2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二章 第5講 氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第二章 第5講 氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平 [考綱要求]　掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計算。 考點一　氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法 氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)過程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，而氧化劑得電子總數(shù)(或元素化合價降低總數(shù))必然等于還原劑失電子總數(shù)(或元素化合價升高總數(shù))，根據(jù)這一原則可以對氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行配平。 配平的步驟： (1)標(biāo)好價：正確標(biāo)出反應(yīng)前后化合價有變化的元素的化合價。 (2)列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值。 (3)求總數(shù)：求元素化合價升高和降低的總數(shù)，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。 (4)配系數(shù)：用觀察法配平其他各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。 (5)細(xì)檢查：利用“守恒”三原則(即質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒)，逐項檢查配平的方程式是否正確。 [典例]　根據(jù)FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2，回答下列問題： (1)氧化劑________，還原劑________，氧化產(chǎn)物________，還原產(chǎn)物________。 (2)元素化合價升高的元素為________，元素化合價降低的元素為________。 (3)1“分子”還原劑化合價升高總數(shù)為________，1“分子”氧化劑化合價降低總數(shù)為________。 (4)配平后各物質(zhì)的系數(shù)依次為____________________。 答案　(1)O2　FeS2　Fe2O3、SO2　Fe2O3、SO2 (2)Fe、S　O　(3)11　4 (4)4、11、2、8 失誤防范　配平氧化還原反應(yīng)方程式的關(guān)鍵是正確標(biāo)出化合價，找準(zhǔn)1“分子”氧化劑化合價降低總數(shù)，1“分子”還原劑化合價升高總數(shù)，在計算時，往往容易忽略氧化劑、還原劑中的粒子個數(shù)。 題組一　正向配平類 1．(1)____HCl(濃)＋____MnO2____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O (2)____Cu＋____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O (3)____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O (4)____MnO＋____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 題組二　逆向配平類 2．(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 題組三　缺項配平類 3．(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____===____Cl－＋____FeO＋____H2O (2)____MnO＋____H2O2＋____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O (3)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。 請將AlN之外的反應(yīng)物與生成物分別填入以下空格內(nèi)，并配平。 ＋＋―→＋ 答案　(1)3　2　4OH－　3　2　5 (2)2　5　6H＋　2　5　8 (3)Al2O3＋3C＋N2===2AlN＋3CO 解析　(3)根據(jù)氮元素、碳元素的化合價變化，N2是氧化劑，C是還原劑，AlN為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物。 題組四　信息型氧化還原反應(yīng)方程式的書寫 4．按要求書寫方程式： (1)已知將濃鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去。在一氧化還原反應(yīng)的體系中，共有KCl、Cl2、濃H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七種物質(zhì)。 ①寫出一個包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式，并配平________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又變?yōu)樽霞t色，BiO反應(yīng)后變?yōu)闊o色的Bi3＋。寫出該實驗中涉及反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。 (2)＋6價鉻的毒性很強，制取紅礬鈉后的廢水中含有的Cr2O，可以用綠礬除去。測得反應(yīng)后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等陽離子。寫出該反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)KMnO4的氧化性隨pH的減小而增大，在酸性介質(zhì)中還原產(chǎn)物是Mn2＋；在中性或堿性介質(zhì)中還原產(chǎn)物主要是MnO2。三氯乙烯(C2HCl3)是地下水有機污染物的主要成分，研究顯示在地下水中加入KMnO4溶液可將其中的三氯乙烯除去，氧化產(chǎn)物只有CO2，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O ②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===2MnO＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O (2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (3)2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl 解析　(1)①根據(jù)信息，KMnO4在H2SO4作用下，把KCl氧化成Cl2，本身被還原成Mn2＋。②注意NaBiO3不能拆寫成離子形式。NaBiO3作為氧化劑，把Mn2＋氧化成MnO，本身被還原成Bi3＋。(3)根據(jù)信息，MnO的還原產(chǎn)物為MnO2，C2HCl3中C被氧化為CO2，H、Cl的化合價不發(fā)生變化。 　配平的基本技能 1．全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。 2．自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。 3．缺項配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加OH－，生成物一邊加水。然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。 4．當(dāng)方程式中有多個缺項時，應(yīng)根據(jù)化合價的變化找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn) 物。 考點二　電子守恒思想在氧化還原反應(yīng)計算中的應(yīng)用 對于氧化還原反應(yīng)的計算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應(yīng)過程，可不寫化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。 題組一　兩元素之間得失電子守恒問題 1．現(xiàn)有24 mL濃度為0.05 molL－1的Na2SO3溶液恰好與20 mL濃度為0.02 molL－1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為(　　) A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5 答案　B 解析　題目中指出被還原的物質(zhì)是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價從＋4→＋6；而Cr元素的化合價將從＋6→＋n(設(shè)化合價為＋n)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05 molL－10.024 L(6－4)＝0.02 molL－10.020 L2(6－n)，解得n＝3。 2．Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16，則x的值為(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 答案　D 解析　本題考查在氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)的計算。 得關(guān)系式1x＝162，x＝5。 　守恒法解題的思維流程 1．找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。 2．找準(zhǔn)一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù))。 3．根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。 n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價—低價)。 題組二　多元素之間得失電子守恒問題 3．在反應(yīng)3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5 mol H2O參加反應(yīng)，被水還原的溴元素為(　　) A．1 mol B. mol C. mol D．2 mol 答案　C 解析　設(shè)被水還原的溴元素(BrF3)的物質(zhì)的量為x,5 mol H2O參加反應(yīng)，失去電子4 mol，根據(jù)電子守恒得：3x＝4 mol，x＝ mol。 4．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1 mol Cu3P時，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為________mol。 答案　1.5　2.2 解析　設(shè)7.5 mol CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為x；生成1 mol Cu3P時，被氧化的P的物質(zhì)的量為y 根據(jù)得失電子守恒得： 7．5 mol(2－1)＝x(5－0) x＝1.5 mol 1 mol3(2－1)＋1 mol[0－(－3)]＝y(tǒng)(5－0) y＝1.2 mol 所以參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 題組三　多步反應(yīng)得失電子守恒問題 有的試題反應(yīng)過程多，涉及的氧化還原反應(yīng)也多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過程，分析在整個反應(yīng)過程中化合價發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目。 5．取x g銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8 960 mL的NO2氣體和672 mL的N2O4氣體(都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02 g。則x等于(　　) A．8.64 B．9.20 C．9.00 D．9.44 答案　B 解析　反應(yīng)流程為 x g＝17.02 g－m(OH－)， 而OH－的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNO3得電子的物質(zhì)的量，即： n(OH－)＝1＋21＝0.46 mol 所以x g＝17.02 g－0.46 mol17 gmol－1＝9.20 g。 6．足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 molL－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是(　　) A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL 答案　A 解析　由題意可知，HNO3，則Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2＝0.15 mol。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得 關(guān)系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，則V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。 探究高考　明確考向 1．(xx大綱全國卷，13)已知：將Cl2通入適量KOH溶液，產(chǎn)物中可能有KCl、KClO、KClO3，且的值與溫度高低有關(guān)。當(dāng)n(KOH)＝a mol時，下列有關(guān)說法錯誤的是(　　) A．若某溫度下，反應(yīng)后＝11，則溶液中＝ B．參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量等于a mol C．改變溫度，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量ne的范圍：a mol≤ne≤a mol D．改變溫度，產(chǎn)物中KClO3的最大理論產(chǎn)量為 a mol 答案　D 解析　A項，設(shè)反應(yīng)后溶液中n(Cl－)＝11n mol，則n(ClO－)＝n mol，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒可知，生成11n mol Cl－得11n mol電子，生成n mol ClO－失去n mol電子，而生成1 mol ClO失去5 mol電子，因此反應(yīng)生成的ClO應(yīng)為2n mol，正確；B項，由于產(chǎn)物中可能有KCl、KClO、KClO3，根據(jù)原子守恒可知，Cl原子與K原子的量始終相等，故參加反應(yīng)的Cl2的物質(zhì)的量為KOH的，正確；C項，當(dāng)只有KCl、KClO生成時，1 mol Cl2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移1 mol電子，故整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為a mol，當(dāng)只有KCl、KClO3生成時，根據(jù)電子守恒可知，有的Cl2生成了KClO3，有的Cl2生成了KCl，故轉(zhuǎn)移電子a mol，正確；D項，當(dāng)只有KCl、KClO3生成時，產(chǎn)物中KClO3的量達(dá)到了最大值，根據(jù)電子守恒可知，有的Cl2生成了KClO3，因此KClO3的最大理論產(chǎn)量為a mol，錯誤。 2．(xx上海，16)含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng)，生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質(zhì)砷和氫氣。若砷的質(zhì)量為1.50 mg，則(　　) A．被氧化的砒霜為1.98 mg B．分解產(chǎn)生的氫氣為0.672 mL C．和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg D．轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為610－5NA 答案　C 解析　本題考查氧化還原反應(yīng)。砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應(yīng)的方程式為As2O3＋6Zn＋12HCl===2AsH3＋6ZnCl2＋3H2O。根據(jù)砷的相對原子質(zhì)量為75，若砷的質(zhì)量為1.50 mg，物質(zhì)的量為0.02 mmol，被還原的砒霜為0.02 mmol2198 gmol－1＝1.98 mg，和砒霜反應(yīng)的鋅為3.90 mg。2AsH32As＋ 3H2分解產(chǎn)生的氫氣標(biāo)準(zhǔn)狀況下為0.03 mmol22.4 Lmol－1＝0.672 mL; 轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.810－4NA。 3．(xx上海，22)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到氣體V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中(存在Cu2＋和SO)加入足量NaOH，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，過濾，洗滌，灼燒，得到CuO 12.0 g，若上述氣體為NO和NO2的混合物，且體積比為1∶1，則V可能為 (　　) A．9.0 L B．13.5 L C．15.7 L D．16.8 L 答案　A 解析　若混合物全是CuS，其物質(zhì)的量為＝0.15 mol，電子轉(zhuǎn)移數(shù)0.15(6＋2)＝1.2 mol，混合氣體中NO與NO2體積相等，設(shè)NO x mol，NO2 x mol,3x＋x＝1.2，計算得x＝0.3，氣體體積V＝0.6 mol22.4 Lmol－1＝13.44 L；若混合物全是Cu2S，其物質(zhì)的量為0.075 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.07510＝0.75 mol，3x＋x＝0.75，計算得x＝0.187 5，氣體體積V＝0.375 mol22.4 Lmol－1＝8.4 L，因此8.4 L＜V＜13.44 L，故A項正確。 4．(xx四川理綜，7)1.52 g銅鎂合金完全溶解于50 mL密度為1.40 gmL－1、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體 1 120 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0 molL－1NaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時，得到2.54 g沉淀。下列說法不正確的是(　　) A．該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2∶1 B．該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0 molL－1 C．NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)是80% D．得到2.54 g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600 mL 答案　D 解析　分析清楚反應(yīng)過程，充分利用守恒思想來解決問題。A項向反應(yīng)后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固體質(zhì)量增加的是OH－的質(zhì)量，且有n(OH－)＝n(e－)，設(shè)合金中鎂、銅的物質(zhì)的量分別為x、y，則有 解之得，則該合金中銅、鎂的物質(zhì)的量之比為2∶1；B項該硝酸的濃度c＝＝＝14.0 molL－1；C項NO2和N2O4都來自硝酸，設(shè)混合氣體中NO2的物質(zhì)的量為x，根據(jù)電子守恒得x＋(0.05 mol－x)2＝0.06 mol，x＝0.04 mol，NO2的體積分?jǐn)?shù)為80%；D項得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶質(zhì)只有NaNO3，故n(NaOH)＝0.7 mol－0.04 mol－0.02 mol＝0.64 mol，則NaOH溶液的體積是640 mL。 5．(xx高考試題組合) (1)[xx天津理綜，7(6)]KClO3可用于實驗室制O2，若不加催化劑，400 ℃時分解只生成兩種鹽，其中一種是無氧酸鹽，另一種鹽的陰陽離子個數(shù)比為1∶1。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 答案　4KClO3KCl＋3KClO4 (2)[xx天津理綜，9(7)]Na2S2O3還原性較強，在溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脫氯劑，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________。 答案　S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋ (3)[xx天津理綜，10(1)]天然氣中的H2S雜質(zhì)常用氨水吸收，產(chǎn)物為NH4HS。一定條件下向NH4HS溶液中通入空氣，得到單質(zhì)硫并使吸收液再生，寫出再生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 答案　2NH4HS＋O22NH3H2O＋2S↓ (4)(xx上海，28)硫化氫具有還原性，可以和許多氧化劑反應(yīng)。在酸性條件下，H2S和KMnO4反應(yīng)生成S、MnSO4、K2SO4和H2O，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ________________________________________________________________________ 答案　3H2SO4＋5H2S＋2KMnO4===5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O 解析　考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫：根據(jù)所給出的反應(yīng)物和生成物配平含變價元素物質(zhì)的計量系數(shù)，再根據(jù)質(zhì)量守恒配平其他計量系數(shù)，所以化學(xué)方程式為3H2SO4＋5H2S＋2KMnO4===5S↓＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O。 6．[xx江蘇，20(2)]將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。 (1)在圖示的轉(zhuǎn)化中，化合價不變的元素是________。 (2)反應(yīng)中當(dāng)有1 mol H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時，保持溶液中Fe3＋的物質(zhì)的量不變，需消耗O2的物質(zhì)的量為______。 (3)在溫度一定和不補加溶液的條件下，緩慢通入混合氣體，并充分?jǐn)嚢?。欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS，可采取的措施有____________________________________。 答案　(1)Cu、H、Cl(或銅、氫、氯)　(2)0.5 mol　(3)提高混合氣體中空氣的比例 解析　(1)根據(jù)圖示可知，整個過程中－2價的S與0價的S之間相互轉(zhuǎn)化，還存在Fe2＋與Fe3＋之間的相互轉(zhuǎn)化。(2)根據(jù)電子守恒和化學(xué)反應(yīng)方程式知，1 mol H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S轉(zhuǎn)移2 mol電子，而1 mol O2轉(zhuǎn)移4 mol電子，因此需消耗O2 0.5 mol。(3)根據(jù)圖示，可增大空氣的量，使S2－完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S，使其沒有機會和Cu2＋結(jié)合生成CuS。 7．[xx福建理綜，23(3)]工業(yè)上，通過如下轉(zhuǎn)化可制得KClO3晶體： NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶體 ①完成Ⅰ中反應(yīng)的總化學(xué)方程式：NaCl＋H2O===NaClO3＋__________。 ②Ⅱ中轉(zhuǎn)化的基本反應(yīng)類型是________，該反應(yīng)過程能析出KClO3晶體而無其他晶體析出的原因是____________________________________。 答案?、貼aCl＋H2O===NaClO3＋H2↑ ②復(fù)分解反應(yīng)　室溫下，氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其他晶體 8．[xx重慶理綜，11(1)(2)]氫能是重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)，是當(dāng)前關(guān)注的熱點之一。 (1)氫氣是清潔燃料，其燃燒產(chǎn)物為________________。 (2)NaBH4是一種重要的儲氫載體，能與水反應(yīng)得到NaBO2，且反應(yīng)前后B的化合價不變，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________， 反應(yīng)消耗1 mol NaBH4時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_______________________。 答案　(1)H2O (2)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑　4NA或2.4081024 9．[xx新課標(biāo)全國卷Ⅰ，27(2)①②(3)](2)H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag＋還原為銀，從而可用于化學(xué)鍍銀。 ①H3PO2中，P元素的化合價為________。 ②利用H3PO2進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1，則氧化產(chǎn)物為________(填化學(xué)式)。 (3)H3PO2的工業(yè)制法是：將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(2)①＋1?、贖3PO4 (3)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑ 解析　(2)①H3PO2中P元素化合價為＋1價。 ②根據(jù)H3PO2與Ag＋反應(yīng)中兩者物質(zhì)的量之比為1∶4，4 mol Ag＋在反應(yīng)中得到4 mol e－，1 mol H3PO2則失去4 mol e－，所以P元素將顯＋5價，產(chǎn)物為H3PO4，即氧化產(chǎn)物為H3PO4。 (3)依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式配平原則，得6H2O＋2P4＋3Ba(OH)2===2PH3↑＋3Ba(H2PO2)2。 10．配平下列方程式 (1)[2011福建理綜，23(6)]在某強酸性混合稀土溶液中加入H2O2，調(diào)節(jié)pH≈3，Ce3＋通過下列反應(yīng)形成Ce(OH)4沉淀得以分離。完成反應(yīng)的離子方程式： Ce3＋＋H2O2＋H2O===Ce(OH)4↓＋________ 答案　2　1　6　2　6　H＋ (2)[xx福建理綜，24(2)改編]完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式： Fe(OH)2＋ClO－＋________=== Fe(OH)3＋Cl－ 答案　2　1　1　H2O　2　1 (3)[2011安徽理綜，27(2)改編]配平反應(yīng)的離子方程式： Mn2＋＋ClO＋H2O===MnO2↓＋Cl2↑＋________。 答案　5　2　4　5　1　8　H＋ (4)[xx重慶理綜，26(3)]配平用鈣線脫氧脫磷的化學(xué)方程式： P＋FeO＋CaOCa3(PO4)2＋Fe 答案　2　5　3　1　5 11．(xx北京理綜，27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O，工藝流程如下(部分操作和條件略)： Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾： Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3； Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色； Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失，過濾； Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。 (1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)將MnO氧化Fe2＋的離子方程式補充完整： MnO＋Fe2＋＋________===Mn2＋＋Fe3＋＋________。 (3)已知： 生成氫氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 開始沉淀時 3.4 6.3 1.5 完全沉淀時 4.7 8.3 2.8 注：金屬離子的起始濃度為0.1 molL－1 根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的_________________________________。 (4)已知：一定條件下，MnO可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。 ①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 ②Ⅳ中加入MnSO4的目的是__________________________________。 答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)5　8　H＋　5　4　H2O (3)pH約為3時，F(xiàn)e2＋和Al3＋不能形成沉淀，將Fe2＋氧化為Fe3＋，可使鐵完全沉淀 (4)①生成黃綠色氣體?、诔ミ^量的MnO 解析　(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，在操作Ⅰ中，F(xiàn)eOxFe2O3也同時被溶解，濾液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等。 (2)步驟Ⅰ所得溶液中會有過量H2SO4，故反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知MnO和Fe2＋的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶5，然后觀察配平。得MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。 (3)步驟Ⅱ中，加入過量KMnO4溶液目的是把Fe2＋氧化成易除去的Fe3＋。調(diào)節(jié)pH約為3，由表中數(shù)據(jù)分析，可知該條件使Fe3＋完全沉淀而Al3＋不被沉淀，從而達(dá)到分離Fe3＋和Al3＋的目的。 (4)①聯(lián)想Cl2的實驗室制法，很容易分析實驗設(shè)計的意圖，即通過是否產(chǎn)生Cl2來判斷沉淀中有無MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫紅色消失，說明過量的MnO因加入MnSO4而被轉(zhuǎn)化成沉淀，然后過濾除去MnO，保證產(chǎn)品的純度。 12．(xx新課標(biāo)全國卷Ⅱ，27)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下： 工業(yè)ZnO浸出液 濾液濾液濾餅ZnO 提示：在本實驗條件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。 回答下列問題： (1)反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是__________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是________________。 (2)反應(yīng)③的反應(yīng)類型為____________，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有______________。 (3)反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是________________。 (4)反應(yīng)④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2，取干燥后的濾餅11.2 g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于__________。 答案　(1)Fe2＋和Mn2＋　MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋、2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋　鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì) (2)置換反應(yīng)　鎳 (3)取少量水洗液于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈 (4)1 解析　從分析整個流程圖入手，明確每步發(fā)生的反應(yīng)，從而解決相關(guān)問題。 (1)在反應(yīng)②中，通過調(diào)節(jié)溶液的pH，高錳酸鉀能將溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋，將Mn2＋氧化為MnO2而除去；若溶液的pH過低，F(xiàn)e2＋、Mn2＋將很難生成沉淀而除去。 (2)第一次過濾后的濾液中含有的陽離子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入鋅后可將Ni置換出來，故濾渣中還含有金屬鎳。 (3)反應(yīng)④生成的沉淀為ZnCO3，同時生成Na2SO4，若沉淀未洗滌干凈，洗滌液中應(yīng)含有SO和Na＋，故只要對洗滌液中是否含有SO進(jìn)行檢驗即可。 (4)煅燒過程中ZnCO3、Zn(OH)2均發(fā)生分解反應(yīng)生成ZnO，根據(jù)關(guān)系式ZnCO3xZn(OH)2～(x＋1)ZnO，可得＝，故x＝1。 練出高分 一、單項選擇題 1．已知反應(yīng)：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，則可用來檢驗氫氣還原CuO所得的紅色固體中是否含Cu2O的試劑是(　　) A．稀硝酸 B．濃硝酸 C．鹽酸 D．濃硫酸 答案　C 解析　根據(jù)信息，應(yīng)選用非氧化性酸。 2．宋代著名法醫(yī)學(xué)家宋慈的《洗冤集錄》中有銀針驗毒的記載，“銀針驗毒”涉及的化學(xué)反應(yīng)是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列說法正確的是(　　) A．X的化學(xué)式為AgS B．銀針驗毒時，空氣中氧氣失去電子 C．反應(yīng)中Ag和H2S均是還原劑 D．每生成1 mol X，反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子 答案　D 解析　根據(jù)原子守恒X應(yīng)為Ag2S，A項錯誤；B項，O2作氧化劑應(yīng)得電子，錯誤；C項，根據(jù)化合價變化，Ag作還原劑，錯誤。 3．氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定物質(zhì)，能在氯氣中燃燒，也能與酸反應(yīng)。用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50 ℃時反應(yīng)可產(chǎn)生它。下列有關(guān)敘述中錯誤的是(　　) A．“某物質(zhì)”具有還原性 B．CuH與鹽酸反應(yīng)，可能產(chǎn)生H2 C．CuH與足量的稀硝酸反應(yīng)：CuH＋3H＋＋NO===Cu2＋＋NO↑＋2H2O D．CuH在氯氣中燃燒：CuH＋Cl2CuCl＋HCl 答案　D 解析　CuH中Cu呈＋1價，當(dāng)“某物質(zhì)”與CuSO4溶液反應(yīng)時，該物質(zhì)作還原劑，A正確；B項，CuH＋H＋===Cu＋＋H2↑，正確；C項，CuH被氧化成Cu2＋和H2O，正確；D項，CuH在Cl2中燃燒應(yīng)生成CuCl2和HCl，方程式為2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl。 4．硫代硫酸鈉可作為脫氯劑，已知25.0 mL 0.100 molL－1 Na2S2O3溶液恰好把224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl－，則S2O將轉(zhuǎn)化為(　　) A．S2－ B．S C．SO D．SO 答案　D 解析　設(shè)m為氧化產(chǎn)物與Na2S2O3中硫元素的化合價之差，由電子得失守恒得：0.224 L22.4 Lmol－121＝0.025 L0.100 molL－12m，解得m＝4。Na2S2O3中S為＋2價，被Cl2氧化后，上升4價，變?yōu)椋?價，轉(zhuǎn)化為SO。 5．5.6 g Cu、Mg合金與一定量的硝酸恰好完全反應(yīng)，收集到NO和NO2的混合氣體V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；向反應(yīng)后的溶液中加入足量NaOH溶液，沉淀完全后將其過濾、洗滌、干燥，稱得質(zhì)量為10.7 g。則V等于(　　) A．2.24 B．4.48 C．6.72 D．7.84 答案　B 解析　合金中Cu、Mg失去的電子數(shù)等于硝酸獲得的電子數(shù)，也等于Mg2＋、Cu2＋結(jié)合的OH－個數(shù)。則Mg(OH)2、Cu(OH)2的質(zhì)量等于合金質(zhì)量與OH－質(zhì)量之和，故有：5.6 g＋17n(OH－)＝10.7 g，n(OH－)＝0.3 mol。假設(shè)生成的氣體全部為NO，則V(NO)＝2.24 L，假設(shè)全部為NO2，則V(NO2)＝6.72 L，所以混合氣體的體積范圍為2.24 L”或“＝”)。 (2)分析紅褐色產(chǎn)生的原因。 ①甲同學(xué)認(rèn)為步驟Ⅰ中溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)3，用化學(xué)平衡移動原理解釋溶液呈紅褐色的原因：_____________________________________________________。 ②乙同學(xué)認(rèn)為可能是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，完成并配平其反應(yīng)的離子方程式： Fe3＋＋SO＋________——Fe2＋＋________＋________ 乙同學(xué)查閱資料得知： ⅰ.Fe2＋與反應(yīng)生成墨綠色的絮狀沉淀FeSO3； ⅱ.墨綠色的FeSO3與黃色的FeCl3溶液混合后，溶液呈紅褐色。 (3)甲同學(xué)為了確認(rèn)溶液呈紅褐色的原因是生成了Fe(OH)3，設(shè)計并完成了如下實驗： 步驟 操作 現(xiàn)象 Ⅱ 用激光筆照射步驟Ⅰ中的紅褐色溶液 出現(xiàn)“丁達(dá)爾效應(yīng)” 甲同學(xué)因此得出結(jié)論：溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)3。而乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)得出結(jié)論的證據(jù)仍然不足，乙同學(xué)的理由是________________________________________________________________________。 (4)為進(jìn)一步確認(rèn)Na2SO3溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的情況，乙同學(xué)設(shè)計并完成了如下實驗： 步驟 操作 現(xiàn)象 Ⅲ 向1 molL－1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2 溶液由黃色變?yōu)榧t褐色 Ⅳ 用激光筆照射步驟Ⅲ中的紅褐色溶液 沒有出現(xiàn)“丁達(dá)爾效應(yīng)” ①經(jīng)檢驗步驟Ⅲ中紅褐色溶液含有Fe2＋，檢驗Fe2＋選用的試劑是________(填字母)。 a．K3[Fe(CN)6]溶液 b．KSCN溶液 c．KMnO4溶液 ②已知H2SO3是弱酸，請結(jié)合電離方程式說明步驟Ⅲ中出現(xiàn)紅褐色的原因：________________________________________________________________________。 (5)結(jié)論：由上述實驗得知，甲、乙兩同學(xué)所持觀點均正確。 答案　(1)< (2)①Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入Na2SO3后，c(H＋)減小，平衡正向移動，生成的Fe(OH)3增多 ②2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋ (3)FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出現(xiàn)“丁達(dá)爾效應(yīng)” (4)①a ②H2SO3H＋＋HSO；HSOH＋＋SO，SO與被還原生成的Fe2＋結(jié)合為FeSO3，與剩余的FeCl3溶液混合而呈現(xiàn)紅褐色 14．實驗室模擬用工業(yè)廢棄固體(含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制取粗銅、綠礬(FeSO47H2O)和明礬[KAl(SO4)212H2O]的操作流程如下： (1)試劑X是________(寫化學(xué)式)。 (2)配平下列方程式： MnO＋____SO2＋____H2O===____Mn2＋＋____SO＋____H＋ (3)為了分析產(chǎn)品(綠礬)中鐵元素的含量，某同學(xué)稱取20.0 g 樣品配成100 mL溶液，移取25.00 mL于錐形瓶中，用1.00010－1 molL－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定(MnO被還原為Mn2＋)。 請回答下列問題： ①滴定時，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛放在______________(填儀器名稱)中。 ②若到達(dá)滴定終點消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為25.00 mL，則該產(chǎn)品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 答案　(1)H2SO4(或KHSO4)　(2)2　5　2　2　5　4 (3)①酸式滴定管?、?4% 解析　根據(jù)廢棄固體的成分及流程，氣體A為SO2，固體B中含有CuO、Fe2O3，溶液B中含有KAlO2、K2SiO3，試劑X為H2SO4(或KHSO4)，固體C為H2SiO3；加入過量鐵屑后，固體D為Cu、Fe，溶液D為FeSO4。(3)滴定反應(yīng)的離子方程式為MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，在20.0 g樣品中，n(Fe2＋)＝25.0010－3 L1.00010－1 molL－15＝0.05 mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝14%。