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第一章 化学物质及其变化
第5 讲 氧化还原反应方程式的配平及计算
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核心知识库:重难考点总结,梳理必背知识、归纳重点
考点1 氧化还原反应方程式的配平★★★★☆
考点2 电子守恒法计算★★★☆☆
(星级越高,重要程度越高)
限时训练挑战场:感知真题,检验成果,考点追溯
考点1 氧化还原反应方程式的配平
1.氧化还原反应方程式配平的基本原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数 = 化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前、后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤
(1)标变价:标明反应前后变价元素的化合价。
(2)列得失:列出化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
(5)查守恒:检查质量、电荷、电子是否守恒。
【小试牛刀】
一、常规氧化还原反应方程式的配平
1.(1) HCl(浓)+ MnO2
Cl2↑+ MnCl2+ H2O
(2) Cu+ HNO3(稀)=== Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O
(3) KI+ KIO3+ H2SO4=== I2+ K2SO4+ H2O
(4) S+ KOH=== K2S+ K2SO3+ H2O
(5) MnO4
−+ H++ Cl-=== Mn2++ Cl2↑+ H2O
(6) MnO4
−+ H2O2+ H+=== Mn2++ O2↑+ H2O
1
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(7) C2O4
2−+ MnO4
−+ H+=== CO2↑+ Mn2++ H2O
(8) C2H6O+ KMnO4+ H2SO4=== K2SO4+ MnSO4+ CO2↑+ H2O
【答案】(1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4
(3)5 1 3 3 3 3 (4)3 6 2 1 3 (5)2 16 10 2 5 8 (6)2 5 6 2 5 8 (7)5 2 16
10 2 8 (8)5 12 18 6 12 10 33
【解题技巧】
常规氧化还原反应方程式配平的两种常用方法
(1)全变从左配:氧化剂、还原剂中均有元素化合价发生变化的(非同一种元素),一般从左侧配。
(2)自变从右侧配:自身氧化还原反应(包括分解反应、歧化反应)一般从右侧配平。
二、缺项氧化还原反应方程式的配平
2.(1) ClO-+ Fe(OH)3+ === Cl-+ FeO4
2−+ H2O
(2) Mn2++ ClO3
−+ H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+
(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有Al2O3、C、N2、CO。
请将AlN 之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
+ +
AlN+
(4)将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里,加热,溶液显紫色(Bi3+无色)。配平
该反应的离子方程式:
NaBiO3+ Mn2++
Na++ Bi3++ +
【答案】
(1)3 2 4OH- 3 2 5
(2)5 2 4 5 1 8H+
(3)Al2O3+3C+N2
2AlN+3CO
(4)5 2 14 H+ 5 5 2 MnO4
− 7 H2O
【解析】(3)根据氮元素、碳元素的化合价变化,N2是氧化剂,C 是还原剂,AlN 为还原产物,CO 为氧化
产物。
【名师点拨】
“三步法”突破缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项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
程为
2
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考点2 电子守恒法计算
1.电子守恒法计算的原理
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
2.电子守恒法计算的流程
一找→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(注意化学式中的原子个数)。
三列→关系式:根据得失电子守恒列出关系式: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(化合价变化值取绝对值)。
【小试牛刀】
一、电子守恒法的基本计算
1.现有24 mL 浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反
应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则Cr 元素在还原产物中的化合价为( )
A.+2
B.+3
C.+4
D.+5
【答案】B
【解析】题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质是K2Cr2O7,失电子的物质是Na2SO3,其中S 元
素的化合价从+4→+6,Cr 元素的化合价将从+6→+n。根据氧化还原反应中得失电子守恒可得0.05
mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
2.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO 氧化为Na2SO4,而NaClO 被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO
的物质的量之比为1∶16,则x 的值为 。
【答案】5
【解析】Na2 S
−2
x
x
→xNa2S
+6O4,NaCl
+1 O→NaCl
−1,由得失电子守恒得关系式1×[6-(−2
x)]·x=16×2,解得x=5。
3.在P+CuSO4+H2O—→Cu3P+H3PO4+H2SO4(未配平)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
3
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【解析】设7.5 mol CuSO4可氧化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:7.5 mol×(2-1)=x×(5-0),解得x=1.5 mol;1 mol×3×(2-1)+1 mol×[0-(-3)]=y×(5-0),解得
y=1.2 mol,所以生成1 mol Cu3P 时,参加反应的P 的物质的量为1.2 mol+1 mol=2.2 mol。
二、电子守恒法在多步反应中的应用
4.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( )
A.8.64
B.9.20
C.9.00
D.9.44
【答案】B
【解析】反应流程为
Mg
Cu}
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得到电子的物质的量,即:
n(OH-)=
8.96 L
22.4 L·mol
−1×1+
0.672 L
22.4 L·mol
−1×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。
5.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.60 mL
B.45 mL
C.30 mL
D.15 mL
【答案】A
【解析】由题意可知,HNO3
{
N O2
N 2O4
NO
,则Cu 失去电子的物质的量与O2得到电子的物质的量相等,
即n(Cu)=2n(O2)=2×
1.68 L
22.4 L·mol
−1=0.15 mol。根据元素守恒及NaOH 和Cu(NO3)2的反应可得关系式:
n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH)= 0.3mol
5mol· L
−1=0.06 L=60 mL。
【真题挑战】
1.(2024·浙江6 月选考,6)利用CH3OH 可将废水中的N O3
−转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:
H++CH3OH + N O3
−—→X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.X 表示NO2
4
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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11.2 L,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】C
【解析】由题中信息可知,利用CH3OH 可将废水中的N O3
−转化为对环境无害的物质X 后排放,则X 表示
N2,A 不正确;该反应中CH3OH 是还原剂,O3有强氧化性,故不可用O3替换CH3OH,B 不正确;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 价,氧化剂N O3
−中N 元素的化合价由
+5 价降低到0 价,降低了5 价,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;
生成1 mol CO2气体转移6 mol 电子,若生成标准状况下的CO2气体11.2 L(0.5 mol),反应转移的电子数为
3NA,D 不正确。
2.下列判断不正确的是 (填字母)。
A.反应2XeF6+4Na++16OH-===Na4XeO6↓+Xe↑+O2↑+12F-+8H2O。每生成1 mol O2,转移6 mol 电子(2023·
福建,5D)
B.BaTiO(C2O4)2热分解生成BaTiO3,同时产生的nC O2∶nCO为1∶1[2023·全国甲卷,26(6)]
C.①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;②CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。反应①和②中转移的电子数相同
时,产生的O2和H2的物质的量相同(2023·北京,12D)
D.催化反应CH4(g)+2H2S(g)===CS2(g)+4H2(g),该反应中每消耗1 mol H2S,转移电子的数目约为
2×6.02×1023(2023·江苏,10D)
【答案】CD
【解析】A 项,由化学方程式可知,生成1 mol O2,转移6 mol 电子;B 项,BaTiO(C2O4)2热分解生成
BaTiO3的化学方程式为BaTiO(C2O4)2
BaTiO3+2CO2↑+2CO↑;C 项,由反应知:①O2~2e-,②H2~e-,
转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2;D 项,由化学方程式可知,2H2S~8e-,则消
耗1 mol H2S 转移电子的数目为4NA。
3.[2021·河北,15(5)] Fe(CrO2)2+ O2+ NaHCO3
Na2CrO4+ Fe2O3+ CO2+
H2O。
【答案】4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO3
8Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O
【解析】同一物质中多元素价态变化,用整体法分析:Fe(CrO2)2中1Fe(+2→+3),2Cr(+3→+6),共升高7
价。
4.[2021·全国甲卷,26(3)]KI 溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI 沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI 至少
为 mol。
【答案】4
5
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【解析】反应方程式为2Cu2++4I-===2CuI↓(白色)+I2,可知若生成1 mol I2,则消耗的KI 至少为4 mol。
【限时训练】(限时:60 分钟)
一、(选择题1~14 题,每小题6 分,共84 分)
1.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Cr2O7
2−和Pb2+,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为(
)
A.3.0 mol
B.1.5 mol
C.1.0 mol
D.0.75 mol
【答案】B
【解析】当1 mol Cr
3+被氧化生成0.5 mol Cr2O7
2−时,失去3 mol 电子,而1 mol PbO2被还原只能得到2 mol
电子,因此所需PbO2的物质的量为1.5 mol。
2.高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应,化学方程式如下(未配平):
KMnO4+ FeSO4+ H2SO4=== K2SO4+ MnSO4+ Fe2(SO4)3+ H2O
下列说法正确的是( )
A.MnO4
−是氧化剂,Fe3+是还原产物
B.Fe2+的氧化性强于Mn2+的
C.取反应后的溶液加KSCN 溶液,可观察到有红色沉淀生成
D.化学计量数依次为2、10、8、1、2、5、8
【答案】D
【解析】该反应中Mn 元素化合价由+7 价降至+2 价,Fe 元素化合价由+2 价升至+3 价,即MnO4
−是氧化剂,
Fe3+是氧化产物,A 错误;FeSO4作还原剂,MnSO4为还原产物,即还原性:Fe2+>Mn2+,B 错误;反应后的
溶液中含有Fe3+,滴加KSCN 溶液,溶液会变成红色,C 错误;配平该氧化还原反应为
2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,D 正确。
3.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间的转化关系如图所示。
已知淀粉遇单质碘变蓝,下列说法正确的是( )
A.向含I-的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液一定变蓝
B.途径Ⅱ中若生成1 mol I2,消耗2.5 mol NaHSO3
C.氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO3
−
D.一定条件下,I-与IO3
−反应可能生成I2
【答案】D
6
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4.有Fe3+、Fe2+、NO3
−、NH 4
+、H+和H2O 六种微粒,分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物,下列
叙述不正确的是( )
A.还原产物为NH 4
+
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶8
C.若有0.5 mol NO3
−参与反应,则转移8 mol 电子
D.若把该反应设计为电解池,则阳极反应为Fe2+-e-===Fe3+
【答案】C
【解析】由题意知,离子方程式为8Fe2++10H++NO3
−===8Fe3++NH 4
++3H2O。C 项,若有0.5 mol NO3
−参与反
应,应转移4 mol 电子。
5.(2024·江西宜春模拟)NaNO2是一种食品添加剂,它能致癌,酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程
式为MnO4
−+NO2
−+H+—→Mn2++ +H2O(未配平)。下列叙述正确的是( )
A.反应后溶液pH 下降
B.通常用盐酸酸化高锰酸钾溶液
C.方框中粒子为NO2
D.当生成1 mol Mn2+需消耗2.5 mol NO2
−
【答案】D
【解析】该反应中Mn 元素化合价由+7 价变为+2 价,所以MnO4
−是氧化剂,NO2
−是还原剂,生成NO3
−,根
据得失电子守恒、原子守恒配平离子方程式为2MnO4
−+5NO2
−+6H+===2Mn2++5NO3
−+3H2O。反应过程中
H+浓度减小,溶液的pH 增大,故A 错误;Cl-具有还原性,能被高锰酸钾溶液氧化,所以不能用盐酸酸化
高锰酸钾溶液,应该用稀硫酸,故B 错误;根据离子方程式知,生成1 mol Mn2+需消耗2.5 mol NO2
−,故D
正确。
6.羟胺(NH2OH)是一种还原剂,能将某些氧化剂还原。现用25.00 mL 0.049 mol·L-1羟胺的酸性溶液与足量
硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.50 mL 0.020 mol·L-1酸性KMnO4溶液完全反应。已知:
FeSO4+KMnO4+H2SO4—→Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O(未配平),则羟胺的氧化产物是( )
A.N2
B.N2O
C.NO
D.NO2
【答案】B
【解析】根据题意,可以认为羟胺被酸性KMnO4溶液氧化,羟胺中N 元素的化合价是-1,设羟胺的氧化产
物中N 元素的化合价是x,根据得失电子守恒,可得25.00×10-3 L×0.049 mol·L-1×(x+1)=24.50×10-3 L×0.020
mol·L
−1×5,解得x=+1,故羟胺的氧化产物为N2O。
7.(2024·沈阳模拟)已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+。向FeBr2溶液中通入一定量的Cl2,发生反应的离子方程式为
xFe2++yBr-+zCl2===xFe3++ y
2 Br2+2zCl-。其中x、y、z 的值不符合实际反应的是( )
7
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A.x=4、y=6、z=5
B.x=1、y=5、z=1
C.x=3、y=1、z=2
D.x=2、y=2、z=2
【答案】B
【解析】氧化还原反应的离子方程式中满足得失电子守恒和电荷守恒,xFe2++yBr-+zCl2===xFe3++ y
2
Br2+2zCl-中得失电子守恒关系式为x+y=2z、电荷守恒关系式为2x-y=3x-2z,即关系式均为x+y=2z,将x、
y、z 的数值代入关系式x+y=2z 中检验:x=4、y=6、z=5 时,4+6=2×5,故A 符合实际反应;x=1、y=5、z=1
时,1+5>2×1,故B 不符合实际反应;x=3、y=1、z=2 时,3+1=2×2,故C 符合实际反应;x=2、y=2、z=2
时,2+2=2×2,故D 符合实际反应。
8.已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应Ⅰ:Pb3O4+4H+===PbO2+2Pb2++2H2O;PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反
应Ⅱ:5PbO2+2Mn2++4H++5SO4
2−===2MnO4
−+5PbSO4+2H2O。下列推断正确的是( )
A.由反应Ⅰ可知,Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为1∶2
B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:HNO3>PbO2>MnO4
−
C.Pb 可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO3===3Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O
D.Pb3O4可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl===3PbCl2+4H2O+Cl2↑
【答案】D
【解析】反应Ⅰ中HNO3未将Pb2+氧化,可证明氧化性:HNO3<Pb(Ⅳ),故B、C 错误;根据反应Ⅱ可知氧
化性:PbO2>MnO4
−,又知氧化性(酸性条件):MnO4
−>Cl2,故D 正确。
9.(2025·保定模拟)已知反应:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法错误的
是( )
A.氧化性:NaClO3>Cl2
B.当反应中有2 mol e-转移时,被氧化的HCl 为4 mol
C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D.产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌
【答案】B
【解析】氯酸钠是氧化剂,氯气是氧化产物,在同一个氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧
化性,则氧化性:NaClO3>Cl2,故A 不选;当反应中有2 mol e-转移时,氯化氢中氯元素的化合价由-1 升
高到0,则被氧化的HCl 为2 mol,故B 选;Cl2是氧化产物,ClO2是还原产物,由化学方程式可知,氧化
产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故C 不选;产物ClO2和Cl2都具有氧化性,可以用于自来水消毒
杀菌,故D 不选。
10.把图2 中的物质补充到图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)。
8
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下列对该氧化还原反应的离子方程式说法不正确的是( )
A.IO4
−作氧化剂
B.若1 mol Mn2+参加反应则转移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
【答案】D
【解析】分析图1、图2 可知,Mn2+作还原剂,那么IO4
−作氧化剂,配平后的氧化还原反应的离子方程式
为2Mn2++5IO4
−+3H2O===6H++2MnO4
−+5IO3
−,若有1 mol Mn2+参加反应则转移5 mol 电子,氧化剂与还原剂
的物质的量之比为5∶2,配平后Mn2+、H+的化学计量数分别为2、6,A、B、C 项正确,D 项错误。
11.(2025·商丘一模)用CuS、Cu2S 处理酸性废水中的Cr2O7
2−,发生反应如下:
反应Ⅰ:CuS+Cr2O7
2−+H+—→Cu2++SO4
2−+Cr3++H2O(未配平)
反应Ⅱ:Cu2S+Cr2O7
2−+H+—→Cu2++SO4
2−+Cr3++H2O(未配平)
下列有关说法正确的是( )
A.反应Ⅰ和Ⅱ中Cu2+、SO4
2−都是氧化产物
B.处理1 mol Cr2O7
2−时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H+的物质的量相等
C.反应Ⅱ中还原剂、氧化剂的物质的量之比为3∶5
D.反应Ⅰ、Ⅱ中每处理1 mol Cr2O7
2−,转移电子数不相等
【答案】C
【解析】配平反应Ⅰ:3CuS+4Cr2O7
2−+32H+===3Cu2++3SO4
2−+8Cr3++16H2O,反应中S 元素的化合价升高,
Cr 元素的化合价降低;反应Ⅱ:3Cu2S+5Cr2O7
2−+46H+===6Cu2++3SO4
2−+10Cr3++23H2O,反应中Cu、S 元素
的化合价升高,Cr 元素的化合价降低,据此分析。反应Ⅰ中只有S 元素被氧化,则只有SO4
2−是氧化产物,
故A 错误;处理1 mol Cr2O7
2−时反应Ⅰ、Ⅱ中消耗H+的物质的量不相等,故B 错误;反应Ⅱ中,氧化剂为
Cr2O7
2−,还原剂为Cu2S,则还原剂、氧化剂的物质的量之比为3∶5,故C 正确;反应Ⅰ、Ⅱ中每处理1
mol Cr2O7
2−,转移电子6 mol,则转移电子数相同,故D 错误。
12.(2024·河北秦皇岛模拟预测)几种离子在水溶液中有如图转化关系。下列说法正确的是( )
9
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A.该条件下的氧化性:Ce4+>Cr2O7
2−>ClO4
−
B.反应(1)中,每生成1 mol Cr2O7
2−,转移3 mol 电子
C.将反应(2)设计成原电池,Cr2O7
2−在负极发生反应
D.Ce4+与ClO3
−反应生成Ce3+和ClO4
−时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
【答案】A
【解析】氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,反应(1)的氧化剂是Ce4+、氧化产物是Cr2O7
2−,反应(2)
的氧化剂是Cr2O7
2−、氧化产物是ClO4
−,因此氧化性:Ce4+>Cr2O7
2−>ClO4
−,A 正确;反应(1)的离子方程式
为6Ce4++2Cr3++7H2O===6Ce3++Cr2O7
2−+14H+,每生成1 mol Cr2O7
2−,有6 mol 电子转移,B 错误;将反应(2)
设计成原电池,正极上的电极反应式为Cr2O7
2−+6e-+14H+===2Cr3++7H2O,C 错误;该反应的离子方程式为
2Ce4++ClO3
−+H2O===2Ce3++ClO4
−+2H+,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,D 错误。
13.向200 mL FeBr2溶液中逐渐通入Cl2,其中n(Fe3+)、n(Br2)随通入n(Cl2)的变化如图所示,下列说法不正
确的是 ( )
A.氧化性:Br2>Fe3+
B.由图可知,该FeBr2溶液的浓度为1 mol·L-1
C.n(Cl2)=0.12 mol 时,溶液中的c(Fe3+)∶c(Br-)=1∶8
D.n(FeBr2)∶n(Cl2)=1∶1 时,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
【答案】C
【解析】由题图可知,向200 mL FeBr2溶液中通入氯气,亚铁离子先反应,说明还原性:Fe2+>Br-,则氧化
性:Br2>Fe3+,故A 正确;由通入0.1 mol 氯气时,Fe2+恰好被完全氧化为Fe3+,发生反应:2Fe2+
+Cl2===2Fe3++2Cl-,可得原溶液中n(Fe2+)=2×0.1 mol=0.2 mol,则FeBr2溶液的浓度为0.2mol
0.2 L =1 mol·L-1,故
B 正确;当通入的n(Cl2)=0.12 mol 时,0.2 mol Fe2+已经完全被氧化为0.2 mol Fe3+,过量的0.02 mol Cl2与
0.04 mol Br-反应,溶液中剩余的n(Br-)=0.4 mol-0.04 mol=0.36 mol,则反应后溶液中的
c(Fe3+)∶c(Br-)=n(Fe3+)∶n(Br-)=0.2 mol∶0.36 mol=5∶9,故C 错误;n(FeBr2)∶n(Cl2)=1∶1 时,溶液中
Fe2+已经完全被氧化为Fe3+,有一半的Br-被氧化为Br2,反应的离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3+
+Br2+4Cl-,故D 正确。
14.(2024·江苏模拟预测)以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2
的实验流程如图所示,下列说法不正确的是( )
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A.1 mol 过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有过氧键(—O—O—)数目约为6.02×1023
B.“氧化除锰”过程中生成MnO2的离子方程式:Mn2++S2O8
2−+2H2O===MnO2↓+2SO4
2−+4H+
C.“沉锌”过程的化学方程式:3ZnSO4+6NH4HCO3===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+3(NH4)2SO4
D.“调节pH”时试剂X 可以选用ZnO、Zn(OH)2或ZnCO3
【答案】C
【解析】向含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+)中加入Na2S2O8溶液,生成MnO2沉淀且将
Fe2+氧化为Fe3+,过滤后向滤液中加入试剂X 调节pH 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤后再加入NH4HCO3
沉锌生成ZnCO3·2Zn(OH)2。过二硫酸钠中硫元素的化合价为+6 价,含有1 个过氧键,1 mol 过二硫酸钠
(Na2S2O8)中含有过氧键(—O—O—)的数目约为6.02×1023,故A 正确;“氧化除锰”过程中生成MnO2的离
子方程式:Mn2++S2O8
2−+2H2O===MnO2↓+2SO4
2−+4H+,故B 正确;“沉锌”时溶液中锌离子与碳酸氢根离
子反应生成ZnCO3·2Zn(OH)2沉淀、二氧化碳和水,故化学方程式:
3ZnSO4+6NH4HCO3===ZnCO3·2Zn(OH)2↓+5CO2↑+3(NH4)2SO4+H2O,故C 错误;据分析,“调节pH”时
试剂X 可以选用ZnO、Zn(OH)2或ZnCO3,故D 正确。
15.(7 分)已知还原性:HSO3
−>I-,氧化性:IO3
−>I2。
(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应。配平反应方程式,并用单线桥标出电子转移的
方向和数目。
NaIO3+ NaHSO3=== I2+ Na2SO4+ H2SO4+ H2O
(2)在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液,反应完全,推测反应后溶液中的还原产物为
(填化学式)。
(3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液,加入NaIO3的物质的量和析出I2的物质的量的关系曲
线如图所示。写出反应过程中与AB 段曲线对应的离子方程式:
;当溶液
中I-与I2的物质的量之比为5∶3 时,加入的NaIO3为 mol。
【答案】
(1)
11
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(2)NaI (3)IO3
−+5I-+6H+===3I2+3H2O 11
6
【解析】(2)由还原性:HSO3
−>I-可知,当NaHSO3溶液过量时,IO3
−先被还原成I2,再被还原成I-。(3)OA
段,随着IO3
−的量增加,NaHSO3的量减少,IO3
−被还原成I-:IO3
−+3HSO3
−===3SO4
2−+I-+3H+,至A 点恰好
完全反应,此时继续加入NaIO3,又发生NaIO3氧化I-的反应:IO3
−+6H++5I-===3I2+3H2O。当I-与I2的物质
的量之比为5∶3 时,设第一个反应加入的NaIO3为x mol,第二个反应加入的NaIO3为y mol,则第一个反
应生成的I-为x mol,第二个反应消耗的I-为5y mol,生成的I2为3y mol,故有x−5 y
3 y
=5∶3,即x=10y,因
第一个反应消耗5 mol NaHSO3,即3x=5,故有x=5
3,y=1
6,故所加入的NaIO3为(x+y) mol=11
6 mol。
16.(9 分)氧化还原反应在工业生产、环保及科研中有广泛的应用,请结合自己所掌握的化学知识,回答下
列问题:
Ⅰ.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质。CuH 具有的性质:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧,与稀盐酸反应
能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是2Cu+===Cu2++Cu。
(1)写出CuH 在氯气中燃烧的化学方程式:
。
(2)CuH 溶解在稀盐酸中生成的气体是
(填化学式)。
(3)将CuH 溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH 溶解在足量稀硝酸中发生反应的离子方
程式:
。
Ⅱ.钒性能优良,用途广泛,有金属“维生素”之称。
(4)将废钒催化剂(主要成分为V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应后生成VO2+等离子,该反应的
化学方程式是
。
(5)V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体,该气体能与Na2SO3溶液反应而被吸收,则SO3
2−、
Cl-、VO2+还原性由强到弱的顺序是
。
【答案】(1)2CuH+3Cl2
2CuCl2+2HCl (2)H2
(3)CuH+3H++ NO3
−===Cu2++2H2O+NO↑
(4)V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O (5)SO3
2−>Cl->VO2+
【解析】(3)将CuH 溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,说明-1 价H 被氧化成+1 价,对应的产物
为水,则CuH 溶解在足量稀硝酸中发生反应的离子方程式为CuH+3H++N O3
−===Cu2++2H2O+NO↑。(4)将
废钒催化剂(主要成分为V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,亚硫酸钾被V2O5氧化,充分反应后生成
VO2+等离子,该反应的化学方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO4===2VOSO4+K2SO4+2H2O。(5)V2O5能与盐酸反应
产生VO2+和一种黄绿色气体,该黄绿色气体是氯气,Cl-是还原剂,VO2+是还原产物,氯气与Na2SO3溶液
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发生氧化还原反应,Na2SO3是还原剂,得到还原产物Cl-,根据氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原
产物可知,还原性:SO3
2−>Cl->VO2+。
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