1、1氧化还原反应的规律、配平与计算1固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg(NO3)2为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下 4 种猜想，其中不成立的是( )AMg(NO 2)2、O 2 BMgO、NO 2、O 2CMg 3N2、O 2 DMgO、NO 2、N 2解析：A、B、C 三项中均有化合价的升降，符合氧化还原反应发生的条件；D 项中由于产物中化合价只有降低情况，没有升高，不满足氧化还原反应的特征。答案：D2在酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化钠粉末，溶液褪色，其中发生反应的离子方程式为 2MnO 16H 5Na 2O2=2Mn2 5O 28H 2O10Na 。下列判断
2、正确的是( ) 4AO 2是还原产物，Mn 2 是氧化产物BNa 2O2既是氧化剂，又是还原剂C标准状况下，产生 22.4 L O2时反应转移 2 mol eD通常用浓盐酸酸化高锰酸钾溶液解析：Mn 元素的化合价降低，被还原，O 元素的化合价升高被氧化，则 O2是氧化产物，Mn2 是还原产物，故 A 错误；过氧化钠中 O 元素的化合价升高，则过氧化钠是还原剂，故B 错误；标准状况下，产生 22.4 L O2时反应转移 22.4 L22.4 Lmol1 20(1)2 mol e ，故 C 正确；用浓盐酸酸化高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，应利用稀硫酸酸化，故 D 错误。答案：C3在一定条件下 HI
3、、Fe、FeBr 2分别与足量的 Cl2反应，如果三个反应电子转移数目相等，则 HI、Fe、FeBr 2的物质的量之比为( )A111 B311C133 D632解析：反应中只有氯气是氧化剂，3 个反应得失电子数目相等，则 3 个反应中参加反应的氯气的物质的量相等，令参加反应的氯气为 1 mol，根据 2HICl 2=2HClI 2， n(HI)2 mol，根据 2Fe3Cl 2=2FeCl3， n(Fe) mol，根据232FeBr23Cl 2=2FeCl32Br 2， n(FeBr2)1 mol mol，故 n(HI) n(Fe) n(FeBr2)23 232 mol mol mol311
4、。23 23答案：B4NaNO 2是一种食品添加剂，但食用过量可能致癌。酸性 KMnO4溶液与 NaNO2反应的化2学方程式为 MnO NO Mn 2 NO H 2O(未配平)。下列叙述中正确的是( ) 4 2 3A该反应中 NO 被还原 2B反应过程中溶液的 pH 减小C生成 1 mol NaNO3需消耗 0.4 mol KMnO4D. 中的粒子是 OH解析：NO 中 N 元素的化合价升高，NO 被氧化，A 项错误。根据得失电子守恒和原 2 2子守恒可知反应的离子方程式为 2MnO 5NO 6H =2Mn2 5NO 3H 2O，据此可知 4 2 3B、D 项错误，C 项正确。答案：C5某温度
5、下将 Cl2通入 KOH 溶液里，反应后得到 KCl、KClO、KClO 3的混合溶液，经测定 ClO 与 ClO 的物质的量浓度之比为 111，则 Cl2与 KOH 反应时，被还原的氯元素和 3被氧化的氯元素的物质的量之比为( )A13 B43 C21 D31解析：本题考查氧化还原反应的简单计算。x ClKCl 降 x111 ClKClO 升 1111 ClKClO 3 升 15关系式： x111115，得 x16，则被还原和被氧化的氯元素的物质的量之比是 16(111)43。答案：B6ClO 2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：KClO 3H 2
6、C2O4H 2SO4 ClO 2K 2SO4CO 2H 2O(未配平)。下列说法正确的是( )AKClO 3在反应中是还原剂B1 mol KClO 3参加反应，在标准状况下能得到 22.4 L 气体CClO 2消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是 Cl2的约 5.3 倍D1 mol KClO 3参加反应有 1 mol 电子转移解析：A 项，KClO 3中 Cl 元素化合价从5 价降低到4 价，得到 1 个电子，在反应中是氧化剂，错误；B 项，1 mol KClO3参加反应得到 1 mol 电子，草酸中碳元素化合价从3 价升高到4 价，失去 1 个电子，所以得到的气体是 1 mol ClO2
7、和 1 mol CO2，在标准状况下的体积是 44.8 L，错误；C 项，ClO 2消毒的效率 (以单位质量得到电子数表示)是Cl2的 2.63 倍，错误；D 项，根据以上分析可知 1 mol KClO3参加反应有 1 molm67.55m7123电子转移，正确。答案：D7已知酸性高锰酸钾溶液可以将 FeSO4氧化，方程式为2KMnO410FeSO 48H 2SO4=K2SO42MnSO 45Fe 2(SO4)38H 2O，现将一定量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入 KI 溶液，混合溶液中铁离子的物质的量随加入的 KI 的物质的量的变化关系如图所示，则
8、下列有关说法不正确的是( )A图中 AB 段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应B图中 BC 段发生的反应为 2Fe3 2I =2Fe2 I 2 C根据 OC 段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为 0.25 molD根据 OC 段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为 1 mol解析：根据题干中方程式可知：MnO 的氧化性强于 Fe3 ，当加入 KI 溶液时， 4n(Fe3 )不变，说明 MnO 先氧化 I ，A 正确；MnO 反应完全后，Fe 3 氧化 I ，使 4 4n(Fe3 )减小，B 正确；BC 段参加反应的 I 为 0.75 mol，故被还原的 n(Fe3 )为 0.75 mol
9、，再根据电子守恒，生成 0.75 mol Fe3 需 0.15 mol MnO ，加入的高锰酸钾的物质 4的量为 0.25 mol，C 正确，D 不正确。答案：D8(2019济南模拟)已知 M2O 可与 R2 作用，R 2 被氧化为 R 单质，M 2O 的还原2n 2n产物中，M 为3 价；又知 c(M2O )0.3 molL1 的溶液 100 mL 可与 c(R2 )0.6 2nmolL1 的溶液 150 mL 恰好完全反应，则 n 值为( )A4 B5 C6 D7解析： n(M2O )0.3 molL1 0.1 L0.03 mol， n(R2 )0.6 mol0.15 2nL0.09 mo
10、l，反应中 M 化合价降低到3 价，R 元素化合价升高到 0 价。设 M2O 中 M 的2n化合价为 x，则 2x22 n， x n1，氧化还原反应中得、失电子数目相等，则有(n13)0.03 mol2(20)0.09 mol， n7。答案：D9(2019揭阳模拟)黄铜矿(主要成分 CuFeS2)是提取 Cu 的主要原料。已知：2CuFeS24O 2 Cu2S3SO 22FeO()= = = = =800 产物 Cu2S 在 1 200 高温下继续反应：42Cu2S3O 2=2Cu2O2SO 2 ()2Cu2OCu 2S=6CuSO 2 ()假定各步反应都完全。则下列说法正确的是( )A反应中
11、 CuFeS2仅作还原剂B取 12.5 g 黄铜矿样品，经测定含 3.60 g 硫，则矿样中 CuFeS2质量分数一定为82.8%C由 6 mol CuFeS2生成 6 mol Cu 消耗 O2的物质的量为 14.25 molD6 mol CuFeS 2和 15.75 mol O2反应，理论上可得到铜的物质的量为 3 mol解析：反应中铜元素化合价降低，硫元素的化合价升高，CuFeS 2既作还原剂，也作氧化剂，A 错误；由于不能确定杂质是否含有硫元素，所以不能计算 CuFeS2的含量，B 错误；根据方程式可知 6 mol CuFeS2参加反应，生成 3 mol Cu2S，其中 2 mol Cu
12、2S 转化为 2 mol Cu2O，2 mol Cu2O 与 1 mol Cu2S 反应生成 6 mol Cu，所以消耗 O2的物质的量为 12 mol3 mol 15 mol，C 错误；6 mol CuFeS2需要 12 mol 氧气得到 3 mol Cu2S，剩余3.75 mol 氧气可以消耗 Cu2S 的物质的量是 2 2.5 mol，得到 2.5 mol Cu2O，3.75 mol3此时剩余 Cu2S 的物质的量是 0.5 mol，与 1 mol Cu2O 反应生成 3 mol 铜，D 正确。答案：D10NaCN 超标的电镀废水可用两段氧化法处理：NaCN 与 NaClO 反应，生成
13、NaCNO 和 NaCl；NaCNO 与 NaClO 反应，生成 Na2CO3、CO 2、NaCl 和 N2。已知：HCN( K6.310 10 )有剧毒；HCN、HCNO 中 N 元素的化合价相同。完成下列填空：(1)第一次氧化时，溶液的 pH 应调节为_(填“酸性” “碱性”或“中性”)；原因是_。(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式：_。(3)处理 100 m3含 NaCN 10.3 mgL1 的废水，实际至少需 NaClO_g(实际用量应为理论值的 4 倍)，才能使 NaCN 含量低于 0.5 mgL1 ，达到排放标准。(4)(CN)2与 Cl2的化学性质相似。(CN) 2与 N
14、aOH 溶液反应生成_、_和H2O。解析：(1)NaCN 易与酸反应生成 HCN，HCN 有剧毒，为防止生成 HCN，造成人员中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的 pH 应调节为碱性。(2)反应中氯元素的化合价从1 价降低到1 价，得到 2 个电子；氮元素的化合价从53 价升高到 0 价，失去 3 个电子，则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是 23，反应的离子方程式为 2CNO 3ClO =CO CO 23Cl N 2。23(3)参加反应的 NaCN 是 20 mol，反应中 C 元素由2 价升高100（ 10.3 0.5） g49 gmol 1到4 价，N 元素化合价从3
15、 价升高到 0 价，即 1 mol NaCN 失去 5 mol 电子，1 mol 次氯酸钠得到 2 mol 电子，所以处理 100 m3含 NaCN 10.3 mgL1 的废水，实际至少需 NaClO的质量为 74.5 gmol1 414 900 g。20 mol52(4)(CN)2与 Cl2的化学性质相似，则根据氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知(CN)2与 NaOH 溶液反应生成 NaCNO、NaCN 和 H2O。答案：(1)碱性 防止生成 HCN，造成人员中毒或污染空气(2)2CNO 3ClO =CO CO 23Cl N 223(3)14 900 (4)NaCNO NaCN11铬及其
16、化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强，必须进行处理。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：(1)上述各步反应中属于氧化还原反应的是_(填序号)。(2)第步，含 Cr2O 的废水在酸性条件下用绿矾(FeSO 47H2O)处理，写出并配平反27应的离子方程式：_。(3)第步，向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰，使铬离子转变为 Cr(OH)3沉淀。处理后，沉淀物中除了 Cr(OH)3外，还有_、_(写化学式)。已知Cr(OH)3性质类似 Al(OH)3，是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质，写出从该沉淀物中分离出 Cr(OH)3的离子方
17、程式：_、_。(4)回收所得的 Cr(OH)3，经步处理后又可转变成 K2Cr2O7。纯净的 K2Cr2O7常用于准确测定 Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下：Cr 2O 6I 14H =3I22Cr 3 7H 2O272S 2O I 2=S4O 2I 23 266准确称取纯净的 K2Cr2O7 0.122 5 g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗 Na2S2O3溶液25.00 mL。则 Na2S2O3溶液的物质的量浓度为_(保留四位有效数字)。解析：(1)中铬元素由6 价降至3 价，中铬元素由3 价升至6 价。(2)亚铁离子具有还原性，与重铬酸根离子反应生成铬离子和铁离子。加入绿矾反应
18、后，溶液中有铁离子和硫酸根离子，再加入碱石灰，除生成 Cr(OH)3外，还会生成氢氧化铁和硫酸钙。(3)氢氧化铬类似氢氧化铝，具有两性，能与氢氧化钠反应生成 NaCrO2：Cr(OH)3NaOH= =NaCrO22H 2O，NaCrO 2类似偏铝酸钠，通入过量的 CO2生成氢氧化铬、碳酸氢钠：NaCrO2CO 22H 2O=Cr(OH)3NaHCO 3。(4)根据反应得关系式 K2Cr2O73I 26Na 2S2O3， n(Na2S2O3)6 n(K2Cr2O7)，c(Na2S2O3) 0100 0 molL 1 。60.122 5 g294 gmol 10.025 00 L答案：(1)(2)
19、Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27(3)Fe(OH)3 CaSO 4 Cr(OH) 3OH =CrO 2H 2O CrO CO 22H 2O=Cr(OH) 2 23HCO 3(4)0.100 0 molL112工业上以软锰矿(主要成分 MnO2)为原料，通过液相法生产 KMnO4。即在碱性条件下用氧气氧化 MnO2得到 K2MnO4，分离后得到的 K2MnO4，再用惰性材料为电极电解 K2MnO4溶液得到 KMnO4，其生产工艺简略如下： (1)反应器中反应的化学方程式为_。(2)生产过程中最好使用含 MnO2 80%以上的富矿，因为 MnO2含量最低的贫矿中
20、 Al、Si的氧化物含量较高，会导致 KOH 消耗量_(填“偏高”或“偏低”)。(3)电解槽中总的离子反应方程式为_。(4)在传统工艺中得到 K2MnO4后，向其中通入适量 CO2反应生成黑色固体、KMnO 4等，反应的化学方程式为_。上述反应中氧化剂与还原剂的质量比为_。与该传统工艺相比，电解法的优势是_7_。(5)用高锰酸钾测定草酸结晶水合物的纯度：称草酸晶体样品 0.500 g 溶 于 水 配 制 成 100 mL 溶 液 ， 取 出 20.00 mL 用 0.020 0 molL 1的酸性 KMnO4溶液滴定(杂质不反应)，至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪去，消耗 KMnO4溶液 14.
21、80 mL，则该草酸晶体的纯度为_。(结果保留三位有效数字)(已知该草酸结晶水合物 H2C2O42H2O 的相对分子质量为 126)解析：(1)根据题给流程和信息知，反应器中 KOH、MnO 2和 O2反应生成 K2MnO4和 H2O，利用化合价升降法配平，反应的化学方程式为 4KOH2MnO 2O 2=2K2MnO42H 2O。(2)若贫矿中 Al、Si 的氧化物含量较高，发生反应：Al2O32KOH= =2KAlO2H 2O、 SiO22KOH= =K2SiO3H 2O，会导致 KOH 消耗量偏高。(3)电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾，电解槽中阳极发生氧化反应，M nO 失 电 子 转 化 为
22、2 4MnO ， 电 极 反 应 式 为 2MnO 2e =2MnO 4，阴极发生还原反应，电极反应式为 4 2 42H2O2e =H22OH ，两式相加得总的离子反应方程式为 2MnO 2H 2O242MnO 2OH H 2。= = = = =电 解 4(4)向 K2MnO4溶液中通入适量 CO2，二者反应生成黑色固体二氧化锰、KMnO 4，利用化合价升降法配平，该反应的化学方程式为 3K2MnO42CO 2=2KMnO4MnO 22K 2CO3。上述反应中 3 mol K2MnO4有 1 mol 锰元素化合价由6 价降为4 价生成二氧化锰，作氧化剂，有 2 mol 锰元素化合价由6 价升高
23、到7 价生成高锰酸钾，作还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为 12。K 2MnO4的转化率为 66.7%，与该传统工艺相比，电解法的优势是产率更高、KOH循环利用。(5)酸性高锰酸钾溶液与草酸反应的离子方程式是6H 2MnO 5H 2C2O4=2Mn2 8H 2O10CO 2，则样品中草酸晶体的物质的量为 4n(H2C2O42H2O)514.810 3 0.02 mol3.710 3 mol，草酸晶体的质量为523.7103 mol126 g/mol0.466 2 g，则该草酸晶体的纯度为 93.2%。答案：(1)4KOH2MnO 2O 2=2K2MnO42H 2O(2)偏高(3)2MnO 2H 2O 2MnO 2OH H 224 = = = = =电 解 4(4)3K2MnO42CO 2=2KMnO4MnO 22K 2CO312 产率更高、KOH 循环利用(5)93.2%8
