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文档简介
第5讲氧化还原反应的配平与书写1.[2024江西联考]砷是一种常见的元素,它在自然界中广泛存在。砷的含氧酸中砷的化合价不同,它们的性质也不同。其转化关系如图所示。已知:As2O3在193℃升华,微溶于水。下列说法正确的是(C)A.As2O3是共价晶体B.反应①中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2C.反应②的离子方程式为H3AsO3+Cl2+H2OH3AsO4+2Cl-+2H+D.生成0.3molH3AsO4,理论上消耗0.6molHNO3解析As2O3为非金属氧化物,在193℃升华,说明其熔沸点低,是分子晶体,A项错误;反应①中HI→12I2失e-、H3AsO4→H3AsO3得2e-,依据得失电子守恒,还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1,B项错误;反应②为H3AsO3和Cl2反应生成H3AsO4和HCl,离子方程式为H3AsO3+Cl2+H2OH3AsO4+2H++2Cl-,C项正确;生成0.3molH3AsO4,失0.6mol电子,HNO3NO得3e-,依据得失电子守恒,理论上消耗0.2molHNO3,D项错误。2.[2024山西太原模拟]高铁酸钾是高效多功能的新型非氯绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备K2FeO4的一种方法是向KOH溶液中通入氯气,然后加入Fe(NO3)3溶液,发生反应:①Cl2+KOHKCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);②2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O。下列说法不正确的是(C)A.K2FeO4在杀菌消毒过程中还可以净水B.反应①中每消耗2molKOH,吸取标准状况下22.4LCl2(忽视Cl2和水的反应)C.若反应①中n(ClO-)∶n(ClO3-)=5∶1,则还原产物与氧化产物的物质的量之比为3D.若反应①的氧化产物只有KClO,则得到0.2molK2FeO4时最少消耗0.3molCl2解析K2FeO4处理饮用水时,铁为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌,+6价Fe被还原产生的Fe3+水解形成Fe(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用,A正确;每种产物中K与Cl的个数比均为1∶1,则每消耗2molKOH,吸取1molCl2,即吸取标准状况下22.4LCl2,B正确;氧化还原反应中得失电子数相等,反应①中n(ClO-)∶n(ClO3-)=5∶1,依据8Cl2+16KOH10KCl+5KClO+KClO3+8H2O可得,还原产物(KCl)与氧化产物(KClO、KClO3)的物质的量之比为5∶3,C错误;依据反应②可得,生成0.2molK2FeO4须要0.3molKClO,若反应①的氧化产物只有KClO,则反应的化学方程式为Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O,生成0.3molKClO,须要消耗0.3molCl2,故得到0.2molK2FeO4时最少消耗0.3molCl2,D正确。3.[2024云南月考]某同学做试验时不当心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消逝,假如用草酸的稀溶液洗涤马上可以消逝,涉及反应的离子方程式为MnO4-+H2C2O4+H+→CO2↑+Mn2++(未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是(DA.该反应的氧化产物是Mn2+B.1个MnO4-在反应中失去C.横线上应是OH-D.配平该离子方程式后,H+的化学计量数是6解析离子方程式左边有H+,则右边不能出现OH-,横线上应是H2O,C项错误。标变价⇒M+7nO4-+H2C+32O4+H+C+4O2↑+M+2n2++H2O;列变更⇒M+7nO4-化合价降低5M+2n2+,H2C+32O4化合价升高1C+4O2;求总数⇒+H2O;配系数⇒2MnO4-+5H2C2O4+6H+10CO4.[2024辽宁辽阳一模]光催化CO2还原是一种有望在固碳和绿色能源领域应用的技术。水溶液中复合材料BM-MS(Bi2MoO6-MoS2)光催化CO2还原为醇类的机理如图所示,h+是电子跃迁后留下的空穴,具有强氧化性。下列说法错误的是(D)A.H2O在富集空穴的MoS2材料上发生氧化反应B.光催化CO2还原在确定条件下也可以生成甲烷等有机物C.光催化过程的总反应是2CO2+3H2OC2H5OH+3O2和2CO2+4H2O2CH3OH+3O2D.Bi2MoO6材料上富集还原性强的光生电子将CO2还原,当消耗标准状况下2.24LCO2时,转移0.4mol电子解析由题图可知,H2O在富集空穴的MoS2材料上失电子,发生氧化反应,生成O2,A正确;CO2在Bi2MoO6材料上得电子,发生还原反应,生成CH3OH或C2H5OH,则光催化CO2还原在确定条件下也可以发生还原反应生成甲烷等有机物,B正确;光催化过程中,反应的实质是CO2和H2O反应生成O2和CH3OH或O2和C2H5OH,其总反应为2CO2+3H2OC2H5OH+3O2和2CO2+4H2O2CH3OH+3O2,C正确;Bi2MoO6材料上不管是生成CH3OH还是C2H5OH,消耗1molCO2都是转移6mol电子,则当消耗0.1molCO2时,转移0.6mol电子,D错误。5.[2024北京东城区模拟]以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为主要原料经高温煅烧可制备LiFePO4。将原料与适量乙醇充分混合后,在氮气疼惜气氛中高温煅烧,得到LiFePO4。(1)从结构的角度分析,氮气能用作疼惜气的缘由是N2中存在氮氮三键(),键能大,N2化学性质稳定。(2)反应体系在100~400℃之间具有较大的失重,导致失重的缘由之一是NH4H2PO4分解,补全方程式:2NH4H2PO4100~400°C2NH3↑+1P2O5+3H2解析(2)由原子守恒知,磷酸二氢铵在100~400℃受热分解生成P2O5、NH3和H2O,反应的化学方程式为2NH4H2PO4100~400°C2NH3↑+P2O5+3H6.配平下列方程式。(1)[北京高考]在有氧条件下,15NO与NH3以确定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:415NO+4NH3+3O2催化剂415NNO+6H2O。(2)[天津高考]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:1ClO3-+6Fe2++6H+1Cl-+6Fe3++3H2O(3)[全国Ⅰ高考改编]2LiCoO2+3H2SO4+1H2O2△1Li2SO4+2CoSO4+1O2↑+4H2O。(4)[北京高考]将MnO4-氧化Fe21MnO4-+5Fe2++8H+1Mn2++5Fe3++4H2O(5)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:5Na2SO3+2KIO3+1H2SO45Na2SO4+1K2SO4+1I2+1H2O①配平上述氧化还原反应方程式。②若反应中有5mol电子转移,则生成的碘单质是0.5mol。解析(1)依据题意,有氧气参与反应,同时依据生成物为15NNO和H2O,可推想出参与反应的15NO与NH3的物质的量之比为1∶1,结合得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。(2)依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒,可完成方程式配平。(4)由题意,在酸性条件下MnO4-把Fe2+氧化成Fe3+,所以反应物中添上H+,生成物中添上H2O,配平得:MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H7.[2024河北邢台模拟改编]钒性能优良,用途广泛,有“金属维生素”之称。完成下列填空:(1)将废钒催化剂(主要成分为V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合,充分反应后生成VO2+等离子,该反应的化学方程式是V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O。(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液,完善并配平反应的离子方程式:1ClO3-+6VO2++3H2O1Cl-+6VO2++6H(3)V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体,该气体能与Na2SO3溶液反应从而被吸取,则SO32-、Cl-、VO2+还原性由大到小的依次是SO32-、Cl-(4)向20.00mLc(VO2+)=0.1mol·L-1的溶液中加入0.195g锌粉,恰好完全反应,则还原产物可能是ba.VO2+ b.V2+ c.V解析(1)由题意知,V2O5与稀硫酸、亚硫酸钾反应可生成VOSO4和K2SO4,依据质量守恒知生成物中还有水,化学反应方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO42VOSO4+K2SO4+2H2O。(2)ClO3-与VO2+反应生成Cl-和VO2+,氯元素的化合价由+5降低到-1,V元素的化合价由+4上升到+5,由得失电子守恒知,ClO3-和Cl-的化学计量数为1,VO2+和VO2+的化学计量数为6,结合电荷守恒和元素守恒配平该离子方程式为ClO3-+6VO2++3H2OCl-+6VO2++6H+。(3)V2O5与盐酸反应生成VO2+,V元素的化合价降低,则HCl中Cl元素的化合价上升,产生的黄绿色气体为Cl2,由还原剂的还原性大于还原产物的知,还原性Cl->VO2+,氯气与Na2SO3反应生成NaCl、Na2SO4,Na2SO3作还原剂,则还原性SO32->Cl-,故SO32-、Cl-、VO2+还原性由大到小的依次为SO32->Cl->VO2+。(4)0.195g锌粉的物质的量为0.195g65g·mol-1=0.003mol,设8.[2024湖南邵阳二模]某废镍催化剂的主要成分是Ni-Al合金,还含有少量Cr、Fe及不溶于酸碱的有机物。接受如图1所示工艺流程回收其中的镍,制备镍的氧化物(NixOy)。图1回答下列问题:(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。(2)“溶解”后的溶液中,所含金属离子有Cr3+、Fe2+、Na+、Ni2+、Fe3+。(3)在空气中煅烧NiCO3,其热重曲线如图2所示,300~400℃时NiCO3转化为Ni2O3,反应的化学方程式为4NiCO3+O2300~400°C2Ni2O3+4CO2;400~450℃生成的固体产物的化学式为Ni3O图2解析(3)9.[2024广东广州模拟]铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)FeCr2O4中Fe为+2价,Cr的化合价为+3,“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为4FeCr2O4+7O2+8Na2CO3高温2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为Al(OH)3,需限制pH=6~10的缘由为使AlO2-完全沉淀(3)“酸化”中反应的离子方程式为2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,“电解”中,阴极Cr2O72-得电子被还原为Cr,写出阴极的电极反应式Cr2O72-+12e解析(2)“沉铝”需限制pH=6~10,是为了使AlO210.[结合反应机理+有机化合物考查氧化还原反应][2024天津第一次质检]图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出),下列描述错误的是(B)A.PbCl42-和CuB.该转化过程中,仅O2和Cu2+体现了氧化性C.该转化过程中,涉及反应4Cu++O2+4H+4Cu2++2H2OD.乙烯催化氧化的反应方程式为2CH2CH2+O2催化剂2CH3CHO解析乙烯催化氧化的过程发生以下反应,过程ⅠPdCl42-+CH2CHPdCl3(CH2CH2)-+Cl-,过程ⅡPdCl3(CH2CH2)-+H2O+H++
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