内容正文:
作业验收评价(六) 氧化还原反应方程式的书写
一、选择题
1.已知a+bO2+4H+==c+dH2O,则化学计量数c的值为 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,能有效地杀灭水中的细菌和病毒,同时被还原成Fe(OH)3能高效地除去水中的悬浮物,是一种新型高效水处理剂。其制备方法如下:2Fe(OH)3+3NaClO+aNaOH==2Na2FeO4+3NaCl+bH2O。下列说法错误的是 ( )
A.在水处理中,Na2FeO4兼具消毒和净水两种功能
B.反应式中化学计量数a、b的值分别为4、5
C.碱性条件下NaClO氧化性强于Na2FeO4
D.含1 mol Na2FeO4的溶液中含有阳离子的数目为2NA
3.(2026·莆田市仙游一中期末)MnO2与浓硫酸在一定条件下可发生反应:
MnO2+H2SO4(浓)→MnSO4+X↑+H2O(方程式未配平),NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 ( )
A.X为SO2
B.MnO2既作氧化剂又作还原剂
C.浓硫酸表现出了强氧化性和酸性
D.0.5 mol MnO2发生反应时转移电子2NA
4.(2026·内江市第六中学期中)元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系,下列判断不正确的是 ( )
Cr2O3固体绿色KCrO2溶液黄色K2CrO4溶液橙红色K2Cr2O7溶液
A.反应①表明Cr2O3有酸性氧化物的性质
B.反应①③中铬元素的化合价均未发生变化
C.反应②的离子方程式为2Cr+3H2O2==2Cr+2H++2H2O
D.反应③发生反应的离子方程式为OH-+H+==H2O、2Cr+2H+⇌Cr2+H2O
5.已知:①KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O(未配平);②检验Mn2+的存在:5S2+2Mn2++8H2O==10S+2Mn+16H+。下列说法不正确的是 ( )
A.S2中存在一个过氧键(—O—O—),则S2中硫元素的化合价为+7价
B.反应②若有0.1 mol还原剂被氧化,则转移电子0.5 mol
C.K2S2O8与浓盐酸混合可得到黄绿色气体
D.反应①中消耗0.2 mol KMnO4时,被氧化的HCl为1 mol
6.关于反应2Fe(CO)5+7N2O4==2FeO2+14NO+10CO2,下列说法正确的是 ( )
A.N2O4发生氧化反应
B.生成1 mol CO2,转移2 mol电子
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为5∶7
D.FeO2可以和Fe反应生成Fe2O3
7.把图2中的纸片补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是 ( )
A.I作氧化剂
B.1 mol Mn2+参加反应转移5 mol电子
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2
D.配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、3
8.用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下,将NO与H2的混合气体通入Ce(SO4)2与Ce2(SO4)3的混合溶液中,其物质的转化过程如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.反应Ⅰ的离子方程式为2Ce4++H2==2Ce3++2H+
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2
C.反应过程中,混合溶液中Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变
D.理论上,每消耗2.24 L氢气,转移的电子的物质的量为0.2 mol
二、非选择题
9.(12分)配平下列反应方程式。
(1) N+ Fe2++ H+== NO↑+ Fe3++ H2O。
(2) Mn2++ H2O2+ OH-== MnO2↓+ H2O。
(3) MnO2+ S+ H+== Mn2++ S+ H2O。
(4) Li2CO3+ C6H12O6+ FePO4== LiFePO4+ CO↑+ H2O+ CO2↑。
(5) H2S+ NOx== S↓+ H2O+ N2。
(6) FeCl3·6H2O+ SOCl2 FeCl3+ SO2↑+ HCl↑。
10.(6分)(1)在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应:2FeS2+7O2+2H2O==2F+4S+4H+。
分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:
反应Ⅰ: 。
反应Ⅱ: 。
(2)NaClO氧化可除去氨氮,反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)。
NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为 。
11.(4分)TiO2具有光催化特性、半导体特性、紫外线屏蔽功能等特性,在催化剂、环境处理等领域得到广泛应用。工业上,以钛铁矿[主要成分是FeTiO3(钛酸亚铁)]为原料制备TiO2和Fe3O4的工艺流程如下:
(1)Fe(OH)2和适量的H2O2反应生成Fe3O4的化学方程式为 。
(2)氯钛酸水解生成偏钛酸沉淀的化学方程式为 。
12.(6分)(2026·榆林模拟)钴是国民经济建设和国防建设不可缺少的重要原料之一,二次回收利用非常重要。从锂离子二次电池正极废料——铝钴膜(含LiCoO2、乙炔黑导电剂涂层的铝箔)中回收Li、Co的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸溶时,LiCoO2转化为Li2SO4、CoSO4,该反应的离子方程式为 ;
若用盐酸代替H2SO4和H2O2溶液,酸溶也可得到LiCl和CoCl2溶液,但缺点是
。
(2)将Li2CO3和Co3O4按物质的量之比3∶2混合,在空气中煅烧可制得LiCoO2,该反应的化学方程式为 。
13.(6分)二氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:①稀土离子易与形成复盐沉淀,Ce3+和发生反应:
Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O==Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓;
②硫脲()具有还原性,酸性条件下易被氧化为;
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+,两者均能形成氢氧化物沉淀;
④Ce2(CO3)3为白色粉末,难溶于水。
(1)硫脲中碳的化合价为 ,加入硫脲的目的是将还原为Ce3+,该反应的离子方程式为 。
(2)步骤④对应的离子方程式为 。
答案
评价(六) 氧化还原反应方程式的书写
1.选D 根据质量守恒可得a=c;根据电荷守恒可得2a+4=3c,解得c=4,选项D正确。
2.选D 高铁酸钠具有强氧化性,能消毒杀菌,同时生成的Fe(OH)3胶体可吸附悬浮物,兼具消毒和净水功能,A正确;通过配平反应式,Fe的氧化和Cl的还原满足电子守恒,最终得出a=4,b=5,B正确;反应中NaClO是氧化剂,Na2FeO4是氧化产物,氧化性:NaClO>Na2FeO4,C正确;1 mol Na2FeO4解离为2 mol Na+和1 mol ,阳离子数目为2NA,但溶液中还存在水电离产生的氢离子,总阳离子数目大于2NA,D错误。
3.选B 由MnO2+H2SO4(浓)→MnSO4+X↑+H2O可知,反应过程中,锰元素的化合价由+4降至+2,那么化合价升高的元素为O,则X为O2,根据得失电子守恒和元素守恒,配平后的反应方程式为2MnO2+2H2SO4(浓)==2MnSO4+O2↑+2H2O,以此解答。结合分析知,X为O2,A错误;结合分析知,反应过程中,MnO2中Mn的化合价降低(由+4降至+2),MnO2为氧化剂,同时MnO2中部分O的化合价由-2升高至0价,则MnO2为还原剂,因此MnO2既作氧化剂又作还原剂,B正确;反应过程中,浓硫酸中的元素反应前后化合价均不变,浓硫酸仅表现出了酸性,未表现出强氧化性,C错误;根据反应方程式可知,每消耗2 mol MnO2,反应中转移4 mol电子,则0.5 mol MnO2发生反应时转移电子1 mol,数目为1NA,D错误。
4.选C Cr2O3与过量KOH反应生成KCrO2和H2O,类似于酸性氧化物与碱的反应生成盐和水,A正确;根据题意,反应①中Cr的化合价保持+3,反应③中Cr保持+6,均未变化,B正确;反应②中在碱性条件下,KCrO2被过氧化氢氧化为K2CrO4,根据电子守恒可得反应的离子方程式为2Cr+3H2O2+2OH-==2Cr+4H2O,C错误;反应③中H+与过量的OH-反应生成H2O,H++OH-==H2O,转化为Cr2,2H++2Cr⇌Cr2+H2O,D正确。
5.选A S2中存在一个过氧键,每个过氧键的O为-1价,其余O为-2价。设硫的化合价为x价,则2x+2×(-1)+6×(-2)=-2,解得x=+6,而非+7,故A错误;反应②中Mn2+被氧化为,每1 mol Mn2+失去5 mol电子。0.1 mol还原剂(Mn2+)被氧化时,转移0.5 mol电子,故B正确;由反应②可知S2的氧化性强于,由反应①可知的氧化性强于Cl2,因此S2可氧化Cl-生成Cl2(黄绿色气体),故C正确;反应①配平后为2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。每2 mol KMnO4对应10 mol HCl被氧化(生成5 mol Cl2),消耗0.2 mol KMnO4时,被氧化的HCl为×10 mol=1 mol,故D正确。
6.选D 反应2Fe(CO)5+7N2O4==2FeO2+14NO+10CO2中,Fe元素化合价由0价升高到+4价,C元素化合价由+2价升高到+4价,N元素化合价由+4价降低到+2价,N2O4得电子发生还原反应,A错误;在该反应中,每生成10 mol CO2转移28 mol电子,则生成1 mol CO2,转移2.8 mol电子,B错误;氧化产物为FeO2、CO2,还原产物为NO,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为(2+10)∶14=6∶7,C错误;Fe2O3中Fe元素显+3价,含+4价铁的FeO2可以和Fe反应生成Fe2O3,D正确。
7.选D 配平后的离子方程式为2Mn2++5I+3H2O==2Mn+5I+6H+,反应中Mn元素化合价升高,Mn2+作还原剂,I元素化合价降低,I作氧化剂,故A正确;1 mol Mn2+参加反应转移5 mol电子,故B正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为 5∶2,故C正确;配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,故D错误。
8.选D 反应Ⅰ中Ce4+与H2发生氧化还原反应生成Ce3+和2H+,离子方程式为2Ce4++H2==2Ce3++2H+,A正确;反应Ⅱ中Ce3+作还原剂,NO作氧化剂,离子方程式为4Ce3++4H++2NO==4Ce4++2H2O+N2,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B正确;Ce3+和Ce4+作催化剂,反应前后Ce3+和Ce4+的总数一定保持不变,C正确;没有注明气体状态,无法计算相应物质的物质的量,D错误。
9.(1)1 1 2 1 1 1 (2)1 1 2 1 2
(3)1 1 2 1 1 1 (4)6 1 12 12 6 6 6
(5)2x 2 2x 2x 1 (6)1 6 1 6 12
10.(1)4Fe(NO+O2+4H+==4F+4NO+2H2O
14F+FeS2+8H2O==15F+2S+16H+
(2)2NH3 +3NaClO==N2+3H2O+3NaCl
11.解析:(1)Fe2+作还原剂,H2O2作氧化剂,产物为Fe3O4、H2O。化学方程式为3Fe(OH)2+H2O2==Fe3O4+4H2O。(2)根据流程可知,反应物为H2TiCl6、H2O,产物为H2TiO3,反应的化学方程式为H2TiCl6+3H2O==H2TiO3↓+6HCl。
答案:(1)3Fe(OH)2+H2O2==Fe3O4+4H2O
(2)H2TiCl6+3H2O==H2TiO3↓+6HCl
12.解析:(1)酸溶时,LiCoO2转化为Li2SO4、CoSO4,钴元素的化合价降低,则过氧化氢被氧化生成氧气,该反应的离子方程式为2LiCoO2+H2O2+6H+==2Li++2Co2++4H2O+O2↑;若用盐酸代替H2SO4和H2O2溶液,酸溶也可得到LiCl和CoCl2溶液,但LiCoO2与盐酸反应还会生成氯气,氯气有毒,即缺点为产生氯气,污染环境。(2)将Li2CO3和Co3O4按物质的量之比3∶2混合,在空气中煅烧可制得LiCoO2,反应中钴元素的化合价升高,氧气中氧元素的化合价降低,根据元素种类可知产物中有二氧化碳,所以该反应的化学方程式为4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2。
答案:(1)2LiCoO2+H2O2+6H+==2Li++2Co2++4H2O+O2↑ 产生氯气,污染环境
(2)4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2
13.解析:(1)硫脲()中S为-2价,—NH2为-1价,因此C为+4价;加入硫脲的目的是将Ce还原为Ce3+,该反应的离子方程式为2+2Ce+2H+==2Ce3+++4HF。(2)步骤④对应的离子方程式为2Ce3+==Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O。
答案:(1)+4
2+2Ce+2H+==2Ce3+++4HF
(2)2Ce3++6HC==Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
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