苏教版高考化学一轮复习专题练2化学反应第5讲氧化还原反应方程式的配平及计算含答案

第5讲 氧化还原反应方程式的配平及计算

1．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O。则RO中R的化合价是(　　)

A．＋3　　　　　　　　　　     B．＋4

C．＋5              D．＋6

解析：根据离子反应中反应前后电荷守恒，可得3＋4＝2n＋3，解得n＝2。所以RO中R元素的化合价为＋6价。

答案：D

2．(2021·上海黄浦检测)在硫酸溶液中NaClO3和Na2SO3按2∶1的物质的量之比完全反应，生成一种棕黄色气体X。则X为(　　)

A．Cl2           B．Cl2O

C．ClO2          D．Cl2O5

解析：Na2SO3被氧化为Na2SO4，S元素化合价由＋4价升高为＋6价；NaClO3中Cl元素的化合价降低，设Cl元素在还原产物中的化合价为x，根据得失电子守恒有1×(6－4)＝2×(5－x)，解得x＝＋4，故棕黄色气体X的化学式为ClO2。

答案：C

3．某反应体系中的物质有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是(　　)

＋＋―→＋＋

A.Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOH

B．Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2O

C．Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH

D．当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子8 mol

解析：Au2O3是反应物，则Au2O一定是生成物，其中Au元素的化合价由＋3价变成＋1价，化合价降低，则必然有化合价升高的元素，即Na2S2O3(硫元素为＋2价)是反应物，Na2S4O6(硫元素为＋2.5价)是生成物。根据反应前后硫元素守恒有2Na2S2O3―→Na2S4O6，根据钠元素守恒，可知生成物中缺少钠元素，所以NaOH是生成物，再根据氢元素守恒，可知水是反应物。由关系式：Au2O3～Au2O～4e－，所以当1 mol Au2O3完全反应时，转移电子的物质的量为4 mol。

答案：C

4．已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：H2O2―→H2O；IO―→I2；MnO―→Mn2＋；HNO2―→NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是(　　)

A．H2O2            B．IO

C．MnO           D．HNO2

解析：KI被氧化得到I2，1 mol KI在反应中失去1 mol电子，再据题中所给信息：H2O2―→H2O，1 mol H2O2得2 mol e－，IO―→I2，1 mol IO得5 mol e－，MnO―→Mn2＋，1 mol MnO可得 5 mol e－，HNO2―→NO，1 mol HNO2得1 mol e－。虽然B、C项中的1 mol IO、MnO均可得5 mol e－，但B中生成物I2可来自IO和I－，故得I2最多者应是IO与I－的反应。

答案：B

5．向含有1 mol FeCl2的溶液中通入0.2 mol Cl2，再加入含0.1 mol X2O的酸性溶液，使溶液中Fe2＋全部恰好被氧化，并使X2O被还原为Xn＋，则n值为(　　)

A．2            B．3

C．4            D．5

解析：被0.2 mol Cl2氧化的Fe2＋物质的量是0.4 mol，被0.1 mol X2O氧化的Fe2＋物质的量为0.6 mol，则1 mol X2O在反应中得到6 mol e－，1个X2O降低6价，1个X降低3价，则反应后X为＋3价的离子。

答案：B

6．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值是(　　)

A．6            B．5

C．4            D．3

解析：NaClO被还原为NaCl时，Cl的化合价降低了2价，根据反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，可知Cl的化合价共降低了32。Na2Sx转化为Na2SO4的过程中S的化合价必然也升高了32，Na2Sx中S的化合价为－，反应后升高到＋6价，每个S升高了＋6价，共有x mol这样的S，因此(＋6)x＝32，得出x＝5，B正确。

答案：B

7．(双选)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠反应的离子方程式是MnO＋NO＋ ―→Mn2＋＋NO＋H2O。下列叙述正确的是(　　)

A．该反应中NO被氧化

B．反应过程中溶液的pH变小

C．生成1 mol NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4

D．K→         中的粒子是OH－

解析：反应中氮元素的化合价从＋3价升高到＋5价，失去2个电子，被氧化，做还原剂，A正确；Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子，根据电子得失守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比是2∶5，所以选项C正确；再根据电荷守恒可知，反应前消耗氢离子，所以B和D都是错误的。

答案：AC

8．(2021·湖北八校联考)为测定某草酸晶体(H2C2O4·2H2O)样品的纯度，现称取一定质量的该样品，配制成100 mL溶液，取25.00 mL该溶液于锥形瓶中，加适量稀硫酸，用0.100 mol/L的KMnO4溶液滴定(杂质不参与反应)。为省去计算过程，当称取的样品的质量为某数值时，滴定所用KMnO4溶液的毫升数恰好等于样品中草酸晶体的质量分数的100倍。则应称取样品的质量为    (　　)

A.2.25 g               B．3.15 g

C．9.00 g               D．12.6 g

解析：H2C2O4与KMnO4反应的化学方程式为5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，设样品中草酸晶体的质量分数为x，滴定所用KMnO4溶液为100x mL，则[×]∶(0.100 mol/L×100x×10－3 L)＝5∶2，解得m(样品)＝12.6 g。

答案：D

9．(双选)含氰化物的废液乱倒或与酸混合，均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水，发生的主要反应为CN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)    (　　)

A．Cl2是还原剂，CO2和N2是还原产物

B．上述离子方程式配平后，氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5

C．该反应中，若有1 mol CN－发生反应，则有5NA个电子发生转移

D．若将该反应设计成原电池，则CN－在负极区发生反应

解析：反应中Cl元素化合价降低，N、C元素化合价升高，则Cl2是氧化剂，CO2和N2是氧化产物，故A错误；配平的离子方程式为2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为5∶2，故B错误；C元素化合价由＋2升高为＋4，N元素化合价由－3升高为0，所以若有1 mol CN－发生反应，则有5NA个电子发生转移，故C正确；若将该反应设计成原电池，则CN－在负极区发生氧化反应，故D正确。

答案：AB

10．(2021·湖北名校模拟)以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下，下列说法错误的是(　　)

A．NaClO3在发生器中作氧化剂

B．吸收塔中1 mol H2O2得到2 mol电子

C．吸收塔中温度不宜过高，否则会导致H2O2分解

D．从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4

解析：根据流程图知，NaClO3与SO2发生氧化还原反应，化学方程式为2NaClO3＋SO2===Na2SO4＋2ClO2，其中NaClO3作氧化剂，母液中溶质主要为Na2SO4，A项正确，D项正确；吸收塔中发生的反应为2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2↑，1 mol H2O2失去2 mol电子，B项错误；H2O2在高温下易分解，故吸收塔的温度不能太高，C项正确。

答案：B

11．(2021·陕西省延安检测)H2O2既可以作氧化剂，又可以作还原剂。在H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液，紫红色的KMnO4溶液变成无色溶液。该反应体系中共七种物质：O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、K2SO4、H2O、H2O2。

(1)请将以上反应物与生成物分别填入以下空格内。

＋＋―→＋＋＋

(2)该反应中的还原剂是____________________(填化学式)，被还原的元素是________(填元素符号)。

(3)如反应中电子转移了0.5 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为___L。

(4)＋6价铬的化合物毒性较大，酸性溶液中常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为____________________________________。

解析：(1)在H2O2溶液中加入用硫酸酸化的KMnO4溶液，紫红色的MnO被还原成无色Mn2＋，则反应中H2O2的化合价升高，被氧化，生成氧气和水，KMnO4＋H2O2＋H2SO4―→K2SO4＋MnSO4＋O2↑＋H2O，结合氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等配平化学方程式，2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O。(2)反应中MnO中的Mn元素化合价降低，是被还原的元素，H2O2被氧化，H2O2为还原剂。(3)根据反应方程式2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O可知，Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价，有2个锰原子化合价降低，2 mol KMnO4参加反应共转移了10 mol电子，过氧化氢中氧原子的化合价从－1价升高到0价，10个氧原子从－1价升高到0价，共转移10 mol电子，产生O2的物质的量为5 mol，则反应中电子转移了0.5 mol，则产生的气体的物质的量为0.25 mol，在标准状况下的体积为0.25 mol×22.4 L/mol＝5.6 L。(4)＋6价铬的化合物毒性较大，酸性溶液中常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，氧化还原反应中有元素的化合价升高，就有元素的化合价降低，Cr元素化合价由＋6价降低为＋3价，则NaHSO3中S元素的化合价由＋4价升高为＋6价，根据元素守恒，电荷守恒，该反应的离子方程式为3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O。

答案：(1)KMnO4　H2O2　H2SO4　K2SO4　MnSO4　O2　H2O　(2)H2O2　Mn　(3)5.6　(4)3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O

12．焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈。发生的反应体系中共有六种物质：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。

(1)根据题意，可判断出X是_________________________________________

(写化学式)。

(2)写出并配平该反应的化学方程式：________________________________

_________________________________________________________________。

(3)发生氧化反应的物质是________，反应中4 mol的氧化剂能________

(填“失去”或“得到”)________ mol电子。

(4)反应中产生了11.2 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的质量为____。

答案：(1)H2O　(2)6NH4Cl＋4Fe2O3===6Fe＋2FeCl3＋3N2↑＋12H2O　(3)NH4Cl　得到　18　(4)80 g

13．“钢是虎，钒是翼，钢含钒犹如虎添翼”，钒是“现代工业的味精”。钒对稀酸是稳定的，但室温下能溶解于浓硝酸中生成VO。

(1)请写出金属钒与浓硝酸反应的离子方程式：_________________________

_________________________________________________________________。

(2)灼烧NH4VO3时可生成钒的氧化物V2O5，请写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________________。

(3)V2O5是较强的氧化剂。它能与沸腾的浓盐酸作用产生氯气，其中钒元素被还原为蓝色的VO2＋，请写出该反应的离子方程式： _____________________。

(4)V2O5是两性氧化物，与强碱反应生成钒酸盐(阴离子为VO)，溶于强酸生成含钒氧离子(VO)的盐。请写出V2O5分别与烧碱溶液和稀硫酸反应生成的盐的化学式：________、________。

(5)工业上用接触法制硫酸时要用到V2O5。在氧化SO2的过程中，450 ℃时发生V2O5与VO2之间的转化：V2O5＋SO2===2VO2＋SO3、4VO2＋O2===2V2O5，说明V2O5在接触法制硫酸过程中所起的作用是________________________________________________________________________。

解析：(1)金属钒与浓硝酸反应的离子方程式为V＋6H＋＋5NO===VO＋5NO2↑＋3H2O；(2)灼烧NH4VO3反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O；(3)沸腾的浓盐酸与V2O5反应产生氯气，氯元素的化合价升高，钒元素被还原为蓝色的VO2＋，反应的离子方程式为V2O5＋6H＋＋2Cl－2VO2＋＋Cl2↑＋3H2O；(4)V2O5与烧碱溶液反应生成Na3VO4，V2O5与稀硫酸反应生成(VO2)2SO4；

(5)V2O5在接触法制硫酸过程中起催化作用。

答案：(1)V＋6H＋＋5NO===VO＋5NO2↑＋3H2O

(2)2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O

(3)V2O5＋6H＋＋2Cl－2VO2＋＋Cl2↑＋3H2O

(4)Na3VO4　(VO2)2SO4

(5)催化剂或催化作用

14．(2021·福建省福州月考)高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。完成下列填空：

Ⅰ.在稀硫酸中，MnO和H2O2能发生氧化还原反应：

氧化反应：H2O2－2e－===2H＋＋O2↑

还原反应：MnO＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O

(1)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子的个数为________。由上述反应得出物质的氧化性强弱顺序为________>________(填写化学式)。

(2)已知：2KMnO4＋7H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋6O2↑＋10H2O，则被1 mol

KMnO4氧化的H2O2是________mol。

Ⅱ.将SO2气体通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液，溶液褪色，MnO被还原成Mn2＋。

(3)请写出上述过程的化学方程式：__________________________________

_________________________________________________________________。

Ⅲ.在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下：

①MnO＋CuS＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)

③MnO＋Cu2S＋H＋―→Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)

(4)配平反应①：

________MnO＋________CuS＋________H＋===________Cu2＋＋________SO2↑＋________Mn2＋＋________H2O

(5)下列关于反应②的说法中错误的是________(填字母)。

a．被氧化的元素是Cu和S

b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5

c．还原性的强弱关系是：  Mn2＋<Cu2S

d．若生成2.24 L(标准状况下)SO2，则反应中转移电子的物质的量是0.6 mol

解析：(1)双氧水中氧元素化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，1 mol双氧水失去2 mol电子，反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子的个数为6.02×1023(或NA)。氧化剂的氧化性强于其氧化产物的氧化性，反应中高锰酸根离子是氧化剂，双氧水是还原剂，氧气是氧化产物，则由上述反应得出的物质氧化性强弱的结论是KMnO4>O2或KMnO4>H2O2。

(2)已知：2KMnO4＋7H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋6O2↑＋10H2O，Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价得到5个电子，双氧水中氧元素化合价从－1价升高到0价，失去1个电子，则根据电子得失守恒可知被1 mol KMnO4氧化的H2O2是

＝2.5 mol。

(3)将SO2气体通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液，溶液褪色，MnO被还原成Mn2＋，二氧化硫被氧化为硫酸，因此上述过程的化学方程式为5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。

(4)反应中Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价得到5个电子，硫元素化合价从－2价升高到＋4价失去6个电子，根据电子得失守恒可知转移30个电子，依据原子守恒和电荷守恒可知配平后的方程式为6MnO＋5CuS＋28H＋===5Cu2＋＋5SO2↑＋6Mn2＋＋14H2O；

(5)a.硫元素化合价从－2价升高到＋4价失去6个电子，铜元素化合价从＋1价升高到＋2价，失去1个电子，被氧化的元素是Cu和S，a正确；

b．反应中Mn元素化合价从＋7价降低到＋2价得到5个电子，1 mol高锰酸钾得到5 mol电子，1 mol硫化亚铜失去8 mol电子，根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为8∶5，b正确；c.还原剂的还原性强于还原产物的还原性，则还原性的强弱关系是：Mn2＋<Cu2S，c正确：d.若生成2.24 L(标况下)SO2，即0.1 mol SO2，反应中消耗0.1 mol Cu2S，因此转移电子的物质的量是0.8 mol。

答案： (1)6.02×1023(或NA)　KMnO4　O2(或H2O2)

(2)2.5　(3)5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4　(4)6　5　28　5　5　6　14　(5)d

15．黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义。

(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。

①图1转化过程的总反应中，FeS2作________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是________。

②写出图1中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式：____________________________

_________________________________________________________________。

(2)FeS2氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，Fe2＋被氧化的转化率随时间的变化如图2所示。

①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6 mol NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为________mol。

②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________________。

解析：(1)①转化过程中FeS2中S元素被氧化为SO，FeS2是还原剂；反应前后NO没有改变，所以NO是催化剂。②反应的离子方程式是14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋。(2)①根据化学方程式可知，反应中若有6 mol

NaNO2完全反应，转移电子的物质的量为4 mol。②NO是该反应的催化剂，加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O，生成的NO更多，加快了反应速率。

答案：(1)①还原剂　催化剂　②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋

(2)①4　②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率