05 氧化还原反应方程式的配平和计算【滚动限时训练卷】2026-2027学年高三上学期化学人教版一轮复习
2026-09-23
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内容正文:
人教版高中化学(2019版) 2027届高三一轮复习 · 滚动限时训练
2027届高三化学一轮复习 · 滚动限时训练(五)
大单元一 氧化还原反应方程式的配平和计算
(满分 50 分 限时 45 分钟)
本卷范围:氧化还原反应方程式的配平和计算
滚动考点:物质的组成性质与转化(第 1 讲)、离子反应及离子方程式(第 2 讲)、离子共存与离子检验(第 3 讲)、氧化还原反应的概念和规律(第 4 讲)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Mo 96 I 127 Ba 137
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。每小题只有一个选项符合题意。第 1~6 题为基础题,第 7~10 题为提升题)
1. 配平氧化还原反应方程式的根本依据是电子守恒。下列关于配平的说法正确的是( )
A.配平氧化还原反应方程式时,只要使反应前后各元素的原子个数相等即可
B.用化合价升降法配平时,应先标出反应中所有元素的化合价,再令化合价升高总数等于降低总数
C.配平氧化还原离子方程式时,只要使方程式两边离子所带电荷的总数相等即可
D.同一个氧化还原反应中,氧化剂得电子的总数与还原剂失电子的总数一定相等
2. 工业上可用"过氧化氢法"制备高效消毒剂 ClO2:ClO3- + H2O2 + □ = ClO2↑ + O2↑ + □(酸性条件,□ 为缺项)。下列说法正确的是( )
A.两个 □ 在方程式中依次为 H2O 和 H+
B.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1
C.每生成 1 mol O2,反应中转移 1 mol 电子
D.该反应中 H2O2 被还原
3. 配平氧化还原离子方程式须同时满足原子守恒、电荷守恒与电子守恒。下列离子方程式中,配平正确的是( )
A.Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-
B.2MnO4- + 3H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 4O2↑ + 6H2O
C.2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓ + I2
D.2ClO- + S2- + H2O = 2Cl- + SO42- + 2H+
4. 联氨(N2H4)常用作锅炉给水的除氧剂,可除去水中的溶解氧:N2H4 + O2 = N2 + 2H2O。设 Na 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.该反应中 N2H4 作氧化剂
B.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1
C.每消耗 1 mol N2H4,反应中转移 4 mol 电子
D.该反应的氧化产物是 H2O
5. 准确量取 25.00 mL 0.060 mol·L-1 的 Na2SO3 溶液,与 10.00 mL 0.050 mol·L-1 的 K2X2O7 溶液恰好完全反应,已知 SO32- 全部被氧化为 SO42-,X 在 X2O72- 中的化合价为 +6。则 X 在还原产物中的化合价为( )
A.+2 B.+3 C.+4 D.+6
6. 在强碱性条件下,向 Mn2+ 溶液中通入 Cl2 可制得 MnO2:Mn2+ + Cl2 + □ = MnO2↓ + Cl- + □(□ 为缺项)。下列说法正确的是( )
A.两个 □ 在方程式中依次为 OH- 和 H2O
B.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 2∶1
C.每生成 1 mol MnO2,反应中转移 1 mol 电子
D.该反应的还原产物是 MnO2
7. 印刷电路板的"蚀刻液再生"工艺分两步进行:先用 FeCl3 溶液蚀刻铜箔(2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+),再向所得溶液中通入 Cl2,使 Fe2+ 重新氧化为 Fe3+(2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-)。现用 100 mL 2.0 mol·L-1 的 FeCl3 溶液蚀刻铜箔,至 Fe3+ 恰好完全反应后再通入 Cl2 使其再生。下列说法正确的是( )
A.第一步中被蚀刻的铜为 0.20 mol B.第一步反应中转移 0.10 mol 电子
C.第二步中至少需通入 0.20 mol Cl2 D.两步反应合计,转移电子的总物质的量为 0.40 mol
8. 在强碱性条件下,MnO4- 可将 SO32- 氧化为 SO42-,自身被还原为 MnO42-(锰酸根):MnO4- + SO32- + □ = MnO42- + SO42- + □(□ 为缺项)。下列说法正确的是( )
A.两个 □ 在方程式中依次为 H2O 和 OH-
B.该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶2
C.每消耗 1 mol SO32-,反应中转移 1 mol 电子
D.若改在酸性条件下进行(此时 MnO4- 被还原为 Mn2+),则氧化 1 mol SO32- 所需 MnO4- 为 0.4 mol
9. 维生素 C(C6H8O6,M = 176 g·mol-1)可用碘量法测定。称取 0.352 g 某维生素 C 样品,溶解后加入准确量取的 0.0200 mol·L-1 KIO3 溶液 25.00 mL、过量 KI 与足量稀硫酸,充分反应后(IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O;C6H8O6 + I2 = C6H6O6 + 2H+ + 2I-),剩余的 I2 用 0.100 mol·L-1 Na2S2O3 溶液滴定(I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-),消耗 Na2S2O3 溶液 10.00 mL。该样品中维生素 C 的质量分数为( )
A.25.0% B.50.0% C.75.0% D.90.0%
10. 取 3.84 g 铜投入 100 mL 2.00 mol·L-1 的 HNO3 溶液中,微热至铜完全溶解,收集到的气体只有 NO 与 NO2(不考虑 N2O4),且反应后溶液中无 HNO3 剩余。下列说法正确的是( )
A.该反应中被还原的 HNO3 为 0.080 mol
B.该反应中起酸性作用的 HNO3 为 0.080 mol
C.若收集到的气体中 NO 与 NO2 的物质的量相等,则反应共转移 0.120 mol 电子
D.该反应中 HNO3 只表现氧化性
二、非选择题(本题共 2 小题,共 20 分。第 11 题为基础题,第 12 题为提升题)
11.(8 分) 配平氧化还原反应方程式并据此进行简单计算,是本节的核心技能。回答下列问题:
(1)配平下列化学方程式,并填空:(3 分)
__NH3 + __O2 __NO + __H2O
该反应中氧化剂是________,还原剂是________;每生成 1 mol NO,转移电子的物质的量为________ mol。
(2)配平下列离子方程式(在横线上填写系数,□ 处填写缺项的化学式):(2 分)
__Cr2O72- + __I- + __□ = __Cr3+ + __I2 + __□
(3)在强碱性条件下,向含 I- 的溶液中通入 Cl2 可将其氧化为 IO3-。配平该离子方程式并填空:(3 分)
__I- + __Cl2 + __□ = __IO3- + __Cl- + __□
该反应中氧化剂是________,还原剂是________;每氧化 1 mol I-,转移电子的物质的量为________ mol。
12.(12 分) 钼(Mo)是重要的战略金属。工业上以辉钼矿(主要成分为 MoS2)为原料制备钼酸铵 [(NH4)2MoO4],并测定产品中钼酸铵的质量分数。回答下列问题:
(1)辉钼矿在空气中高温焙烧,MoS2 转化为 MoO3 与 SO2。写出该反应的化学方程式________________;该反应中氧化剂是________,氧化产物是________。(3 分)
(2)焙烧所得 MoO3 用氨水浸出,生成 (NH4)2MoO4 溶液。该反应的离子方程式为________________;该反应________(填"是"或"不是")氧化还原反应。(2 分)
(3)将焙烧产生的气体通入足量 H2O2 溶液中吸收,SO2 被完全氧化为 H2SO4。该反应的化学方程式为________________;该反应中 H2O2 作________(填"氧化剂"或"还原剂")。(2 分)
(4)取 5.00 g 辉钼矿样品(杂质不参加反应),在足量空气中充分焙烧,将产生的气体全部通入足量 H2O2 溶液中吸收,再向吸收液中滴加足量 BaCl2 溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥后得沉淀 8.15 g。计算该辉钼矿样品中 MoS2 的质量分数(写出计算过程)。(2 分)
(5)另取 0.900 g 上述钼酸铵产品,溶解后先用锌将其中 Mo(VI) 全部还原为 Mo3+,再用 0.100 mol·L-1 酸性 KMnO4 溶液滴定(MnO4- 被还原为 Mn2+,Mo3+ 被氧化为 MoO42-),至终点时消耗 KMnO4 溶液 24.00 mL。计算该产品中 (NH4)2MoO4 的质量分数(写出计算过程)。(3 分)
参考答案与评分标准
一、选择题(每小题 3 分,共 30 分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
C
B
A
D
D
B
A
难度
基础
基础
基础
基础
基础
基础
提升
提升
提升
提升
二、非选择题
11.(8 分)
(1)4、5、4、6(1 分);O2(0.5 分);NH3(0.5 分);5(1 分)
(2)Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O(2 分)
(3)I- + 3Cl2 + 6OH- = IO3- + 6Cl- + 3H2O(1 分);Cl2(0.5 分);I-(0.5 分);6(1 分)
12.(12 分)
(1)2MoS2 + 7O2 2MoO3 + 4SO2(2 分);O2(0.5 分);MoO3、SO2(0.5 分)
(2)MoO3 + 2NH3·H2O = 2NH4+ + MoO42- + H2O(1 分);不是(1 分)
(3)SO2 + H2O2 = H2SO4(1 分);氧化剂(1 分)
(4)n(BaSO4) = 8.15 g ÷ 233 g·mol-1 = 0.0350 mol,由硫元素守恒得 n(MoS2) = 0.0350 mol ÷ 2 = 0.0175 mol,m(MoS2) = 0.0175 mol × 160 g·mol-1 = 2.80 g,w(MoS2) = 2.80 g ÷ 5.00 g × 100% = 56.0%(2 分)
(5)n(KMnO4) = 0.100 mol·L-1 × 0.02400 L = 2.400×10-3 mol
由电子守恒:n(Mo3+) × 3 = n(MnO4-) × 5,故 n(Mo3+) = 2.400×10-3 mol × 5/3 = 4.000×10-3 mol
n[(NH4)2MoO4] = n(Mo) = 4.000×10-3 mol
m[(NH4)2MoO4] = 4.000×10-3 mol × 196 g·mol-1 = 0.784 g
w = 0.784 g ÷ 0.900 g × 100% = 87.1%(3 分)
试题详细解析
一、选择题
1.【答案】D 【考点】配平的根本依据:原子守恒、电荷守恒与电子守恒三者缺一不可 【难度】基础
A 项错误:只使原子个数相等只能保证"质量守恒",而氧化还原反应还要求电子守恒。举一个反例:把 Fe2+ + Cl2 → Fe3+ + Cl- 按原子守恒写成 Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-,两边 Fe、Cl 原子数都相等,但左边电荷为 +2、右边为 +1,且电子得失也不相等——这样的"配平"没有意义。
B 项错误:化合价升降法只需标出发生变化的元素的化合价,不必标出所有元素。事实上强行标出不变价元素的化合价反而容易出错(如含氧酸根中氧、氢的价态)。正确的操作顺序是:① 标出变价元素的化合价;② 计算升降总数;③ 用最小公倍数确定变价物质的系数;④ 观察法配平其余物质;⑤ 最后核对电荷与原子。
C 项错误:离子方程式配平须同时满足三件事——原子守恒、电荷守恒、电子守恒。只满足电荷守恒远远不够,见下题 B 项这个反例。
D 项正确:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子全部来自还原剂失去的电子,二者必然相等,与方程式的系数写法无关(系数是配平的结果,不是原因)。这就是电子守恒,也是一切配平与相关计算的出发点。
方法沉淀:配平的三道"闸门"——电子守恒(核心)、电荷守恒(离子方程式专属)、原子守恒(兜底)。做完配平后必须三道闸门逐一核对,尤其要警惕"原子与电荷都守恒、唯独电子不守恒"这一最隐蔽的错误(见第 3 题 B 项)。
2.【答案】B 【考点】酸性条件下的缺项配平、氧化剂与还原剂的计量比、H2O2 角色的判定 【难度】基础
先把化合价变化与缺项依次落实:
- Cl:ClO3- 中 +5 → ClO2 中 +4,每个 Cl 得 1e-,ClO3- 作氧化剂;
- O(H2O2 中):−1 → O2 中 0,每个 O 失 1e-,1 个 H2O2 共失 2e-,H2O2 作还原剂;
- 电子守恒:n(ClO3-)∶n(H2O2) = 2∶1;
- 补项:右边(2ClO2 + O2)比左边(2ClO3- + H2O2)多 1 个 O,酸性介质下"多氧的一侧补 H+、另一侧补 H2O",故左边补 H+、右边补 H2O。配平结果为:
2ClO3- + H2O2 + 2H+ = 2ClO2↑ + O2↑ + 2H2O
(核对:左边电荷 −2 + 2 = 0,右边 0;O 左 6 + 2 = 8、右 4 + 2 + 2 = 8;H 左 2 + 2 = 4、右 4。)
A 项错误:两个 □ 依次为左边的 H+ 与右边的 H2O,本项把左右顺序颠倒了。
B 项正确:氧化剂为 ClO3-(2 mol),还原剂为 H2O2(1 mol),二者物质的量之比为 2∶1。
C 项错误:1 个 H2O2 生成 1 个 O2 时失去 2 mol 电子,故每生成 1 mol O2 转移 2 mol 电子,而非 1 mol。本项的陷阱是只看到"2 个 O 原子"却按"每个 O 失 1 个电子"算了一半——−1 价的氧升到 0 价,每个 O 失 1 个电子,1 个 O2 含 2 个 O,共失 2 个电子。
D 项错误:H2O2 中 −1 价的氧升至 O2 中的 0 价,化合价升高,H2O2 被氧化,作还原剂。本项把"被氧化"说成了"被还原"。
方法沉淀:缺项配平分三步——① 先由化合价升降确定所有变价物质的系数(此时不必管缺项);② 再根据电荷守恒求出 H+(酸性)或 OH-(碱性)的系数;③ 最后由氢(或氧)原子守恒求出 H2O 的系数。次序不能颠倒,先凑 H2O 再凑 H+ 极易出错。另外,H2O2 作还原剂时氧化产物一定是 O2(−1 → 0),作氧化剂时还原产物一定是 H2O(−1 → −2),这条规律可直接用来快速判断角色。
3.【答案】C 【考点】配平的三种守恒必须同时成立、介质与补项的合理性 【难度】基础
A 项错误:Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-。左边电荷 +2,右边 +3 + (−2) = +1,电荷不守恒(正确写法为 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-)。这是"只配原子、忘配电荷"的典型错误。
B 项错误:2MnO4- + 3H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 4O2↑ + 6H2O。这一项最隐蔽——核对原子:O 左边 8+6 = 14、右边 8+6 = 14,H 左边 6+6 = 12、右边 12,均守恒;核对电荷:左边 −2+6 = +4、右边 +4,也守恒。但核对电子:2 个 Mn 由 +7 降到 +2 共得 10e-,而 3 个 H2O2 中 −1 价的氧升到 0 价只失 6e-,电子不守恒。正确写法为 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O。
C 项正确:2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓ + I2。原子守恒(Cu 2 个、I 4 个);电荷守恒(左边 +4 −4 = 0,右边 0);电子守恒(2 个 Cu2+ 各得 1e- 共得 2e-,生成 I2 的 2 个 I- 各失 1e- 共失 2e-)。三项全部成立,配平正确。
D 项错误:ClO- 氧化 S2- 应在碱性或中性条件下进行,方程式中出现 H+ 与 OH- 介质判断矛盾(碱性溶液中不能写出 H+ 作产物);且电子也不守恒——2 个 ClO- 只得 4e-,而 S2- 升到 SO42- 需失 8e-。
易错提醒:判断一个离子方程式是否配平,不能只看原子个数。本题 A、B、D 三项的错误各不相同:A 是电荷不守恒(一眼可见),B 是原子与电荷都对、唯独电子不对(最易漏判),D 是介质不合理且电子不守恒。做题时务必按"电子 → 电荷 → 原子"的顺序逐一核对,其中电子守恒最容易被跳过。
4.【答案】C 【考点】"氢为 −1 价"以外的另一类特殊价态(N2H4 中 N 为 −2 价)、转移电子数与氧化产物的判断 【难度】基础
先把 N2H4 + O2 = N2 + 2H2O 的化合价逐一落实:
- N:N2H4 中 −2 → N2 中 0,每个 N 失 2e-,2 个 N 共失 4e-,N2H4 作还原剂;
- O:O2 中 0 → H2O 中 −2,每个 O 得 2e-,1 个 O2 共得 4e-,O2 作氧化剂;
- H:在 N2H4 与 H2O 中均为 +1,未变价。
得失电子数均为 4,方程式已配平(核对:N 左右均 2、O 左右均 2、H 左右均 4)。
A 项错误:N2H4 中氮元素化合价升高、失电子,N2H4 作还原剂,本项说反了。
B 项错误:氧化剂为 O2(1 mol)、还原剂为 N2H4(1 mol),二者物质的量之比为 1∶1,而非 2∶1。本项的陷阱是看到 O2 中有 2 个 O 原子就把系数当成 2——比值只由物质的系数之比决定,与分子内的原子个数无关。
C 项正确:1 个 N2H4 中有 2 个 N,每个 N 由 −2 升到 0 失 2 个电子,故每消耗 1 mol N2H4 转移 4 mol 电子。
D 项错误:氧化产物是还原剂 N2H4 对应的产物,即 N2;H2O 是氧化剂 O2 对应的产物,属还原产物。本项把二者颠倒了。
易错提醒:联氨 N2H4 中氮为 −2 价(氢为 +1,由 2×(+1)×2 + 2×x = 0 得 x = −2),这是一处高频盲区——凡遇到 N2H4、N2H5+ 等,务必先按"氢 +1"反推出氮的价态,不要凭印象把氮当作 −3 价(那是 NH3)。同理,第 4 讲练过的金属氢化物 NaH 中氢为 −1 价,两处恰好相反,可对照记忆。
5.【答案】B 【考点】用电子守恒法反推还原产物中元素的化合价 【难度】基础
设 X 在还原产物中的化合价为 +a。
还原剂一侧(失电子):
n(SO32-) = 0.02500 L × 0.060 mol·L-1 = 1.50×10-3 mol
SO32- → SO42-,S 由 +4 → +6,每个 S 失 2e-
n(失) = 1.50×10-3 mol × 2 = 3.00×10-3 mol
氧化剂一侧(得电子):
n(X2O72-) = 0.01000 L × 0.050 mol·L-1 = 5.00×10-4 mol
n(X) = 2 × 5.00×10-4 mol = 1.00×10-3 mol
X 由 +6 → +a,每个 X 得 (6 − a) 个电子
由电子守恒:
1.00×10-3 mol × (6 − a) = 3.00×10-3 mol
6 − a = 3 → a = +3
故 X 在还原产物中的化合价为 +3,选 B。
A、C、D 项错误:分别对应"每个 X 得 4 个电子"(把 S 的失电子数算成 1)、"每个 X 得 2 个电子"(漏乘 X2O72- 中 X 的个数为 2)与"X 化合价未变"(未算电子得失)。
方法沉淀:"由数据反推化合价"这类题的通法是"一侧算失、一侧算得、令其相等",关键有两处易错:① 别忘了 X2O72-、Cr2O72- 这类含两个变价原子的微粒,由物质的量换算原子个数时要乘 2;② SO32-、Fe2+ 等还原剂每个微粒失几个电子,要由化合价差值确定,不是固定值。
6.【答案】A 【考点】碱性条件下的缺项配平、补项规则与"多氧一侧"的判断 【难度】基础
先把化合价变化与电子守恒落实:
- Mn:Mn2+ 中 +2 → MnO2 中 +4,每个 Mn 失 2e-,Mn2+ 作还原剂;
- Cl:Cl2 中 0 → Cl- 中 −1,每个 Cl2 得 2e-,Cl2 作氧化剂;
- 二者得失电子数已相等,故系数比为 1∶1。
再定缺项:右边 MnO2 比左边 Mn2+ 多 2 个 O,即右边多氧。碱性介质的补项规则是"多氧的一侧补 H2O,另一侧补 OH-",故右边补 H2O、左边补 OH-,由电荷守恒定 OH- 系数为 4、由氢守恒定 H2O 系数为 2:
Mn2+ + Cl2 + 4OH- = MnO2↓ + 2Cl- + 2H2O
(核对:电荷 +2 −4 = −2,右边 −2;O 左边 4、右边 2+2 = 4;H 左右均为 4。)
A 项正确:两个 □ 依次为左边的 OH- 与右边的 H2O。
B 项错误:氧化剂 Cl2 与还原剂 Mn2+ 的物质的量之比为 1∶1,而非 2∶1。
C 项错误:Mn 由 +2 升到 +4,每生成 1 mol MnO2 转移 2 mol 电子,而非 1 mol。
D 项错误:还原产物是氧化剂 Cl2 对应的产物,即 Cl-;MnO2 是还原剂 Mn2+ 对应的产物,属氧化产物。
方法沉淀:酸性、碱性两种介质的补项规则恰好"对称",务必分清——酸性:多氧的一侧补 H+,另一侧补 H2O(如 MnO4- → Mn2+:左边补 8H+、右边补 4H2O);碱性:多氧的一侧补 H2O,另一侧补 OH-(如本题:右边补 2H2O、左边补 4OH-)。判断时只需先回答一个问题:"哪一侧氧多"。
7.【答案】D 【考点】多步(连续)反应中电子转移的累加、蚀刻液再生工艺的定量分析 【难度】提升
第一步(蚀刻):2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
n(Fe3+) = 0.100 L × 2.0 mol·L-1 = 0.20 mol,恰好完全反应
由系数比 2∶1,被蚀刻的 n(Cu) = 0.20 mol ÷ 2 = 0.10 mol
转移电子:Fe3+ → Fe2+ 每个得 1e-,共 0.20 mol 电子
第二步(再生):2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-
第一步生成的 n(Fe2+) = 0.20 mol
由系数比 2∶1,至少需 n(Cl2) = 0.20 mol ÷ 2 = 0.10 mol
转移电子:同样为 0.20 mol
两步合计:0.20 mol + 0.20 mol = 0.40 mol 电子。
A 项错误:被蚀刻的铜为 0.10 mol,本项直接把 Fe3+ 的物质的量当成了 Cu 的物质的量,漏掉了 2∶1 的系数比。
B 项错误:第一步转移 0.20 mol 电子(0.20 mol Fe3+ 各得 1 个电子),本项按"Cu 失 1 个电子"错算成 0.10 mol——Cu 由 0 升到 +2,每个 Cu 失 2 个电子。
C 项错误:第二步至少需通入 0.10 mol Cl2,本项同样漏掉了 2∶1 的系数比。
D 项正确:两步合计转移 0.40 mol 电子。
方法沉淀:多步反应的电子转移要分步算、再累加,不能只算一步(本项 B、C 的错误都源于此)。同时注意"蚀刻液再生"这一工艺的本质:Fe3+ 在整个循环中总量不变,只起"搬运电子"的中间媒介作用——它先把电子从 Cu 那里取走,又把电子交给 Cl2。认识到这一点,就能理解为什么两步的电子数恰好相等。
8.【答案】D 【考点】"还原产物的价态由介质决定"、碱性缺项配平与酸性条件的对照计算 【难度】提升
先在碱性条件下配平。拆开化合价:
- Mn:MnO4- 中 +7 → MnO42- 中 +6,每个 Mn 得 1e-,MnO4- 作氧化剂;
- S:SO32- 中 +4 → SO42- 中 +6,每个 S 失 2e-,SO32- 作还原剂;
- 电子守恒:n(MnO4-)∶n(SO32-) = 2∶1。
再定缺项:左边(2MnO4- + SO32- 共 11 个 O)比右边(2MnO42- + SO42- 共 12 个 O)少 1 个 O,即右边多氧。碱性介质"多氧的一侧补 H2O、另一侧补 OH-",故右边补 H2O、左边补 OH-:
2MnO4- + SO32- + 2OH- = 2MnO42- + SO42- + H2O
(核对:电荷 −2 −2 −2 = −6,右边 −4 −2 = −6;O 左 8+3+2 = 13、右 8+4+1 = 13;H 左右均 2。)
A 项错误:两个 □ 依次为左边的 OH- 与右边的 H2O,本项把左右顺序颠倒了。
B 项错误:氧化剂为 MnO4-(2 mol)、还原剂为 SO32-(1 mol),二者物质的量之比为 2∶1,本项写成了 1∶2。
C 项错误:S 由 +4 升到 +6,每消耗 1 mol SO32- 转移 2 mol 电子,而非 1 mol。
D 项正确:酸性条件下 MnO4- 被还原为 Mn2+(+7 → +2,每个 Mn 得 5e-),此时
2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O
由 2MnO4- ~ 5SO32- 得:氧化 1 mol SO32- 需 n(MnO4-) = 0.4 mol。
与碱性条件下的 2 mol 相比确实少得多——正是由于 MnO4- 在酸性下每个锰能多接受 4 个电子,氧化同等量的还原剂所需氧化剂就少得多。
方法沉淀:同一氧化剂在不同介质中的还原产物不同,这是高考的高频辨析点——MnO4- 在酸性下还原为 Mn2+(得 5e-)、在中性(或弱碱性)下还原为 MnO2(得 3e-)、在强碱性下还原为 MnO42-(得 1e-)。做题时一定要先看介质,再定产物价态,最后才配平;否则系数与电子转移数会全错。
9.【答案】B 【考点】多步碘量法(KIO3 产生 I2 → 部分被待测物消耗 → 剩余 I2 用 Na2S2O3 滴定)的返滴定计算 【难度】提升
本题是一条"先生成 I2、再被待测物消耗、最后滴定剩余 I2"的返滴定链,须分三段计算。
① KIO3 与过量 KI 反应生成的 I2 总量
n(KIO3) = 0.0200 mol·L-1 × 0.02500 L = 5.00×10-4 mol
由 IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2O 中 IO3- ~ 3I2:
n总(I2) = 5.00×10-4 mol × 3 = 1.50×10-3 mol
② 未被维生素 C 消耗、剩余的 I2
n(Na2S2O3) = 0.100 mol·L-1 × 0.01000 L = 1.00×10-3 mol
由 I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- 中 I2 ~ 2S2O32-:
n余(I2) = 1.00×10-3 mol ÷ 2 = 5.00×10-4 mol
③ 与维生素 C 反应的 I2 及维生素 C 的量
n耗(I2) = 1.50×10-3 mol − 5.00×10-4 mol = 1.00×10-3 mol
由 C6H8O6 + I2 = C6H6O6 + 2H+ + 2I- 中 C6H8O6 ~ I2(1∶1):
n(C6H8O6) = 1.00×10-3 mol
m(C6H8O6) = 1.00×10-3 mol × 176 g·mol-1 = 0.176 g
w = 0.176 g ÷ 0.352 g × 100% = 50.0%
故选 B。
A、C、D 项错误:分别对应"漏掉 I2 ~ 2S2O32- 的系数 2 而把剩余 I2 算成 1.00×10-3 mol"(得 25.0%)、"漏掉 IO3- ~ 3I2 的系数 3 而把 I2 总量算成 5.00×10-4 mol"(无意义)与"把剩余 I2 误当作消耗量"(得 25.0% 的镜像错误)。
方法沉淀:返滴定(剩余滴定)的通法是"总量 − 剩余量 = 消耗量",三步缺一不可。碘量法有两条必须记牢的计量关系:IO3- ~ 3I2(系数 1∶3)与 I2 ~ 2S2O32-(系数 1∶2)——这两处是本题全部失分点的来源。做题时建议先把这条链写成"KIO3 → I2(总) → I2(余) → I2(耗) → 待测物"的流程图,再逐段代入。
10.【答案】A 【考点】硝酸在反应中的"双重作用"、由氮元素守恒与电子守恒联立求解混合气体的组成 【难度】提升
n(Cu) = 3.84 g ÷ 64 g·mol-1 = 0.0600 mol
n(HNO3)总 = 0.100 L × 2.00 mol·L-1 = 0.200 mol
硝酸在本反应中有两种去向:
- 起酸性作用:进入 Cu(NO3)2,n = 2 × n(Cu) = 2 × 0.0600 mol = 0.120 mol;
- 被还原:进入 NO 与 NO2,n = 0.200 mol − 0.120 mol = 0.080 mol。
(也可由氮元素守恒直接得到:气体中 N 的总物质的量=被还原的 HNO3=0.080 mol。)
A 项正确:被还原的 HNO3 为 0.080 mol。
B 项错误:起酸性作用的 HNO3 为 0.120 mol,本项与被还原的部分互换了。
C 项错误:若 NO 与 NO2 物质的量相等,则由气体总量 0.080 mol 知各为 0.040 mol,此时转移电子为 0.040 mol × 3(HNO3 → NO)+ 0.040 mol × 1(HNO3 → NO2)= 0.160 mol,而铜失电子只有 0.0600 mol × 2 = 0.120 mol,两者矛盾——说明"二者相等"这一假设本身不成立,本项的 0.120 mol 是错把"铜失电子数"直接安到了这个假设上。
D 项错误:硝酸在该反应中既表现氧化性(生成 NO、NO2)又表现酸性(生成 Cu(NO3)2),本项遗漏了后者。
方法沉淀:凡是硝酸(或浓硫酸)与金属的反应,第一步都要把酸拆成两股:一股"起酸的作用"进入盐,一股"起氧化剂的作用"被还原为气体。拆分的依据是氮(或硫)元素守恒:起酸性的部分可由"盐中酸根的物质的量"直接算出,剩余的部分才被还原。在此基础上再列电子守恒方程,即可求解混合气体的组成——本题若要求 NO 与 NO2 各自的物质的量,联立 x + y = 0.080 与 3x + y = 0.120,解得 x = 0.020 mol、y = 0.060 mol。
二、非选择题
11.【考点】三种典型配平(观察法、酸性缺项、碱性缺项)与基于配平结果的电子转移计算 【难度】基础
(1)4、5、4、6(1 分);O2(0.5 分);NH3(0.5 分);5(1 分)
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
- N:NH3 中 −3 → NO 中 +2,每个 N 失 5e-,NH3 作还原剂;
- O:O2 中 0 → −2,每个 O2 得 4e-,O2 作氧化剂;
- 电子守恒:最小公倍数 20 → n(NH3)∶n(O2) = 4∶5;再由氢(或氮)守恒定 NO 为 4、H2O 为 6。
每生成 1 mol NO,有 1 mol N 由 −3 升到 +2,转移 5 mol 电子。
易错提醒:本反应中氢的化合价没有变化(NH3 与 H2O 中 H 均为 +1),变价的只有 N 与 O 两种元素。有学生误以为 NH3 中的 H 也参与了电子得失,从而把转移电子数算错。
(2)Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O(2 分)
- Cr:Cr2O72- 中 +6 → +3,2 个 Cr 共得 6e-;
- I:−1 → 0,每个 I- 失 1e-,故需 6 个 I-,生成 3 个 I2;
- 补项:左边 Cr2O72- 多氧,酸性介质"多氧的一侧补 H+",故左边补 14H+、右边补 7H2O。
核对:电荷 −2 −6 +14 = +6,右边 2×(+3) = +6;O 左右均 7;H 左右均 14。
(3)I- + 3Cl2 + 6OH- = IO3- + 6Cl- + 3H2O(1 分);Cl2(0.5 分);I-(0.5 分);6(1 分)
- I:−1 → IO3- 中 +5,每个 I- 失 6e-,I- 作还原剂;
- Cl:Cl2 中 0 → −1,每个 Cl2 得 2e-,故需 3 个 Cl2,Cl2 作氧化剂;
- 补项:右边 IO3- 多氧,碱性介质"多氧的一侧补 H2O",故右边补 3H2O、左边补 6OH-(系数由电荷守恒确定:右边总电荷 −1 −6 = −7,左边 −1 − a = −7 → a = 6)。
核对:电荷左右均 −7;O 左 6、右 3+3 = 6;H 左右均 6。
每氧化 1 mol I- 转移 6 mol 电子。
方法沉淀:本题三小题恰好覆盖了配平的三种典型情形——① 变价元素系数已由电子守恒完全确定、其余用观察法补齐(第 1 问);② 酸性缺项,补 H+ 与 H2O(第 2 问);③ 碱性缺项,补 OH- 与 H2O(第 3 问)。第 2、3 问的补项方向恰好相反,对比记忆:酸性"多氧补 H+",碱性"多氧补 H2O"。
12.【考点】工业流程情境下陌生氧化还原方程式的书写与配平、多元素同时变价的电子守恒、基于元素守恒与电子守恒的定量测定 【难度】提升
(1)2MoS2 + 7O2 2MoO3 + 4SO2(2 分);O2(0.5 分);MoO3、SO2(0.5 分)
本问的关键是MoS2 中两种元素的化合价都升高:
- Mo:MoS2 中 +4 → MoO3 中 +6,每个 Mo 失 2e-,2 个 Mo 共失 4e-;
- S:MoS2 中 −2 → SO2 中 +4,每个 S 失 6e-,4 个 S 共失 24e-;
- 合计失电子:4 + 24 = 28e-;
- O:O2 中 0 → −2,每个 O2 得 4e-,需 28 ÷ 4 = 7 个 O2。
核对原子:Mo 2 = 2;S 4 = 4;O 左 14、右 6 + 8 = 14,配平正确。
氧化剂是 O2;Mo 与 S 均被氧化,故氧化产物为 MoO3 与 SO2(本反应中 O2 被还原后进入这两种产物,因此二者同时又都是还原产物——同一种产物兼有两种身份,这在"多元素变价"反应中很常见)。
(2)MoO3 + 2NH3·H2O = 2NH4+ + MoO42- + H2O(1 分);不是(1 分)
MoO3 是钼酸酐,与氨水反应生成钼酸铵。核对:Mo 1 = 1;N 2 = 2;O 左 3 + 2 = 5、右 4 + 1 = 5;H 左 2×5 = 10、右 2×4 + 2 = 10;电荷 0 = +2 −2 = 0。
Mo 在 MoO3 与 MoO42- 中均为 +6 价,其余元素化合价也未变,故该反应不是氧化还原反应,属于酸性氧化物与碱的反应。
(3)SO2 + H2O2 = H2SO4(1 分);氧化剂(1 分)
S 由 +4 升到 +6 失 2e-,H2O2 中 −1 价的氧降到 −2 价得 2e-,电子守恒;原子与电荷(均为分子)亦守恒。H2O2 中氧元素化合价降低,故 H2O2 作氧化剂。
易错提醒:H2O2 在本反应中作氧化剂,而在与酸性 KMnO4 反应时作还原剂——再次印证"看该反应中化合价的升降,不看通常角色"。
(4)w(MoS2) = 56.0%(2 分)
n(BaSO4) = 8.15 g ÷ 233 g·mol-1 = 0.0350 mol
由硫元素守恒(MoS2 中的 S 全部经 SO2 → H2SO4 → BaSO4):
n(MoS2) = n(S) ÷ 2 = 0.0350 mol ÷ 2 = 0.0175 mol
m(MoS2) = 0.0175 mol × 160 g·mol-1 = 2.80 g
w(MoS2) = 2.80 g ÷ 5.00 g × 100% = 56.0%
方法沉淀:工业流程中的含量测定,最常用的抓手就是元素守恒链——本题"MoS2 中的 S → SO2 → H2SO4 → BaSO4"这条链上硫的物质的量始终不变,因此称量最终沉淀即可反推起点。抓链条比逐步写方程式更快,也更不容易出错。
(5)w[(NH4)2MoO4] = 87.1%(3 分)
n(KMnO4) = 0.100 mol·L-1 × 0.02400 L = 2.400×10-3 mol
滴定中两对变价:
- Mn:MnO4- 中 +7 → +2,每个 Mn 得 5e-;
- Mo:Mo3+ 中 +3 → MoO42- 中 +6,每个 Mo 失 3e-。
由电子守恒:
n(Mo3+) × 3 = n(MnO4-) × 5
n(Mo3+) = 2.400×10-3 mol × 5/3 = 4.000×10-3 mol
由钼元素守恒:
n[(NH4)2MoO4] = n(Mo) = 4.000×10-3 mol
M[(NH4)2MoO4] = 2×18 + 96 + 4×16 = 196 g·mol-1
m[(NH4)2MoO4] = 4.000×10-3 mol × 196 g·mol-1 = 0.784 g
w = 0.784 g ÷ 0.900 g × 100% = 87.1%
方法沉淀:本题的滴定与常见滴定有一个显著区别——不必写出完整的滴定方程式,只需抓住两端元素的化合价变化,直接列电子守恒式。n(待测) × (每个待测微粒的变价数) = n(标准) × (每个标准微粒的变价数),是氧化还原滴定最通用的形式。凡遇到"先用锌(或其他还原剂)把待测元素还原到某一价态、再用标准氧化剂滴定"的间接测定,一律按此处理。
双向细目表
题号
题型
分值
考查内容
核心素养
难度
预设难度系数
1
选择
3
配平的三重依据(电子守恒、电荷守恒、原子守恒)辨析
证据推理
基础
0.82
2
选择
3
酸性条件下的缺项配平(过氧化氢法制备 ClO2)、氧化剂与还原剂计量比、H2O2 角色判定
证据推理
基础
0.64
3
选择
3
离子方程式配平的三重守恒逐项排查(识别"电子不守恒"的隐蔽错误)
证据推理
基础
0.66
4
选择
3
联氨除氧:N2H4 中氮为 −2 价的判定、转移电子数与氧化产物的判断
宏观辨识
基础
0.68
5
选择
3
用电子守恒法反推还原产物中未知元素的化合价
模型认知
基础
0.64
6
选择
3
碱性条件下的缺项配平与补项规则(多氧一侧补 H2O)
模型认知
基础
0.68
7
选择
3
印刷电路板蚀刻液再生:连续两步反应电子转移的分别计算与累加
变化观念
提升
0.54
8
选择
3
介质决定还原产物:碱性下 MnO4- → MnO42- 的缺项配平,及与酸性(→ Mn2+)的定量对照
变化观念
提升
0.48
9
选择
3
多步碘量法返滴定计算(IO3- ~ 3I2 与 I2 ~ 2S2O32- 双计量关系串联)
模型认知
提升
0.46
10
选择
3
硝酸的双重作用拆分 + 由元素守恒与电子守恒联立求解混合气体组成
证据推理
提升
0.48
11
填空
8
三种典型配平(观察法、酸性缺项、碱性缺项)与基于配平结果的电子转移
模型认知
基础
0.70
12
填空
12
辉钼矿制钼酸铵:陌生方程式书写、多元素同时变价的配平、元素守恒链与间接滴定测定
科学探究·模型认知
提升
0.50
全卷预估难度系数:约 0.60(其中基础题约占 55%,提升题约占 45%),与全国卷化学试题的整体难度水平相当,适合高三一轮复习阶段性限时检测。
【温馨提示】本试卷采用AI出题,一线教师逐题审核,如有雷同和疏漏之处,请及时反馈和联系!
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