新高考化学一轮复习精品学案 第1章 第5讲　氧化还原反应方程式的书写与配平（含解析）

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考点一 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
2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤
1．正向配平
(1)______HCl(浓)＋______MnO2eq \(=====,\s\up7(△))______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O
(2)______Cu＋______HNO3(稀)===______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O
(3)______KI＋______KIO3＋______H2SO4===______I2＋______K2SO4＋______H2O
(4)______MnOeq \\al(－,4)＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O
答案 (1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4
(3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8
2．逆向配平
(1)____S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O
(2)______P4＋______KOH＋______H2O===______K3PO4＋______PH3↑
答案 (1)3 6 2 1 3 (2)2 9 3 3 5
3．含有未知数的配平
(1)______FexS＋____HCl===______S＋______FeCl2＋______H2S
(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH===______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O
答案 (1)eq \f(1,x) 2 (eq \f(1,x)－1) 1 1
(2)1 (3x＋1) (2x－2) x (3x＋1) (x－1)
4．有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
(1)______KClO3＋______H2C2O4＋______H2SO4===______ClO2↑＋______CO2↑＋______KHSO4＋______H2O
(2)______C2H6O＋______KMnO4＋______H2SO4===______K2SO4＋______MnSO4＋______CO2↑＋______H2O
答案 (1)2 1 2 2 2 2 2
(2)5 12 18 6 12 10 33
5．缺项配平
(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeOeq \\al(2－,4)＋______H2O
(2)______MnOeq \\al(－,4)＋______H2O2＋________===______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O
(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。
eq \x( )＋eq \x( )＋eq \x( )eq \(=====,\s\up7(高温))eq \x( )AlN＋eq \x( )
(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：
eq \x( )NaBiO3＋eq \x( )Mn2＋＋eq \x( )____===eq \x( )Na＋＋eq \x( )Bi3＋＋eq \x( )____＋eq \x( )____
答案 (1)3 2 4OH－ 3 2 5
(2)2 5 6H＋ 2 5 8
(3)Al2O3 3C N2 2 3CO
(4)5 2 14 H＋ 5 5 2 MnOeq \\al(－,4) 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。
“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
考点二 情景方程式的书写
“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
示例
KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
分析 第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnOeq \\al(－,4)＋C2Oeq \\al(2－,4)―→Mn2＋＋CO2↑。
由MnOeq \\al(－,4)→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2Oeq \\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1价，1 ml C2Oeq \\al(2－,4)共失去2 ml e－，故在C2Oeq \\al(2－,4)前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnOeq \\al(－,4)前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)―→2Mn2＋＋10CO2↑。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋eq \x( )H＋―→ 2Mn2＋＋10CO2↑＋eq \x( )H2O。
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋16H＋eq \(=====,\s\up7(△))2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
一、依据陈述信息书写方程式
1．[2021·全国甲卷，26(2)]以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为______________________________________________________________。
答案 2IOeq \\al(－,3)＋5HSOeq \\al(－,3)===I2＋5SOeq \\al(2－,4)＋3H＋＋H2O
解析 先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物，即含I－的物质；再向混合溶液(含I－)中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I－为中间产物，总反应为IOeq \\al(－,3)与HSOeq \\al(－,3)发生氧化还原反应生成SOeq \\al(2－,4)和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒即可得离子方程式：2IOeq \\al(－,3)＋5HSOeq \\al(－,3)===I2＋5SOeq \\al(2－,4)＋3H＋＋H2O。
2．工业上可由天然二氧化锰粉和硫化锰矿用硫酸溶浸得硫单质和硫酸锰，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________。
答案 MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O
二、依据流程信息书写方程式
3．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图所示：
(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4
(2)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2＋2H2O
4．[2020·全国卷Ⅰ，26(2)]钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq \\al(＋,2)，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VOeq \\al(＋,2)反应的离子方程式：________________________________________________。
答案 Fe2＋ VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O
解析 Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，“酸浸氧化”过程中，Fe2＋具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe3＋。VO＋被氧化为VOeq \\al(＋,2)，MnO2则被还原为Mn2＋，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO＋＋MnO2＋2H＋===VOeq \\al(＋,2)＋Mn2＋＋H2O。
三、依据反应机理图书写方程式
5．在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)催化氧化的反应转化如图所示。
总反应：2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
(1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式：
①反应Ⅰ：_____________________________________________________________。
②反应Ⅱ：_____________________________________________________________。
(2)NO在总反应中的作用是__________。
答案 (1)①4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋4NO＋2H2O
②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋16H＋
(2)作催化剂
6．某催化转化过程如图所示：
过程1：Ni2O3＋ClO－===2NiO2＋Cl－，
过程2的离子方程式：___________________________________________________。
答案 2NiO2＋ClO－===Ni2O3＋Cl－＋2O
7．NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)：
NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2NH3 ＋3NaClO===N2＋3H2O＋3NaCl
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。
1．[2020·全国卷Ⅱ，26(3)(4)]化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(3)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 ml ClO2消耗NaClO2的量为____________ml；产生“气泡”的化学方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (3)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O
(4)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
解析 (3)由新制的HgO和Cl2反应制备Cl2O，由于该反应为歧化反应，所以只有氯元素的化合价发生变化，由0价变为＋1价和－1价，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(4)由题意知，在NaClO2生成ClO2的过程中，发生歧化反应，NaClO2既是氧化剂，又是还原剂，4Naeq \(Cl,\s\up6(＋3))O2eq \(―――→,\s\up7(失e－×4))4eq \(Cl,\s\up6(＋4))O2，Naeq \(Cl,\s\up6(＋3))O2eq \(――→,\s\up7(得4e－))Naeq \(Cl,\s\up6(－1))，每生成4 ml ClO2，需消耗5 ml NaClO2，所以每生成1 ml ClO2，需消耗eq \f(5,4) ml(即1.25 ml)NaClO2。产生的气泡的成分为CO2，反应的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O。
2．[2022·全国甲卷，26(1)(4)]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为___________________________________。
(4)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为__________________________________________________。
答案 (1)ZnCO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑
(4)3Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋
解析 (1)焙烧时，生成ZnO的反应为ZnCO3eq \(=====,\s\up7(焙烧))ZnO＋CO2↑。(4)向80～90 ℃的滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2＋，得到含Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2＋＋MnOeq \\al(－,4)＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋。
课时精练
1．一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3―→HNO3＋N2↑＋H2O，下列说法错误的是( )
A．配平后H2O的化学计量数为6
B．NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
C．该反应既是分解反应也是氧化还原反应
D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
答案 A
解析 由配平后的化学方程式可知，H2O的化学计量数为9，A错误；NH4NO3中NHeq \\al(＋,4)所含N元素价态升高，部分NOeq \\al(－,3)所含N元素价态降低，则NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，B正确；该反应中反应物只有一种，则属于分解反应，该反应中含有变价元素，则属于氧化还原反应，C正确；氧化产物(eq \(5N,\s\up6(－3))Heq \\al(＋,4)→eq \f(5,2)eq \(N,\s\up6(0))2)和还原产物(eq \(3N,\s\up6(+5))Oeq \\al(－,3)→eq \f(3,2)eq \(N,\s\up6(0))2)的物质的量之比为eq \f(5,2)∶eq \f(3,2)＝5∶3，D正确。
2．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)。
对该氧化还原反应的离子方程式，下列说法不正确的是( )
A．IOeq \\al(－,4)是氧化剂，具有氧化性
B．氧化性：MnOeq \\al(－,4)＞IOeq \\al(－,4)
C．氧化剂和还原剂的微粒个数之比为5∶2
D．若有2个Mn2＋参加反应，则转移10个电子
答案 B
解析 由题干信息得到该离子方程式为5IOeq \\al(－,4)＋2Mn2＋＋3H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋5IOeq \\al(－,3)＋6H＋，IOeq \\al(－,4)中的碘元素在反应中化合价降低，得电子，作氧化剂，具有氧化性，故A正确；根据反应方程式可知，该反应的氧化剂是IOeq \\al(－,4)，氧化产物是MnOeq \\al(－,4)，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性强弱顺序是IOeq \\al(－,4)＞MnOeq \\al(－,4)，故B错误；根据方程式可知：氧化剂碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2，故C正确；根据反应方程式可知，有2个Mn2＋参加反应时，转移电子的个数是2×(7－2)＝10个，故D正确。
3．钢铁“发蓝”是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中，在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130 ℃反应。其过程可以用如下化学方程式表示，下列说法不正确的是( )
①3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑
②Na2FeO2＋NaNO2＋H2O―→Na2Fe2O4＋NH3↑＋NaOH(未配平)
③Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O===Fe3O4＋4NaOH
A．碱性条件下，NaNO2的氧化性比Na2FeO2、Na2Fe2O4都强
B．反应①、②是氧化还原反应，③不是氧化还原反应
C．反应②配平后，H2O的化学计量数是6
D．整个反应过程中，每有16.8 g Fe参加反应转移0.8 ml电子
答案 C
解析 根据反应①可知碱性条件下，NaNO2的氧化性比Na2Fe2O2强，根据反应②可知碱性条件下NaNO2的氧化性比Na2Fe2O4强，A正确；反应①、②中N、Fe元素的化合价均发生变化，为氧化还原反应，反应③中没有元素化合价发生变化，为非氧化还原反应，B正确；反应②中Na2FeO2中Fe元素化合价由＋2价升高到Na2Fe2O4中的＋3价，升高了1价，NaNO2中N元素化合价由＋3价降低到NH3中的－3价，降低了6价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O===3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH，所以H2O的化学计量数是5，C错误；16.8 g Fe的物质的量为eq \f(16.8 g,56 g·ml－1)＝0.3 ml，Fe元素最终均被氧化为Fe3O4，平均化合价升高eq \f(8,3)价，整个过程中没有其他元素被氧化，且Fe元素全部被氧化，所以转移0.3 ml×eq \f(8,3)＝0.8 ml电子，D正确。
4．工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)处理工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2Oeq \\al(2－,7))，反应的化学方程式为FeSO4＋K2Cr2O7＋H2SO4―→Fe2(SO4)3＋Cr2(SO4)3＋H2O＋K2SO4(未配平)，下列有关说法正确的是( )
A．每有1 ml K2Cr2O7参加反应，转移3 ml电子
B．K2Cr2O7中铬元素的化合价为＋7价
C．参与反应的Fe2＋与Cr2Oeq \\al(2－,7)物质的量之比为6∶1
D．FeSO4是氧化剂
答案 C
解析 Cr元素化合价由＋6价降低到＋3价，转移电子关系为K2Cr2O7～6e－，故每有1 ml K2Cr2O7参加反应，转移6 ml电子，A错误；K元素化合价为＋1价，O元素化合价为－2价，根据化合价代数和为0，知Cr元素化合价为＋6价，B错误；根据得失电子守恒知，Fe2＋与Cr2Oeq \\al(2－,7)物质的量之比为6∶1，C正确；FeSO4中Fe元素化合价升高，作还原剂，D错误。
5．已知反应：①SO2＋2Fe3＋＋2H2O―→SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋W；
②Cr2Oeq \\al(2－,7)＋aFe2＋＋bH＋―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O (未配平)
下列有关说法正确的是( )
A．方程式①中W为4OH－
B．还原性强弱：SO2>Fe2＋
C．a＝6，b＝7
D．反应Cr2Oeq \\al(2－,7)＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋H2O不能发生
答案 B
解析 根据原子守恒并结合离子方程式两边离子所带电荷总数相等可知，反应①为SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SOeq \\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋，W为4H＋，A错误；还原剂的还原性强于还原产物，由反应①可知，还原性：SO2>Fe2＋，B正确；反应②中，Cr元素的化合价由＋6降到＋3，Fe元素化合价由＋2升高到＋3，根据得失电子守恒可得，Cr2Oeq \\al(2－,7)和Cr3＋对应的化学计量数分别为1、2，Fe2＋和Fe3＋对应的化学计量数均为6，则a＝6，再结合离子方程两边离子所带电荷总数相等可得，b＝14，C错误；Cr2Oeq \\al(2－,7)具有强氧化性，SO2具有还原性，且由①、②可知氧化性：Cr2Oeq \\al(2－,7)>SOeq \\al(2－,4)，则Cr2Oeq \\al(2－,7)能将SO2氧化为SOeq \\al(2－,4)，即反应Cr2Oeq \\al(2－,7)＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋H2O能发生，D错误。
6．已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NOeq \\al(－,3)―→AsOeq \\al(3－,4)＋SOeq \\al(2－,4)＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是( )
A．配平后水的化学计量数为4
B．反应后的溶液呈酸性
C．配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28
D．氧化产物为AsOeq \\al(3－,4)和SOeq \\al(2－,4)
答案 C
解析 As2S3转化成AsOeq \\al(3－,4)和SOeq \\al(2－,4)，而NOeq \\al(－,3)转化为NO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为3As2S3＋4H2O＋28NOeq \\al(－,3)===6AsOeq \\al(3－,4)＋9SOeq \\al(2－,4)＋28NO↑＋8H＋，水的化学计量数为4，A正确；反应产生H＋，反应后的溶液呈酸性，B正确；N元素化合价降低，NOeq \\al(－,3)作氧化剂，As和S元素化合价升高，As2S3作还原剂，由上述离子方程式知，氧化剂与还原剂的分子数之比为28∶3，C错误；As2S3作还原剂，氧化产物为AsOeq \\al(3－,4)和SOeq \\al(2－,4)，D正确。
7．(2022·河北模拟预测)氮的氧化物是大气污染物之一，如图为科研人员探究消除氮氧化物的反应机理，下列说法错误的是( )
A．整个过程中Ni2＋作催化剂
B．过程Ⅰ中发生的化学反应为2Ni2＋＋2NO===2Ni3＋＋2O－＋N2
C．过程中涉及的反应均为氧化还原反应
D．过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
答案 D
解析 整个过程中Ni2＋先参加反应后又生成，Ni2＋是催化剂，A正确；过程Ⅰ中的反应物为Ni2＋、NO，产物为Ni3＋、O－、N2，对应的化学反应为2Ni2＋＋2NO===2Ni3＋＋2O－＋N2，B正确；过程Ⅰ、Ⅱ中的化学反应均存在元素化合价的升降，即涉及的反应均为氧化还原反应，C正确；过程Ⅱ的化学反应为2Ni3＋＋2O－===2Ni2＋＋O2↑，Ni元素化合价降低，Ni3＋是氧化剂，O元素化合价升高，O－是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，D错误。
8．(2022·山东临沂模拟)合成NH3是重要的研究课题，一种新型合成氨的过程如图。下列说法正确的是( )
A．“转氨”过程属于人工固氮
B．合成过程中所涉及反应均为氧化还原反应
C．若用H2O代替NH4Cl进行转化，从体系中分离出NH3更容易
D．该合成氨过程中，参加反应的N2与H2O的物质的量之比为1∶3
答案 D
解析 人工固氮是将单质氮气转化为化合物，“转氨”过程反应物没有氮气，不属于人工固氮，故A错误；“转氨”过程没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；氨气极易溶于水，用H2O代替NH4Cl进行转化，不易分离出NH3，故C错误；该合成氨过程中，N2→NH3，N元素化合价从0降至－3，有2个N原子变价，则得到6个电子，H2O→O2，O元素化合价从－2升至0，失去2个电子，由得失电子守恒规律可知，参加反应的N2与H2O的物质的量之比为2∶6＝1∶3，故D正确。
9．(2023·济南质检)向某FeBr2溶液中通入1.12 L(标准状况)的Cl2，测得溶液中c(Br－)＝3c(Cl－)＝0.3 ml·L－1。反应过程中溶液的体积变化忽略不计。则下列说法正确的是( )
A．原溶液的浓度为0.1 ml·L－1
B．反应后溶液中c(Fe3＋)＝0.1 ml·L－1
C．反应后溶液中c(Fe3＋)＝c(Fe2＋)
D．原溶液中c(Br－)＝0.4 ml·L－1
答案 B
解析 还原性：Fe2＋＞Br－，通入的氯气先与Fe2＋发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe2＋反应完毕，剩余的Cl2再与Br－发生反应：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。溶液中仍有Br－，说明Cl2完全反应，c(Br－)＝3c(Cl－)＝0.3 ml·L－1，c(Cl－)＝0.1 ml·L－1，能氧化的c(Fe2＋)＝0.1 ml·L－1，若Fe2＋全部被氧化，则溶液中的c(Br－)＝0.2 ml·L－1。而c(Br－)＝0.3 ml·L－1，说明Fe2＋没反应完，根据c(Br－)＝0.3 ml·L－1计算原溶液的浓度为0.15 ml·L－1，故A错误；反应后溶液中c(Fe3＋)＝c(Cl－)＝0.1 ml·L－1，c(Fe2＋)＝(0.15－0.1) ml·L－1＝0.05 ml·L－1，故B正确，C错误；原溶液中c(Br－)＝0.3 ml·L－1，故D错误。
10．(2022·吉林模拟)64 g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体22.4 L(标准状况下)，则混合气体中NO的体积为( )
A．11.2 L B．33.6 L C．22.4 L D．44.8 L
答案 A
解析 已知HNO3与铜反应生成NO、NO2，根据反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O分析计算。n(Cu)＝eq \f(64 g,64 g·ml－1)＝1 ml，n(NO2＋NO)＝eq \f(22.4 L,22.4 L·ml－1)＝1 ml，设NO2和NO组成的混合气体中n(NO)＝x ml，n(NO2)＝y ml，根据Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，消耗的铜为0.5y ml，根据3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，消耗的铜为1.5x ml，则有x＋y＝1，1.5x＋0.5y＝1，解得：x＝0.5，y＝0.5，则V(NO)＝0.5 ml×22.4 L·ml－1＝11.2 L。
11．(2022·浙江模拟)已知酸性KMnO4溶液能被Na2SO3溶液还原成Mn2＋而使溶液褪色。欲使20.00 mL 1.00×10－2 ml·L－1酸性KMnO4溶液恰好褪色，需消耗25.00 mL Na2SO3溶液，则该Na2SO3溶液的物质的量浓度(单位：ml·L－1)为( )
A．2.00×10－2 B．3.00×10－2
C．4.00×10－2 D．5.00×10－2
答案 A
解析 酸性KMnO4溶液能被Na2SO3溶液还原成Mn2＋而使溶液褪色，发生的反应为2MnOeq \\al(－,4)＋5SOeq \\al(2－,3)＋6H＋===2Mn2＋＋5SOeq \\al(2－,4)＋3H2O，则有关系式：2MnOeq \\al(－,4)～5SOeq \\al(2－,3)，使20.00 mL 1.00×10－2 ml·L－1酸性KMnO4溶液恰好褪色，需消耗25.00 mL Na2SO3溶液，则该Na2SO3溶液的物质的量浓度为eq \f(5×20.00×10－3 L×1.00×10－2 ml·L－1,2×25.00×10－3 L)＝2.00×10－2 ml·L－1，故选A。
12．(2022·山东模拟)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热NaOH溶液洗涤除去，发生如下反应：
①3S＋6NaOHeq \(=====,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
②(x－1)S＋Na2Seq \(=====,\s\up7(△))Na2Sx (x＝2～6)
③S＋Na2SO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2S2O3
下列说法正确的是( )
A．反应①②③中，硫单质的作用相同
B．反应①中，每消耗1 ml硫单质转移4 ml电子
C．0.96 g硫单质与a mL 2 ml·L－1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2S和Na2SO3，则a＝60
D．1.28 g硫单质与10 mL 2 ml·L－1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2Sx和Na2S2O3，则x＝5
答案 D
解析 由题干方程式可知，反应①中S既是氧化剂又是还原剂，反应②中S是氧化剂，反应③中S是还原剂，故反应①②③中，硫单质的作用不相同，A错误；分析反应①可知，每消耗3 ml硫单质转移4 ml电子，B错误；0.96 g即eq \f(0.96 g,32 g·ml－1)＝0.03 ml硫单质与a mL 2 ml·L－1热NaOH溶液恰好完全反应，只生成Na2S和Na2SO3，由反应①的方程式，则a＝eq \f(0.06 ml,2 ml·L－1)×1 000 L－1＝30，C错误；1.28 g即eq \f(1.28 g,32 g·ml－1)＝0.04 ml硫单质与10 mL 2 ml·L－1即0.01 L×2 ml·L－1＝0.02 ml热NaOH溶液恰好完全反应，只生成a ml Na2Sx和b ml Na2S2O3，则由Na原子守恒有2a＋2b＝0.02，由S原子守恒有：ax＋2b＝0.04，由电子守恒有2a＝4b，解得x＝5，D正确。
13．根据信息完成下列方程式。
(1)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为________________________。
(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为_____________________________。
(3)在酸性条件下，NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_______________
________________________________________________________________________。
(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)在45～50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气，得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
答案 (1)2MnOeq \\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋
(2)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑
(3)4H＋＋5ClOeq \\al(－,2)===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O
(4)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－
(5)4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑
(6)4CuCl＋O2＋8H2Oeq \(=======,\s\up7(45～50 ℃))2Cu2(OH)2Cl2·3H2O
14．锰广泛存在于自然界中，工业可用软锰矿(主要成分是MnO2)制备锰。
资料：①MnCO3难溶于水，可溶于稀酸。
②在Mn2＋催化下，SO2在水溶液中被氧化成H2SO4。
Ⅰ.制备
(1)写出铝热法还原MnO2制备锰的化学方程式：______________________________
________________________________________________________________________。
(2)工业上制备锰时，会产生大量废水和锰渣。锰渣煅烧会产生含高浓度SO2的烟气，可用以下方法处理。
方法一：
①用软锰矿进行脱硫可生成硫酸锰，从而达到资源的循环使用。写出一定条件下利用MnO2进行脱硫的化学方程式：__________________________________________________。
②研究表明，用Fe2＋/Fe3＋可强化脱硫效果，其过程如图所示：
过程 Ⅰ：……
过程 Ⅱ：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋4H＋
过程 Ⅰ 的离子方程式是__________________________________________________。
方法二：
③用MnCO3进行脱硫，可提高脱硫率。结合化学用语解释原因：_______________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.废水中锰含量的测定
(3)取1 mL废水置于20 mL磷酸介质中，加入HClO4 ，将溶液中的Mn2＋氧化为Mn3＋，用c ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定，达到滴定终点时，滴定管刻度由V0 mL变为V1 mL，废水中锰的含量为________g·mL－1。
答案 (1)4Al＋3MnO2eq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3 (2)①MnO2＋SO2eq \(======,\s\up7(一定条件))MnSO4 ②2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O ③溶液中存在平衡：MnCO3(s)Mn2＋(aq)＋COeq \\al(2－,3)(aq)，COeq \\al(2－,3)消耗溶液中的H＋，促进SO2溶解：SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSOeq \\al(－,3)，生成的Mn2＋有催化作用，可促进反应2SO2＋O2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(Mn2＋))2H2SO4发生 (3)55c(V1－V0)×10－3
解析 (1)铝热法还原MnO2制备锰即高温条件下铝单质和MnO2反应得到氧化铝和Mn单质，化学方程式为4Al＋3MnO2eq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3。(2)①根据题意可知MnO2会将SO2氧化得到MnSO4，化学方程式应为MnO2＋SO2eq \(======,\s\up7(一定条件))MnSO4。②据图可知过程Ⅰ中MnO2被Fe2＋还原生成Mn2＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)滴定时发生反应Fe2＋＋Mn3＋===Fe3＋＋Mn2＋，所以n(Mn)＝n(Mn3＋)＝c(V1－V0)×10－3 ml，所取废水为1 mL，所以废水中锰的含量为55c(V1－V0)×10－3 g·mL－1。
15．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)亚氯酸钠用作纸浆、纸张和各种纤维的漂白剂，是一种高效漂白剂，主要原因是亚氯酸钠具有________性。
(2)制备ClO2气体的化学方程式为2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O；制备时可用S代替H2O2，写出该反应的离子方程式：________。
(3)测定某亚氯酸钠样品的纯度：准确称取亚氯酸钠样品m g，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量稀硫酸(发生反应：ClOeq \\al(－,2)＋4I－＋4H＋===2I2＋Cl－＋2H2O)，配成250 mL待测液。移取25.00 mL待测液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c ml·L－1的Na2S2O3标准溶液进行滴定，消耗Na2S2O3标准溶液V mL (已知：I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))。
①移取25.00 mL待测液的仪器的名称是________。
②该样品中NaClO2的质量分数为________(用含m、c、V的代数式表示)；在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其可能的原因是________。
答案 (1)氧化 (2)6ClOeq \\al(－,3)＋S＋4H＋===6ClO2↑＋SOeq \\al(2－,4)＋2H2O (3)①酸式滴定管(或移液管) ②eq \f(0.226 25cV,m)×100% 碘离子被空气中的氧气氧化成了碘单质
解析 制备时NaClO3和H2O2以及H2SO4反应生成ClO2和O2以及Na2SO4、H2O，生成的ClO2再用NaOH碱性溶液吸收，同时利用H2O2将其还原为NaClO2，将所得的溶液经过一系列操作得到NaClO2晶体，据此分析解题。(3)②根据题意可得关系式：ClOeq \\al(－,2)～2I2～4S2Oeq \\al(2－,3)，所以样品中NaClO2的质量分数为eq \f(\f(1,4)×c ml·L－1×V×10－3 L×90.5 g·ml－1×\f(250 mL,25.00 mL),m g)×100%＝eq \f(0.226 25cV,m)×100%；由于碘离子具有较强的还原性，能够被空气中的氧气氧化成为碘单质，导致消耗的Na2S2O3的量增多，进一步导致NaClO2的质量分数偏高。金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1