2022届高三化学一轮高考复习常考题型:16氧化还原反应方程式配平
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2022届高三化学一轮高考复习常考题型16氧化还原反应方程式配平
一、单选题(共14题)
1.处理含氰(CN-)废水涉及以下反应,其中无毒的OCN-中碳元素为+4价。
CN-+OH-+Cl2→OCN-+Cl-+H2O(未配平) 反应Ⅰ
2OCN-+4OH-+3Cl2=2CO2+N2+6Cl-+2H2O 反应Ⅱ
下列说法中正确的是
A.反应I中碳元素被还原
B.反应II中CO2为氧化产物
C.处理过程中,每产生1 mol N2,消耗3 molCl2
D.处理I中CN-与Cl2按物质的量比例1:1进行反应
2.高铁酸盐能够有效地杀死水中的细菌,并且是一种优良的无机凝絮剂,能够除去水中悬浮物,被公认为优良的净水剂。工业制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应离子方程式为Fe(OH)3+C1O﹣+OH﹣→FeO42﹣+C1﹣+H2O(未配平).下列有关说法不正确的是( )
A.FeO42﹣中铁显+6价
B.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO42﹣
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2
D.当反应生成0.3mol K2FeO4时,转移电子数为0。9NA
3.黄铁矿(FeS2)中-1价硫元素在酸性条件下可以与ClO3-发生反应,其离子方程式如下
_____ClO3-+_____ FeS2+_____H+= _____ClO2↑+ _____Fe3++ _____ SO42- + _____H2O(未配平):下列说法正确的是
A.ClO3-是氧化剂,Fe3+是还原产物 B.ClO3-的氧化性强于Fe3+
C.生成lmol SO42-时,转移7mol 电子 D.向反应后的溶液加KSCN 溶液,可观察到有红色沉淀产生
4.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:KClO3+H2C2O4+H2SO4ClO2↑+K2SO4+CO2↑+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
①KClO3在反应中得到电子 ②ClO2是氧化产物 ③H2C2O4在反应中被氧化 ④1 molKClO3参加反应有2 mol电子转移
A.①② B.②③ C.①③ D.②④
5.向含有Mn2+的酸性溶液中滴加过二硫酸钾(K2S2O8)溶液,发生如下反应(未配平,不考虑滴加后溶液体积变化):Mn2++S2O82﹣+H2O→MnO4﹣+SO42﹣+H+,下列说法正确的是( )
A.反应后溶液的酸性减弱
B.该反应中起氧化作用的是Mn2+
C.有1mol还原剂参加反应时,转移5mol电子
D.用过二硫酸钾(K2S2O8)溶液检验Mn2+存在的实验现象是溶液紫红色消失
6.对氧化还原反应:(未配平)的叙述正确的是:
A.若,则每生成1molCuI转移6mol电子
B.若,则每生成1molCuI转移12mol电子
C.CuI既是氧化产物又是还原产物
D.HI只体现了还原性
7.处理含氰废水可以用以下两种方法:
Ⅰ:(未配平),其中A为参与大气循环的气体
Ⅱ:①(未配平)
②下列说法正确的是( )
A.和的电子式分别为
B.方法Ⅰ中,每生成,转移个电子
C.方法Ⅱ中,是反应②的氧化产物
D.方法Ⅱ的反应①中,与的物质的量之比为1∶1
8.已知:Ⅰ.高锰酸钾在不同条件下发生的反应如下:
+5e−+8H+Mn2++4H2O
+3e−+2H2OMnO2↓+ 4OH−
+e− (溶液呈绿色)
Ⅱ.在下列反应中,产物K2SO4和S的物质的量之比为3∶2
_______KMnO4+_______K2S+______ _______K2MnO4 +_______K2SO4+_______S↓+_______
下列说法不正确的是
A.高锰酸根离子被还原的产物受溶液酸碱性的影响
B.化学方程式中反应物缺项为H2SO4,配平后系数为12
C.化学方程式中产物缺项为H2O,配平后系数为12
D.用石墨电极电解中性高锰酸钾溶液,在阴极可以得到MnO2
9.将氯气通入70℃的氢氧化钠水溶液中,能同时发生两个自身氧化还原反应(未配平):NaOH+Cl2→NaCl+NaClO+H2O,反应完成后测得溶液中NaClO与NaClO3的数目之比为5:2,则该溶液中NaCl与NaClO的数目之比为
A.3:1 B.2:1 C.15:2 D.1:1
10.ClO2和亚氯酸钠(NaClO2)都是广泛使用的漂白剂、消毒剂。高浓度 ClO2气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释。某工厂生产 ClO2和NaClO2的工艺流程为∶
ClO2发生器中反应为(未配平),下列关于 NaClO2生产流程的相关说法,不正确的是
A.工业上将 ClO2制成 NaClO2固体,便于贮存和运输
B.“操作 A”包括过滤、洗涤、干燥
C.吸收器中生成NaClO2的离子方程式为∶
D.生产时向 ClO2发生器中通入空气,可避免发生危险
11.已知在碱性溶液中可发生如下反应:Fe(OH)3+ClO-+OH-→FeO42-+Cl-+H2O(未配平)。则有关叙述不正确的是
A.FeO42-中Fe的化合价是+6价
B.每产生1molCl-,转移2mol电子
C.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D.FeO42-具有强氧化性,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂
12.NH4NO3 溶液受热可发生分解反应:NH4NO3N2↑+HNO3+H2O(未配平)。用 NA 表示阿伏加德罗数的值,下列说法正确的是
A.分解时每生成 2.24 L(标准状况)N2,转移电子的数目为 0.6NA
B.2.8 g N2 中含有共用电子对的数目为 0.3NA
C.56 g Fe 与足量稀硝酸反应生成 NO2 分子的数目为 3NA
D.0.1 mol·L-1 NH4NO3 溶液中,NH4+的数目小于 0.1NA
13.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型离子方程式(未配平)。
对该氧化还原反应型离子方程式,说法不正确的是( )
A.IO4-作氧化剂具有氧化性
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2molMn2+参加反应时则转移10mol电子
D.氧化性:MnO4->IO4-
14.高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌、消毒、又能絮凝净水的水处理剂,工业制备高铁酸钾的离子方程式为Fe(OH)3+C1O-+OH-→FeO42-+C1- + H2O(未配平)。
下列有关说法不正确的是
A.高铁酸钾中铁显+6价
B.由上述反应可知,Fe(OH)3的氧化性强于FeO42-
C.上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2
D.K2FeO4处理水时,生成的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮杂质
二、填空题(共7题)
15.酸性KMnO4、H2O2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中H2O2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4)去除,Fe(NO3)3也是重要的氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。
(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,写出该反应的离子方程式____________________,氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______。
(2)取300 mL 0.2 mol·L-1的KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则转移电子的物质的量是_____ mol。
(3)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的原因是_________________(用文字表达),又变为棕黄色的离子方程式是_____________________。
(4)测定KMnO4样品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定,取0.474 g KMnO4样品溶解酸化后,用0.100 mol·L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定,标准Na2S2O3溶液应盛装在___(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。配平上述反应的离子方程式:___MnO4-+___S2O32-+____H+=____Mn2++_____SO42-+____H2O,实验中,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液12.00 mL,则该样品中KMnO4的物质的量是_____。
16.按照要求填空。
(1)下列各物质所含原子数按照由大到小的顺序排列为(填序号)__________________。
①0.5molCO2 ②标准状况下,22.4L氦气 ③4℃时,18mL水 ④0.2molH2SO4
(2)在质量分数为28%的KOH水溶液中,OH-与H2O的个数之比为__________。
(3)仅用H2SO4、HNO3、CH3COOH与NaOH、Ba(OH)2、Cu(OH)2在水溶液中进行反应,符合离子方程式H++OH—=H2O的反应有__________个。
(4)工业上用氯气和硝酸铁在烧碱溶液中可以制备净水剂高铁酸钠,试补充完整化学反应方程式并配平Fe(NO3)3+Cl2+NaOH——________________________________________。
(5)将mg铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应,铁粉全部溶解,并得到mg铜,则参加反应的H2SO4与CuSO4的物质的量之比为_____________。
(6)一定条件下,下列物质可以通过化合反应制得的有(写序号)______________________。
①小苏打 ②硫酸铝 ③氯化亚铁 ④磁性氧化铁 ⑤铜绿(碱式碳酸铜) ⑥氢氧化铁
(7)现有镁铝合金10.2g,将其置于500mL4mol/L的盐酸中充分反应后无金属剩余,若向反应后的溶液中加入1000mL烧碱溶液,使得沉淀达到最大值,则加入的烧碱的物质的量浓度为____mol/L。
(8)某常见的氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得生成的氮气和二氧化碳的物质的量之比为1:2,则该氮的氧化物的化学式为_____________。
(9)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水,当生成amol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为______________________mol。
(10)将一定量的锌与100mL18.5mol/L浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成16.8升标况气体,将反应后的溶液稀释到1L,测得溶液中c(H+)=1mol/L,则气体中SO2为________________mol。
17.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。
回答下列问题:
(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用NaOH溶液,若选用H2SO4溶液,其后果是_________。
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_______________;滤液A中的某种离子与NH4+,HCO3-均能反应生成沉淀B,该离子与NH4+反应的离子方程式为___________。
(3)Al(OH)3在水中存在两种电离方式,其中:Al(OH)3(aq)AlO2-+H+(aq)+H2O(l) Ka=2.0×10-13(25℃),则25℃时Al(OH)3与NaOH溶液反应的平衡常数K=________________(列出含Kw、Ka的表达式并计算)
(4)明矾与硫磺焙烧时发生反应的化学方程式为:KAl(SO4)2·12H2O+SK2SO4+Al2O3+SO2↑+H2O(未配平),配平后的化学计量数依次为____________;每生成67.2L标准状况下的SO2,转移电子的物质的量为________;焙烧产生的SO2经催化氧化、吸收等过程可制得硫酸,若SO2催化氧化时的转化率为96.0%,则理论上用该法生成硫酸时硫元素的总转化率为__________。
18.分磷单质及其化合物有广泛应用。
(1)三聚磷酸可视为三个磷酸分子之间脱去两个水分子的产物,三聚磷酸钠(俗称“磷酸五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为___________________。
(2)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于化学镀镍。
①NaH2PO2中P元素的化合价为____________。
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO,在酸性条件下发生下述反应,请配平:
Ni2++_______H2PO+_______=_______Ni++_______H2PO+_______
(3)磷酸钙与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,反应为
2Ca3(PO4)2+6SiO26CaSiO3+P4O10
10C+P4O10P4+10CO
若反应生成31 g P4,则反应过程中转移的电子数为____________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
19.(化学—选修5:有机化学基础)
I、某实验小组为探究ClO-、I2、SO42-在酸性条件下的氧化性强弱,设计实验如下:
实验①:在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入适当过量稀硫酸,溶液立即变蓝;
实验②:向实验①的溶液中加入400 mL 0.5 mol/L的Na2SO3溶液,蓝色恰好完全退去。
(1)写出实验①中反应的离子方程式:_____________________。
(2)实验②的化学反应中转移的电子数为_______________。
(3)以上实验说明:在上述条件下ClO-、I2、SO42-的氧化性由弱到强的顺序是___________________。
II、H2O2既有氧化性又有还原性,在+2价的锰盐或+3价的铬盐等催化下,会发生自身氧化还原反应,生成H2O和O2。完成并配平以下离子方程式:
①反应中的氧化剂是______________;被氧化的元素是____________。
②若化学方程式中KMnO4、H2O2的系数分别是2和7,也能配平这个方程式,但此时H2O2除了跟KMnO4反应外,还发生的反应是(用化学方程式表示)___________________。
20.磷化铝(A1P)和磷化氢(PH3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)A1P遇水蒸气会发生反应放出PH3气体,该反应的另一种产物的化学式为__________。
(2)PH3具有强还取性,能与CuSO4溶液反应,配平该反应的化学方程式:_________
□CuSO4+□PH3+□H2O=□Cu3P↓+□H3PO4+□H2SO4
(3)工业制备PH3的流程如图所示。
①黄磷和烧碱溶液反应的化学方式为___________,次磷酸属于______(填“一”“二”或“三”)元酸。
②若起始时有1 mol P4参加反应,则整个工业流程中共生成_____mol PH3。(不考虑产物的损失)
21.铁、钴(Co)、镍(Ni)是同族元素,主要化合价均为+2、+3价,都是较活泼的金属,它们的化合物在工业上有重要的应用.
(1)配制FeSO4溶液时,需加入稀硫酸,其目的是_________________________
(2)写出CoCl2与氯水反应的化学方程式______________________________
(3) Co2+和Fe3+均可与KSCN溶液发生相似的反应,向CoCl2溶液中加入KSCN溶液,生成某种蓝色离子,该离子中钴元素的质量分数约为20%。则该离子的化学式为__________________。
(4)碳酸镍可用于电镀、陶瓷器着色等。镍矿渣中镍元素的主要存在形式是Ni(OH)2和NiS,从镍矿渣出发制备碳酸镍的反应如下:
先向镍矿渣中加入稀硫酸和NaClO3浸取出Ni2+,反应的离子方程式有①_____________________②NiS+ ClO3-+H+-Ni2++S+Cl-+H2O(未配平),此反应中还原产物与氧化产物的物质的量比为_________。再加入Na2CO3溶液沉镍,即制得碳酸镍,检验Ni2+是否沉淀完全的方法_____________________________________
参考答案
1.D
【分析】
反应Ⅰ配平后的方程式为:CN-+2OH-+Cl2=OCN-+2Cl-+H2O,反应Ⅱ为:2OCN-+4OH-+3Cl2=2CO2+N2+6Cl-+2H2O,反应过程的总反应为:2CN-+8OH-+5Cl2=10Cl-+4H2O+2CO2+N2,结合氧化还原反应的规律分析可得结论。
【详解】
A.在反应Ⅰ中碳元素的化合价由CN-中的+2变为OCN-中的+4,化合价升高,被氧化,故A错误;
B.在反应II中,OCN-中碳元素的化合价为+4,生成物中二氧化碳的化合价也是+4,碳元素化合价反应前后没有发生变化,二氧化碳既不是氧化产物,也不是还原产物,故B错误;
C.由上述分析可得处理过程的总反应为:2CN-+8OH-+5Cl2=10Cl-+4H2O+2CO2+N2,根据反应方程式可知:每产生1 mol N2,消耗5 molCl2,故C错误;
D.将反应Ⅰ配平后的方程式为:CN-+2OH-+Cl2=OCN-+2Cl-+H2O,根据方程式可知CN-与Cl2按物质的量比例1:1进行反应,故D正确;
答案选D。
2.B
【解析】
【详解】
A.根据化合价法则,高铁酸钾中铁显+6 价,A正确;
B.Fe(OH)3 →FeO42﹣,铁元素化合价由+3价升高到+6价,发生氧化反应,Fe(OH)3做还原剂,具有还原性;FeO42﹣是氧化产物,具有氧化性,因此,Fe(OH)3的还原性强于FeO42﹣,B错误;
C.2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3C1-+5H2O上述反应中氧化剂C1O和还原剂Fe(OH)3的物质的量之比为3︰2;C正确;
D.2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3C1-+5H2O反应可知,反应转移电子6e-;根据2FeO42----6e-的关系可知,当反应生成0.3mol K2FeO4时,转移电子数为0.9NA,D正确;
综上所述,本题选B。
3.B
【解析】A. 反应中Cl元素化合价从+5价降低到+4价,得到1个电子,ClO3-是氧化剂,铁元素化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,Fe3+是氧化产物,A错误;B. 氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则ClO3-的氧化性强于Fe3+,B正确;C. S元素化合价从-1价升高到+6价,失去7个电子,即消耗1mol FeS2生成2mol硫酸根,转移15mol电子,所以生成lmol SO42-时,转移7.5mol电子,C错误;D. 向反应后的溶液加KSCN溶液,可观察到溶液显红色,铁离子与KSCN反应生成的不是红色沉淀,D错误,答案选B。
点睛:明确解题方法和思路、理解概念抓实质,解题应用靠特征,即从氧化还原反应的实质——电子转移,去分析理解有关的概念,而在实际解题过程中,应从分析元素化合价变化这一氧化还原反应的特征入手。本题中需要注意的是反应中失去电子的元素是两种,即S和Fe,尤其是选项C中电子转移计算时容易忽视亚铁离子也失去电子,为易错点。
4.C
【解析】
①KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,所以氯酸钾得电子为氧化剂,故①正确;②Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,所以氯酸钾对应的产物ClO2是还原产物,故②错误;③H2C2O4为还原剂,在反应中被氧化,故③正确;④1molKClO3参加反应有1mol×(5-4)=1mol,故④错误;故选C。
5.C
【解析】A.Mn2++S2O82﹣+H2O→MnO4﹣+SO42﹣+H+,该反应中生成氢离子,氢离子浓度增大,溶液酸性增强,A不正确;B.反应中Mn元素的化合价升高,则Mn2+被氧化是还原剂,B错误;C.Mn的化合价从+2升高到+7,转移5个电子,所以有1mol还原剂参加反应时,转移5mol电子,C正确;D.反应生成MnO4﹣,溶液变为紫红色,即检验Mn2+存在的实验现象是溶液由无色变为紫红色,D错误,答案选C。
6.A
【解析】
试题分析:A.对于氧化还原反应:,若时,配平化学方程式为: ,则每生成1molCuI转移6mol电子,A正确;B.若,配平化学方程式为:,则每生成1molCuI转移11mol电子,B错误;C.在这个反应中Cu2+和IO3-中碘元素的化合价降低,CuI是还原产物,I2既是氧化产物又是还原产物,C错误;D.HI在这个反应中体现出了还原性和酸性,D错误,答案选A。
考点:考查氧化还原反应
7.D
【分析】
A、和的电子式未标出多带的电荷,故错误;
B、配平方程:,C由+2价变成+4价,N由-3价变成0价,或从Cl的角度来分析;
C、反应中,CO2中碳元素的化合价不变;
D、根据得失电子守恒CN-与Cl2按物质的量的比为1:1.
【详解】
A、和的电子式应该为:、,故A错误;
B、配平后:,氯从+1价变成-1价,因此每生成,转移个电子,故B错误;
C、反应中,碳的化合价没有发生变化,因此,二氧化碳既不是氧化产物也不是还原产物,故C错误;
D、CN-+2OH-+Cl2→OCN-+2Cl-+H2O中碳由+2价变成+4价,氯气中的氯元素由0价变成-1价,根据得失电子守恒CN-与Cl2按物质的量为1:1,故D正确。
故选D。
【点睛】
易错点B和C,考查氧化还原反应,注意从化合价的角度分析,CN-中碳是+2价,OCN-中碳是+4价,正确判断反应中各元素的化合价是做本题的关键。
8.B
【详解】
A.根据信息,高锰酸钾在不同条件下被还原的产物不同。在酸性溶液中生成Mn2+,在中性溶液中生成MnO2,在碱性溶液中生成MnO42-,故A说法正确;
B.根据产物K2MnO4知,反应在碱性条件下进行,故反应物缺项不可能是H2SO4,故B说法错误;
C.反应物缺项为KOH,产物缺项为H2O,方程式配平得28KMnO4+5K2S+24KOH28K2MnO4+3K2SO4+2S↓+12H2O,故C说法正确;
D.根据电解原理,阴极上是得到电子,化合价降低,因此是电解中性高锰酸钾,电极反应式为MnO4-+3e-+2H2O=MnO2+4OH-,故D说法正确。
9.A
【详解】
反应中注意氯元素的化合价变化,假设溶液中NaClO与NaClO3的物质的量分别为5 mol、2 mol,根据电子注意守恒可知NaCl的物质的量n(NaCl)=5 mol×1+2 mol×(5-0)=15 mol,则该溶液中NaCl与NaClO的数目之比为15 mol:5 mol=3:1,故合理选项是A。
10.C
【详解】
A.高浓度 ClO2气体易发生爆炸,说明其性质不稳定,而NaClO2固体性质稳定;因此工业上将 ClO2制成 NaClO2固体,便于贮存和运输,故A正确;
B.从NaClO2溶液中得到固体NaClO2,可以采用蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤干燥等操作,故B正确;
C.根据流程可知,该反应是在碱性环境下进行的,不能生成氢离子,正确的离子方程式为:,故C错误;
D.高浓度 ClO2气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释;据此可知生产时向 ClO2发生器中通入空气,可避免发生危险,故D正确;
故选C。
11.C
【详解】
配平后的方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。A.根据化合价的代数和等于电荷数,O为-2价,则FeO42-中Fe的化合价是+6价,故A正确;B.反应中Cl的化合价从+1价降低到-1价,则每产生1molCl-,转移2mol电子,故B正确;C.Fe元素的化合价变化3价,Cl元素的化合价变化2价,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,故C错误;D.FeO42-具有强氧化性能杀菌消毒,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂,故D正确;故选C。
12.B
【详解】
A.5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O转移的电子为20个,标准状况下,2.24 LN2为0.1mol,则转移电子为0.1mol×=0.5mol,故A错误;
B.2.8 gN2的物质的量为=0.1mol,含有共用电子对的数目为0.1 ×3×NA=0.3 NA,故B正确;
C.5.6 g Fe物质的量为0.1mol,与足量稀硝酸反应生成硝酸铁和NO,转移的电子数为0.3NA,则生成0.1mol NO,不能生成NO2,故C错误;
D.NH4NO3溶液的体积未知,NH4+发生水解,不能计算 0.1 mol/L NH4NO3溶液中的铵根离子数目,故D错误;
故选B。
【点睛】
本题的易错点为A,要注意反应方程式中-3价的N完全被氧化,+5价的N部分被还原。
13.D
【分析】
已知锰离子是反应物,反应后生成高锰酸根离子,则锰离子失电子作还原剂,含有碘元素的离子在反应中作氧化剂,碘元素应该得电子化合价降低,所以IO4-是反应物,IO3-是生成物,根据元素守恒知,水是反应物,该反应方程式为:2Mn2++5IO4-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+,据此进行解答。
【详解】
根据氧化还原反应的规律,该反应方程式为:2 Mn2++5 IO4-+3H2O =2MnO4- + 5IO3-+6H+。
A.IO4-在反应中得电子作氧化剂,故A正确;
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2,故B正确;
C.若有2mol Mn2+参加反应,则转移的电子为2mol×(7-2)=10mol,故C正确;
D.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;该反应中氧化剂为IO4-,氧化产物为MnO4-,所以氧化性:MnO4-
14.B
【详解】
A. 令FeO42−中铁元素的化合价为x,则x+4×(−2)=−2,解得x=+6,A项正确;
B. 反应Fe(OH)3+C1O-+OH-→FeO42-+C1- + H2O中,氯元素化合价降低,C1O−是氧化剂,铁元素化合价升高,Fe(OH)3是还原剂,FeO42−是氧化产物,氧化性C1O−>FeO42−,实际氧化性FeO42−>Fe(OH)3,B项错误;
C. Fe(OH)3+C1O-+OH-→FeO42-+C1- + H2O中,氯元素化合价由+1降低为−1价,C1O−是氧化剂,铁元素化合价由+3价升高为+6价,Fe(OH)3是还原剂,所以反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为(6−3):2=3:2,C项正确;
D. K2FeO4具有氧化性所以能杀菌,高铁酸钾被还原为Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3(胶体)具有净水作用,D项正确;
答案选B。
【点睛】
氧化还原反应的配平贯穿于整个无机化学方程式中,是高频考点,配平离子反应中的氧化还原反应要遵循一下几个原则:
(1)电子守恒,即得失电子总数相等;
(2)电荷守恒,即离子方程式中反应前后离子所带电荷总数相等;
(3)质量守恒,即反应前后各元素的原子个数相等。
另外,要特别留意溶液中的酸碱性也会影响产物的生成。
15.Cu+2H++H2O2Cu2++2H2O 1∶2 0.16 Fe3+被还原成Fe2+ 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O 碱式 8MnO4-+5S2O32-+14H+8Mn2++10SO42-+7H2O 1.92×10-3 mol
【分析】
(1)铜片的稀盐酸中加入H2O2后,铜片溶解,发生氧化还原反应生成氯化铜、水;(2)0.06molI-→0.02molI2+0.02IO3-转移0.16mol电子,由电子守恒计算参加反应的n(KMnO4);(3)先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,则Fe3+先被还原生成Fe2+,Fe2+又被氧化生成Fe3+;(4)KMnO4样品溶解酸化后,与Na2S2O3溶液反应,反应的离子方程式为8MnO4-+5S2O32-+14H+=8Mn2++10SO42-+7H2O,根据方程式中MnO4-、S2O32-之间的关系式计算;
【详解】
(1)盐酸不能与金属铜反应,加入H2O2后,发生氧化还原反应,铜片溶解生成氯化铜、水,该反应的离子方程式为:Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O,氧化产物氯化铜与还原产物水的物质的量之比为1:2;(2)n(KI)=0.06mol,与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则n(I2)=n(KIO3)=0.02mol,共失去电子的物质的量为2×0.02mol+0.02mol×[5-(-1)]=0.16mol;(3)先由棕黄色变为浅绿色,说明Fe3+先被还原为Fe2+,变为浅绿色的离子方程式是2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+,后变为棕黄色的原因是反应生成的H+与NO3-组成的硝酸将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++
NO↑+2H2O;(4)Na2S2O3在溶液中水解,使溶液显碱性,所以标准Na2S2O3溶液应盛装在碱式滴定管中;酸性条件下MnO4-将S2O32-氧化为SO42-,本身被还原为Mn2+,反应的离子方程式为8MnO4-+5S2O32-+14H+=8Mn2++10SO42-+7H2O;实验中,消耗n(S2O32-)=0.100mol•L-1×0.012L
=0.0012mol,由得失电子数目守恒得:n(MnO4-)×5=0.0012mol×4×2,得n(MnO4-)=1.92×10-3 mol,则该样品中KMnO4的物质的量是1.92×10-3mol。
【点睛】
本题考查氧化还原反应,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念及分析应用能力和计算能力的考查。
16.③①④② 1:8 3 2Fe(NO3)3+3Cl2+16NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O 1:7 ①③④⑤⑥ 2 NO 0.25a或a/4 0.6
【详解】
(1)①0.5molCO2所含原子的物质的量为1.5mol;②标准状况下,22.4L氦气的物质的量为1mol,因为氦气为单原子分子,所以原子的物质的量为1mol; ③4℃时,18mL水的质量为18g,即1mol,所含原子的物质的量为3mol;④0.2molH2SO4中所含的原子的物质的量为1.4mol,所以原子个数由大到小的顺序为:③①④②。
(2)设KOH水溶液的质量为100g,则KOH的质量为28g,物质的量为0.5mol;水的质量为72g,物质的量为4mol,所以OH-和H2O的个数比为0.5:4=1:8。
(3)离子方程式H++OH—=H2O表示的是强酸和强碱反应生成可溶性盐的一类中和反应,符合条件的有H2SO4和NaOH的反应、HNO3与NaOH的反应、HNO3与Ba(OH)2的反应共3个,答案为3个。
(4)反应后铁元素的化合价升高,则Cl元素的化合价降低,故还有产物NaCl、NaNO3和H2O,化学方程式为:2Fe(NO3)3+3Cl2+16NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O。
(5)根据得失电子守恒解答,Fe单质转化为Fe2+,失去的电子的物质的量为m÷56×2mol =m/28mol;Cu2+转化为Cu,得到的电子的物质的量为m÷64×2mol =m/32mol,则参加反应的H2SO4的物质的量为(m/28- m/32)÷2mol=m/448mol,所以H2SO4与CuSO4的物质的量之比为(m/448):(m/64)=1:7。
(6)①小苏打可由化合反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3制取;②硫酸铝不能由化合反应制取;③氯化亚铁可由化合反应2FeCl3+Fe=3FeCl2制取;④磁性氧化铁可由化合反应3Fe+2O2Fe3O4制取;⑤铜绿(碱式碳酸铜)可由化合反应2Cu+CO2+O2+H2O=Cu2(OH)2CO3制取;⑥氢氧化铁可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制取。故可以通过化合反应制得的有①③④⑤⑥。
(7)沉淀达到最大值时,溶液中的溶质只有NaCl,所以NaOH的物质的量等于HCl的物质的量,为0.5L×4mol/L=2mol,所以c(NaOH)=2mol ÷1L=2mol /L。
(8)设氮气和二氧化碳的物质的量分别为1mol和2mol,则N原子的物质的量为2mol,氧原子的物质的量为4mol,CO的物质的量为2mol,所以氮的氧化物中含有的氧原子的物质的量为2mol,所以N的氧化物中N和O的物质的量之为2:2=1:1,故化学式为NO。
(9)生成amol硝酸锌,则有amolZn参加反应,失去的电子的物质的量为2amol,N元素从+5价降低到-3价,设被还原的HNO3的物质的量为n,得到的电子的物质的量为8n,根据得失电子守恒有8n=2a,所以n=a/4mol或n=0.25amol。
(10)参加反应的硫酸的物质的量为1.85mol-0.5mol=1.35mol,锌与浓硫酸反应时开始产生SO2,接下来生成H2,混合气体总的物质的量为16.8÷22.4mol=0.75mol。设SO2和H2的物质的量分别为x、y,根据化学方程式Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,生成SO2消耗的硫酸的物质的量为2x,根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,生成H2消耗的硫酸的物质的量为y,所以有x+y=0.75,2x+y=1.35,解得x=0.6mol,故混合气体中SO2的物质的量为0.6mol。
17.引入杂质Fe2+、Mg2+ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2- + NH4+ +2H2O = Al(OH)3↓ + NH3·H2O
(或AlO2- + NH4+ +H2O = Al(OH)3↓ + NH3↑) = =20(2分) (解析:K= = =) 4、3、2、2、9、48 4 mol 78.5%
【解析】
(1)从易拉罐的成分看,试剂①若选用H2SO4溶液,Fe、Mg杂质会发生反应生成Fe2+、Mg2+,从而引入杂质。
(2)易拉罐溶解过程中Al及表面的氧化膜Al2O3都能反应,但主要的反应是Al与碱反应,其反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。滤液A为偏铝酸钠及过量的氢氧化钠,能与NH4+,HCO3-均能反应生成沉淀的为偏铝酸根,该离子与NH4+反应的离子方程式为AlO2- + NH4+ +2H2O = Al(OH)3↓ + NH3·H2O。(或AlO2- + NH4+ +H2O = Al(OH)3↓ + NH3↑)
(3)25℃时Al(OH)3与NaOH溶液反应的平衡常数K= = == =20。
(4)明矾与硫磺焙烧时KAl(SO4)2·12H2O中部分S化合价从+6降低到SO2的+4价,S从0价升高到SO2的+4价,根据化合价升降总数相等配平可得,4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O。按照方程式系数,每生成9mol SO2转移12mol电子,则每生成67.2L标准状况下的SO2,转移电子的物质的量为4 mol。
根据反应的化学方程式,反应物中共有11个S原子,生成9个SO2分子,又因为SO2催化氧化时的转化率为96.0%,则理论上用该法生成硫酸时硫元素的总转化率为9÷11×96.0%=78.5%。
18.Na5P3O10 +1 1 H2O 1 1 2 H+ 5NA
【详解】
试题分析:(1)相邻的磷酸分子中1个去掉羟基,一个去掉氢原子即可形成三聚磷酸,结构简式为;三聚磷酸与5分子氢氧化钠反应生成三聚磷酸钠化学式为:Na5P3O10;故答案为Na5P3O10;
(2)由氧化还原反应中化合价升降相等进行配平:镍元素的化合价降低了2价,磷元素的化合价升高的2价,所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为:H2O+Ni2++H2PO2-═Ni+H2PO3-+2H+,镍离子被还原成金属Ni,还原产物为Ni,故答案为1;1;H2O;1;1;2H+;
(3)P由+5价变成0价,每生成1 mol P4时,转移电子20 mol。31 g P4的物质的量为0.25 mol,所以反应转移的电子数为5NA,故答案为5NA。
考点:考查了氧化还原反应及其方程式的配平的相关知识。
19.ClO-+2I-+2H+==I2+Cl-+H2O 0.4 NA SO42-
试题分析:I、(1)实验①说明在酸性条件下,次氯酸钠吧碘离子氧化成碘单质,同时自身被还原为氯离子,在该反应中,次氯酸根离子得到电子做氧化剂,碘离子失去电子做还原剂,氧化产物为碘,所以氧化性强弱为次氯酸根离子的氧化性强于碘单质。反应的离子方程式为:ClO-+2I-+2H+==I2+Cl-+H2O (2)实验②说明碘单质把亚硫酸根离子氧化生成硫酸根离子,自身被还原为碘离子,氧化剂是碘,还原剂是亚硫酸钠,氧化产物是硫酸根离子,所以氧化性:碘>硫酸根离子。设朱阿姨电子的物质的量为x,H2O+SO32-+I2=SO42-+2I-+2H+转移电子
1摩尔 2摩尔
0.5×0.04 xmol
0.5×0.04×2=0.04mol即为0.4 NA。
(3)实验①说明氧化性强弱为次氯酸根离子>碘,实验②说明氧化性强弱为,碘>硫酸根离子,所以氧化性顺序为:SO42-
考点:氧化还原反应
20.Al(OH)3 24,11,12,8,3,24 P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2 一 2.5
【解析】
(1)AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体,根据元素守恒,确定该反应的另一种产物是Al(OH)3,故答案为Al(OH)3;
(2)该方程式中Cu价态由+2→+1,P价态由-3→+5,为保证化合价升降数相等,Cu3P与H3PO4计量数分别为8、3,CuSO4的系数是24,H2SO4系数是24,根据元素守恒,得到:24CuSO4+11PH3+12H2O═8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4,故答案为24,11,12,8,3,24;
(3)①根据图示信息:黄磷和烧碱溶液反应生成PH3↑、NaH2PO2,方程式为:P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2,根据电离出的氢离子数目确定次磷酸属于一元酸;故答案为P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2;一;
②P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2;2H3PO2=PH3↑+H3PO4,即P4~2.5PH3,若起始时有1molP4参加反应,则整个工业流程中共生成2.5molPH3.故答案为2.5。
点睛:配平化学方程式的步骤:(1)标好价;(2)列变化;(3)求总数;(4)配系数;(5)细检查。检查主要根据“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。
21.抑制FeSO4水解 2CoCl2+ Cl2=2CoCl3 [Co(SCN)4]2- Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O 1:3 静置后继续向上清液中滴加Na2CO3溶液若未出现浑浊,则沉淀完全。
【详解】
(1)由于FeSO4易发生水解,故加入稀硫酸来抑制其水解;答案:抑制FeSO4水解
(2)钴与铁的单质及化合物性质相似,根据氯化亚铁与氯水反应可知,CoCl2与氯水反应的化学方程式为2CoCl2+Cl2=2CoCl3;答案:2CoCl2+ Cl2=2CoCl3。
(3)Fe3+和SCN-形成络合物,Co2+具有类似的性质,设Co2+与x个SCN-形成络合物离子,钴元素质量分数为20%, 59/[59+(32+12+14)x]×100%=20%,则x≈4,所以该离子的化学式为[Co(SCN)4]2-;答案:[Co(SCN)4]2-。
(4)①为 Ni(OH)2与稀硫酸的反应,离子方程式为:Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O ;将②配平可得:3NiS+ ClO3-+6H+-3Ni2++3S+Cl-+3H2O ,此反应中,Cl-为还原产物,S为氧化产物,两者之比为1;3。Na2CO3溶液可以使镍沉淀,故可用来检验Ni2+是否沉淀完全,方法为:静置后取上层清液少许于试管中,滴加Na2CO3溶液,若未出现浑浊,则沉淀完全。答案:Ni(OH)2+2H+=Ni2++2H2O、1:3、静置后继续向上清液中滴加Na2CO3溶液若未出现浑浊,则沉淀完全。
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