2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練第2章第5節(jié)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律配平與計(jì)算

課時(shí)跟蹤練(七)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律、配平與計(jì)算1．固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜。某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO3)2為研究對(duì)象，擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物，提出如下4種猜想，其中不成立的是()A．Mg(NO2)2、O2 B．MgO、NO2、O2C．Mg3N2、O2 D．MgO、NO2、N2解析：A、B、C三項(xiàng)中均有化合價(jià)的升降，符合氧化還原反應(yīng)發(fā)生的條件；D項(xiàng)中由于產(chǎn)物中化合價(jià)只有降低情況，沒(méi)有升高，不滿足氧化還原反應(yīng)的特征。答案：D2．在酸性高錳酸鉀溶液中加入過(guò)氧化鈉粉末，溶液褪色，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋5Na2O2=2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O＋10Na＋。下列判斷正確的是()A．O2是還原產(chǎn)物，Mn2＋是氧化產(chǎn)物B．Na2O2既是氧化劑，又是還原劑C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生22.4LO2時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mole－D．通常用濃鹽酸酸化高錳酸鉀溶液解析：Mn元素的化合價(jià)降低，被還原，O元素的化合價(jià)升高被氧化，則O2是氧化產(chǎn)物，Mn2＋是還原產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；過(guò)氧化鈉中O元素的化合價(jià)升高，則過(guò)氧化鈉是還原劑，故B錯(cuò)誤；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生22.4LO2時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)移22.4L÷22.4L·mol－1×2×[0－(－1)]＝2mole－，故C正確；用濃鹽酸酸化高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，應(yīng)利用稀硫酸酸化，故D錯(cuò)誤。答案：C3．在一定條件下HI、Fe、FeBr2分別與足量的Cl2反應(yīng)，如果三個(gè)反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等，則HI、Fe、FeBr2的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1∶1 B．3∶1∶1C．1∶3∶3 D．6∶3∶2解析：反應(yīng)中只有氯氣是氧化劑，3個(gè)反應(yīng)得失電子數(shù)目相等，則3個(gè)反應(yīng)中參加反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量相等，令參加反應(yīng)的氯氣為1mol，根據(jù)2HI＋Cl2=2HCl＋I(xiàn)2，n(HI)＝2mol，根據(jù)2Fe＋3Cl2=2FeCl3，n(Fe)＝eq\f(2,3)mol，根據(jù)2FeBr2＋3Cl2=2FeCl3＋2Br2，n(FeBr2)＝1mol×eq\f(2,3)＝eq\f(2,3)mol，故n(HI)∶n(Fe)∶n(FeBr2)＝2mol∶eq\f(2,3)mol∶eq\f(2,3)mol＝3∶1∶1。答案：B4．NaNO2是一種食品添加劑，但食用過(guò)量可能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnOeq\o\al(－,4)＋NOeq\o\al(－,2)＋eq\x()→Mn2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋H2O(未配平)。下列敘述中正確的是()A．該反應(yīng)中NOeq\o\al(－,2)被還原B．反應(yīng)過(guò)程中溶液的pH減小C．生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4D.eq\x()中的粒子是OH－解析：NOeq\o\al(－,2)中N元素的化合價(jià)升高，NOeq\o\al(－,2)被氧化，A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為2MnOeq\o\al(－,4)＋5NOeq\o\al(－,2)＋6H＋=2Mn2＋＋5NOeq\o\al(－,3)＋3H2O，據(jù)此可知B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。答案：C5．某溫度下將Cl2通入KOH溶液里，反應(yīng)后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，經(jīng)測(cè)定ClO－與ClOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量濃度之比為11∶1，則Cl2與KOH反應(yīng)時(shí)，被還原的氯元素和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為()A．1∶3B．4∶3C．2∶1D．3∶1解析：本題考查氧化還原反應(yīng)的簡(jiǎn)單計(jì)算。xCl→KCl降x×111Cl→KClO升11×11Cl→KClO3升1×5關(guān)系式：x×1＝11×1＋1×5，得x＝16，則被還原和被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比是16∶(1＋11)＝4∶3。答案：B6．ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)以下反應(yīng)制得ClO2：KClO3＋H2C2O4＋H2SO4→ClO2↑＋K2SO4＋CO2↑＋H2O(未配平)。下列說(shuō)法正確的是()A．KClO3在反應(yīng)中是還原劑B．1molKClO3參加反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下能得到22.4L氣體C．ClO2消毒的效率(以單位質(zhì)量得到電子數(shù)表示)是Cl2的約5.3倍D．1molKClO3參加反應(yīng)有1mol電子轉(zhuǎn)移解析：A項(xiàng)，KClO3中Cl元素化合價(jià)從＋5價(jià)降低到＋4價(jià)，得到1個(gè)電子，在反應(yīng)中是氧化劑，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，1molKClO3參加反應(yīng)得到1mol電子，草酸中碳元素化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子，所以得到的氣體是1molClO2和1molCO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是44.8L，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，ClO2消毒的效率(以單位質(zhì)量得到電子數(shù)表示)是Cl2的eq\f(\f(m,67.5)×5,\f(m,71)×2)≈2.63倍，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)以上分析可知1molKClO3參加反應(yīng)有1mol電子轉(zhuǎn)移，正確。答案：D7．已知酸性高錳酸鉀溶液可以將FeSO4氧化，方程式為2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，現(xiàn)將一定量的用硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與硫酸亞鐵溶液混合，充分反應(yīng)后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中鐵離子的物質(zhì)的量隨加入的KI的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示，則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A．圖中AB段主要是高錳酸鉀和碘化鉀溶液反應(yīng)B．圖中BC段發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2C．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開(kāi)始加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25molD．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開(kāi)始加入的硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為1mol解析：根據(jù)題干中方程式可知：MnOeq\o\al(－,4)的氧化性強(qiáng)于Fe3＋，當(dāng)加入KI溶液時(shí)，n(Fe3＋)不變，說(shuō)明MnOeq\o\al(－,4)先氧化I－，A正確；MnOeq\o\al(－,4)反應(yīng)完全后，F(xiàn)e3＋氧化I－，使n(Fe3＋)減小，B正確；BC段參加反應(yīng)的I－為0.75mol，故被還原的n(Fe3＋)為0.75mol，再根據(jù)電子守恒，生成0.75molFe3＋需0.15molMnOeq\o\al(－,4)，加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25mol，C正確，D不正確。答案：D8．(2019·濟(jì)南模擬)已知M2Oeq\o\al(2－,n)可與R2－作用，R2－被氧化為R單質(zhì)，M2Oeq\o\al(2－,n)的還原產(chǎn)物中，M為＋3價(jià)；又知c(M2Oeq\o\al(2－,n))＝0.3mol·L－1的溶液100mL可與c(R2－)＝0.6mol·L－1的溶液150mL恰好完全反應(yīng)，則n值為()A．4B．5C．6D．7解析：n(M2Oeq\o\al(2－,n))＝0.3mol·L－1×0.1L＝0.03mol，n(R2－)＝0.6mol×0.15L＝0.09mol，反應(yīng)中M化合價(jià)降低到＋3價(jià)，R元素化合價(jià)升高到0價(jià)。設(shè)M2Oeq\o\al(2－,n)中M的化合價(jià)為x，則2x＋2＝2n，x＝n－1，氧化還原反應(yīng)中得、失電子數(shù)目相等，則有(n－1－3)×0.03mol×2＝(2－0)×0.09mol，n＝7。答案：D9．(2019·揭陽(yáng)模擬)黃銅礦(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。已知：2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up14(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(Ⅰ)產(chǎn)物Cu2S在1200℃高溫下繼續(xù)反應(yīng)：2Cu2S＋3O2=2Cu2O＋2SO2(Ⅱ)2Cu2O＋Cu2S=6Cu＋SO2↑(Ⅲ)假定各步反應(yīng)都完全。則下列說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)Ⅰ中CuFeS2僅作還原劑B．取12.5g黃銅礦樣品，經(jīng)測(cè)定含3.60g硫，則礦樣中CuFeS2質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定為82.8%C．由6molCuFeS2生成6molCu消耗O2的物質(zhì)的量為14.25molD．6molCuFeS2和15.75molO2反應(yīng)，理論上可得到銅的物質(zhì)的量為3mol解析：反應(yīng)Ⅰ中銅元素化合價(jià)降低，硫元素的化合價(jià)升高，CuFeS2既作還原劑，也作氧化劑，A錯(cuò)誤；由于不能確定雜質(zhì)是否含有硫元素，所以不能計(jì)算CuFeS2的含量，B錯(cuò)誤；根據(jù)方程式可知6molCuFeS2參加反應(yīng)，生成3molCu2S，其中2molCu2S轉(zhuǎn)化為2molCu2O，2molCu2O與1molCu2S反應(yīng)生成6molCu，所以消耗O2的物質(zhì)的量為12mol＋3mol＝15mol，C錯(cuò)誤；6molCuFeS2需要12mol氧氣得到3molCu2S，剩余3.75mol氧氣可以消耗Cu2S的物質(zhì)的量是eq\f(3.75mol,3)×2＝2.5mol，得到2.5molCu2O，此時(shí)剩余Cu2S的物質(zhì)的量是0.5mol，與1molCu2O反應(yīng)生成3mol銅，D正確。答案：D10．NaCN超標(biāo)的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：①NaCN與NaClO反應(yīng)，生成NaCNO和NaCl；②NaCNO與NaClO反應(yīng)，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。已知：HCN(K＝6.3×10－10)有劇毒；HCN、HCNO中N元素的化合價(jià)相同。完成下列填空：(1)第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)_______(填“酸性”“堿性”或“中性”)；原因是__________________________________________________________________________________________。(2)寫(xiě)出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________________________。(3)處理100m3含NaCN10.3mg·L－1的廢水，實(shí)際至少需NaClO________g(實(shí)際用量應(yīng)為理論值的4倍)，才能使NaCN含量低于0.5mg·L－1，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(4)(CN)2與Cl2的化學(xué)性質(zhì)相似。(CN)2與NaOH溶液反應(yīng)生成________、________和H2O。解析：(1)NaCN易與酸反應(yīng)生成HCN，HCN有劇毒，為防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣，因此第一次氧化時(shí)，溶液的pH應(yīng)調(diào)節(jié)為堿性。(2)反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從＋1價(jià)降低到－1價(jià)，得到2個(gè)電子；氮元素的化合價(jià)從－3價(jià)升高到0價(jià)，失去3個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是2∶3，反應(yīng)的離子方程式為2CNO－＋3ClO－=COeq\o\al(2－,3)＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑。(3)參加反應(yīng)的NaCN是eq\f(100×（10.3－0.5）g,49g·mol－1)＝20mol，反應(yīng)中C元素由＋2價(jià)升高到＋4價(jià)，N元素化合價(jià)從－3價(jià)升高到0價(jià)，即1molNaCN失去5mol電子，1mol次氯酸鈉得到2mol電子，所以處理100m3含NaCN10.3mg·L－1的廢水，實(shí)際至少需NaClO的質(zhì)量為eq\f(20mol×5,2)×74.5g·mol－1×4＝14900g。(4)(CN)2與Cl2的化學(xué)性質(zhì)相似，則根據(jù)氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可知(CN)2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCNO、NaCN和H2O。答案：(1)堿性防止生成HCN，造成人員中毒或污染空氣(2)2CNO－＋3ClO－=COeq\o\al(2－,3)＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑(3)14900(4)NaCNONaCN11．鉻及其化合物常被應(yīng)用于冶金、化工、電鍍、制藥等行業(yè)，但使用后的廢水因其中含高價(jià)鉻的化合物而毒性很強(qiáng)，必須進(jìn)行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染：(1)上述各步反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是________(填序號(hào))。(2)第①步，含Cr2Oeq\o\al(2－,7)的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO4·7H2O)處理，寫(xiě)出并配平反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________。(3)第②步，向上述反應(yīng)后的溶液中加入適量的堿石灰，使鉻離子轉(zhuǎn)變?yōu)镃r(OH)3沉淀。處理后，沉淀物中除了Cr(OH)3外，還有____________、__________(寫(xiě)化學(xué)式)。已知Cr(OH)3性質(zhì)類似Al(OH)3，是既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的兩性物質(zhì)，寫(xiě)出從該沉淀物中分離出Cr(OH)3的離子方程式：_______________________________________________________________、_____________________________________________________。(4)回收所得的Cr(OH)3，經(jīng)③④⑤步處理后又可轉(zhuǎn)變成K2Cr2O7。純凈的K2Cr2O7常用于準(zhǔn)確測(cè)定Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度，方法如下：①Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2O②2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－準(zhǔn)確稱取純凈的K2Cr2O70.1225g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。則Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______(保留四位有效數(shù)字)。解析：(1)①中鉻元素由＋6價(jià)降至＋3價(jià)，④中鉻元素由＋3價(jià)升至＋6價(jià)。(2)亞鐵離子具有還原性，與重鉻酸根離子反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子。加入綠礬反應(yīng)后，溶液中有鐵離子和硫酸根離子，再加入堿石灰，除生成Cr(OH)3外，還會(huì)生成氫氧化鐵和硫酸鈣。(3)氫氧化鉻類似氫氧化鋁，具有兩性，能與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCrO2：Cr(OH)3＋NaOH=NaCrO2＋2H2O，NaCrO2類似偏鋁酸鈉，通入過(guò)量的CO2生成氫氧化鉻、碳酸氫鈉：NaCrO2＋CO2＋2H2O=Cr(OH)3↓＋NaHCO3。(4)根據(jù)反應(yīng)得關(guān)系式K2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3，n(Na2S2O3)＝6n(K2Cr2O7)，c(Na2S2O3)＝eq\f(6×0.1225g,294g·mol－1×0.02500L)＝0．1000mol·L－1。答案：(1)①④(2)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(3)Fe(OH)3CaSO4Cr(OH)3＋OH－=CrOeq\o\al(－,2)＋2H2OCrOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Cr(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(4)0.1000mol·L－112．工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)為原料，通過(guò)液相法生產(chǎn)KMnO4。即在堿性條件下用氧氣氧化MnO2得到K2MnO4，分離后得到的K2MnO4，再用惰性材料為電極電解K2MnO4溶液得到KMnO4，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)略如下：(1)反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________________。(2)生產(chǎn)過(guò)程中最好使用含MnO280%以上的富礦，因?yàn)镸nO2含量最低的貧礦中Al、Si的氧化物含量較高，會(huì)導(dǎo)致KOH消耗量__________(填“偏高”或“偏低”)。(3)電解槽中總的離子反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________。(4)在傳統(tǒng)工藝中得到K2MnO4后，向其中通入適量CO2反應(yīng)生成黑色固體、KMnO4等，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為_(kāi)__________________。與該傳統(tǒng)工藝相比，電解法的優(yōu)勢(shì)是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用高錳酸鉀測(cè)定草酸結(jié)晶水合物的純度：稱草酸晶體樣品的酸性KMnO4溶液滴定(雜質(zhì)不反應(yīng))，至溶液呈淺粉紅色且半分鐘內(nèi)不褪去，消耗KMnO4溶液14.80mL，則該草酸晶體的純度為_(kāi)___________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(已知該草酸結(jié)晶水合物H2C2O4·2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為126)解析：(1)根據(jù)題給流程和信息知，反應(yīng)器中KOH、MnO2和O2反應(yīng)生成K2MnO4和H2O，利用化合價(jià)升降法配平，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4KOH＋2MnO2＋O2=2K2MnO4＋2H2O。(2)若貧礦中Al、Si的氧化物含量較高，發(fā)生反應(yīng)：Al2O3＋2KOH=2KAlO2