資源簡介

第4課時　氧化還原反應方程式的配平
【夯實基礎】
1. 已知在硫酸溶液中1 mol Cr2O可與3 mol C2O恰好完全反應，Cr2O反應后全部轉化為Cr3+，則C2O可能轉化為(　　)
A. C B. CO C. CO2 D. CH4
2.（2024南通如皋期末）下列試劑是實驗室常見的氧化劑，這些氧化劑與還原產物對應關系正確的是(　　)
A. 酸性KMnO4→Mn2+
B. 濃硝酸→NO
C. Cl2→HClO
D. H2O2→O2
3.（2024揚州邗江中學期中）黃鐵礦（主要含FeS2，其中Fe的化合價為＋2）是一種常見的含硫礦物，酸性條件下，黃鐵礦中的FeS2可與空氣中的O2發生反應。已知FeS2與O2反應的化學計量數之比為2∶7，且化合價發生變化的元素只有S和O，則FeS2中的S元素可能完全轉化為(　　)
A. S2- B. S C. SO2 D. SO
4.（2024常州二中檢測）某反應的離子方程式中氧化劑與還原劑及部分產物可表示為2Mn2+＋5IO＋……―→……＋2MnO。下列說法錯誤的是(　　)
A. Mn2+是還原劑，IO是氧化劑
B. 體系中另一種含碘微粒為IO
C. 隨著反應進行，溶液酸性不斷減弱
D. 每有1個IO參加反應，轉移2個電子
5. （2024揚州期末）亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效漂白劑和氧化劑。NaClO2溶液的實驗室制備過程如下：
反應①：在酸性條件下，SO2還原NaClO3制備ClO2。
反應②：在堿性條件下，ClO2與H2O2反應，得NaClO2溶液。
下列說法正確的是(　　)
A. 反應①中用HCl提供酸性環境
B. 反應①中參加反應的NaClO3和SO2的物質的量之比為1∶2
C. 反應②中的H2O2可用O2代替
D. 制備0.2 mol NaClO2至少需要標準狀況下2.24 L SO2
6.（2024泰州中學期中）工業上除去電石渣漿（含CaO）清液中的S2-，并制取石膏(CaSO4·2H2O)的常用流程如圖，下列說法不正確的是(　　)
A. 過程Ⅰ、Ⅱ中起催化劑作用的物質是Mn(OH)2
B. 將10 L清液中的S2-（濃度為320 mg/L）轉化為SO，理論上共需要 0.2 mol 的O2
C. 過程Ⅱ中反應的離子方程式為4MnO＋2S2-＋9H2O===4Mn(OH)2↓＋S2O＋10OH－
D. 上述流程中涉及的氧化還原反應共有4個
7. （2024蘇州學業質量陽光指標調研）一種二氧化硫催化氧化反應的機理如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. 過程①中SO2被還原
B. 過程②中發生反應的化學方程式為2SO3＋V2O4===2VOSO4
C. 過程③中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2
D. 過程①②③均為氧化還原反應
8. （2024南京六校聯合體調研）已知：將Cl2通入適量KOH溶液，若Cl2與KOH恰好完全反應，產物中可能有KCl、KClO、KClO3，且Cl－與ClO－的個數比值[]與溫度高低有關。當KOH的個數為6a時。下列有關說法錯誤的是(　　)
A. 參加反應的Cl2的個數為3a
B. 改變溫度，產物中KClO3的個數最多為a
C. 改變溫度，反應中轉移電子的個數N(e－)的范圍：3a≤N(e－)≤5a
D. 若某溫度下，反應后＝11，則溶液中 eq \f(N(Cl－),N（ClO）)＝2∶1
9. 配平下列反應的化學方程式。
(1) 　　Cl2＋　　KOH===　　KCl＋　　KClO3＋　　H2O
(2) 　　MnO＋　　H＋＋　　Cl－===　　Mn2+＋　　Cl2↑＋　　H2O
(3) 　　S＋　　KOH===　　K2S＋　　K2SO3＋　　H2O
10．（2024常州聯盟校調研）NaClO2廣泛用于造紙工業、污水處理等。工業上生產NaClO2的工藝流程如下：
ClO2發生器中的反應為SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。
(1) NaClO3中Cl元素的化合價為　　　　，上述反應是　　　　　（填反應類型）。
(2) 吸收器中反應溫度不能高于5 ℃的可能原因是　　　　　　　　　　　。
(3) 理論上當ClO2發生器中19.2 g SO2完全反應時，可制得ClO2的物質的量為　　　　　　　　（寫出計算過程）。
【提升素養】
11. （2024南通中學）已知離子方程式As2S3＋H2O＋NO——AsO＋SO＋NO↑＋　　（未配平）。下列說法錯誤的是(　　)
A. 配平后水的化學計量數為4
B. 反應后的溶液呈酸性
C. 當有1 mol還原劑被氧化時，轉移的電子有24 mol　　
D. 氧化產物為AsO和SO
12. （2024揚州期末）堿式次氯酸鎂[Mg2(ClO)x(OH)y·H2O]是一種強氧化性抗菌劑，難溶于水。用鎂渣[主要含有MgCO3、Mg(OH)2等]制備堿式次氯酸鎂的流程如下：
(1) “煅燒”在700 ℃高溫下進行，煅燒得到MgO的同時，生成氣體的化學式為　　　　　　　。
(2) “溶解”時需加熱，反應會生成一種能使紅色石蕊試紙變藍的氣體，該反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3) “沉淀”步驟制備Mg2(ClO)x(OH)y·H2O時需控制pH約為10，堿性太強會產生雜質使沉淀中鎂元素含量增大，該雜質的化學式為　　　　　　。用下圖所示裝置制備Mg2(ClO)x(OH)y·H2O。將MgCl2晶體與NaOH溶液、NaClO溶液中的一種配成溶液，加入三頸燒瓶中，80 ℃下通過滴液漏斗緩慢滴加另一種溶液，充分反應，過濾。滴液漏斗中盛放的是　　　　　　　溶液（填化學式）。
(4) 向100 mL 0.1 mol/L的MgCl2溶液中加入適量NaClO溶液、NaOH溶液，過濾，洗滌，干燥得到Mg2(ClO)x(OH)y·H2O固體。為測定其組成，將所得固體溶于酸，再加入過量的KI溶液，充分反應生成Cl－和I2。測得生成的I2為0.005 mol。
計算Mg2(ClO)x(OH)y·H2O的化學式：　　　　　　　　　　　。
13. （2024蘇州吳中蘇苑中學期中）(1) 儲氫納米碳管的成功研制體現了科技的進步。用電弧法合成的碳納米管常伴有大量的雜質——碳納米顆粒。這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純。其反應中的反應物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3和H2O七種。
①請用上述物質填空，并配平化學方程式。
　　　C＋　　　＋　　　H2SO4===　　　K2SO4＋　　　＋　　　Cr2(SO4)3＋　　　H2O
②若上述反應中轉移0.8 mol電子，則產生的氣體在標準狀況下的體積為　　　　　。
(2) 有相同質量的兩份NaHCO3粉末，第一份加入足量鹽酸，第二份先加熱使其完全分解后再加同質量分數的鹽酸，則二者所消耗的鹽酸中HCl的質量比為　　　　。
(3) 1 L 1.0 mol/L NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中CO和HCO的物質的量濃度之比為　　　　。
(4) 某含碘廢液中，碘元素以IO形式存在，為測定IO的濃度，現進行如下實驗：
準確量取20 mL廢液，加水稀釋配成100.00 mL溶液，取20.00 mL溶液，加入鹽酸，加入足量KI晶體，以淀粉為指示劑，用0.100 0 mol/L Na2S2O3溶液滴定I2至恰好完全反應，消耗Na2S2O3溶液24.0 mL。已知測定過程中發生的反應為IO＋I－＋H＋===I2＋H2O（未配平），I2＋2S2O===2I－＋S4O。計算廢液中IO的物質的量濃度：　　　　　　。
第4課時　氧化還原反應方程式的配平
1. C　在硫酸溶液中1 mol Cr2O可與 3 mol C2O恰好完全反應，Cr2O反應后全部轉化為Cr3+，設C2O的氧化產物中C元素化合價為x，由得失電子守恒，1 mol×2×(6－3)＝3 mol×2×(x－3)，x＝＋4，則C2O可能轉化為CO2，選C。
2. A　KMnO4具有強氧化性，在酸性條件下紫色KMnO4得到電子被還原為無色Mn2+，A正確；濃硝酸具有強氧化性，在反應中得到電子被還原產生NO2氣體，B錯誤；Cl2具有強氧化性，在反應中得到電子被還原為Cl－，C錯誤；H2O2在酸性條件下具有氧化性，得到電子被還原為H2O，D錯誤。
3. D　設反應后S元素的化合價為＋x，由得失電子守恒知，2×2×[x－(－1)]＝7×4，x＝6，S元素可能完全轉化為SO。故選D。
4. C　Mn元素的化合價升高，Mn2+是還原劑，則IO是氧化劑，A正確；由關系式：2Mn2+～10e－～5IO知，I元素的化合價由＋7降低到＋5，則另一種含碘微粒為IO，每有1個IO參加反應，轉移2個電子，B、D正確；配平離子反應式：2Mn2+＋5IO＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，反應中有H＋生成，溶液酸性不斷增強，C錯誤。
　 常用方法——化合價升降法
5. D　HCl會與NaClO3發生歸中反應生成Cl2，不能用HCl提供酸性環境，A錯誤；反應①中，Cl元素的化合價降1、S元素的化合價升2，由得失電子守恒知，參加反應的NaClO3和SO2的物質的量之比為2∶1，B錯誤；反應②中，Cl元素的化合價降低，ClO2是氧化劑，則H2O2是還原劑，不可用O2代替，C錯誤；反應①中關系式：2NaClO3～SO2～2ClO2，反應②中關系式：2ClO2～H2O2～2NaClO2，制備0.2 mol NaClO2至少需要0.1 mol SO2，標準狀況下，SO2的體積為2.24 L，D正確。
6. D　如圖Mn(OH)2在過程Ⅰ化合價升高，生成MnO，作還原劑，MnO 在過程Ⅱ中化合價降低，生成Mn(OH)2，Ⅰ、Ⅱ涉及O2與S2-的反應，Mn(OH)2為催化劑，A正確；S2-濃度為320 mg/L，質量為320 mg/L×10 L＝3 200 mg＝3.2 g，物質的量為＝0.1 mol，S2-先轉化為S2O，再轉化為SO，兩步均消耗O2，根據得失電子守恒，S2-～SO～8e－，O2～2H2O～4e－，共需要＝0.2 mol 的O2，B正確；過程Ⅱ為S2-在MnO作用下轉化為S2O，其反應為4MnO＋2S2-＋9H2O===S2O＋4Mn(OH)2↓＋10OH－，C正確；上述流程中涉及的氧化還原反應有過程Ⅰ、過程Ⅱ、S2O轉化為SO，共3個，D錯誤。
　 書寫給定情境下的氧化還原反應方程式
(1) 找到正確的參與氧化還原反應的氧化劑、還原劑、還原產物、氧化產物。
(2) 配平氧化還原反應方程式。配平時，先標出元素的化合價，再根據化合價守恒配平氧化劑、還原劑、還原產物、氧化產物。
(3) 根據H、O原子守恒或其他原子守恒，補充水等非氧化還原物質，實現質量守恒。
7. B　過程①中SO2轉化為三氧化硫，硫元素化合價升高，被氧化，A錯誤；過程②是三氧化硫和V2O4反應生成VOSO4，其中發生反應的化學方程式為2SO3＋V2O4===2VOSO4，B正確；過程③中氧氣是氧化劑，V元素化合價從＋4價升高到＋5價，VOSO4是還原劑，依據電子得失守恒可知氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶4，C錯誤；根據以上分析可知過程①③均為氧化還原反應，②中元素化合價均不發生變化，屬于非氧化還原反應，D錯誤。
8. D　恰好完全反應時，溶液中存在：N(K)＝N(Cl)，當KOH的個數為6a時，參加反應的Cl2的個數為3a，A正確；改變溫度，使Cl2的氧化產物全部為KClO3時，則發生反應：3Cl2＋6KOH===5KCl＋KClO3＋3H2O，當KOH的個數為6a時，轉移電子數最多為5a，產物中KClO3的個數最多為a，B正確；改變溫度，使Cl2的氧化產物全部為KClO，則發生反應：Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O，當KOH的個數為6a時，轉移電子數最少為3a，即反應中轉移電子的個數N(e－)的范圍：3a≤N(e－)≤5a，C正確；由得失電子守恒知，N(ClO)×5＋N(ClO－)＝N(Cl－)，N(ClO)×5＋N(Cl－)＝N(Cl－)， eq \f(N(Cl－),N（ClO）)＝11∶2，D錯誤。
9. (1) 3　6　5　1　3　(2) 2　16　10　2　5　8　(3) 3　6　2　1　3　
　 氧化還原反應配平的原則
(1) 得失電子守恒：氧化劑和還原劑得失電子總數相等，化合價升高總數與降低總數相等。
(2) 質量守恒：反應前后原子的種類和個數不變。
(3) 電荷守恒：反應前后陰、陽離子所帶電荷總數相等。
10. (1) ＋5　氧化還原反應
(2) 防止H2O2分解，提高ClO2的吸收率
(3) 設反應生成ClO2的物質的量為x mol。
根據反應：SO2＋2NaClO3＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4建立關系式：
SO2　 ～ 　2ClO2
1　　　　　2
0.3 mol　 　x mol
＝
解得x＝0.6
則反應生成的ClO2物質的量為0.6 mol
11. C　配平離子方程式：3As2S3＋4H2O＋28NO===6AsO＋9SO＋28NO↑＋8H＋，配平后水的化學計量數為4，A正確；反應后的溶液中有H＋生成，溶液呈酸性，B正確；當有1 mol還原劑(As2S3)被氧化時，轉移電子的物質的量＝(2×2＋8×3) mol＝28 mol，C錯誤；As2S3為還原劑，則氧化產物為AsO和SO，D正確。
12. (1) CO2、H2O　(2) MgO＋2NH4ClMgCl2＋2NH3↑＋H2O　(3) Mg(OH)2　NaOH　(4) Mg2(ClO)(OH)3·H2O
解析：(4) n(MgCl2)＝0.1 L×0.1 mol/L＝0.01 mol。根據得失電子守恒可得：ClO－ ～I2，故n(ClO－)＝0.005 mol，x＝1，根據電荷守恒可得y＝3，即Mg2(ClO)(OH)3·H2O。
13. (1) ①3　2K2Cr2O7　8　2　3CO2↑　2　8
②4.48 L　(2) 1∶1　(3) 1∶3　(4) 0.1 mol/L

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