-→X+CO2+H2O (未配平)。下列说法正确的是( )
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6:5
D.若生成标准状况下的CO2气体,则反应转移的电子数为2 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】A项,由题中信息可知,利用CH3OH可将废水中的NO3-转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示N2,NO2仍然是大气污染物,A不正确;B项,CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,CH3OH是该反应的还原剂,O3有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用O3替换CH3OH,B不正确;C项,该反应中,还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂NO3-中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6:5,C正确;D项,CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的CO2气体11.2L,即生成0.5mol CO2,反应转移的电子数为0.5×6=3NA,D不正确;故选C。
6.(2022·全国甲卷,26(1)(4))硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为___________________________________。
(4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。
【答案】(1)ZnCO3ZnO+CO2↑ (4)3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
【解析】(1)焙烧时,生成ZnO的反应为ZnCO3ZnO+CO2↑;(4)向80~90 ℃的滤液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到含Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,反应的离子方程式为3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
7.(2021·全国甲卷,26(2))以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为
______________________________________________________________。
【答案】2IO+5HSO=I2+5SO+3H++H2O
【解析】】先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物,即含I-的物质;再向混合溶液(含I-)中加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为IO与HSO发生氧化还原反应生成SO和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒即可得离子方程式:2IO+5HSO=I2+5SO+3H++H2O。
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专题03 陌生氧化还原反应方程式的书写与配平
突破一 一般氧化还原方程式的配平
1.(1)3Zn +8 HNO3 (稀) = 3Zn(NO3)2 +2NO↑ +4 H2O
(2)1MnO(OH)2 +2I- +4H+ =1 Mn2+ + 1I2 +3H2O
2
3.10Al+6NO3-+4OH-=10AlO2-+3N2↑+2H2O
4.B
5.C
突破二 缺项氧化还原反应配平
6.D
7.D
8.B
10.B
突破三 “信息型”氧化还原反应方程式的书写
11.K2Cr2O7+14HCl=3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O
12.5Mg+2NO3-+6H2O=5Mg(OH)2+N2↑+2OH-
13 (1)CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
(3)2SO2+O2+4NH3+2H2O===2(NH4)2SO4
14.(1)
15.(1)2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH
ClO-+2N3-+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑
(2)2Co(OH)3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+5H2O
1.D
2.A
3.C
4.B
5.(1)+6
(2)
6.(1)2 10 3 2 9 NaCl 5 H2O NaClO
(2)Na2FeO4+2KOH===K2FeO4+2NaOH
7.(1)2∶7 (2)1、2、4、1、1、3
8.(1)+6
(2)氧化
(3)3ClO-+2Fe3++10OH- = 2FeO42-+3Cl-+5H2O
(4)二氧化氯
(5)化学
(6)不属于
(7)Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
9.(1)CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+ 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O Cu2+和Fe3+
(2)胶体
(3)+3
(4)Fe2O42-+Cu2O+10H+=2Fe2++Cu2++5H2O
(5)
1.(2) 提高氧气浓度,加快反应速率,使反应更充分(或提高钒、铬的浸出率等,合理即可) 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O22Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O
2.
3.(1)①-2 ②1s22s22p63s23p1
(2)Al2Se3+(x+3)H2O =Al2O3·xH2O+3H2Se
4.(2)4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O
(6)Fe(CO)5+ K2CrO4+4H2O=Cr(OH)3↓+ Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑
5.C
6.(1)ZnCO3ZnO+CO2↑ (4)3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
7.2IO+5HSO=I2+5SO+3H++H2O
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专题03 陌生氧化还原反应方程式的书写与配平
突破一 一般氧化还原方程式的配平
1.配平下列氧化还原反应方程式:
(1)_______Zn + _______ HNO3 (稀) = _______ Zn(NO3)2 + _______ NO↑ + _______ H2O;______
(2)_______MnO(OH)2 + _______ I- +_______ H+ = _______ Mn2+ + _______I2 + _______ H2O;______
2.请配平下列反应方程式:
KMnO4+____HCl=____KCl+____MnCl2+____Cl2↑+____H2O,若反应中发生氧化反应的HCl个数为12,则反应中转移的电子数为________。
3.自来水中的NO3-对人类健康产生危害。为了降低自来水中NO3-的浓度,某研究人员提出在碱性条件下用Al粉还原NO3-,产物是N2。发生的反应可表示如下,请完成方程式的配平。
______Al+______NO3-+______OH-→______AlO2-+______N2↑+_____H2O
4.利用NaClO溶液可以回收光盘金属层中的少量Ag。反应原理为:ClO-+ Ag+H2O→AgCl+X2↑+OH- (未配平)。下列说法不正确的是( )
A.NaClO作为氧化剂
B.X2表示H2
C.AgCl既是氧化产物又是还原产物
D.若溶解1molAg,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
5.检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下,加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下:KIO3+KI+HCl→I2+KCl+H2O(未配平)。下列有关说法正确的是( )
A.KI是氧化剂
B.KIO3被氧化
C.该反应配平后化学计量数依次为1、5、6、3、6、3
D.每生成3个I2分子,转移6个电子
突破二 缺项氧化还原反应配平
6.高铁酸钠Na2FeO4是一种绿色消毒剂,碱性条件下湿法制备的化学原理为:NaClO+Fe(OH)3+NaOH→Na2FeO4+X+H2O (未配平)。下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值) ( )
A.X表示Cl2
B.氧化剂与还原剂物质的量之比为2:3
C.1L0.1mol·L-1NaClO溶液中含ClO-数目为0.1NA
D.若生成0.5molH2O,则反应转移的电子数为0.6NA
7.有一未完成的离子方程式: +XO3-+6H+=3X2+3H2O。据此判断下列说法错误的是
A.“”中应填入5X- B.当有3个X2生成时,转移5个电子
C.X2既是氧化产物又是还原产物 D.氧化产物和还原产物的个数之比为1∶5
8.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。其制备离子方程式表示为:___ClO-+____Fe3++10 = ____FeO42-+____Cl-+____H2O,下列说法错误的是
A.具有强氧化性 B.口中缺少的离子为H+
C. 上的系数为3、2、2、3、5 D.每生成1molFeO42-,转移电子的数目为3NA
9.某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及的反应的离子方程式为MnO+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++________(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是( )
A.该反应的氧化产物是Mn2+ B.1个MnO在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH- D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6
10.铵铁蓝[Fe(NH4) Fe(CN)6]是一种性能优良的蓝色颜料,可由白色的Fe(NH4)2Fe(CN)6与H2SO4、NaClO3的混合溶液加热,经过滤洗涤干燥制得,离子方程式为:Fe(NH4)2Fe(CN)6+ClO3-+H+Fe(NH4) Fe(CN)6+ Cl-+H2O+X (未配平),下列说法不正确的是( )
A.该方程式中的X为NH4+
B.生成铵铁蓝,转移电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6
D.Fe(NH4)2Fe(CN)6中的配体是,中心离子是Fe2+
突破三 “信息型”氧化还原反应方程式的书写
11.某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O,已知氧化性:K2Cr2O7>Cl2,写出并配平该化学方程式:________________________________________。
12.亚硝酸钠(NaNO2)像食盐一样有咸味,但有很强的毒性,误食NaNO2会使人中毒。
自来水中的NO3-对人类健康会产生危害,碱性条件下用Mg还原NO3-,主要产物是Mg(OH)2 、N2等,写出该反应过程的离子方程式_______________________________________。
13.SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,其工作原理如图:
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:________________________
________________________________________________。
(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________________________________。
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:_______________________________________。
14.BiOCl是一种新型的不溶于硫酸的高档环保珠光材料。某工厂以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2,SiO2杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)为原料,制取氯氧化铋和超细氧化铋的工艺流程如下:
(1)“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO4 2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4 。该反应的化学方程式为 。
15.根据图示信息书写方程式。
(1)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
①反应I的化学方程式为_______。
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为_______(N3-被氧化为N2)。
(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下:
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为_______。
1.二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,可用氯酸钠和双氧水在酸性条件下制备,反应方程式为NaClO3+H2O2+H2SO4→ClO2↑+Na2SO4+H2O+O2↑(未配平)。下列说法不正确的是
A.氧化性:NaClO3>O2
B.将该方程式配平后H2O的化学计量数应为2
C.NaClO3与H2O2的化学计量系数之比为2:1
D.反应过程中每生成2.24L O2转移0.2mol电子
2.用Cu2S、FeS处理酸性废水中的Cr2O72-,发生的反应如下:
反应①:Cu2S+Cr2O72-+H+=Cu2++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
反应②: FeS+Cr2O72-+H+=Fe3++SO42-+Cr3++H2O(未配平)
下列判断错误的是( )
A.处理等物质的量的Cr2O72-时,反应①和②中消耗H+的物质的量相等
B.用相同物质的量的Cu2S和FeS处理Cr2O72-时,Cu2S消耗更多Cr2O72-
C.反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为3∶5
D.用FeS处理废水不仅可以除去Cr2O72-,还可吸附悬浮杂质
3.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2,其过程如图所示,下列说法错误的是( )
A.过程Ⅰ中O2是氧化产物
B.过程Ⅱ的反应:6FeO+2H2O2Fe3O4+2H2↑
C.过程Ⅰ中每消耗232g转移3mol电子
D.整个过程的总反应为:
4.硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的不良气体。处理某废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法错误的是
A.反应Ⅰ中氧元素化合价降低,O2是氧化剂
B.转化过程有四种元素的化合价发生了变化
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.过程Ⅲ中发生的反应为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
5.一种从镍钼矿中分离钼(Mo),并得到Na2SO4的工艺流程如下:
已知:镍钼矿中的镍和钼分别以NiS和形式存在;微溶于水。
(1) (NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为 。
(2)“焙烧”时,镍钼矿中的Ni和Mo元素分别转化为NiO和Na2MoO4,S元素转化为Na2SO4。写出NiS转化为NiO的化学方程式: 。
6.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示;
(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
________FeCl3+________NaOH+________NaClO→________Na2FeO4+________+________。其中氧化剂是________(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为___________________。
7.(1)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质:
铬铁矿熔块
该步骤的主要反应为FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数比为 。
(2)酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)。配平该反应的方程式,其化学计量数依次为 。
8.水是生命之源,保护水资源人人有责。
Ⅰ.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法是:在强碱性条件下,NaClO溶液和FeCl3溶液反应生成高铁酸钠和氯化钠。
(1)高铁酸钠中铁元素的化合价为 。
(2)反应中高铁酸钠是 产物(填“氧化”或“还原”)。
(3)写出制备高铁酸钠的离子方程式 。
(4)使用氯气对自来水消毒时,氯气与水中的有机物反应生成对人体有害的物质,人们开始使用新的自来水消毒剂,如氯元素的某种氧化物,写出这种新消毒剂的名称 。
Ⅱ.工业酸性废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O72-)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)作处理剂,将Cr2O72-转化为Cr3+。
(5)绿矾是结晶水合物,风化是指在室温和干燥的空气里,结晶水合物失去结晶水的现象,则风化属于 变化(填“物理”或“化学”)。
(6)在溶液中Cr2O72-存在反应:Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,该反应 氧化还原反应(填“属于”或“不属于”)。
(7)写出处理工业酸性废水时发生反应的离子方程式 。
9.运用氧化还原反应和离子反应知识回答下列问题:
Ⅰ.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
(1)写出过程②和过程中③发生反应的离子方程式:
i.过程② 。
ii.过程③ 。
iii.整个转化过程中可以循环使用的离子是 。
Ⅱ.新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Zn、Ni,且均为+2价,下同)是由铁酸盐MFe2O4经过高温反应得到的。
(2)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中,所形成的分散系属于 。
(3)MFe2O4中Fe元素的化合价为 。
(4)在酸性条件下,Fe2O42-容易转化为Fe2+,某反应体系中共存在下列6种粒子:Fe2O42-、Fe2+、H+、H2O、Cu2O、Cu2+,则Fe2O42-转化为Fe2+的离子方程式 。
(5)已知As2O3与Zn可以发生如下反应:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O(反应前后H元素化合价未发生变化),请用单线桥法标出电子转移的方向和数目 。
1.(2026·河北卷,16)钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺,实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下:
(2)氧化工序通常采用较大的O2流量,其目的是_______________________;配平化学方程式:
_____FeO·V2O3+ _____NaOH+ _____O2 _____Fe2O3+ _____Na3VO4+ ______H2O
2.(2025·江苏卷)无氧环境中,文物中的与海水中的SO42-在细菌作用下形成FeS等含铁凝结物。写出Fe与SO42-反应生成和Fe(OH)2的离子方程式: 。
3.(2025·重庆卷)硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域,一种利用H2Se热解制备高纯硒的流程如下:
(1)真空焙烧时生成的主要产物为Al2Se3,其中Se的化合价为_____________。
(2)氢化过程没有发生化合价的变化,Al元素转化为Al2O3·xH2O,则反应的化学方程式为_______。
4.(2025•河北卷)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
(2)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式: 。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
5.(2024·浙江6月卷)利用CH3OH可将废水中的NO3-转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:H++CH3OH+NO3-→X+CO2+H2O (未配平)。下列说法正确的是( )
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6:5
D.若生成标准状况下的CO2气体,则反应转移的电子数为2 NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
6.(2022·全国甲卷,26(1)(4))硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为___________________________________。
(4)向80~90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。
7.(2021·全国甲卷,26(2))以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为
______________________________________________________________。
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