第09讲-氧化还原反应的配平、缺项配平及计算(强化训练)(解析版)

第九讲氧化还原反应的配平、缺项配平及计算（强化训练）1．已知2MOeq\o\al(x－,y)＋5S2－＋16H＋=2M2＋＋5S↓＋8H2O，则MOeq\o\al(x－,y)中的M的化合价为()A．＋3 B．＋4C．＋6 D．＋7答案：D【解析】对于已知反应，由O原子守恒可知2y＝8，所以y＝4；由电荷守恒可知2×(－x)＋5×(－2)＋16＝2×2，解得x＝1。MOeq\o\al(x－,y)为MOeq\o\al(－,4)，令MOeq\o\al(－,4)中M的化合价为a，则：a＋4×(－2)＝－1解得a＝＋7。2.四氧化钌(RuO4)是金黄色针状晶体，微溶于水，有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl2和Ru3＋。酸性介质中固体Na2RuO4与NaClO溶液或NaClO3溶液反应均可制得RuO4。下列说法正确的是()A．若NaClO3与Na2RuO4物质的量之比为1∶3，则还原产物为Cl2B．RuO4与浓盐酸反应生成11.2LCl2转移电子数为NAC．酸性介质中氧化性：RuO4>ClOeq\o\al(－,3)>Cl2D．在稀硫酸环境中，Na2RuO4与NaClO反应制备RuO4的化学方程式为Na2RuO4＋NaClO＋H2SO4=RuO4＋Na2SO4＋NaCl＋H2O答案：D【解析】3Na2RuO4→3RuO4，失去3×2e－，NaClO3→eq\f(1,2)Cl2，得到5e－，不符合题意，A错误；未说明标准状况，无法求算11.2LCl2的物质的量，B错误；酸性介质中，固体Na2RuO4与NaClO3溶液反应均可制得RuO4，氧化性：ClOeq\o\al(－,3)>RuO4，C错误；四氧化钌(RuO4)有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl2，D正确。3.（双选）在酸性条件下，黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O=2Fe2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析正确的是()A．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化中NO作催化剂B．反应Ⅱ中Fe3＋做氧化剂，FeS2被还原C．反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋4NO＋2H2O，Fe(NO)2＋作还原剂D．反应Ⅲ的离子方程式为Fe2＋＋NO=Fe(NO)2＋，该反应是氧化还原反应答案：AC【解析】由总反应可知，一氧化氮参加反应但反应前后性质和质量不变，所以黄铁矿催化氧化中NO作催化剂，故A正确；反应Ⅱ中Fe3＋由＋3价变成＋2价，FeS2中S硫元素化合价升高，所以反应Ⅱ的氧化剂是Fe3＋，FeS2被氧化，故B错误；由图可知：反应ⅠFe(NO)2＋中铁由＋2价变成＋3价，氧气中氧由0价变成－2价，根据得失电子守恒，反应的离子方程式为4Fe(NO)2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋4NO＋2H2O，Fe(NO)2＋做还原剂，故C正确；反应Ⅲ的离子方程式为Fe2＋＋NO=Fe(NO)2＋，无元素化合价变化，所以反应Ⅲ是非氧化还原反应，故D错误。4.（双选）BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂，可用于光催化降解苯酚，反应原理如图所示。下列说法错误的是()A．苯酚被氧化的总反应：C6H5OH＋7O2eq\o(→,\s\up11(光),\s\do4(BMO))6CO2＋3H2OB．反应过程中BMO表现较强氧化性C．在酸性条件下，反应①的离子方程式是3C6H5OH＋28Oeq\o\al(－,2)＋28H＋=18CO2↑＋23H2OD．过程①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为1∶3答案：BD【解析】根据图示，苯酚被降解为H2O和CO2，A正确；BMO失去电子，被氧化，表现还原性，B错误；C6H5OH→6CO2，失去28mol电子，Oeq\o\al(－,2)→2H2O得到3mole－，配平离子方程式为3C6H5OH＋28Oeq\o\al(－,2)＋28H＋=18CO2↑＋23H2O，C正确；BMO＋O2→BMO＋＋Oeq\o\al(－,2)，过程①利用Oeq\o\al(－,2)做氧化剂，过程②利用BMO＋做氧化剂，1molOeq\o\al(－,2)得3mole－，1molBMO＋得1mole－，故过程①和过程②被降解的苯酚的物质的量之比为3∶1，D错误。5.多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2、CaC2等有相似之处。Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值是()A．5 B．4C．3 D．2答案：A【解析】Na2Sx中S的化合价为－eq\f(2,x)，反应后氧化为＋6价。NaClO中Cl的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子，则根据电子得失守恒可知eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6＋\f(2,x)))x＝2×16，解得x＝5。6.某废水中含有Cr2Oeq\o\al(2－,7)，为了处理有毒的Cr2Oeq\o\al(2－,7)，需要先测定其浓度：取20mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2mol·L－1KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2mL。则原废水中c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))为(用代数式表示)()A.eq\f(c1V1－5c2V2,120)mol·L－1B.eq\f(c1V1－5c2V2,60)mol·L－1C.eq\f(5c1V1－c2V2,120)mol·L－1D.eq\f(c1V1＋5c2V2,120)mol·L－1答案：A【解析】本题有关反应的离子方程式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。利用得失电子守恒列等式：c1mol·L－1×V1mL×10－3L·mL－1＝20mL×10－3L·mL－1×6c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＋5c2mol·L－1×V2mL×103L·mL－1，解得：c(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝eq\f(c1V1－5c2V2,120)mol·L－1。7.向含有Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。下列有关说法不正确的是()A．线段BC代表Fe3＋物质的量的变化情况B．原混合溶液中c(FeBr2)＝6mol·L－1C．当通入Cl22mol时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2=2Fe3＋＋I2＋4Cl－D．原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3答案：B【解析】物质的量的变化情况，线段DE代表Br－物质的量的变化情况，A项正确；溶液体积未知，无法计算浓度，B项错误；当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2===2Fe3＋＋I2＋4Cl－，C项正确；根据三段消耗氯气的量可知，原溶液中n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3，D项正确。8．实验室制备NaClO2的装置如下图，其中C装置内生成ClO2，下列说法正确的是()A．实验开始时，应打开分液漏斗的活塞及弹簧夹乙，关闭弹簧夹甲B．可用98.3%硫酸代替75%硫酸C．H2O2是制备NaClO2反应的还原剂D．F中的试剂可用饱和Ca(OH)2溶液答案：C【解析】A项，C装置中的竖直玻璃管用于平衡系统的气压并可防止堵塞。实验开始时，应打开弹簧夹甲，错误；B项，98.3%硫酸中硫酸大多以分子的形式存在，不能电离出氢离子，其与亚硫酸钠反应较慢，不能用其代替75%的硫酸，错误；C项，C中产生的ClO2通入D中后与H2O2反应生成NaClO2时，氯元素的化合价降低，被还原，故H2O2是还原剂，正确；D项，饱和Ca(OH)2溶液的浓度较低，无法充分吸收尾气中的二氧化硫和二氧化氯，错误。9．（双选）向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6molNaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为：粒子I2Br2IOeq\o\al(－,3)物质的量/mol0.51.3针对上述反应，下列说法正确的是()A．NaBrO3是氧化剂B．氧化产物只有I2C．该反应共转移电子的物质的量是12molD．参加反应的NaI为3mol答案：AD【解析】NaBrO3中溴元素由＋5价被还原生成0价，则NaBrO3是氧化剂，A正确；NaI中－1价碘离子被氧化生成0价的I2和＋5价的IOeq\o\al(－,3)，则氧化产物为I2和IOeq\o\al(－,3)，B错误；2.6molNaBrO3反应转移的电子为2.6mol×(5－0)＝13mol，C错误；根据电子守恒，生成IOeq\o\al(－,3)的物质的量为eq\f(12mol,5－－1)＝2mol，根据碘原子守恒可知，参加反应的NaI的物质的量为n(IOeq\o\al(－,3))＋2n(I2)＝2mol＋0.5mol×2＝3mol，D正确。10.某离子反应涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六种微粒，其中c(NHeq\o\al(＋,4))随着反应的进行逐渐减小，下列判断错误的是()A．氧化产物是N2B．消耗1mol氧化剂，转移电子2molC．反应后溶液的酸性明显减弱D．氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2答案：C【解析】根据题意知，c(NHeq\o\al(＋,4))随反应进行逐渐减小，则NHeq\o\al(＋,4)为反应物，N2为生成物，氮元素的化合价由－3升高为0；根据氧化还原反应中元素化合价有升必有降可知，ClO－为反应物，作氧化剂，Cl－为生成物，氯元素的化合价由＋1降低为－1，则离子方程式为3ClO－＋2NHeq\o\al(＋,4)=3H2O＋2H＋＋N2↑＋3Cl－。由反应的方程式可知，NHeq\o\al(＋,4)是还原剂，N2是氧化产物，A项正确；由上述分析可知消耗1mol氧化剂，转移电子2mol，B项正确；反应后生成H＋，即溶液酸性明显增强，C项错误；由离子方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，D项正确。11．写出下列反应的方程式。(1)酸性KMnO4溶液将乙醇氧化为乙酸，其反应的离子方程式为__________________________________________________。答案：5C2H5OH＋4MnOeq\o\al(－,4)＋12H＋=5CH3COOH＋4Mn2＋＋11H2O(2)含Cr2Cr2O72-的废水在酸性条件下能用Fe3O4处理得到含Cr3+的溶液,反应的离子方程式为。

答案：(9)Cr2O72-+6Fe3O4+62H+2Cr3++18Fe3++31H2O（3）氯酸钠在酸性条件下能氧化Fe2+,本身被还原为Cl-,相关的离子方程式为。

答案：(10)6Fe2++ClO3-+6H+6Fe3++Cl-+3H2O(4)一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BHeq\o\al(－,4)(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)eq\o\al(－,4)，其离子方程式为_________________。答案：2Fe2＋＋BHeq\o\al(－,4)＋4OH－=2Fe＋2H2↑＋B(OH)eq\o\al(－,4)(5)使用ClO2给自来水消毒的过程中会产生有害的副产物亚氯酸根(ClO2-),可用Fe2+将其去除。已知ClO2-与Fe2+在pH=5~7的条件下能快速反应,最终形成红褐色沉淀,而ClO2-则被还原成Cl-。则Fe2+消除ClO2-的离子方程式为。

答案：(7)ClO2-+4Fe2++10H2O4Fe(OH)3↓+Cl-+8H+(6)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为______________________。答案：(3)PbO2＋4HCl(浓)===PbCl2＋Cl2↑＋2H2O(7)Co(OH)3与H2SO4、Na2SO3溶液反应生成CoSO4的化学方程式为_____________________________________________________。答案：2Co(OH)3＋Na2SO3＋2H2SO4=2CoSO4＋Na2SO4＋5H2O(8)研究表明,单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下,MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式为。

答案：(8)3MnO2+2Fe+12H+3Mn2++2Fe3++6H2O(9)常温下二氧化氯为黄绿色气体,有强氧化性,能与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为NaClO3,相关的离子方程式为。

答案：2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O12.按要求写出下列反应的化学方程式或离子方程式。(1)取一定量含有Fe2＋的溶液，加入KMnO4溶液，控制温度为10℃，调节pH为5.0，得到Fe(OH)3和MnO2沉淀，此时反应的离子方程式为____________________________。(2)向FeSO4溶液中加入一定量NaOH和漂白液，会出现浑浊，则该反应的化学方程式为_________________________________。(3)碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的一种工艺流程如下。溶浸后的溶液中，阴离子只有SOeq\o\al(2－,4)，则生成SOeq\o\al(2－,4)的离子方程式为________________________________________。答案：(1)3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋7H2Oeq\o(=,\s\up7(10℃))MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋(2)2FeSO4＋4NaOH＋NaClO＋H2O=NaCl＋2Na2SO4＋2Fe(OH)3↓(3)2FeS2＋15MnO2＋28H＋=2Fe3＋＋15Mn2＋＋4SOeq\o\al(2－,4)＋14H2O【解析】(1)由题给条件可先写出Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)→MnO2↓＋Fe(OH)3↓，依得失电子守恒得：3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)→MnO2↓＋3Fe(OH)3↓，再结合溶液显酸性及电荷守恒原理得3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)→MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋，最后根据质量守恒确定反应物中有7H2O。(2)先由题给条件可写出FeSO4＋NaOH＋NaClO→Fe(OH)3↓＋NaCl，根据得失电子守恒得2FeSO4＋NaOH＋NaClO→2Fe(OH)3↓＋NaCl，最后根据质量守恒判断还有Na2SO4生成且有水参加反应。(3)由题中流程图可知，溶浸过程中，反应物有MnO2、FeS2、H2SO4；由生成物中的阴离子只有SOeq\o\al(2－,4)可知，FeS2中的硫元素被氧化，＋2价铁被氧化为Fe3＋，MnO2被还原为Mn2＋，故可先写出：FeS2＋MnO2＋H＋→Fe3＋＋Mn2＋＋SOeq\o\al(2－,4)，然后依据得失电子守恒、质量守恒配平即可。13．从海水中可以提取很多有用的物质，例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘。活性炭吸附法是工业提碘的方法之一，其流程如下：资料显示：Ⅰ.pH＝2时，NaNO2溶液只能将I－氧化为I2，同时生成NOⅡ.I2＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HClⅢ.5SOeq\o\al(2－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)＋2H＋=I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O(1)反应①的离子方程式_______________________________________________。(2)方案甲中，根据I2的特性，分离操作X的方法是___________。(3)已知：反应②中每吸收3molI2转移5mol电子，离子方程式是________________________________________________________________________。(4)Cl2、酸性KMnO4等都是常用的强氧化剂，但该工艺中氧化卤水中的I－却选择了价格较高的NaNO2，原因是_________________________________。(5)方案乙中，已知反应③过滤后，滤液中仍存在少量的I2、I－、IOeq\o\al(－,3)。请分别检验滤液中的I－、IOeq\o\al(－,3)，将实验方案补充完整。实验中可供选择的试剂：稀H2SO4、淀粉溶液、Fe2(SO4)3溶液、Na2SO3溶液a．滤液用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在。b．_______________________________________________。答案：(1)2NOeq\o\al(－,2)＋2I－＋4H＋=I2＋2NO↑＋2H2O(2)升华或加热、冷凝结晶(无冷凝结晶也可)(3)3I2＋3COeq\o\al(2－,3)=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋3CO2或3I2＋6COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6HCOeq\o\al(－,3)(4)氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，会继续氧化I2(或亚硝酸钠仅能把碘离子氧化成碘单质，意思对即可)(5)从水层取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，滴加Fe2(SO4)3溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有I－；另从水层中取少量溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，加硫酸酸化，滴加Na2SO3溶液，振荡，溶液变蓝，说明滤液中含有IOeq\o\al(－,3)【解析】(3)根据已知条件，反应②中每吸收3molI2转移5mol电子，则碘在氧化还原反应中得失电子数均为5，发生歧化反应，其离子方程式是3I2＋3COeq\o\al(2－,3)=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋3CO2或3I2＋6COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋6HCOeq\o\al(－,3)。(5)检验滤液中的I－可以选择氧化剂将其氧化，产生的I2遇淀粉变蓝；检验滤液中的IOeq\o\al(－,3)可利用还原剂将其还原，产生的I2遇淀粉变蓝。14.根据信息写出下列氧化还原反应方程式。(1)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为__________________________________。(2)将ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，发生反应的离子方程式为___________________________________________________。(3)铈是一种重要的稀土金属元素，以下是其重要化合物Ce(OH)4的一种制备方法：eq\a\vs4\al(铈矿石)eq\o(→,\s\up11(硫酸),\s\do4(酸浸))eq\x(\a\al(高铈硫酸,稀土溶液))eq\o(→,\s\up11(硫酸钠),\s\do4(除杂))eq\x(\a\al(高铈硫酸,盐溶液))eq\o(→,\s\up11(H2O2/H＋),\s\do4(还原))eq\x(\a\al(硫酸铈,钠溶液))eq\o(→,\s\up7(氨水))eq\x(\a\al(CeOH3,悬浊液))eq\o(→,\s\up11(O2),\s\do4(氧化))Ce(OH)4(注：高铈是指溶液中Ce为＋4价)①写出加入氨水时发生反应的离子方程式：________________________________。②“氧化”过程若用NaClO代替O2，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________________。答案：(1)5H＋＋3HSOeq\o\al(－,3)＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O(2)2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－(3)①Ce3＋＋3NH3·H2O=Ce(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②2Ce(OH)3＋ClO－＋H2O=2Ce(OH)4＋Cl－15.将高温水蒸气通到KSCN的表面,会发生下列反应:4KSCN+9H2O(g)K2CO3+K2S+3CO2+3H2S+4NH3,请填空:(1)上述反应所涉及的各元素中,原子半径最大的是(填元素符号,下同),属于第二周期的元素的非金属性由强到弱的顺序为;

(2)上述反应所涉及的各物质中,属于非电解质的是;

(3)写出CO2的电子式:;

(4)潮湿银器表面遇到K2S会出现黑色斑点(Ag2S),其反应原理如下,请配平反应的化学方程式:K2S+Ag+O2+H2OAg2S+KOH。该反应过程中,每消耗标准状况下224mLO2,转移电子的数目为。

答案：(1)KO>N>C(2)CO2、NH3(3)(4)2412240.04NA【解析】(1)在反应4KSCN+9H2O(g)K2CO3+K2S+3CO2+3H2S+4NH3中,所涉及的元素为K、S、C、N、O、H,其中K原子核外有4个电子层,S原子核外有3个电子层,C、N、O原子核外有2个电子层,H原子核外有1个电子层,一般情况下电子层数越多,原子半径越大,则原子半径最大的是K;属于第二周期的非金属元素为C、N、O,这三种元素在元素周期表中从左到右的顺序为C、N、O,非金属性依次增强,则这三种元素的非金属性由强到弱的顺序为O>N>C。(2)题给反应所涉及的各物质中,KSCN、H2O、K2CO3、K2S、H2S为电解质,属于非电解质的是CO2、NH3。(3)CO2是共价化合物,C与每个O原子间形成两对共用电子,其电子式为

·(4)在题给反应中,Ag作还原剂,O2作氧化剂,依据电子守恒和质量守恒,可得到配平的化学方程式为2K2S+4Ag+O2+2H2O2Ag2S+4KOH;标准状况下224mLO2为0.01mol,则转移电子数目为0.04NA。16．(1)写出LiCoO2与草酸(H2C2O4)反应生成CoC2O4沉淀的化学方程式：______________________________________________________________。(2)实验室以锌灰(含ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)为原料制备Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下。滴加KMnO4溶液后有MnO2生成，该反应的离子方程式为_