2027届高三化学一轮复习专项训练:氧化还原反应与陌生方程式的书写
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内容正文:
正确的方向+方法+坚持不懈的努力=目标成绩
2027届高三一轮复习:氧化还原反应与陌生方程式的书写
知识点回顾:
一、氧化还原反应的基本概念与判断
1.本质与特征:氧化还原反应的实质是电子的转移(得失或偏移),特征是反应前后元素化合价发生变化。因此判断一个反应是否为氧化还原反应,只需看反应前后有无元素化合价改变。
2.概念对应关系(记“升失氧、降得还”):化合价升高→失去电子→被氧化→作还原剂→发生氧化反应→得到氧化产物;化合价降低→得到电子→被还原→作氧化剂→发生还原反应→得到还原产物。注意“剂”与“反应”恰好相反。
3.与四种基本反应类型的关系:置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是;化合反应、分解反应可能是也可能不是(如 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃ 是化合反应,也是氧化还原反应)。有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如 3O₂=2O₃。
4.常见氧化剂:O₂、Cl₂、Br₂、浓硫酸、浓(稀)硝酸、KMnO₄、KClO₃、K₂Cr₂O₇、MnO₂、H₂O₂、Na₂O₂、NaClO、FeCl₃、Ag⁺等;常见还原剂:活泼金属(Na、Mg、Al、Zn、Fe)、H₂、C、CO、H₂S、SO₂、Na₂SO₃、KI、FeCl₂、NH₃等。
5.电子转移的表示方法:①双线桥——从反应物中变价元素指向生成物中同种元素,注明“失去 n×e⁻”“得到 n×e⁻”,需配平且两桥得失电子总数相等;②单线桥——只在反应物之间标注,箭头由还原剂指向氧化剂,只标电子总数,不写“得/失”。
6.电子转移数目的计算要点:只看化合价改变的元素;注意歧化反应(同种元素既升高又降低,如 Cl₂ 与 NaOH)与部分氧化反应(如 MnO₂+4HCl(浓)=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 中,4 mol HCl 只有 2 mol 被氧化,另 2 mol 起酸的作用)。
典型例题:
例1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( B )
A.有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应
B.元素化合价升高,该元素被氧化,含该元素的反应物作还原剂
C.化合反应一定不是氧化还原反应,分解反应一定是氧化还原反应
D.在氧化还原反应中,得电子的物质被氧化,失电子的物质被还原
解析:A项,同素异形体之间的转化(如 3O₂=2O₃)有单质参加和生成,但无化合价变化,不是氧化还原反应,错误;B项,化合价升高即失去电子、被氧化,含该元素的物质作还原剂,正确;C项,4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃ 是化合反应,却是氧化还原反应,错误;D项,得电子的物质被还原、失电子的物质被氧化,说法颠倒,错误。本题选B。
例2.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( B )
A.1 mol Na₂O₂ 与足量水完全反应,转移的电子数为 2NA
B.1 mol Cl₂ 与足量 NaOH 溶液反应生成 NaClO,转移的电子数为 NA
C.MnO₂ 与足量浓盐酸共热制得标准状况下 22.4 L Cl₂,被氧化的 HCl 为 4 mol
D.1 mol Fe 与足量稀硝酸反应,转移的电子数为 2NA
解析:A项,2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ 中 O 元素由 -1 价歧化为 -2 价和 0 价,1 mol Na₂O₂ 转移 1 mol 电子,即 NA,错误;B项,Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O 为歧化反应,1 mol Cl₂ 中 1 mol Cl 由 0 价降为 -1 价、1 mol Cl 由 0 价升为 +1 价,转移 1 mol 电子,正确;C项,标准状况下 22.4 L Cl₂ 为 1 mol,据 MnO₂+4HCl(浓)=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O,参加反应的 4 mol HCl 中只有 2 mol 被氧化,另 2 mol 表现酸性生成 MnCl₂,错误;D项,稀硝酸具有强氧化性,与足量稀硝酸反应时 Fe 被氧化为 Fe³⁺,1 mol Fe 转移 3 mol 电子,即 3NA,错误。本题选B。
例3.已知反应 KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl₂↑+3H₂O。下列有关该反应的说法正确的是( A )
A.KClO₃ 作氧化剂,HCl 作还原剂(部分起酸的作用)
B.参加反应的 HCl 中,被氧化的 HCl 占 1/6
C.生成 3 mol Cl₂ 时,转移电子的物质的量为 6 mol
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1∶5
解析:该反应为“归中反应”,-1 价的 Cl(来自 HCl)与 +5 价的 Cl(来自 KClO₃)归中生成 0 价的 Cl₂。A项,KClO₃ 中 Cl 由 +5 价降为 0 价、得电子,作氧化剂;HCl 中 Cl 由 -1 价升为 0 价、失电子,作还原剂,另有 1 mol HCl 中的 Cl 未变价而生成 KCl,起酸的作用,正确;B项,6 mol HCl 中被氧化的为 5 mol,占 5/6,错误;C项,生成 3 mol Cl₂ 时,5 mol Cl 由 -1 价升为 0 价共失去 5 mol 电子,转移电子为 5 mol,错误;D项,3 mol Cl₂ 中有 2.5 mol 来自 HCl 的氧化(氧化产物)、0.5 mol 来自 KClO₃ 的还原(还原产物),两者物质的量之比为 5∶1,错误。本题选A。
二、氧化性、还原性强弱的比较与反应先后规律
1.由反应方程式判断强弱:氧化性——氧化剂>氧化产物;还原性——还原剂>还原产物。如由 2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺ 得氧化性 Fe³⁺>Cu²⁺,还原性 Cu>Fe²⁺。
2.常见氧化性顺序(由强到弱):F₂>KMnO₄(H⁺)>Cl₂>Br₂>Fe³⁺>I₂>S;常见还原性顺序(由强到弱):S²⁻>SO₃²⁻>I⁻>Fe²⁺>Br⁻>Cl⁻。可只记“氧化剂对应还原产物,还原剂对应氧化产物”这一条主线。
3.价态规律:元素处于最高价态时只具有氧化性;处于最低价态时只具有还原性;处于中间价态时既有氧化性又有还原性。同种元素一般价态越高氧化性越强,但有例外,如氧化性 HClO>HClO₄。
4.反应先后规律(强者优先):一种氧化剂遇到多种还原剂时,先氧化还原性最强的微粒;一种还原剂遇到多种氧化剂时,先还原氧化性最强的微粒。如向 FeI₂ 溶液中通入 Cl₂,还原性 I⁻>Fe²⁺,故先氧化 I⁻,I⁻ 全部反应完后才氧化 Fe²⁺。
5.影响氧化性、还原性强弱的因素:①浓度——一般浓度越大氧化性越强(如浓硝酸>稀硝酸);②温度——一般温度越高氧化性越强;③酸碱性——KMnO₄ 在酸性条件下氧化性最强,中性次之,碱性最弱。
6.常见判断的易错点:①物质的氧化性、还原性强弱与得失电子的难易有关,与得失电子的多少无关(如 Na 只失 1 个电子,但还原性强于失 2 个电子的 Mg);②酸性的强弱与氧化性的强弱没有必然联系(如 HClO₄ 的酸性最强,但氧化性弱于 HClO;稀硫酸没有强氧化性,浓硫酸有强氧化性)。
典型例题:
例4.已知下列反应:①2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺;②2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl⁻;③2MnO₄⁻+16H⁺+10Cl⁻=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O。则下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是( D )
A.MnO₄⁻>Fe³⁺>Cl₂>Cu²⁺
B.Cl₂>MnO₄⁻>Fe³⁺>Cu²⁺
C.Cu²⁺>Fe³⁺>Cl₂>MnO₄⁻
D.MnO₄⁻>Cl₂>Fe³⁺>Cu²⁺
解析:由反应③可知 MnO₄⁻ 能把 Cl⁻ 氧化为 Cl₂,故氧化性 MnO₄⁻>Cl₂;由反应②可知 Cl₂ 能把 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺,故氧化性 Cl₂>Fe³⁺;由反应①可知 Fe³⁺ 能把 Cu 氧化为 Cu²⁺,故氧化性 Fe³⁺>Cu²⁺。综合得氧化性顺序为 MnO₄⁻>Cl₂>Fe³⁺>Cu²⁺。本题选D。
例5.向 1 L 含 0.1 mol FeI₂ 和 0.1 mol FeBr₂ 的混合溶液中缓慢通入 Cl₂(忽略溶液体积变化),下列说法错误的是( C )
A.通入 0.1 mol Cl₂ 时,溶液中的 I⁻ 恰好被完全氧化
B.通入 0.2 mol Cl₂ 时,溶液中的 Fe²⁺ 恰好被完全氧化
C.通入 0.25 mol Cl₂ 时,溶液中 c(Fe³⁺)∶c(Br⁻)=1∶2
D.通入 0.3 mol Cl₂ 时,溶液中的 Br⁻ 恰好被完全氧化
解析:溶液中含 I⁻ 0.2 mol、Fe²⁺ 0.2 mol、Br⁻ 0.2 mol,还原性顺序为 I⁻>Fe²⁺>Br⁻。A项,通入 0.1 mol Cl₂ 可提供 0.2 mol 电子,恰好把 0.2 mol I⁻ 氧化为 I₂,正确;B项,再通入 0.1 mol Cl₂(共 0.2 mol)提供 0.2 mol 电子,恰好把 0.2 mol Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺,正确;C项,通入 0.25 mol Cl₂ 共提供 0.5 mol 电子,其中 0.2 mol 用于氧化 I⁻、0.2 mol 用于氧化 Fe²⁺,余下 0.1 mol 用于氧化 0.1 mol Br⁻,此时 c(Fe³⁺)=0.2 mol/L、c(Br⁻)=(0.2-0.1) mol/L=0.1 mol/L,两者之比为 2∶1 而非 1∶2,错误;D项,再通入 0.1 mol Cl₂(共 0.3 mol)提供 0.2 mol 电子,恰好把剩余的 0.2 mol Br⁻ 全部氧化,正确。本题选C。
例6.下列有关物质氧化性、还原性的判断正确的是( A )
A.元素处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性
B.同种元素组成的物质中,该元素价态越高,其氧化性一定越强
C.浓硝酸能与铜反应而稀硝酸也能与铜反应,说明硝酸的氧化性强弱与其浓度无关
D.KMnO₄ 在碱性条件下的氧化性强于在酸性条件下的氧化性
解析:A项,最高价态元素的化合价只能降低、只具有氧化性,最低价态元素的化合价只能升高、只具有还原性,中间价态既可升高又可降低,既有氧化性又有还原性,正确;B项,同种元素价态越高氧化性一般越强,但存在例外,如氧化性 HClO>HClO₄,错误;C项,硝酸的浓度越大氧化性越强,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,错误;D项,KMnO₄ 在酸性条件下氧化性最强、碱性条件下最弱,错误。本题选A。
三、得失电子守恒及其定量计算
1.核心守恒式:氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数(得失电子守恒)。这是氧化还原反应定量计算的主线,可绕过中间过程直接建立关系。
2.常用等价形式:n(氧化剂)×每个微粒得电子数=n(还原剂)×每个微粒失电子数;也可写作 n×化合价变化值×变价原子个数。
3.化合价升降法配平四步:①标出反应前后发生变化的元素化合价;②列出每种元素化合价的升降数值;③使升降总数相等(求最小公倍数),定出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数;④用质量守恒和电荷守恒配平其余物质(一般补 H⁺、OH⁻、H₂O),最后检查原子守恒与电荷守恒。
4.多步反应的计算技巧:若同一元素在反应中“先被氧化、再被还原(或被还原、再被氧化)”,可把中间产物看作“过路物质”,直接找出起点的还原剂(或氧化剂)与终点的氧化剂(或还原剂)之间的电子转移关系。如铜与硝酸反应后的混合气体再用 O₂ 氧化后溶于水,可直接由 Cu 失电子总数等于 O₂ 得电子总数求解。
5.部分氧化(或部分还原)的处理:如 MnO₂+4HCl(浓)=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 中,4 mol HCl 只有 2 mol 被氧化,计算转移电子时须按实际变价原子数计算,不能直接用参加反应的 HCl 总量。
6.电荷守恒与电子守恒的联用:在离子方程式的定量判断中,若某微粒的氧化产物(或还原产物)未知,可先用电荷守恒确定其电荷数,再用电子守恒确定其化合价,从而推出产物。
典型例题:
例7.将 3.84 g 铜粉加入一定量的浓硝酸中,铜粉完全溶解,共收集到 NO₂ 和 NO 的混合气体 0.896 L(标准状况)。若将该混合气体与标准状况下 V L O₂ 混合后通入水中,气体恰好完全被水吸收。则 V 约为( C )
A.0.224
B.0.448
C.0.672
D.0.896
解析:n(Cu)=3.84 g÷64 g/mol=0.06 mol,铜全部溶解生成 Cu²⁺,共失去电子 0.06 mol×2=0.12 mol。混合气体中的 NO₂、NO 被 O₂ 氧化后通入水中又生成 HNO₃,氮元素“借道”后回到 +5 价,故 Cu 失去的电子最终全部被 O₂ 得到。由得失电子守恒:4n(O₂)=0.12 mol,n(O₂)=0.03 mol,V=0.03 mol×22.4 L/mol=0.672 L。本题选C。
例8.取 25.00 mL 密度为 1.00 g/mL 的某 H₂O₂ 溶液,用 0.1000 mol/L 的 KMnO₄ 标准溶液在酸性条件下滴定,恰好完全反应时消耗 KMnO₄ 溶液 20.00 mL。下列说法正确的是( D )
A.KMnO₄ 溶液应盛放在碱式滴定管中
B.该 H₂O₂ 溶液中 H₂O₂ 的质量分数为 3.4%
C.滴定终点时溶液由浅紫红色变为无色
D.若滴定前平视读数、滴定后仰视读数,则测得 H₂O₂ 的浓度偏大
解析:反应为 2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O。A项,KMnO₄ 具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,应盛放在酸式滴定管中,错误;B项,n(MnO₄⁻)=0.1000 mol/L×0.0200 L=0.002 mol,则 n(H₂O₂)=0.002 mol×5/2=0.005 mol,m(H₂O₂)=0.005 mol×34 g/mol=0.17 g,溶液质量为 25.00 g,质量分数为 0.17 g÷25.00 g×100%=0.68%,错误;C项,滴定终点时溶液应是由无色变为浅紫红色(且半分钟内不褪色),说法颠倒,错误;D项,仰视读数会使读得的 KMnO₄ 体积偏大,据 c(H₂O₂) 与消耗体积成正比可知测定结果偏大,正确。本题选D。
四、陌生(信息型)氧化还原方程式的书写
1.书写四步法:①根据信息确定反应物、生成物,标出发生变价的元素;②按“化合价升降总数相等”配平变价元素(先定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的计量数);③用原子守恒与电荷守恒配平其余元素,缺什么补什么(一般补 H⁺、OH⁻ 或 H₂O);④检查原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒三项。
2.介质与缺项:酸性条件下在反应物一侧补 H⁺、生成物一侧补 H₂O;碱性条件下在反应物一侧补 OH⁻、生成物一侧补 H₂O;中性条件下常用 H₂O 补齐。判断介质的依据是题干中的“酸性”“碱性”“某溶液”等词语,以及反应体系中原有的离子。
3.未知产物的推断:题干常给出部分产物,其余产物需由化合价升降推出。如给出“Cr₂O₇²⁻在酸性条件下被还原为 Cr³⁺”,则 Cr 由 +6 价降到 +3 价、得 3 个电子;给出“MnO₄⁻在酸性条件下被还原”,则还原产物一般为 Mn²⁺。
4.弱电解质与难溶物写化学式:书写离子方程式时,H₂S、HClO、H₂CO₃、NH₃·H₂O 等弱电解质,以及气体、沉淀、氧化物、单质一律写化学式;强酸、强碱、可溶性盐写离子形式。
5.常见工业情境的定式:废水处理(用 ClO⁻、H₂O₂、O₃ 氧化 S²⁻、Mn²⁺、CN⁻ 等;用 Fe²⁺、SO₃²⁻ 还原 Cr₂O₇²⁻);尾气吸收(用 Na₂SO₃ 或 NaOH 吸收 Cl₂、NO₂);新型材料制备(如碱性条件下 ClO⁻ 氧化 Fe(OH)₃ 制高铁酸盐)。
6.电极反应式的书写要点:负极失电子发生氧化反应、正极得电子发生还原反应;先写出“主体物质+得失电子数”,再据介质用 H⁺(酸性)、OH⁻(碱性)或 H₂O(中性)配平电荷与原子。如碱性氢氧燃料电池负极:H₂-2e⁻+2OH⁻=2H₂O。
典型例题:
例9.在强碱性条件下,NaClO 可将 Fe(OH)₃ 氧化为高铁酸盐,其离子方程式为 2Fe(OH)₃+3ClO⁻+4OH⁻=2FeO₄²⁻+3Cl⁻+5H₂O。下列有关该反应的说法正确的是( B )
A.Fe(OH)₃ 作氧化剂,ClO⁻ 作还原剂
B.每生成 1 mol FeO₄²⁻,转移电子的物质的量为 3 mol
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 3∶2
D.该反应中氧化性:ClO⁻<FeO₄²⁻
解析:反应中 Fe 元素由 +3 价升高到 +6 价,Cl 元素由 +1 价降低到 -1 价。A项,Fe(OH)₃ 中 Fe 失电子、被氧化,作还原剂;ClO⁻ 中 Cl 得电子、被还原,作氧化剂,说法颠倒,错误;B项,生成 1 mol FeO₄²⁻ 时 Fe 由 +3 价升到 +6 价,失去 3 mol 电子,正确;C项,氧化产物为 FeO₄²⁻(2 mol)、还原产物为 Cl⁻(3 mol),两者物质的量之比为 2∶3,错误;D项,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性 ClO⁻>FeO₄²⁻,错误。本题选B。
例10.按要求书写下列反应的离子方程式或化学方程式:
(1)在酸性条件下,用 H₂O₂ 将废水中的 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺:______。
(2)用 Na₂SO₃ 溶液吸收工业尾气中的 Cl₂:______。
(3)在强碱性条件下,用 NaClO 将废水中的 Mn²⁺ 氧化为 MnO₂ 沉淀:______。
(4)向酸性 K₂Cr₂O₇ 溶液中通入 H₂S 气体,溶液由橙色变为绿色并出现淡黄色浑浊:______。
【答案】
(1)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O
(2)SO₃²⁻+Cl₂+H₂O=SO₄²⁻+2Cl⁻+2H⁺
(3)Mn²⁺+ClO⁻+2OH⁻=MnO₂↓+Cl⁻+H₂O
(4)Cr₂O₇²⁻+3H₂S+8H⁺=2Cr³⁺+3S↓+7H₂O
【解析】(1)H₂O₂ 中 O 由 -1 价降为 -2 价,1 mol H₂O₂ 得 2 mol 电子;Fe²⁺ 由 +2 价升为 +3 价,1 mol Fe²⁺ 失 1 mol 电子,按 2∶1 配平,酸性条件下用 H⁺ 配平电荷与氢原子。(2)Cl₂ 被 SO₃²⁻ 还原为 Cl⁻,SO₃²⁻ 被氧化为 SO₄²⁻,S 由 +4 价升为 +6 价失 2 mol 电子,Cl₂ 得 2 mol 电子,两者按 1∶1 反应,据守恒在反应物一侧补 1 个 H₂O、生成物一侧补 2 个 H⁺。(3)Mn 由 +2 价升为 +4 价失 2 mol 电子,ClO⁻ 中 Cl 由 +1 价降为 -1 价得 2 mol 电子,两者按 1∶1 反应;碱性介质中在反应物一侧补 2 个 OH⁻、生成物一侧补 1 个 H₂O。(4)Cr 由 +6 价降为 +3 价、每个 Cr 得 3 mol 电子,1 mol Cr₂O₇²⁻ 共得 6 mol 电子;H₂S 被氧化为 S(S 由 -2 价升为 0 价,每 1 mol H₂S 失 2 mol 电子),故 Cr₂O₇²⁻ 与 H₂S 按 1∶3 反应,再用 H⁺ 和 H₂O 配平。
例11.某新型可充电电池以 Zn 和 K₂FeO₄ 为电极材料、以碱性溶液为电解质溶液,放电时的总反应为 3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O=3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH。下列说法错误的是( D )
A.放电时 Zn 为负极,发生氧化反应
B.放电时正极的电极反应式为 FeO₄²⁻+4H₂O+3e⁻=Fe(OH)₃↓+5OH⁻
C.放电时溶液中的 OH⁻ 向负极移动
D.放电时正极上的 FeO₄²⁻ 被氧化为 Fe(OH)₃
解析:总反应中 Zn 由 0 价升为 +2 价、失电子,Fe 由 +6 价降为 +3 价、得电子。A项,Zn 失电子,作负极、发生氧化反应,正确;B项,正极上 FeO₄²⁻ 得电子生成 Fe(OH)₃,原子与电荷均守恒(左边电荷 -2-3=-5,右边 5×(-1)=-5),正确;C项,原电池中阴离子向负极移动,OH⁻ 向负极移动,正确;D项,Fe 元素的化合价由 +6 价降到 +3 价,FeO₄²⁻ 被还原而非被氧化,错误。本题选D。
五、综合应用与守恒思想的灵活运用
1.解题主线:先标出变价元素并算出“每个微粒得失多少个电子”,再据得失电子守恒建立定量关系,最后结合电荷守恒、原子守恒补全方程式或求出未知量。三条守恒中,电子守恒管定量,电荷守恒管离子方程式的配平与推断,原子守恒管补齐物种。
2.多步反应的“折算”技巧:若某元素经历的中间价态只是“过路”,可把中间产物看作催化剂式的“中转站”,直接在起点的还原剂(或氧化剂)与终点的氧化剂(或还原剂)之间建立电子守恒关系,不必逐写出每一步方程式。
3.常见高频易错点:①把“被氧化的 HCl”误当成参加反应的全部 HCl(如 MnO₂ 与浓盐酸反应);②把“转移电子数”与“得失电子总数”混为一谈,歧化反应中转移电子数并不等于某一种价态变化的数量;③把“氧化性/还原性强弱”与“得失电子多少”混同;④书写离子方程式时漏写介质中的 H⁺、OH⁻ 或 H₂O,导致电荷不守恒。
4.检验结果的三看:一看原子是否守恒(数每种元素的原子数),二看电荷是否守恒(只数离子电荷,分子与沉淀不贡献电荷),三看得失电子是否守恒(升价总数等于降价总数)。三条全部满足,方程式才算写对。
典型例题:
例12.向含 0.2 mol FeI₂ 的溶液中缓慢通入 0.2 mol Cl₂,充分反应后,下列说法正确的是( C )
A.被氧化的微粒只有 Fe²⁺
B.反应后溶液中 n(Fe³⁺)=0.2 mol
C.反应过程中转移电子的物质的量为 0.4 mol
D.氧化产物只有 I₂,且其物质的量为 0.4 mol
解析:0.2 mol FeI₂ 中含 I⁻ 0.4 mol、Fe²⁺ 0.2 mol,还原性 I⁻>Fe²⁺,故 Cl₂ 先氧化 I⁻。0.2 mol Cl₂ 可得到 0.4 mol 电子,恰好把 0.4 mol I⁻ 氧化为 0.2 mol I₂,转移电子 0.4 mol,Fe²⁺ 尚未被氧化。A项,被氧化的微粒是 I⁻,错误;B项,Fe²⁺ 未被氧化,溶液中 n(Fe³⁺)=0,错误;C项,转移电子 0.4 mol,正确;D项,氧化产物 I₂ 的物质的量为 0.2 mol 而非 0.4 mol,错误。本题选C。
例13.某酸性废水中含有 Cr₂O₇²⁻,可用 FeSO₄ 进行处理。已知 25 ℃ 时 Ksp[Cr(OH)₃]=1×10⁻³²。回答下列问题:
(1)写出用 FeSO₄ 处理该废水时发生反应的离子方程式:______。
(2)每处理 1 mol Cr₂O₇²⁻,需要消耗 FeSO₄ 的物质的量为______ mol,转移电子的物质的量为______ mol。
(3)处理后的溶液中含有 Cr³⁺,欲使其沉淀完全(c(Cr³⁺)≤1×10⁻⁵ mol/L),需调节溶液的 pH 至少为______。
(4)若改用 Na₂SO₃ 在酸性条件下还原 Cr₂O₇²⁻,写出该反应的离子方程式:______。
【答案】
(1)Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
(2)6;6
(3)5
(4)Cr₂O₇²⁻+3SO₃²⁻+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄²⁻+4H₂O
【解析】(1)Cr 元素由 +6 价降为 +3 价,1 mol Cr₂O₇²⁻ 共得 6 mol 电子;Fe²⁺ 由 +2 价升为 +3 价,1 mol Fe²⁺ 失 1 mol 电子。据得失电子守恒,Cr₂O₇²⁻ 与 Fe²⁺ 按 1∶6 反应,再用 H⁺ 和 H₂O 配平电荷与原子,得 Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O(左边电荷 -2+6×2+14=+24,右边 2×3+6×3=+24,电荷守恒)。(2)处理 1 mol Cr₂O₇²⁻ 需 6 mol FeSO₄,转移电子 6 mol。(3)由 Ksp[Cr(OH)₃]=c(Cr³⁺)·c³(OH⁻)=1×10⁻³²,当 c(Cr³⁺)=1×10⁻⁵ mol/L 时,c³(OH⁻)=1×10⁻²⁷,c(OH⁻)=1×10⁻⁹ mol/L,pOH=9,故 pH=14-9=5。(4)Cr₂O₇²⁻ 得 6 mol 电子,SO₃²⁻ 中 S 由 +4 价升为 +6 价、每 1 mol SO₃²⁻ 失 2 mol 电子,故两者按 1∶3 反应,配平得 Cr₂O₇²⁻+3SO₃²⁻+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄²⁻+4H₂O。
巩固提升:
1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( C )
A.氧化还原反应中,氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应
B.氧化还原反应中,元素化合价升高,该元素被还原
C.置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应
D.氧化还原反应中还原剂失去电子的总数多于氧化剂得到电子的总数
【解析】A项,氧化剂得电子、发生还原反应,还原剂失电子、发生氧化反应,说法颠倒,错误;B项,化合价升高即被氧化,错误;C项,置换反应中必有元素化合价变化,一定是氧化还原反应;复分解反应中元素化合价均不变,一定不是氧化还原反应,正确;D项,由得失电子守恒,还原剂失去的电子总数一定等于氧化剂得到的电子总数,错误。本题选C。
2.下列反应中,水只作氧化剂的是( C )
A.Cl₂+H₂O=HCl+HClO
B.2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
C.2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
D.2F₂+2H₂O=4HF+O₂
【解析】A项,Cl₂ 中 Cl 元素本身发生歧化,水既不是氧化剂也不是还原剂,错误;B项,Na₂O₂ 中 O 元素发生歧化,水既不是氧化剂也不是还原剂,错误;C项,水中 H 由 +1 价降为 0 价、得电子,水只作氧化剂,正确;D项,水中 O 由 -2 价升为 0 价、失电子,水只作还原剂,错误。本题选C。
3.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( A )
A.1 mol Cu 与足量硫粉共热完全反应,转移的电子数为 NA
B.标准状况下 22.4 L Cl₂ 与足量铁粉完全反应,转移的电子数为 3NA
C.1 mol Fe 与足量 Cl₂ 完全反应,转移的电子数为 2NA
D.1 mol Na₂O₂ 与足量 CO₂ 完全反应,转移的电子数为 2NA
【解析】A项,2Cu+S=Cu₂S 中 Cu 由 0 价升为 +1 价,1 mol Cu 失去 1 mol 电子,正确;B项,标准状况下 22.4 L Cl₂ 为 1 mol,Cl 由 0 价降为 -1 价,1 mol Cl₂ 得 2 mol 电子,错误;C项,Fe 与 Cl₂ 反应生成 FeCl₃,1 mol Fe 失去 3 mol 电子,错误;D项,2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ 中 O 元素发生歧化,1 mol Na₂O₂ 转移 1 mol 电子,错误。本题选A。
4.已知:①Cl₂+2KI=2KCl+I₂;②2FeCl₃+2KI=2FeCl₂+I₂+2KCl;③I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄;④2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃。则下列微粒的还原性由强到弱的顺序正确的是( A )
A.SO₂>I⁻>Fe²⁺>Cl⁻
B.I⁻>Fe²⁺>Cl⁻>SO₂
C.Fe²⁺>I⁻>SO₂>Cl⁻
D.Cl⁻>Fe²⁺>I⁻>SO₂
【解析】由反应①,还原剂 I⁻ 的还原性强于还原产物 Cl⁻,即 I⁻>Cl⁻;由反应②,还原剂 I⁻ 的还原性强于还原产物 Fe²⁺,即 I⁻>Fe²⁺;由反应③,还原剂 SO₂ 的还原性强于还原产物 I⁻(S 由 +4 价升为 +6 价),即 SO₂>I⁻;由反应④,还原剂 Fe²⁺ 的还原性强于还原产物 Cl⁻,即 Fe²⁺>Cl⁻。综合得还原性顺序为 SO₂>I⁻>Fe²⁺>Cl⁻。本题选A。
5.已知反应 2KMnO₄+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。下列说法正确的是( B )
A.KMnO₄ 作还原剂,Mn 元素化合价升高
B.被氧化的 HCl 占参加反应 HCl 总量的 5/8
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶8
D.每生成 1 mol Cl₂ 转移电子的物质的量为 10 mol
【解析】反应中 Mn 由 +7 价降为 +2 价,Cl 由 -1 价升为 0 价。A项,KMnO₄ 中 Mn 得电子、化合价降低,作氧化剂,错误;B项,16 mol HCl 中被氧化的为 10 mol(生成 5 mol Cl₂),占 10/16=5/8,正确;C项,氧化剂 KMnO₄ 为 2 mol,还原剂 HCl 为 10 mol,两者之比为 1∶5,错误;D项,生成 5 mol Cl₂ 转移 10 mol 电子,故每生成 1 mol Cl₂ 转移 2 mol 电子,错误。本题选B。
6.下列关于“双线桥法”和“单线桥法”的说法正确的是( D )
A.单线桥法中,箭头由氧化剂指向还原剂
B.单线桥法中,箭头上只需标出某一种元素得失电子的数目
C.双线桥法中,两条箭头所标的得失电子总数可以不相等
D.双线桥法中,同种元素的两条箭头分别由反应物指向生成物,并须注明“得到”或“失去”电子的数目
【解析】A项,单线桥法中箭头应由还原剂指向氧化剂,错误;B项,单线桥只标出转移电子的总数,不标某一种元素的得失数目,错误;C项,双线桥中得失电子总数必须相等(电子守恒),错误;D项,双线桥由反应物中变价元素指向生成物中同种元素,并用“失去 n×e⁻”“得到 n×e⁻”注明,正确。本题选D。
7.向 100 mL 含 0.1 mol/L FeI₂ 和 0.1 mol/L FeBr₂ 的混合溶液中通入标准状况下 0.56 L Cl₂,充分反应(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( A )
A.反应后溶液中 c(Fe³⁺)=0.2 mol/L
B.反应后溶液中仍存在 I⁻
C.反应后溶液中 c(Br⁻)=0.2 mol/L
D.被氧化的 Fe²⁺ 为 0.01 mol
【解析】溶液中含 I⁻ 0.02 mol、Fe²⁺ 0.02 mol、Br⁻ 0.02 mol,还原性 I⁻>Fe²⁺>Br⁻。0.56 L Cl₂ 为 0.025 mol,可提供 0.05 mol 电子:先氧化 0.02 mol I⁻(用去 0.02 mol 电子),再氧化 0.02 mol Fe²⁺(用去 0.02 mol 电子),余下 0.01 mol 电子氧化 0.01 mol Br⁻。A项,Fe²⁺ 全部被氧化,c(Fe³⁺)=0.02 mol÷0.1 L=0.2 mol/L,正确;B项,I⁻ 已全部被氧化,溶液中不存在 I⁻,错误;C项,Br⁻ 剩余 0.01 mol,c(Br⁻)=0.1 mol/L,错误;D项,Fe²⁺ 全部被氧化,被氧化的 Fe²⁺ 为 0.02 mol,错误。本题选A。
8.下列离子方程式书写正确的是( D )
A.向 FeCl₃ 溶液中通入少量 H₂S 气体:Fe³⁺+H₂S=Fe²⁺+S↓+2H⁺
B.向酸性 KMnO₄ 溶液中滴加 H₂O₂:2MnO₄⁻+5H₂O₂=2Mn²⁺+5O₂↑+6H₂O
C.向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+4H⁺+NO₃⁻=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
D.用 NaOH 溶液吸收多余的 Cl₂:Cl₂+2OH⁻=Cl⁻+ClO⁻+H₂O
【解析】A项,左边电荷为 +3、右边为 +4,电荷不守恒,正确写法为 2Fe³⁺+H₂S=2Fe²⁺+S↓+2H⁺,错误;B项,该反应在酸性溶液中进行,方程漏写了参加反应的 H⁺,氧原子、氢原子与电荷均不守恒,正确写法为 2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O,错误;C项,铁粉过量时硝酸与铁反应生成 Fe²⁺,应为 3Fe+8H⁺+2NO₃⁻=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O,错误;D项,Cl₂ 与 NaOH 溶液反应生成 Cl⁻、ClO⁻ 和 H₂O,原子、电荷与电子均守恒,正确。本题选D。
9.用 0.1 mol/L 的 Na₂SO₃ 溶液 30.0 mL 恰好把 100 mL 0.01 mol/L 的 K₂Cr₂O₇ 酸性溶液还原(Cr 被还原为 Cr³⁺)。则 SO₃²⁻ 被氧化后硫元素的化合价为( C )
A.+2
B.+4
C.+6
D.+5
【解析】n(K₂Cr₂O₇)=0.01 mol/L×0.100 L=0.001 mol,Cr 由 +6 价降为 +3 价,1 mol K₂Cr₂O₇ 得 6 mol 电子,共得电子 0.006 mol;n(Na₂SO₃)=0.1 mol/L×0.030 L=0.003 mol,由得失电子守恒,每个 S 原子失去 0.006 mol÷0.003 mol=2 mol 电子,硫元素化合价由 +4 价升高 2 价,氧化后为 +6 价。本题选C。
10.在酸性条件下,向 NaBiO₃ 中滴加 MnSO₄ 溶液,溶液变为紫红色(生成 MnO₄⁻),同时 NaBiO₃ 被还原为 Bi³⁺。下列说法正确的是( D )
A.NaBiO₃ 作还原剂,Bi 元素化合价升高
B.每生成 1 mol MnO₄⁻ 转移电子的物质的量为 3 mol
C.该反应中氧化性:NaBiO₃<MnO₄⁻
D.该反应的离子方程式为 5NaBiO₃+2Mn²⁺+14H⁺=5Bi³⁺+2MnO₄⁻+5Na⁺+7H₂O
【解析】反应中 Bi 由 +5 价降为 +3 价、得 2 mol 电子,Mn 由 +2 价升为 +7 价、失 5 mol 电子。A项,NaBiO₃ 中 Bi 得电子、化合价降低,作氧化剂,错误;B项,每生成 1 mol MnO₄⁻ 时 Mn 由 +2 价升为 +7 价,失去 5 mol 电子,错误;C项,氧化剂的氧化性强于氧化产物,应为 NaBiO₃>MnO₄⁻,错误;D项,由得失电子守恒,Bi 与 Mn 的物质的量之比为 5∶2,再用 H⁺ 和 H₂O 配平(左边电荷 2×2+14=+18,右边 5×3+2×(-1)+5×1=+18),正确。本题选D。
11.某碱性甲醇(CH₃OH)燃料电池放电时,下列说法正确的是( B )
A.负极的电极反应式为 CH₃OH-6e⁻+6OH⁻=CO₃²⁻+5H₂O
B.正极的电极反应式为 O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻
C.放电时溶液中的 OH⁻ 向正极移动
D.放电时每消耗 1 mol CH₃OH 转移 4 mol 电子
【解析】A项,CH₃OH 被氧化为 CO₃²⁻ 时应结合 8 个 OH⁻ 生成 6 个 H₂O,该项按 6 个 OH⁻、5 个 H₂O 书写,原子与电荷均不守恒(正确写法为 CH₃OH-6e⁻+8OH⁻=CO₃²⁻+6H₂O),错误;B项,碱性条件下 O₂ 在正极得电子并结合水生成 OH⁻,原子与电荷均守恒,正确;C项,原电池中阴离子向负极移动,OH⁻ 移向负极,错误;D项,CH₃OH 中 C 由 -2 价升为 CO₃²⁻ 中的 +4 价,1 mol CH₃OH 失去 6 mol 电子,错误。本题选B。
12.将 0.1 mol KClO₃ 与足量浓盐酸反应生成的 Cl₂ 全部通入含 0.5 mol KI 的溶液中,充分反应后,下列说法正确的是( A )
A.KClO₃ 与浓盐酸反应时,转移电子的物质的量为 0.5 mol
B.被氧化的 I⁻ 为 0.3 mol
C.生成的 Cl₂ 为 0.1 mol
D.反应后溶液中 I₂ 的物质的量为 0.5 mol
【解析】由 KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl₂↑+3H₂O,0.1 mol KClO₃ 可生成 0.3 mol Cl₂;该步中 Cl 由 +5 价降为 0 价共得 0.5 mol 电子(同时 0.5 mol HCl 中 Cl 由 -1 价升为 0 价共失 0.5 mol 电子),故 KClO₃ 与浓盐酸反应时转移电子 0.5 mol。Cl₂+2KI=2KCl+I₂,0.3 mol Cl₂ 可将 0.6 mol I⁻ 氧化,但溶液中只含 0.5 mol KI,故 I⁻ 全部被氧化、Cl₂ 过量,实际参加反应的 Cl₂ 为 0.25 mol。A项,KClO₃ 与浓盐酸反应时转移电子 0.5 mol,正确;B项,被氧化的 I⁻ 为 0.5 mol,错误;C项,生成的 Cl₂ 为 0.3 mol,错误;D项,生成的 I₂ 为 0.25 mol,错误。本题选A。
13.一定量的铁粉与 100 mL 4 mol/L 的稀硝酸恰好完全反应,还原产物只有 NO,且反应后溶液中只存在一种金属阳离子。下列说法正确的是( B )
A.参加反应的铁粉一定为 0.1 mol
B.生成 NO 的物质的量为 0.1 mol
C.反应中转移电子的物质的量为 0.2 mol
D.反应后溶液中 Fe³⁺ 与 Fe²⁺ 的物质的量之比为 1∶2
【解析】n(HNO₃)=0.4 mol。若铁粉只生成 Fe³⁺,反应为 Fe+4HNO₃=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O,参加反应的 Fe 为 0.1 mol;若铁粉只生成 Fe²⁺,反应为 3Fe+8HNO₃=3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O,参加反应的 Fe 为 0.15 mol,两种情况均能完全反应。A项,参加反应的铁粉可能为 0.1 mol 或 0.15 mol,说法绝对,错误;B项,由氮原子守恒,两种情况下生成的 NO 均为 0.1 mol,正确;C项,生成 0.1 mol NO 时 N 由 +5 价降为 +2 价,转移电子 0.3 mol,错误;D项,题给“只存在一种金属阳离子”,不可能同时存在 Fe³⁺ 和 Fe²⁺,错误。本题选B。
14.按要求填空:
(1)在反应 2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ 中,氧化剂是______(填化学式),每生成 1 mol O₂ 转移电子的物质的量为______ mol。
(2)用单线桥表示 2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑ 中电子的转移方向时,箭头应由______指向______(填化学式)。
(3)在反应 3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O 中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量之比为______。
【答案】
(1)Na₂O₂(既作氧化剂又作还原剂);2
(2)Na;H₂O
(3)1∶5
【解析】(1)Na₂O₂ 中 O 为 -1 价,反应后一部分升高为 O₂ 中的 0 价、一部分降低为 NaOH 中的 -2 价,故 Na₂O₂ 既是氧化剂又是还原剂;生成 1 mol O₂ 时 2 mol O 由 -1 价升为 0 价、失去 2 mol 电子,转移电子 2 mol。(2)Na 是还原剂、H₂O 是氧化剂,单线桥的箭头由还原剂指向氧化剂。(3)Cl₂ 中共 6 mol 氯原子,其中 1 mol 升高为 NaClO₃ 中的 +5 价、5 mol 降低为 NaCl 中的 -1 价,故被氧化与被还原的氯原子之比为 1∶5。
15.配平下列氧化还原反应的方程式(把化学计量数填在横线上,为 1 的也要写出):
(1)__KMnO₄+__HCl(浓)=__KCl+__MnCl₂+__Cl₂↑+__H₂O
(2)__MnO₄⁻+__H₂O₂+__H⁺=__Mn²⁺+__O₂↑+__H₂O
(3)__Fe²⁺+__H⁺+__NO₃⁻=__Fe³⁺+__NO↑+__H₂O
【答案】
(1)2、16、2、2、5、8
(2)2、5、6、2、5、8
(3)3、4、1、3、1、2
【解析】(1)Mn 由 +7 价降为 +2 价、共得 10 mol 电子,Cl 由 -1 价升为 0 价、共失 10 mol 电子,先定 KMnO₄ 与 Cl₂ 的比为 2∶5,再据钾、氯、氢、氧原子守恒配平其余物质。(2)Mn 共得 10 mol 电子,H₂O₂ 中 O 由 -1 价升为 0 价、每 1 mol H₂O₂ 失 2 mol 电子,故 MnO₄⁻ 与 H₂O₂ 之比为 2∶5,再用 H⁺ 和 H₂O 配平(左边电荷 -2+6=+4,右边 +4)。(3)Fe 由 +2 价升为 +3 价,N 由 +5 价降为 +2 价,两者得失电子数之比为 1∶3,故 Fe²⁺ 与 NO₃⁻ 之比为 3∶1,再用 H⁺ 和 H₂O 配平。
16.向 100 mL 1.0 mol/L 的 FeBr₂ 溶液中通入标准状况下 2.24 L Cl₂,充分反应。回答下列问题:
(1)溶液中一定被氧化的微粒是______(填离子符号)。
(2)被氧化的 Br⁻ 的物质的量为______ mol。
(3)反应过程中转移电子的物质的量为______ mol。
【答案】
(1)Fe²⁺、Br⁻
(2)0.1
(3)0.2
【解析】n(FeBr₂)=1.0 mol/L×0.1 L=0.1 mol,溶液中含 Fe²⁺ 0.1 mol、Br⁻ 0.2 mol;n(Cl₂)=2.24 L÷22.4 L/mol=0.1 mol,可得 0.2 mol 电子。还原性 Fe²⁺>Br⁻,故 Cl₂ 先氧化 Fe²⁺:0.1 mol Fe²⁺ 耗去 0.1 mol 电子,余下 0.1 mol 电子再氧化 0.1 mol Br⁻(Br⁻ 未被完全氧化,仍剩余 0.1 mol)。故被氧化的微粒是 Fe²⁺ 和 Br⁻,被氧化的 Br⁻ 为 0.1 mol,全过程转移电子 0.2 mol。
17.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)在酸性条件下,用 H₂O₂ 将溶液中的 I⁻ 氧化为 I₂:______。
(2)将 NO₂ 气体通入 NaOH 溶液中,生成 NaNO₂、NaNO₃ 和 H₂O:______。
(3)在碱性条件下,用 NaClO 将废水中的 CN⁻ 氧化为 CNO⁻:______。
(4)用 NaClO₃ 与 Na₂SO₃ 在硫酸中反应制备 ClO₂:______。
【答案】
(1)2I⁻+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O
(2)2NO₂+2OH⁻=NO₂⁻+NO₃⁻+H₂O
(3)CN⁻+ClO⁻=CNO⁻+Cl⁻
(4)2ClO₃⁻+SO₃²⁻+2H⁺=2ClO₂+SO₄²⁻+H₂O
【解析】(1)H₂O₂ 中 O 由 -1 价降为 -2 价、得 2 mol 电子,I⁻ 由 -1 价升为 0 价、失 1 mol 电子,故按 1∶2 配平,酸性条件下用 H⁺ 和 H₂O 补齐。(2)NO₂ 中 N 为 +4 价,一半升高为 +5 价(NO₃⁻)、一半降低为 +3 价(NO₂⁻),属歧化反应,按 1∶1 配平,再用 OH⁻、H₂O 配平电荷与原子。(3)CN⁻ 中 C 为 +2 价、升为 CNO⁻ 中的 +4 价、失 2 mol 电子,ClO⁻ 得 2 mol 电子,两者按 1∶1 反应,碱性介质中无需另外补 OH⁻。(4)ClO₃⁻ 中 Cl 由 +5 价降为 ClO₂ 中的 +4 价、得 1 mol 电子,SO₃²⁻ 中 S 由 +4 价升为 +6 价、失 2 mol 电子,故两者按 2∶1 反应,再用 H⁺ 和 H₂O 配平。
18.已知在酸性条件下,MnO₄⁻ 可将草酸(H₂C₂O₄)氧化为 CO₂,自身被还原为 Mn²⁺。回答下列问题:
(1)写出该反应的离子方程式:______。
(2)用 0.1000 mol/L 的 KMnO₄ 溶液滴定 25.00 mL 某草酸溶液,恰好完全反应时消耗 KMnO₄ 溶液 20.00 mL,则该草酸溶液的物质的量浓度为______ mol/L。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡、滴定后气泡消失,则测得的草酸浓度会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)KMnO₄ 溶液应盛放在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;滴定终点的现象是______。
【答案】
(1)2MnO₄⁻+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
(2)0.2000
(3)偏大
(4)酸式;当滴入最后半滴 KMnO₄ 溶液后,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
【解析】(1)Mn 由 +7 价降为 +2 价、得 5 mol 电子;草酸中 C 为 +3 价、升为 CO₂ 中的 +4 价,1 mol H₂C₂O₄ 含 2 mol C、共失去 2 mol 电子,故 MnO₄⁻ 与 H₂C₂O₄ 按 2∶5 反应,再用 H⁺ 和 H₂O 配平(左边电荷 -2+6=+4,右边 2×2=+4)。(2)n(MnO₄⁻)=0.1000 mol/L×0.0200 L=0.002 mol,则 n(H₂C₂O₄)=0.002 mol×5/2=0.005 mol,c(H₂C₂O₄)=0.005 mol÷0.0250 L=0.2000 mol/L。(3)气泡占据的体积被计入消耗的 KMnO₄ 体积,使读得体积偏大,测得的草酸浓度偏大。(4)KMnO₄ 具有强氧化性、会腐蚀橡胶管,应盛放在酸式滴定管中;KMnO₄ 溶液呈紫红色,可作自身指示剂,故终点现象为溶液出现浅紫红色且半分钟内不褪色。
19.根据信息书写相应的反应方程式:
①用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:_______________________________________________________________________________。
②已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:_______________________________________________________________________________。
③硫酸镍(NiSO4)在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式:_______________________________________________________________________________。
④NO被酸性H2O2溶液氧化为NO的离子方程式为:_______________________________________________________________________________。
⑤制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为:_______________________________________________________________________________。
答案:①2HNO2+(NH2)2CO===2N2↑+CO2↑+3H2O
②Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
③2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2O
④2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O
⑤3Cl2+6OH-5Cl-+ClO+3H2O
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2027届高三一轮复习:氧化还原反应与陌生方程式的书写
知识点回顾:
一、氧化还原反应的基本概念与判断
1.本质与特征:氧化还原反应的实质是电子的转移(得失或偏移),特征是反应前后元素化合价发生变化。因此判断一个反应是否为氧化还原反应,只需看反应前后有无元素化合价改变。
2.概念对应关系(记“升失氧、降得还”):化合价升高→失去电子→被氧化→作还原剂→发生氧化反应→得到氧化产物;化合价降低→得到电子→被还原→作氧化剂→发生还原反应→得到还原产物。注意“剂”与“反应”恰好相反。
3.与四种基本反应类型的关系:置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是;化合反应、分解反应可能是也可能不是(如 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃ 是化合反应,也是氧化还原反应)。有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如 3O₂=2O₃。
4.常见氧化剂:O₂、Cl₂、Br₂、浓硫酸、浓(稀)硝酸、KMnO₄、KClO₃、K₂Cr₂O₇、MnO₂、H₂O₂、Na₂O₂、NaClO、FeCl₃、Ag⁺等;常见还原剂:活泼金属(Na、Mg、Al、Zn、Fe)、H₂、C、CO、H₂S、SO₂、Na₂SO₃、KI、FeCl₂、NH₃等。
5.电子转移的表示方法:①双线桥——从反应物中变价元素指向生成物中同种元素,注明“失去 n×e⁻”“得到 n×e⁻”,需配平且两桥得失电子总数相等;②单线桥——只在反应物之间标注,箭头由还原剂指向氧化剂,只标电子总数,不写“得/失”。
6.电子转移数目的计算要点:只看化合价改变的元素;注意歧化反应(同种元素既升高又降低,如 Cl₂ 与 NaOH)与部分氧化反应(如 MnO₂+4HCl(浓)=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 中,4 mol HCl 只有 2 mol 被氧化,另 2 mol 起酸的作用)。
典型例题:
例1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.有单质参加或有单质生成的反应一定是氧化还原反应
B.元素化合价升高,该元素被氧化,含该元素的反应物作还原剂
C.化合反应一定不是氧化还原反应,分解反应一定是氧化还原反应
D.在氧化还原反应中,得电子的物质被氧化,失电子的物质被还原
例2.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1 mol Na₂O₂ 与足量水完全反应,转移的电子数为 2NA
B.1 mol Cl₂ 与足量 NaOH 溶液反应生成 NaClO,转移的电子数为 NA
C.MnO₂ 与足量浓盐酸共热制得标准状况下 22.4 L Cl₂,被氧化的 HCl 为 4 mol
D.1 mol Fe 与足量稀硝酸反应,转移的电子数为 2NA
例3.已知反应 KClO₃+6HCl(浓)=KCl+3Cl₂↑+3H₂O。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.KClO₃ 作氧化剂,HCl 作还原剂(部分起酸的作用)
B.参加反应的 HCl 中,被氧化的 HCl 占 1/6
C.生成 3 mol Cl₂ 时,转移电子的物质的量为 6 mol
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1∶5
二、氧化性、还原性强弱的比较与反应先后规律
1.由反应方程式判断强弱:氧化性——氧化剂>氧化产物;还原性——还原剂>还原产物。如由 2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺ 得氧化性 Fe³⁺>Cu²⁺,还原性 Cu>Fe²⁺。
2.常见氧化性顺序(由强到弱):F₂>KMnO₄(H⁺)>Cl₂>Br₂>Fe³⁺>I₂>S;常见还原性顺序(由强到弱):S²⁻>SO₃²⁻>I⁻>Fe²⁺>Br⁻>Cl⁻。可只记“氧化剂对应还原产物,还原剂对应氧化产物”这一条主线。
3.价态规律:元素处于最高价态时只具有氧化性;处于最低价态时只具有还原性;处于中间价态时既有氧化性又有还原性。同种元素一般价态越高氧化性越强,但有例外,如氧化性 HClO>HClO₄。
4.反应先后规律(强者优先):一种氧化剂遇到多种还原剂时,先氧化还原性最强的微粒;一种还原剂遇到多种氧化剂时,先还原氧化性最强的微粒。如向 FeI₂ 溶液中通入 Cl₂,还原性 I⁻>Fe²⁺,故先氧化 I⁻,I⁻ 全部反应完后才氧化 Fe²⁺。
5.影响氧化性、还原性强弱的因素:①浓度——一般浓度越大氧化性越强(如浓硝酸>稀硝酸);②温度——一般温度越高氧化性越强;③酸碱性——KMnO₄ 在酸性条件下氧化性最强,中性次之,碱性最弱。
6.常见判断的易错点:①物质的氧化性、还原性强弱与得失电子的难易有关,与得失电子的多少无关(如 Na 只失 1 个电子,但还原性强于失 2 个电子的 Mg);②酸性的强弱与氧化性的强弱没有必然联系(如 HClO₄ 的酸性最强,但氧化性弱于 HClO;稀硫酸没有强氧化性,浓硫酸有强氧化性)。
典型例题:
例4.已知下列反应:①2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺;②2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl⁻;③2MnO₄⁻+16H⁺+10Cl⁻=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O。则下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
A.MnO₄⁻>Fe³⁺>Cl₂>Cu²⁺
B.Cl₂>MnO₄⁻>Fe³⁺>Cu²⁺
C.Cu²⁺>Fe³⁺>Cl₂>MnO₄⁻
D.MnO₄⁻>Cl₂>Fe³⁺>Cu²⁺
例5.向 1 L 含 0.1 mol FeI₂ 和 0.1 mol FeBr₂ 的混合溶液中缓慢通入 Cl₂(忽略溶液体积变化),下列说法错误的是( )
A.通入 0.1 mol Cl₂ 时,溶液中的 I⁻ 恰好被完全氧化
B.通入 0.2 mol Cl₂ 时,溶液中的 Fe²⁺ 恰好被完全氧化
C.通入 0.25 mol Cl₂ 时,溶液中 c(Fe³⁺)∶c(Br⁻)=1∶2
D.通入 0.3 mol Cl₂ 时,溶液中的 Br⁻ 恰好被完全氧化
例6.下列有关物质氧化性、还原性的判断正确的是( )
A.元素处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既有氧化性又有还原性
B.同种元素组成的物质中,该元素价态越高,其氧化性一定越强
C.浓硝酸能与铜反应而稀硝酸也能与铜反应,说明硝酸的氧化性强弱与其浓度无关
D.KMnO₄ 在碱性条件下的氧化性强于在酸性条件下的氧化性
三、得失电子守恒及其定量计算
1.核心守恒式:氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数(得失电子守恒)。这是氧化还原反应定量计算的主线,可绕过中间过程直接建立关系。
2.常用等价形式:n(氧化剂)×每个微粒得电子数=n(还原剂)×每个微粒失电子数;也可写作 n×化合价变化值×变价原子个数。
3.化合价升降法配平四步:①标出反应前后发生变化的元素化合价;②列出每种元素化合价的升降数值;③使升降总数相等(求最小公倍数),定出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数;④用质量守恒和电荷守恒配平其余物质(一般补 H⁺、OH⁻、H₂O),最后检查原子守恒与电荷守恒。
4.多步反应的计算技巧:若同一元素在反应中“先被氧化、再被还原(或被还原、再被氧化)”,可把中间产物看作“过路物质”,直接找出起点的还原剂(或氧化剂)与终点的氧化剂(或还原剂)之间的电子转移关系。如铜与硝酸反应后的混合气体再用 O₂ 氧化后溶于水,可直接由 Cu 失电子总数等于 O₂ 得电子总数求解。
5.部分氧化(或部分还原)的处理:如 MnO₂+4HCl(浓)=MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O 中,4 mol HCl 只有 2 mol 被氧化,计算转移电子时须按实际变价原子数计算,不能直接用参加反应的 HCl 总量。
6.电荷守恒与电子守恒的联用:在离子方程式的定量判断中,若某微粒的氧化产物(或还原产物)未知,可先用电荷守恒确定其电荷数,再用电子守恒确定其化合价,从而推出产物。
典型例题:
例7.将 3.84 g 铜粉加入一定量的浓硝酸中,铜粉完全溶解,共收集到 NO₂ 和 NO 的混合气体 0.896 L(标准状况)。若将该混合气体与标准状况下 V L O₂ 混合后通入水中,气体恰好完全被水吸收。则 V 约为( )
A.0.224
B.0.448
C.0.672
D.0.896
例8.取 25.00 mL 密度为 1.00 g/mL 的某 H₂O₂ 溶液,用 0.1000 mol/L 的 KMnO₄ 标准溶液在酸性条件下滴定,恰好完全反应时消耗 KMnO₄ 溶液 20.00 mL。下列说法正确的是( )
A.KMnO₄ 溶液应盛放在碱式滴定管中
B.该 H₂O₂ 溶液中 H₂O₂ 的质量分数为 3.4%
C.滴定终点时溶液由浅紫红色变为无色
D.若滴定前平视读数、滴定后仰视读数,则测得 H₂O₂ 的浓度偏大
四、陌生(信息型)氧化还原方程式的书写
1.书写四步法:①根据信息确定反应物、生成物,标出发生变价的元素;②按“化合价升降总数相等”配平变价元素(先定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的计量数);③用原子守恒与电荷守恒配平其余元素,缺什么补什么(一般补 H⁺、OH⁻ 或 H₂O);④检查原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒三项。
2.介质与缺项:酸性条件下在反应物一侧补 H⁺、生成物一侧补 H₂O;碱性条件下在反应物一侧补 OH⁻、生成物一侧补 H₂O;中性条件下常用 H₂O 补齐。判断介质的依据是题干中的“酸性”“碱性”“某溶液”等词语,以及反应体系中原有的离子。
3.未知产物的推断:题干常给出部分产物,其余产物需由化合价升降推出。如给出“Cr₂O₇²⁻在酸性条件下被还原为 Cr³⁺”,则 Cr 由 +6 价降到 +3 价、得 3 个电子;给出“MnO₄⁻在酸性条件下被还原”,则还原产物一般为 Mn²⁺。
4.弱电解质与难溶物写化学式:书写离子方程式时,H₂S、HClO、H₂CO₃、NH₃·H₂O 等弱电解质,以及气体、沉淀、氧化物、单质一律写化学式;强酸、强碱、可溶性盐写离子形式。
5.常见工业情境的定式:废水处理(用 ClO⁻、H₂O₂、O₃ 氧化 S²⁻、Mn²⁺、CN⁻ 等;用 Fe²⁺、SO₃²⁻ 还原 Cr₂O₇²⁻);尾气吸收(用 Na₂SO₃ 或 NaOH 吸收 Cl₂、NO₂);新型材料制备(如碱性条件下 ClO⁻ 氧化 Fe(OH)₃ 制高铁酸盐)。
6.电极反应式的书写要点:负极失电子发生氧化反应、正极得电子发生还原反应;先写出“主体物质+得失电子数”,再据介质用 H⁺(酸性)、OH⁻(碱性)或 H₂O(中性)配平电荷与原子。如碱性氢氧燃料电池负极:H₂-2e⁻+2OH⁻=2H₂O。
典型例题:
例9.在强碱性条件下,NaClO 可将 Fe(OH)₃ 氧化为高铁酸盐,其离子方程式为 2Fe(OH)₃+3ClO⁻+4OH⁻=2FeO₄²⁻+3Cl⁻+5H₂O。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.Fe(OH)₃ 作氧化剂,ClO⁻ 作还原剂
B.每生成 1 mol FeO₄²⁻,转移电子的物质的量为 3 mol
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为 3∶2
D.该反应中氧化性:ClO⁻<FeO₄²⁻
例10.按要求书写下列反应的离子方程式或化学方程式:
(1)在酸性条件下,用 H₂O₂ 将废水中的 Fe²⁺ 氧化为 Fe³⁺:______。
(2)用 Na₂SO₃ 溶液吸收工业尾气中的 Cl₂:______。
(3)在强碱性条件下,用 NaClO 将废水中的 Mn²⁺ 氧化为 MnO₂ 沉淀:______。
(4)向酸性 K₂Cr₂O₇ 溶液中通入 H₂S 气体,溶液由橙色变为绿色并出现淡黄色浑浊:______。
例11.某新型可充电电池以 Zn 和 K₂FeO₄ 为电极材料、以碱性溶液为电解质溶液,放电时的总反应为 3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O=3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH。下列说法错误的是( )
A.放电时 Zn 为负极,发生氧化反应
B.放电时正极的电极反应式为 FeO₄²⁻+4H₂O+3e⁻=Fe(OH)₃↓+5OH⁻
C.放电时溶液中的 OH⁻ 向负极移动
D.放电时正极上的 FeO₄²⁻ 被氧化为 Fe(OH)₃
五、综合应用与守恒思想的灵活运用
1.解题主线:先标出变价元素并算出“每个微粒得失多少个电子”,再据得失电子守恒建立定量关系,最后结合电荷守恒、原子守恒补全方程式或求出未知量。三条守恒中,电子守恒管定量,电荷守恒管离子方程式的配平与推断,原子守恒管补齐物种。
2.多步反应的“折算”技巧:若某元素经历的中间价态只是“过路”,可把中间产物看作催化剂式的“中转站”,直接在起点的还原剂(或氧化剂)与终点的氧化剂(或还原剂)之间建立电子守恒关系,不必逐写出每一步方程式。
3.常见高频易错点:①把“被氧化的 HCl”误当成参加反应的全部 HCl(如 MnO₂ 与浓盐酸反应);②把“转移电子数”与“得失电子总数”混为一谈,歧化反应中转移电子数并不等于某一种价态变化的数量;③把“氧化性/还原性强弱”与“得失电子多少”混同;④书写离子方程式时漏写介质中的 H⁺、OH⁻ 或 H₂O,导致电荷不守恒。
4.检验结果的三看:一看原子是否守恒(数每种元素的原子数),二看电荷是否守恒(只数离子电荷,分子与沉淀不贡献电荷),三看得失电子是否守恒(升价总数等于降价总数)。三条全部满足,方程式才算写对。
典型例题:
例12.向含 0.2 mol FeI₂ 的溶液中缓慢通入 0.2 mol Cl₂,充分反应后,下列说法正确的是( )
A.被氧化的微粒只有 Fe²⁺
B.反应后溶液中 n(Fe³⁺)=0.2 mol
C.反应过程中转移电子的物质的量为 0.4 mol
D.氧化产物只有 I₂,且其物质的量为 0.4 mol
例13.某酸性废水中含有 Cr₂O₇²⁻,可用 FeSO₄ 进行处理。已知 25 ℃ 时 Ksp[Cr(OH)₃]=1×10⁻³²。回答下列问题:
(1)写出用 FeSO₄ 处理该废水时发生反应的离子方程式:______。
(2)每处理 1 mol Cr₂O₇²⁻,需要消耗 FeSO₄ 的物质的量为______ mol,转移电子的物质的量为______ mol。
(3)处理后的溶液中含有 Cr³⁺,欲使其沉淀完全(c(Cr³⁺)≤1×10⁻⁵ mol/L),需调节溶液的 pH 至少为______。
(4)若改用 Na₂SO₃ 在酸性条件下还原 Cr₂O₇²⁻,写出该反应的离子方程式:______。
巩固提升:
1.下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.氧化还原反应中,氧化剂发生氧化反应,还原剂发生还原反应
B.氧化还原反应中,元素化合价升高,该元素被还原
C.置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应
D.氧化还原反应中还原剂失去电子的总数多于氧化剂得到电子的总数
2.下列反应中,水只作氧化剂的是( )
A.Cl₂+H₂O=HCl+HClO
B.2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑
C.2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
D.2F₂+2H₂O=4HF+O₂
3.设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.1 mol Cu 与足量硫粉共热完全反应,转移的电子数为 NA
B.标准状况下 22.4 L Cl₂ 与足量铁粉完全反应,转移的电子数为 3NA
C.1 mol Fe 与足量 Cl₂ 完全反应,转移的电子数为 2NA
D.1 mol Na₂O₂ 与足量 CO₂ 完全反应,转移的电子数为 2NA
4.已知:①Cl₂+2KI=2KCl+I₂;②2FeCl₃+2KI=2FeCl₂+I₂+2KCl;③I₂+SO₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄;④2FeCl₂+Cl₂=2FeCl₃。则下列微粒的还原性由强到弱的顺序正确的是( )
A.SO₂>I⁻>Fe²⁺>Cl⁻
B.I⁻>Fe²⁺>Cl⁻>SO₂
C.Fe²⁺>I⁻>SO₂>Cl⁻
D.Cl⁻>Fe²⁺>I⁻>SO₂
5.已知反应 2KMnO₄+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。下列说法正确的是( )
A.KMnO₄ 作还原剂,Mn 元素化合价升高
B.被氧化的 HCl 占参加反应 HCl 总量的 5/8
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶8
D.每生成 1 mol Cl₂ 转移电子的物质的量为 10 mol
6.下列关于“双线桥法”和“单线桥法”的说法正确的是( )
A.单线桥法中,箭头由氧化剂指向还原剂
B.单线桥法中,箭头上只需标出某一种元素得失电子的数目
C.双线桥法中,两条箭头所标的得失电子总数可以不相等
D.双线桥法中,同种元素的两条箭头分别由反应物指向生成物,并须注明“得到”或“失去”电子的数目
7.向 100 mL 含 0.1 mol/L FeI₂ 和 0.1 mol/L FeBr₂ 的混合溶液中通入标准状况下 0.56 L Cl₂,充分反应(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.反应后溶液中 c(Fe³⁺)=0.2 mol/L
B.反应后溶液中仍存在 I⁻
C.反应后溶液中 c(Br⁻)=0.2 mol/L
D.被氧化的 Fe²⁺ 为 0.01 mol
8.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向 FeCl₃ 溶液中通入少量 H₂S 气体:Fe³⁺+H₂S=Fe²⁺+S↓+2H⁺
B.向酸性 KMnO₄ 溶液中滴加 H₂O₂:2MnO₄⁻+5H₂O₂=2Mn²⁺+5O₂↑+6H₂O
C.向稀硝酸中加入过量铁粉:Fe+4H⁺+NO₃⁻=Fe³⁺+NO↑+2H₂O
D.用 NaOH 溶液吸收多余的 Cl₂:Cl₂+2OH⁻=Cl⁻+ClO⁻+H₂O
9.用 0.1 mol/L 的 Na₂SO₃ 溶液 30.0 mL 恰好把 100 mL 0.01 mol/L 的 K₂Cr₂O₇ 酸性溶液还原(Cr 被还原为 Cr³⁺)。则 SO₃²⁻ 被氧化后硫元素的化合价为( )
A.+2
B.+4
C.+6
D.+5
10.在酸性条件下,向 NaBiO₃ 中滴加 MnSO₄ 溶液,溶液变为紫红色(生成 MnO₄⁻),同时 NaBiO₃ 被还原为 Bi³⁺。下列说法正确的是( )
A.NaBiO₃ 作还原剂,Bi 元素化合价升高
B.每生成 1 mol MnO₄⁻ 转移电子的物质的量为 3 mol
C.该反应中氧化性:NaBiO₃<MnO₄⁻
D.该反应的离子方程式为 5NaBiO₃+2Mn²⁺+14H⁺=5Bi³⁺+2MnO₄⁻+5Na⁺+7H₂O
11.某碱性甲醇(CH₃OH)燃料电池放电时,下列说法正确的是( )
A.负极的电极反应式为 CH₃OH-6e⁻+6OH⁻=CO₃²⁻+5H₂O
B.正极的电极反应式为 O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻
C.放电时溶液中的 OH⁻ 向正极移动
D.放电时每消耗 1 mol CH₃OH 转移 4 mol 电子
12.将 0.1 mol KClO₃ 与足量浓盐酸反应生成的 Cl₂ 全部通入含 0.5 mol KI 的溶液中,充分反应后,下列说法正确的是( )
A.KClO₃ 与浓盐酸反应时,转移电子的物质的量为 0.5 mol
B.被氧化的 I⁻ 为 0.3 mol
C.生成的 Cl₂ 为 0.1 mol
D.反应后溶液中 I₂ 的物质的量为 0.5 mol
13.一定量的铁粉与 100 mL 4 mol/L 的稀硝酸恰好完全反应,还原产物只有 NO,且反应后溶液中只存在一种金属阳离子。下列说法正确的是( )
A.参加反应的铁粉一定为 0.1 mol
B.生成 NO 的物质的量为 0.1 mol
C.反应中转移电子的物质的量为 0.2 mol
D.反应后溶液中 Fe³⁺ 与 Fe²⁺ 的物质的量之比为 1∶2
14.按要求填空:
(1)在反应 2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑ 中,氧化剂是______(填化学式),每生成 1 mol O₂ 转移电子的物质的量为______ mol。
(2)用单线桥表示 2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑ 中电子的转移方向时,箭头应由______指向______(填化学式)。
(3)在反应 3Cl₂+6NaOH=5NaCl+NaClO₃+3H₂O 中,被氧化的氯原子与被还原的氯原子的物质的量之比为______。
15.配平下列氧化还原反应的方程式(把化学计量数填在横线上,为 1 的也要写出):
(1)__KMnO₄+__HCl(浓)=__KCl+__MnCl₂+__Cl₂↑+__H₂O
(2)__MnO₄⁻+__H₂O₂+__H⁺=__Mn²⁺+__O₂↑+__H₂O
(3)__Fe²⁺+__H⁺+__NO₃⁻=__Fe³⁺+__NO↑+__H₂O
16.向 100 mL 1.0 mol/L 的 FeBr₂ 溶液中通入标准状况下 2.24 L Cl₂,充分反应。回答下列问题:
(1)溶液中一定被氧化的微粒是______(填离子符号)。
(2)被氧化的 Br⁻ 的物质的量为______ mol。
(3)反应过程中转移电子的物质的量为______ mol。
17.按要求书写下列反应的离子方程式:
(1)在酸性条件下,用 H₂O₂ 将溶液中的 I⁻ 氧化为 I₂:______。
(2)将 NO₂ 气体通入 NaOH 溶液中,生成 NaNO₂、NaNO₃ 和 H₂O:______。
(3)在碱性条件下,用 NaClO 将废水中的 CN⁻ 氧化为 CNO⁻:______。
(4)用 NaClO₃ 与 Na₂SO₃ 在硫酸中反应制备 ClO₂:______。
18.已知在酸性条件下,MnO₄⁻ 可将草酸(H₂C₂O₄)氧化为 CO₂,自身被还原为 Mn²⁺。回答下列问题:
(1)写出该反应的离子方程式:______。
(2)用 0.1000 mol/L 的 KMnO₄ 溶液滴定 25.00 mL 某草酸溶液,恰好完全反应时消耗 KMnO₄ 溶液 20.00 mL,则该草酸溶液的物质的量浓度为______ mol/L。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡、滴定后气泡消失,则测得的草酸浓度会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)KMnO₄ 溶液应盛放在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;滴定终点的现象是______。
19.根据信息书写相应的反应方程式:
①用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx,吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式:_______________________________________________________________________________。
②已知在酸性介质中FeSO4能将+6价铬还原成+3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:_______________________________________________________________________________。
③硫酸镍(NiSO4)在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式:_______________________________________________________________________________。
④NO被酸性H2O2溶液氧化为NO的离子方程式为:_______________________________________________________________________________。
⑤制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为:_______________________________________________________________________________。
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