2019版高考化学总复习第2章化学物质及其变化第5节氧化还原反应的规律、配平与计算模拟.doc.pdf

第5节氧化还原反应的规律、配平与计算 模拟预测通关 一、选择题 1.固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO ：02为研究对象， 拟通过 实 验探究英热分解的产物，提出如下4种猜想，其中不成立的是() A.Mg(N°2) 2、02B. MgO NO2、0 C. Mg3N2 02D. MgO、NO2、N2 解析：选D。As 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。 2.在酸性高猛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.F +16H + + 5NaA=2Mn2+ + 50, t +8H 20+10Na+o 下列判断正确的是 ( ) A.O2是还原产物，是氧化产物 B.W2O2既是氧化剂，乂是还原剂 C.标准状况下，产生22. 4 L 02时反应转移2 mol e* D.通常用浓盐酸酸化高镒酸钾溶液 解析：选Co A. Mn元素的化合价降低，被还原，0元素的化合价升高被氧化，则02 是氧化 产物，是还原产物，故A错误；B.过氧化钠中0元素的化合价升高，则过氧化钠是还原剂 , 故B 错误;C.标准状况下，产生22. 4 L 02时反应转移22. 4 L4-22. 4 L/mol X 2 X 0 -(-1)=2 mol e,故C正 确；D.用浓盐酸酸化高镒酸钾溶液发生氧化还原反应，应利用稀硫酸酸化，故D错误。 3.在一定条件下HI、Fe、FeBr2分别与足量的CI2反应，如果三个反应电子转移数目相等， 则HI、Fe、FeBr2的物质的量之比为 () A.1 ： 1 ： 1 B. 3 ： 1 ： 1 C. 1 ： 3 ： 3 D. 6 ： 3 ： 2 解析：选B。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2HI+C12=2HC1 + I2,/7( HI) =2 mol,根据 2Fe + 3C12=2FoCl3,刀(Fo)=2/3 mol,根据2FeBr2+3C12=2FeC13+2Br2, (FeBr2) =l mol X2/3=2/3 mol, 故刀(HI) : (Fe):刀(FeB“ ) =2 mol ： 2/3 mol ： 2/3 mol =3 ： 1 ： k 4.7aW) 2是一种食品添加剂，但食用过量可能致癌。酸性KMnO.溶液与N3NO2反应的化 学方程式为MnO.r+NOr + Q Mn 2+N0r + H,0( 配平)o下列叙述屮正确的是 ( ) A.该反应屮N0被还原 B.反应过稈中溶液的pH减小 C?生成1 mol NaNO3需消耗0? 4 mol KMnO, D. 中的粒子是0F 解析：选C。NOJ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 子守恒可知反应的离子方程式为2MnOr + 5N0； + 6H +=2Mn2+ + 5N0?4-3H 20,据此可知B、D 项错误， C项正确。 5.某温度下将Ch通入KOH溶液里 , 反应后得到KC1、KC1O、KCg的混合溶液，经测定 C1CT与C10了的物质的量浓度Z比为11 : 1,则CL与KOH反应时，被还原的氯元素和被氧化的 氯元素的物质的量之比为() A. 1 ： 3B- 4 ： 3 C. 2 ： 1D. 3 ： 1 解析：选B。本题考查氧化还原反应的简单计算。 xC1-KC1 降 11 C1-KC1O升11X1 1 C1-KC103 升1X5 关系式：xX 1 = 11X1 + 1X5,得*=16,则被还原和被氧化的氯元素的物质的量Z比 是16 : (1 + 11)=4 : 3o 6.高猛酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下( 未配平 ) ：KyfnO, + FeSO,+H2SOIK2SOt+MnSOi+Fe2(SOJ3+1LO0下列说法正确的是 ( ) A.MnO是氧化剂，Fe：“+是还原产物 B.的还原性强于M+ C.取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有红色沉淀生成 D.生成1 mol水时，转移2. 5 mol电子 解析：选B。Fe'+为氧化产物，A项错误；Fe? 4?在该反应中起述原性，卜亦十为还原产物， B项正确；F尹遇到SCN一生成的是难电离的Fe(SCN)3,而不是沉淀，C项错误；配平该反应方 程式为2KMnO.i +1 OFeSO4+8H2SO!=K2SOt + 2MnS04 + 5Fe2(SO) 3+81120,故生成1 mol 水时， 转 移1.25 mol电子，D项错误。 7.NazSx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2S0,而NaClO被还原为NaCl,若反应中 Na2S.v- NaClO的物质的量之比为1 ： 16,则无的值为 ( ) A. 2 B. 3 C. 4 解析：选D。本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。 NaClONaCl, D. 5 得关系式IX 6 ( 訓? x=16X2, %=5o 8.已知酸性高镭酸钾溶液可以将FCSOJ氧化， 方程式为2KMnO 1 +1 OFeSO； + 8H2SO,=K2SO? + 2MnS01 + 5Fe2（S0J）3 + 8H20,现将一定量的用硫酸酸化的高镒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KT溶液，混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KT 的物质的 量的变化关系如图所示，则下列有关说法不正确的是（） A.图中AB段主要是高猛酸钾和碘化钾溶液反应 B.图中BC段发生的反应为2Fe 3+ + 2T“=2Fe2+ + I 2 C.根据6C段的数据可知开始加入的高钮酸钾的物质的量为0.25 mol D?根据6C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：选Do根据题干中方程式可知：MnO?的氧化性强于Ee 3+,当加入 K1溶液时，/7（Fo3 J 不变，说明血0先氧化1一，A正确；反应完全后，Fe' “氧化广，使/?（Fe 3+） 减小，B正确； BC段参加反应的1一为0. 75 mol,故被还原的z?（Fe 3+） 为0. 75 mol,再根据电子守恒，生成0. 75 mol Fe'+需0. 15 mol MnO?,加入的高镒酸钾的物质的量为0. 25 mol, C正 确，D不正确。 9.已知匾0订可与R-作用，旷被氧化为R单质，卜君的还原产物中，M为+ 3价；又 知 c（M应一）=0. 3 mol ? L“ 1 的溶液100 mL 可与c（R_） =0. 6 mol ? L“ 1 的溶液150 mL 恰好 完全 反应，则刀值为（） A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 解析：选Do z?（M20n） =0. 3 mol ? L _,X0. 1 L = 0. 03 mol, /?（R2-） =0. 6 mol X0. 15 L =0. 09 mol, 反应屮M化合价降低到 + 3价，R元素化合价升高到0价。 设血。 ；屮M的化合 价为X,贝lj 2X+2=2/7, x=n-lf氧化还原反应中得、 失电子数目相等， 则有 （刀一1一3） X0. 03 molX2=(2-0) X0. 09 mol, n=7o 10.将一定量的CL通入一定浓度的苛性钾溶液小， 两者恰好完全反应（已知反应过程 放热） ， 生成物中有三种含氯元素的离子，其中C1CT和C10两种离子的物质的量5）与反应 A.反应中转移电子的物质的量是0. 21 mol 时间&）的变化示意图如图所示。 B.CIO的生成是由于温度升高引起的 C.苛性钾溶液中K0I1的质量是16.8 g D.氯气被还原成0. 06 mol C10_和0. 03 mol CIO, 解析：选D。结合反应，根据图像/7( C10_) =0. 06 mol, /7( C10D =0. 03 mol,故转移 电子物质的 量= 0.06 molX (1-0)+0. 03 molX (5-0) =0. 21 mol, A 正确；根据图像知 , 氯气和氢氧化钾先生成次氯 酸钾，且该反应是放热反应，随着温度的升高，氯气和盘氧化钾反应生成氯酸钾，所以氯酸根 离子的生成是由于温度升高引起的，B正确；根据电子转移守恒可知z?(Cl_) =0. 21 mol,根据物料 守恒可知/?(K +) =/7( Cl_) +z?(C10_) +z?(C10D =0. 21 mol + 0. 06 mol + 0. 03 mol = 0. 3 mol, 则刀(KOH) =0. 3 mol,则加(KOH) =0. 3 mol X 56 g ? mol _1 = 16.8 g, C 正确；C10 CIO都是氧化产物，D错误。 二、非选择题 11. WaCT超标的电镀废水可用两段氧化法处理： WC“与NaClO反应，生成NaCNO和NaCl； NaCNO 与NaC 10 反应，生成Na2C03 CO2、NaCl 和N2。 已知：HCN(=6.3X1O -10)有剧毒； HCN、HCNO屮N元素的化合价相同。 完成下列填空： 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 _ O (2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式：_ o (3)处理100代含NaCN 10. 3 mg? L -1 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 mg ? , 达到排放标准。 (4) (CN) 2与C12的化学性质相似。( CN) 2与NaOH溶液反应生成、 _ 和出0。 解析：( l)NaCN易与酸反应生成IICN, IICN有剧毒，为防止生成IICN,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 一1价，得到2个电子；氮元素的化合价从一3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2 : 3,反应的离子方程式为2CN0- + 3C10=C0r+C02t +3CL+N2 仁( 3)参加反应的NaCN 是1° 0软°?卩 &=20皿)1, 49 g ? mo 1 反应中C元素由+2价升高到 + 4价，N元素化合价从一3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 n含NaCN 10. 3 mg ? L 1 的 废水，实际至少 需NaClO 的质量 20 niiX5 X74. 5 g ? mol _,X4=14 900 g o (4) (CN)2与Ch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(CNL与NaOH溶液 反应生成NaCNO NaCN和比0。 答案：( 1)碱性 防止生成HCM,造成人员中毒或污染空气 (2) 2CN0 _ + 3C10_=C0r+C02 t +3Cr+N 2 t (3) 14 900 (DNaCNO NaCN 12.某废水中含有C2和C“0等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理拟采用下 列流程进行处理： 冋答下列问题： (1)步骤屮，C厂被C1CT氧化为CNO一的离子方程式为 _ 。 (2)步骤的反应的离子方程式为S,Or+Cr20t+H + SOf+Cr 3+H 20 配平), 每消 耗0.4 mol Cr2O7时，反应中S2O3佚去 _ mol电子。 (3)利用50厂测定某SnCl2的纯度 ( 杂质不参与反应 , 溶液屮Sn“较为稳定 ) ：将日g SnCl2 样品制成溶液的操作为_ ，向得到的SnCL溶 液中加入过量的FeCb溶液, 用加ol?心 ()7滴定生成的Fe 2+(B 知酸性坏境下，C“0 可被还原 为Cr 3+),共用去 K2CM7溶液“L。则样品中SnCl2的质量分数是 _ 。(SnCl2 的摩尔质量为M g - mol -1,用含白、 b、/ 、財的代数式表示 ) 解析：( 1)步骤中，C厂被C1CT氧化为CNO“,因为是在碱性环境中，所以C1(T只能被 还 原为c，因此反应的离子方程式为c-+cio-=cNo-+cr0 (2)根据方程式可知，在反应中Cr元素的化 合价从 + 6价降低到 + 3价，得到3个电子，所以0. 4 mol C“0厂转化为Cr3 +时转移电子的物质的 量=0. 4 mol X (6-3) X2 = 2. 4 molo (3)Sn 2+能水解 , 所以将 agSnCl2 样品制成溶液的操作为将SnCl2样品 溶于盐酸，然后用蒸镭水稀释至所需浓度；令样品中SnC12的物质的量为n mol,则: 3Sn J+? 6Fe“?CcOF 3 1 n mol b mol ? L 1X xX 10 3 L 解得n=3XZ?XX IO -3 mol, 样品中SnCb 的质量为3XAXxX 10 -3 mol X J/ g ? mol -1 = 3XZ?XX10 _3XJ/g,所以样品屮 SnCl2的质量分数为一 000乩 a g 答案：(1)CN _+C1O_=CNO_+Cr (2)2.4 (3)将SnC12样品溶于盐酸，然后用蒸億水稀释至所需浓度3W1 000日 13.珞及其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 价珞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辂的污染: (Cr乎亍) Cr 3 Cr(OH)3 (CrOt * - - - (C ) (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CnOt的废水在酸性条件下用绿矶(FeSOi? 7比0)处理，写出并配平反应 的离子方程式：_ o (3)第步，向上述反应后的溶液中加入适量的碱石灰，使珞离子转变为Cr(0II)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(0H)3性 质类似A1(OH) 3,是既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质，写出从该沉淀物屮分离出Cr (OH) 3的离子方程式：_ 、 _ o (4)回收所得的Cr(OH)3,经步处理后又可转变成K2Cr207o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： ?Cr20r+6r + 14H +=3I 2+2Cr 3+ + 7H 20 2S2O 釣 +12=SQ 訂 + 21 一 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Na2S2O：5溶液25. 00 mLo 则N32S2O3溶液的物质的量浓度为_ ( 保留四位有效数字 ) 。 解析：中珞元素由+6价降至 + 3价，中辂元素由 + 3价升至 + 6价。( 2)亚铁离 子具有 还原性，与重珞酸根离子反应生成珞离子和铁离子。( 3)加入绿矶反应后，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。氢氧化珞类似氢 氧化铝，具有两性，能与氢氧化钠反应生成NaCrO2： Cr (0H)3+Na0H=NaCr02 + 2比0, NaCrO2类似 偏铝酸钠，通入过量的CO?生成氢氧化珞、碳酸氢钠：NaCr02+C02+ 2H20=Cr(0H)3 I 4-NaIIC03O (4) 根据反应得关系式K2Cr207-3T2-6Na2S203 , /7( Na2S203) = c(Na2S20j= =0. 100 0 mol 294 g ? mol X0. 02o 00 L 答案：( 1) Cr20r + 6Fe2+ +14H +=2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H 20 (3) Fe (OH) 3 CaSO., Cr (OH) 3 + OH =CrO7 + 2H ，0 CrO + CO, + 2H20=Cr (OH) 3 I + HCO； (4) 0. 100 0 mol ? L _, 14.工业上以软镒矿 ( 主要成分MnOj为原料，通过液相法生产KMn0lo即在碱性条件下用氧 气氧化血02得到OnOi,分离后得到的K-lnOn再用惰性材料为电极电解胡门0；溶液得 到KMnOo 其生产工艺简略如下： 6z7( K2Cr207) , (1)反应器中反应的化学方程式为_ O (2)生产过程中最好使用含MnO2 80%以上的富矿，因为血。2含量最低的贫矿中Al、Si 的氧化物含量较高，会导致KOII消耗量 _ ( 填“偏高”或“偏低” ) 。 (3)电解槽中总的离子反应方程式为_ o (4)在传统工艺屮得到KMG后，向其屮通入适量CO?反应生成黑色固体、KMnOi等，反 应的化学方程式为_ o 上述反应中氧化剂与还原剂的质量比为_ o 与该传统工艺相比，电解法的优势是_ o (5)用高猛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 mol ? L -1 的酸性KMrA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KMnO.,溶液14. 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HQ0。? 2H,0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. MnO2和幺反应生成KMnO.,和出0,利 用化合 价升降法配平，反应的化学方程式为4K0H+2MnO2+O2=2K2MnO.；+2H200若贫矿屮Al、Si 的氧 化物含量较高，发生反应：A1203+2K01I=2KA102+I10 SiO2+2KOII=K2SiO3+ II2O,会导致K0II消耗 量偏高。( 3)电解猛酸钾溶液制备高猛酸钾，电解槽中阳极发生氧化反应，血0厂失电子转化为 MnO.7,电极反应式为2MnOr-2e _=2MnO.r, 阴极发生还原反应，电 o由解 极反应式为2H,0+2e_=H21 +20H“,两式相加得总的离子反应方程式为2血0厂+ 2也0当竺2MnO7 + 2OH+H21 o(4)向?MnOi溶液中通入适量CO2,二者反应生成黑色固体二氧化镒、KMnOi,利用化 合价升降法配平，该反应的化学方程式为3K2MnO4 + 2CO2=2KMnO.! + MnO2 + 2K2C03o上述反应 中3 mol KM1O4有1 mo猛元素化合价由+6价降为+4价生成二氧化镭 , 作氧化剂，有2 mol猛元 素化合价由+6价升高到 + 7价生成高镭酸钾， 作还原剂，氧化剂 与还原剂的质量比为1 ： 2。KAO“ 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)酸性高镒 酸钾溶液与草酸反应的离子方程式是6H+ + 2Mn0r + 5H2C2O4=2Mn 2 + + 8H20 + 10C0 2 t ,则样品中草酸 晶体的物质的量为? 2氏0)= 5X14.8X10 $X0. 02X5/2 mol = 3. 7X10'3 mol, 草酸晶体的质量为3. 7X10 -3 mol X 126 g/mol=0. 466 2 g,则该草酸晶体的纯度为93.2%。 答案： 4K0H+2Mn02+02=2K2Mn0t+2H20 (2)偏高 . 由解 (3) 2Mn0t+2出0里竺2Mn0：+20H“+H2 f (4) 3K2Mn01 + 2CO2=2KMnOi+Mn02+2K2C03 1 : 2 产率更高、KOII 循环利用 (5) 93. 2% KOH 循环2 ° 2循环1