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第05 讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 有关氧化还原反应的计算.................................................................................................4
知识点1 电子守恒定律....................................................................................................................................................4
考向1 两元素及多元素之间得失电子守恒问题....................................................................................................9
考向2 多步反应得失电子守恒问题.........................................................................................................................10
【思维建模】抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算
考点二 氧化还原反应方程式的配平与书写...............................................................................11
知识点1 氧化还原反应的配平..................................................................................................................................11
知识点2 情景方程式的书写.......................................................................................................................................11
知识点3 缺项方程式的配平··················································································································· 11
考向1 直接型氧化还原反应的配平与书写...........................................................................................................16
考向2 缺项型氧化还原反应方程式的配平............................................................................................................18
【思维建模】缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
考向3 信息型氧化还原反应方程式的书写...........................................................................................................19
【思维建模】循环转化关系图中物质变化分析思路
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................29
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
氧化还原反应的
计算
选择题
非选择题
T9(C)
T4(D)、T5(D)、T8(C)
氧化还原反应的
配平与书写
选择题
非选择题
T11(5)
考情分析:
1.近年来福建试题有关氧化还原反应方程式的书写是考查的重点,尤其是陌生氧化还原反应方程式的书
写,考查考生对信息的加工提取能力和推理能力。
2.有关氧化还原反应的计算,在高考中大多以元素及其化合物为载体,题型涉及选择题、实验题、化工流
程以及化学反应原理等,覆盖面广,综合度大,形式多样,解题核心仍是得失电子守恒定律。
3.预计2026 年高考仍会结合工艺流程题、实验题等,考查新情境下氧化还原反应方程式的书写及有关计
算,考生要引起重视。
复习目标:
1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。
2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。
3.理解质量守恒定律、电子守恒定律。
2
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3
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考点一 有关氧化还原反应的计算
知识点1 电子守恒定律
1.对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失
去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不
追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可迅速获
得正确结果。
2.应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中
间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守
恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
得分速记
多步反应得失电子守恒问题
有的试题反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,若抓
住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还
原反应,要理清具体的反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
考向1 两元素及多元素之间得失电子守恒问题
例1 (2025·福建莆田·二模)肼(N2H4)可用作火箭的燃料,其制备方法之一:
。NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.8g H2O 含有的中子数为NA
B.0.1mol N2H4的共用电子对数为0.6NA
C.25℃,pH=9 的NaClO 溶液中水电离出的H+数目为1×10-9NA
D.每消耗11.2L NH3(已折算为标准状况),转移的电子数为0.5NA
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【答案】D
【解析】A.1.8g H2O 的物质的量为0.1mol,1 个H2O 中含有8 个中子,0.1mol H2O 含有的中子数为
0.8NA,故A 错误;
B.1mol 肼中含5mol 共用电子对,0.1mol N2H4的共用电子对数为0.5NA,故C 错误;
C.溶液体积未知,无法计算水电离出的H+数目,故C 错误;
D.反应中N 元素化合价由-3 价升高到-2 价,每消耗2molNH3,转移2mol 电子,标况下11.2L NH3的物质
的量为0.5mol,转移电子数为0.5NA,故D 正确;
答案选D。
【变式训练1·变载体】(2025·福建福州·模拟预测)叠氮酸(HN3)为一元弱酸,相关物质的部分转化关系如
图。NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.18gH2O 中σ 键的数目为4NA
B.HN3中阳离子和阴离子的个数比为1:1
C.1L1mol/LNaN3溶液中N3
-的数目为NA D.反应②每生成1mol 的还原产物,转移电子数为2NA
【答案】D
【解析】A.18gH2O 中σ 键的数目为2NA,A 错误;
B.HN3是共价化合物,存在的是共价键,不是离子键,不好描述成阴、阳离子,B 错误;
C.HN3为弱酸,
会水解,C 错误;
D.
,生成1mol 氢气,转移电子数为2NA,D 正确;
故答案选D。
【变式训练2】反应8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之比为( )
A.2∶3
B.8∶3
C.6∶3
D.3∶2
【答案】A
【解析】 该氧化还原反应中的电子转移用双线桥表示为
,由此可知8 mol
NH3参加反应时有2 mol NH3被氧化,有3 mol Cl2被还原,因而被氧化的NH3与被还原的Cl2的物质的量之
比2∶3。
【变式训练3】在P+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)的反应中,7.5 mol CuSO4可氧化P 的
物质的量为________mol。生成1 mol Cu3P 时,参加反应的P 的物质的量为________mol。
【答案】 1.5 2.2
【解析】 设7.5 mol CuSO4氧化P 的物质的量为x;生成1 mol Cu3P 时,被氧化的P 的物质的量为y
根据得失电子守恒得:
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7.5 mol×(2-1)=x·(5-0)
x=1.5 mol
1 mol×3×(2-1)+1 mol×[0-(-3)]=y·(5-0)
y=1.2 mol
所以参加反应的P 的物质的量为1.2 mol+1 mol=2.2 mol。
考向2 多步反应得失电子守恒问题
例2 取x g 铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL 的NO2气体和672 mL 的
N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02
g。则x 等于________。
【答案】 9.20
【解析】 反应流程为
―――→
x g=17.02 g-m(OH-),
而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即:
n(OH-)=×1+×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×
17 g·mol-1=9.20 g。
思维建模 抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算
在多步连续进行的氧化还原反应中,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,则可以利用反应过程中转移
电子的数目相等,找出“始态物质”与“终态物质”化合价发生变化的元素,再根据化合价升高总数和化
合价降低总数相等,建立两者之间物质的量的关系而进行快速求解。
例如:a mol 的铜与足量的浓硝酸反应,将产生的NO2气体与b mol 的O2混合作用于水,气体完全被吸收。
则“始态物质Cu”――→Cu2+,
“中间物质HNO3”――→NO2↑,
故“始态物质Cu”与“终态物质O2”之间物质的量的关系为2Cu~O2,即a=2b。
【变式训练1】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-1 NaOH 溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH 溶液的体积是( A )
A.60 mL
B.45 mL
C.30 mL
D.15 mL
[解析] 由题意可知,HNO3,则Cu 失去的电子总数与O2得到的电子总数相等。即n(Cu)=
2n(O2)=2×=0.15 mol。根据质量守恒及NaOH 和Cu(NO3)2的反应可得关系式n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=
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2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH 溶液)==0.06 L=60 mL
【变式训练2·变考法】在100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下2.24 L Cl2,溶液中有的Br-被氧化成
单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为( C )
A.4 mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1
D. mol·L-1
[解析] 标准状况下2.24 L 氯气的物质的量n(Cl2)==0.1 mol,由于还原性Fe2+>Br-,氯气先氧化Fe2
+,Fe2+反应完毕,再氧化Br-,假设原溶液中FeBr2的物质的量为x mol,根据得失电子守恒,x mol×(3
-2)+×2x mol×[0-(-1)]=0.1 mol×2,解得x=,所以原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为= mol·L
-1,C 项正确。
考点二 氧化还原反应方程式的配平与书写
知识点1 氧化还原反应的配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
以上方法步骤以Cu 与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下:
①标变价
Cu+HNO3(稀)——Cu (NO3)2+NO+H2O
②列得失
Cu+HNO3(稀)——Cu (NO3)2+NO+H2O
③求总数
Cu+HNO3(稀)——Cu (NO3)2+NO+H2O
④配系数
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
⑤查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O 原子守恒来进行验证。
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知识点2 情景方程式的书写
“四步法”突破新情景下氧化还原方程式的书写
知识点3 缺项方程式的配平
1.配平流程
缺项型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-),
其配平流程如下:
2.补项原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H 或多O 补H+,少O 补H2O
碱性条件下
缺H 或多O 补H2O,少O 补OH-
得分速记
配平的基本技能
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一
边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。
(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
考向1 直接型氧化还原反应的配平与书写
例1 (23-24 高三上·福建福州·阶段练习)建筑工地常用的
因外观和食盐相似,又有咸味,容易使
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人误食中毒。已知
能发生如下反应:__NaNO2+__HI →__NO↑+__I2+__NaI+ __H2O
(1)配平上述化学方程式,并用双线桥表示电子转移情况 。
(2)上述反应的氧化剂是 ;若有1mol 的还原剂被氧化,则反应中转移电子的数目是 。
(3)根据上述反应,可用试纸和生活中常见的物质进行实验,以鉴别
和
,可选用的物质有:①
水、②淀粉-碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,选取上述物质进行实验,下列组合合适的是
______(填字母)。
A.③⑤
B.②④
C.②⑤
D.①②③⑤
(4)某厂废液中,含有2%~5%的
,直接排放会造成污染,使用
处理,能使
转化为不引
起二次污染的
,反应的化学方程式为 。
(5)以过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2处理含CN-废水。ClO2处
理含CN-废水的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2) NaNO2 6.02×1023(或NA)
(3)C
(4)NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O
(5)2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-
【解析】(1)
是氧化剂,氮元素化合价由+3 价降低到+2 价,HI 是还原剂,碘元素化合价由-1 价
升高到0 价,根据电子得失守恒,产物NO 和I2的系数比为2:1,再依据原子守恒配出其它系数,用双线桥
表示电子转移情况:
;
(2)上述反应的氧化剂是
;若有1mol 的还原剂HI 被氧化,则反应中转移电子的数目是
6.02×1023(或NA);
(3)根据上述反应,
在酸性条件下能将碘离子氧化为碘单质,遇淀粉变蓝,而
没有此现象,
可以选用②淀粉-碘化钾试纸、⑤食醋进行鉴别,故选C;
(4)
处理
发生氧化还原反应生成氮气,化学方程式为:NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+
2H2O;
(5)ClO2处理含CN-废水,发生氧化还原反应生成无污染的氮气和水,离子方程式为:2CN-+
2ClO2=2CO2+N2+2Cl-。
【变式训练1】 配平下列化学方程式
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===
【答案】
(3)===
【变式训练2】 配平下列化学方程式
===
【答案】
(4)===
考向2 缺项型氧化还原反应方程式的配平
例1 请配平下列氧化还原反应方程式:
① Mn2++ ClO+ H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+
② ClO-+ Fe(OH)3+ === Cl-+ FeO+ H2O
【答案】
① 5 Mn2++ 2 ClO+ 4 H2O=== 5 MnO2↓+ 1 Cl2↑+ 8
② 3 ClO-+ 2 Fe(OH)3+ 4 === 3 Cl-+ 2 FeO+ 5 H2O
思维建模 缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式
原
补项
则
介质
多一个氧原子
少一个氧原子
酸性
+2H+结合1 个O→H2O
+H2O 提供1 个O→2H+
中性
+H2O 结合1 个O→2OH-
+H2O 提供1 个O→2H+
碱性
+H2O 结合1 个O→2OH-
+2OH-提供1 个O→H2O
合方式
组
反应物
生成物
使用条件
组合一
H+
H2O
酸性溶液
组合二
H2O
H+
酸性或中性溶液
组合三
OH-
H2O
碱性溶液
组合四
H2O
OH-
碱性或中性溶液
【变式训练1】请配平下列氧化还原反应方程式:
Fe(OH)2+ ClO-+ === Fe(OH)3+ Cl-
【答案】 2 Fe(OH)2+ 1 ClO-+ 1 === 2 Fe(OH)3+ 1 Cl-
【变式训练2】请配平下列氧化还原反应方程式:
LiCoO2+ H2SO4+ H2O2=== Li2SO4+ CoSO4+ O2↑+
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【答案】 2 LiCoO2+ 3 H2SO4+ 1 H2O2=== 1 Li2SO4+ 2 CoSO4+ 1 O2↑+ 4
【变式训练3】请配平下列氧化还原反应方程式:
MnO+ C2O+ === Mn2++ CO2↑+
【答案】 2 MnO+ 5 C2O+ 16
=== 2 Mn2++ 10
CO2↑+ 8
考向3 信息型氧化还原反应方程式的书写
例1 图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出),下列描述错误的是( )
A.PbCl4
2-和Cu2+在反应中都起到催化剂的作用
B.该转化过程中,仅O2和Cu2+体现了氧化性
C.该转化过程中,涉及反应4Cu+ +O2+4H+
4Cu2++2H2O
D.
乙
烯
催
化
氧
化
的
反
应
方
程
式
为
2CH2
CH2
+
O2
化
催
剂⃗
2CH3CHO
【答案】B
【解析】 乙烯催化氧化的过程发生以下反应,过程ⅠPdCl4
2-+CH2
CH2
⃗
PdCl3(CH2
CH2)-+Cl -,过程ⅡPdCl3(CH2
CH2)-+H2O
⃗
+H++Cl-,过程Ⅲ
⃗
CH3CHO+Pd+H++2Cl-,
过程ⅣPd +2Cu2 ++4Cl -
PdCl4
2-+2Cu +,过程Ⅴ4Cu + +O2 +4H +
4Cu2
+
+
2H2O
,
总
反
应
为
2CH2
CH2
+
O2
催化剂⃗
2CH3CHO。PbCl4
2-和Cu2+是循环使用的,均先反应、后生成,在
反应中都起到催化剂的作用,A 项正确;该转化过程中,过程Ⅲ中
也体现氧化性,B 项错误;
该转化过程中,过程Ⅴ涉及反应4Cu+ +O2+4H+
4Cu2++2H2O,C 项正确;乙烯催化
氧化生成乙醛,反应方程式为2CH2
CH2+O2
催化剂⃗
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2CH3CHO,D 项正确。
思维建模 循环转化关系图中物质变化分析思路
(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物:箭头进入的是反应物,箭头出去的是生成物。
(2)若上一步反应生成某物质,下一步该物质又参加反应,则该物质为中间产物。
(3)若某物质参加反应,后又生成该物质,则该物质为催化剂。
【变式训练1】
按要求完成下列方程式。
(1)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:________________________________________________。
(2)用NaClO—NaOH 溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
(2)2Ag++ClO-+2OH-===Ag2O2↓+Cl-+H2O
【变式训练2】
(3)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为____________________________。
(4)温度高于200 ℃时,硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1),该反应的化学方程式:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (3)3Mn2++2MnO+2H2O===5MnO2↓+4H+
(4)4Al(NO3)3=====12NO2↑+3O2↑+2Al2O3
【变式训练3】按照题目要求完成下列小题
(5)用高锰酸钾(KMnO4)测定室内甲醛含量,发生反应如下,配平该方程式: 。
_______
+_______HCHO+_______H+→_______Mn2++_______ CO2↑+_______H2O
(6)铝与
在酸性或碱性条件下均可反应,为了降低饮用水中
的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将
还原为N2,完善并配平该反应: (产物中铝元素以四羟基合铝酸根离子形式存在)。
_______Al+_______
+_______OH-+_______H2O=_______+_______N2↑
(7)KlO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为: (完善并配
平该反应方程式)。
_______
+_______KClO3+_______→_______
+5KCl+3Cl2↑
(8)写出Na2SO4和NaCl 混合溶液中Cl-的检验方法: 。
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【答案】(5)
(6)
(7)
(8)取少量待测液于试管中,加入过量硝酸钡,产生白色沉淀,过滤后向上层清液加入硝酸银溶液,若产生
白色沉淀,说明溶液中含有Cl-
1.(2024·福建·高考真题)一种兼具合成功能的新型锂电池工作原理如图。电解质为含
有机溶液。放
电过程中产生
,充电过程中电解LiCl 产生
。下列说法正确的是
A.交换膜为阴离子交换膜
B.电解质溶液可替换为LiCl 水溶液
C.理论上每生成
,需消耗2molLi
D.放电时总反应:
【答案】D
【分析】放电过程中产生
,由图可知,放电过程中氮气得到电子发生还原反应生成Li3N,
Li3N 又转化为
和LiCl,则左侧电极为正极,右侧电极为负极;
【解析】A.放电过程中负极锂失去电子形成锂离子,锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成
,A 错误;
B.锂为活泼金属,会和水反应,故电解质溶液不能为水溶液,B 错误;
C.充电过程中电解LiCl 失去电子发生氧化反应产生
:
,锂离子在阴极得到电子发生还
原生成锂单质:
,则每生成
,同时生成2mol Li;放电过程中,消耗6mol Li,同时生
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成4mol LiCl,则整个充放电过程来看,理论上每生成
,需消耗1mol Li,C 错误;
D.由分析,放电过程中,正极氮气得到电子发生还原反应生成Li3N,Li3N 又转化为
和
LiCl,负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子,总反应为
,
D 正确;
故选D。
2.(2023·福建·高考真题)我国新一代载人飞船使用的绿色推进剂硝酸羟胺
在催化剂作
用下可完全分解为
和
。
为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.
含有的质子数为
B.
固态硝酸羟胺含有的离子数为
C.
硝酸羟胺含有的
键数为
D.硝酸羟胺分解产生
(已折算为标况)的同时,生成
分子数为
【答案】C
【解析】A.
含有的质子数为
,A 错误;
B.
固态硝酸羟胺含有的离子数为
,B 错误;
C.
硝酸羟胺含有的
键数为
,C 正确;
D.根据题意硝酸羟胺分解的化学方程式为
,根据计量系数关系可知
硝酸羟胺分解产生标况下
,同时生成
分子数为
,D 错误;
故选C。
3.(2023·福建·高考真题)稀有气体氙的氟化物
与
溶液反应剧烈,与水反应则较为温和,反
应式如下:
与水反应
与
溶液反应
i.
ii.
iii.
iv.
下列说法错误的是
A.
具有平面三角形结构
B.
的还原性比
强
C.反应i~iv 中有3 个氧化还原反应
D.反应iv 每生成
,转移
电子
【答案】A
【解析】A.Xe 原子以sp3 杂化轨道成键,
分子为三角锥形分子,A 错误;
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B.由iii、iv 两组实验对比可知,在氢氧化钠溶液中,
可以发生还原反应,而在水中则发生非氧化还
原反应,故可知:
的还原性比
强,B 正确;
C.i、ii、iv 三组化学反应均为氧化还原反应,C 正确;
D.分析iv 可知,每生成一个
,整个反应转移6 个电子,故每生成
,转移
电子,D 正确;
故选A。
4.(2023·福建·高考真题)一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图,电解质为熔融氯铝
酸盐(由
和
形成熔点为
的共熔物),其中氯铝酸根
起到结合或释放
的作用。电池总反应:
。下列说法错误的是
A.
含
个
键
B.
中同时连接2 个
原子的
原子有
个
C.充电时,再生
单质至少转移
电子
D.放电时间越长,负极附近熔融盐中n 值小的
浓度越高
【答案】D
【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极,硫单质得到电子做正极,充电时铝离子得到电子生成铝发
生在阴极,硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极,依此解题。
【解析】
A.
的结构为
,所以含
个
键,A 正确;
B.由
的结构可知同时连接2 个
原子的
原子有
个,B 正确;
C.由总反应可知充电时,再生
单质需由铝离子得到电子生成,所以至少转移
电子,C 正确;
D.由总反应可知放电时间越长,负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n 值大的
浓度越高,D 错
误;
故选D。
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