【步步高】2014屆高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第二章 第5講 氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平 新人教版

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1、第5講氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平考綱要求1.掌握氧化還原反應(yīng)方程式的簡單配平方法。2.能利用得失電子守恒原理進(jìn)行相關(guān)計算?？键c(diǎn)一氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是反應(yīng)過程中發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，而氧化劑得電子的總數(shù)(或元素化合價降低總數(shù))必然等于還原劑失電子總數(shù)(或元素化合價升高總數(shù))，根據(jù)這一原則可以對氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行配平。配平的步驟：(1)標(biāo)好價：正確標(biāo)出反應(yīng)前后化合價有變化的元素的化合價。(2)列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值。(3)求總數(shù)：求元素化合價升高和降低的總數(shù)，確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。(4)配系數(shù)：用觀察法配平其他各物

2、質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。(5)細(xì)檢查：利用“守恒”三原則(即質(zhì)量守恒、得失電子守恒、電荷守恒)，逐項檢查配平的方程式是否正確。深度思考根據(jù)FeS2O2Fe2O3SO2回答下列問題(1)氧化劑_，還原劑_，氧化產(chǎn)物_，還原產(chǎn)物_。(2)元素化合價升高的元素為_，元素化合價降低的元素為_。(3)1“分子”還原劑化合價升高總數(shù)為_，1“分子”氧化劑化合價降低總數(shù)為_。(4)配平后各物質(zhì)的系數(shù)依次為_。答案(1)O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2(2)Fe、SO(3)114(4)41128題組一正向配平類1 (1)_HCl(濃)_MnO2_Cl2_MnCl2_H2O(2)_Cu_HNO3(稀)=

3、_Cu(NO3)2_NO_H2O(3)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(4)_MnO_H_Cl=_Mn2_Cl2_H2O答案(1)41112(2)38324(3)513333(4)21610258題組二逆向配平類2 (1)_S_KOH=_K2S_K2SO3_H2O(2)_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH3答案(1)36213(2)29335題組三缺項配平類3 (1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_FeO_H2O(2)_MnO_H2O2_=_Mn2_O2_H2O答案(1)324OH325(2)256H258解題技巧配平的基本技能(1)全變從左邊配：氧化劑、還原

4、劑中某元素化合價全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。(2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(3)缺項配平法：先使得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加(H)，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加(OH)，生成物一邊加水。然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。題組四突破未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫4 按要求完成下列方程式：(1)在NaClO溶液中通入足量SO2，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。答案ClOSO2H2O=ClSO2H解析第一步：找出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的粒子：ClO和SO2；根據(jù)價態(tài)規(guī)律，預(yù)測氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，并寫出參加氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)

5、及氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物：ClOSO2ClSO；配電子守恒，由于ClOCl是得到2e；SO2SO是失去2e，因此，得失電子已經(jīng)相等了。第二步：配電荷守恒，該反應(yīng)所產(chǎn)生的溶液是呈酸性的，用H來配電荷，顯然是加在生成物的一邊，并且得加2個H，即ClOSO2ClSO2H。第三步：配原子守恒，反應(yīng)是遵循質(zhì)量守恒定律的，因此反應(yīng)前后，相應(yīng)原子個數(shù)要相等的，顯然反應(yīng)物的一邊要加1個H2O，即ClOSO2H2O=ClSO2H。(2)S與Cl2的水溶液充分反應(yīng)可生成2種強(qiáng)酸，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是_。答案S3Cl24H2O=6HClH2SO4解析反應(yīng)體系中有S、Cl2和H2O，顯然Cl2為氧化劑，S為還原劑；C

6、l2的還原產(chǎn)物為Cl，而S的氧化產(chǎn)物可在SO2、SO、SO中選擇。根據(jù)題給信息(生成2種強(qiáng)酸)，可有2種方法進(jìn)行判斷。方法1：結(jié)合中學(xué)常見的六大強(qiáng)酸(HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI)，根據(jù)原子守恒排除掉HBr、HI、HNO3，還剩下H2SO4、HCl、HClO4，生成物只能是HCl和H2SO4。方法2：根據(jù)得失電子守恒，得S3Cl26ClSO(第1步)；溶液呈酸性，在等式右側(cè)添加8 mol H使電荷守恒，S3Cl26ClSO8H(第2步)；在等式左側(cè)添加4 mol H2O使原子守恒，S3Cl24H2O=6ClSO8H(第3步)。檢查無誤，改寫成如下化學(xué)反應(yīng)方程式：S3C

7、l24H2O=6HClH2SO4。(3)無色有刺激性氣味的SO2氣體與含1.5 mol Cl的一種含氧酸(該酸的某鹽常用于實(shí)驗室制取氧氣)的溶液在一定條件下反應(yīng)，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，若有1.5NA個電子轉(zhuǎn)移時，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。答案2HClO3SO2=2ClO2H2SO4解析可用于實(shí)驗室制氧氣的氯的含氧酸鹽是KClO3，1.5 mol HClO3在反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.5NA個，即1.5 mol 電子，說明1 mol Cl得到的電子為1 mol，化合價降低1價，從5價降為4價。還原劑為SO2，氧化產(chǎn)物為SO，根據(jù)得失電子守恒規(guī)律得2HClO3SO22ClO2SO(第1步)；溶液

8、呈酸性，在等式右側(cè)添加2 mol H使電荷守恒，2HClO3SO22ClO2SO2H(第2步)；檢查原子已經(jīng)守恒，改寫成化學(xué)反應(yīng)方程式(第3步)：2HClO3SO2=2ClO2H2SO4。解題技巧未知氧化還原反應(yīng)方程式的書寫技巧(1)熟記常見的氧化劑及對應(yīng)的還原產(chǎn)物、還原劑及對應(yīng)的氧化產(chǎn)物氧化劑Cl2O2濃H2SO4HNO3KMnO4(H)、MnO2Fe3KClO3H2O2還原產(chǎn)物ClO2SO2NO或NO2Mn2Fe2ClH2O還原劑I(HI)S2(H2S)CO、CH2NH3SO2、SOH2O2氧化產(chǎn)物I2SCO2HNOSOO2(2)書寫未知氧化還原反應(yīng)方程式的步驟(3步法)第1步：根據(jù)氧化還

9、原順序規(guī)律確定氧化性最強(qiáng)的為氧化劑，還原性最強(qiáng)的為還原劑；根據(jù)化合價規(guī)律及題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物；根據(jù)氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應(yīng)化學(xué)計量數(shù)。第2步：根據(jù)溶液的酸堿性，通過在反應(yīng)方程式的兩端添加H或OH的形式使方程式兩端的電荷守恒。第3步：根據(jù)原子守恒，通過在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒?？键c(diǎn)二氧化還原反應(yīng)計算題中重要的解題思想對于氧化還原反應(yīng)的計算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應(yīng)過程，可不寫化學(xué)方

10、程式，不追究中間反應(yīng)過程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。題組一簡單反應(yīng)的得失電子守恒問題1 Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為116，則x的值為 ()A2 B3 C4 D5答案D解析本題考查在氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)的計算。得關(guān)系式1xe162e，x5。2 24 mL濃度為0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好與20 mL濃度為0.02 molL1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2S

11、O4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為 ()A2 B3 C4 D5答案B解析題目中指出被還原的物質(zhì)是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價從46；而Cr元素的化合價將從6n(設(shè)化合價為n)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05 molL10.024 L(64)0.02 molL10.020 L2(6n)，解得n3。思維建模守恒法解題的思維流程(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)找準(zhǔn)一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù))(3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。n(氧化劑)變價原子個數(shù)化合

12、價變化值(高價低價)n(還原劑)變價原子個數(shù)化合價變化值(高價低價)。題組二多元素參與反應(yīng)的得失電子守恒問題3 在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為_mol。生成1 mol Cu3P時，參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為_mol。答案1.52.2解析設(shè)7.5 mol CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為x；生成1 mol Cu3P時，被氧化P的物質(zhì)的量為y根據(jù)電子守恒得：75 mol(21)x(50)x1.5 mol1 mol3(21)1 mol0(3)y(50)y1.2 mol所以參加反應(yīng)的P的物質(zhì)的量為1.2 mol1 mol2.

13、2 mol。4 四氧化三鐵(Fe3O4)磁性納米顆粒穩(wěn)定、容易生產(chǎn)且用途廣泛，是臨床診斷、生物技術(shù)和環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域多種潛在應(yīng)用的有力工具。水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)是3Fe22S2OO2xOH=Fe3O4S4O2H2O。請回答下列問題。(1)水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)中，還原劑是_。(2)反應(yīng)的化學(xué)方程式中x_。(3)每生成1 mol Fe3O4，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為_mol，被Fe2還原的O2的物質(zhì)的量為_mol。答案(1)Fe2、S2O(2)4(3)40.5解析(2)根據(jù)電荷守恒得：x22322，解得x4。(3)根據(jù)還原劑失電子總數(shù)等于氧化劑得電子總數(shù)，當(dāng)生成1 mol Fe3O

14、4時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)即是1 mol O2得電子總數(shù)，為4 mol。設(shè)被Fe2還原的O2的物質(zhì)的量為x，根據(jù)電子守恒得：4x1 mol3(2)，解得x0.5 mol。題組三多步反應(yīng)的得失電子守恒問題有的試題反應(yīng)過程多，涉及的氧化還原反應(yīng)也多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過程，分析在整個反應(yīng)過程中化合價發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目。5 現(xiàn)有鐵粉和氧化鐵的混合物共27.2 g，加入足量的稀硫酸使之充分反應(yīng)。當(dāng)固體粉末完全溶解時，收集到2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

15、氣體，當(dāng)向溶液中滴加KSCN溶液時，溶液不顯血紅色。試求原樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案58.8%6 14 g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的氣體與1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合，通入水中恰好全部被吸收，則合金中銅的質(zhì)量為 ()A9.6 g B6.4 g C3.2 g D1.6 g答案C解析根據(jù)得失電子守恒規(guī)律可直接找出已知量(O2)與未知量(Cu、Ag)之間的物質(zhì)的量關(guān)系。HNO3中的元素相當(dāng)于電子的“二傳手”，先得到Cu、Ag失去的電子，再傳給O2，最后恢復(fù)原貌，Cu、Ag失去的電子最終傳給了O2，所以根據(jù)得失電子守恒規(guī)律，得24，解得：m(Cu)3.2 g。題組四微粒先后反應(yīng)

16、時的得失電子守恒問題當(dāng)一種物質(zhì)同時氧化兩種或兩種以上的微粒時，則強(qiáng)還原劑先被氧化。一種物質(zhì)同時還原兩種或兩種以上微粒時，則強(qiáng)氧化劑先被還原。被氧化和被還原到何種程度，要以還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量多少來決定，具體計算時用電子守恒規(guī)律，但是對氧化還原反應(yīng)過程中對應(yīng)的每個階段要分析清楚，電子守恒在對應(yīng)的階段同樣適用。7 下列微粒在溶液中的還原性和氧化性強(qiáng)弱如下：還原性HSOI，氧化性IOI2SO。向含有x mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物質(zhì)的量的關(guān)系曲線如圖所示，則x_mol。答案3解析開始加入KIO3溶液時，最先與IO反應(yīng)的微粒是HSO，還原產(chǎn)物為I，氧

17、化產(chǎn)物為SO。當(dāng)HSO反應(yīng)完后，b點(diǎn)到c點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為IO5I6H=3I23H2O。所以0點(diǎn)到b點(diǎn)參加反應(yīng)的HSO的物質(zhì)的量可利用電子守恒求解，n(HSO)2en(IO)6e，即n(HSO)21 mol6，所以x3。考點(diǎn)三氧化還原反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用題組一從定性和定量兩個角度探究有關(guān)氧化還原反應(yīng)的實(shí)驗(一)關(guān)于物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的實(shí)驗1 某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原理進(jìn)行了如下探究：【實(shí)驗】制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1)下列有關(guān)制備銀鏡過程的說法正確的是_(填序號)。a邊振蕩盛有

18、2%的AgNO3溶液的試管，邊滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解為止b將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中c制備銀鏡時，用酒精燈的燈焰給試管底部加熱d銀氨溶液具有較弱的氧化性e在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大【提出假設(shè)】假設(shè)1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假設(shè)2：Fe(NO3)3，溶液顯酸性，在此酸性條件下NO能氧化Ag?！驹O(shè)計實(shí)驗方案，驗證假設(shè)】(2)甲同學(xué)從上述實(shí)驗的生成物中檢驗出了Fe2，驗證了假設(shè)1成立。請寫出Fe3氧化Ag的離子方程式：_。(3)乙同學(xué)設(shè)計實(shí)驗驗證假設(shè)2，請幫他完成下表中內(nèi)容(提示：NO在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生)。實(shí)驗步驟(不要求寫具體

19、操作過程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論若銀鏡消失，假設(shè)2成立；若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立【思考與交流】(4)甲同學(xué)驗證了假設(shè)1成立，若乙同學(xué)驗證了假設(shè)2也成立，則丙同學(xué)由此得出結(jié)論：Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論，并簡述理由：_。答案(1)ade(2)AgFe3=AgFe2(3)實(shí)驗步驟(不要求寫具體操作過程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論測定上述實(shí)驗用的Fe(NO3)3溶液的pH；配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)(4)不同意。甲同學(xué)檢驗出了Fe2，可確定Fe3一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗證了此條件下NO能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO的還

20、原產(chǎn)物，因此不能確定NO是否氧化了Ag(3)、(4)其他合理答案均可解析本題是一道探究類試題，以日常生活中的蝕刻銀制作美麗的銀飾為情境，以探究Fe(NO3)3溶液中何種因素蝕刻銀為研究課題，考查學(xué)生運(yùn)用相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理、元素化合物知識及化學(xué)實(shí)驗基本知識進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計，考查學(xué)生運(yùn)用控制變量思想設(shè)計實(shí)驗的能力，對實(shí)驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析、解釋和科學(xué)舉證能力，以及用正確的化學(xué)術(shù)語及文字進(jìn)行表達(dá)的能力。第(3)題考查學(xué)生運(yùn)用控制變量的科學(xué)方法設(shè)計實(shí)驗是該題的核心。本題中有兩個變量，如表所示：實(shí)驗變量Fe3的氧化性NO的氧化性能否蝕刻銀能不確定現(xiàn)象或結(jié)論銀溶解無法測定還原產(chǎn)物由于NO的氧化能力隨著溶液pH

21、的變化而變化，那么在驗證假設(shè)2即Fe(NO3)3溶液中的NO能氧化Ag時，就要求學(xué)生必須嚴(yán)格控制溶液的pH進(jìn)行實(shí)驗，這是考查單一變量控制法。解決本題的關(guān)鍵就是需測定上述實(shí)驗用的Fe(NO3)3溶液的pH，然后配制相同pH的稀硝酸溶液，再將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)。顯然，這是該實(shí)驗的最佳設(shè)計方案。(二)氧化還原反應(yīng)滴定時指示劑的選擇方法中學(xué)中氧化還原反應(yīng)滴定時指示劑的選擇常見的有兩類：(1)自身指示劑：有些標(biāo)準(zhǔn)溶液或被滴定物質(zhì)本身有顏色，而滴定產(chǎn)物為無色，則滴定時就無需另加指示劑，自身顏色變化可以起指示劑的作用，此類指示劑稱為自身指示劑。如MnO本身在溶液中顯紫紅色，還原后的產(chǎn)物Mn2為無色，所

22、以用高錳酸鉀溶液滴定時，不需要另加指示劑。(2)顯色指示劑：有些物質(zhì)本身并沒有顏色，但它能與滴定劑或被測物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生特殊的顏色，或開始有特殊顏色，滴定后變?yōu)闊o色，因而可指示滴定終點(diǎn)。如滴定前溶液中無單質(zhì)碘，滴定后有單質(zhì)碘生成等，可用淀粉等作為指示劑。2 (1)配平氧化還原反應(yīng)方程式：C2O_MnO_H=_CO2_Mn2_H2O(2)稱取6.0 g含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解，配成250 mL溶液。量取兩份此溶液各25 mL，分別置于兩個錐形瓶中。第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25 molL1 NaOH溶液至20 mL時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和

23、的H的總物質(zhì)的量為_mol。第二份溶液中滴加0.10 molL1的酸性高錳酸鉀溶液。AKMnO4溶液在滴定過程中作_(填“氧化劑”或“還原劑”)，該滴定過程_(填“需要”或“不需要”)另加指示劑。滴至16 mL時反應(yīng)完全，此時溶液顏色由_變?yōu)開。B若在接近終點(diǎn)時，用少量蒸餾水將錐形瓶沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，則所測結(jié)果_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。C若在達(dá)到滴定終點(diǎn)時俯視讀數(shù)，則所得結(jié)果_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。原試樣中H2C2O42H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_，KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。答案(1)5C2O2MnO16H=10CO22Mn28H2O(2)0.005A.氧化劑

24、不需要無色淺紫紅色B無影響C偏小21%64%解析(1)C：34，改變量(43)22，Mn：72，改變量(72)15，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等，所以在C2O前配5，MnO前配2，根據(jù)C和Mn原子守恒，分別在CO2和Mn2前配10和2，再由電荷守恒在H前配16，最后根據(jù)離子方程式兩邊的H原子個數(shù)相等在水前面配8，經(jīng)檢驗離子方程式的氧原子個數(shù)相等。(2)由HOH=H2O知，n(H)n(OH)0.25 molL10.02 L0.005 mol。原溶液無色，而KMnO4為紫紅色，所以當(dāng)溶液中的H2C2O4和KHC2O4反應(yīng)完全時，溶液呈淺 紫紅色。由電子守恒得n(還)20.10 molL10.016 L5

25、，n(還)0.004 mol。設(shè)6.0 g 試樣中H2C2O42H2O、KHC2O4的物質(zhì)的量分別為n(H2C2O42H2O)、n(KHC2O4)，由得：2n(H2C2O42H2O)n(KHC2O4)0.05 mol，由得：n(H2C2O42H2O)n(KHC2O4)0.04 mol，解上述兩個方程式得：n(H2C2O42H2O)0.01 mol，n(KHC2O4)0.03 mol，H2C2O42H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%21%，KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%64%。題組二氧化還原反應(yīng)原理在化學(xué)工藝流程中的應(yīng)用3 高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種

26、工藝流程：(1)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列_(填序號)物質(zhì)相似。A75%酒精 B雙氧水C苯酚 D84消毒液(NaClO溶液)(2)寫出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應(yīng)中的還原劑是_。(4)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有石灰、二氧化碳、_和_(寫化學(xué)式)。(5)若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得_mol KMnO4。答案(1)BD(2)2MnO24KOHO22K2MnO42H2O(3)K2MnO4(4)KOHMnO2(5)0.67(或)解析K

27、MnO4稀溶液用作消毒劑是利用KMnO4的強(qiáng)氧化性，所給消毒劑中與KMnO4稀溶液消毒原理相似的只有雙氧水和84消毒液(NaClO溶液)，故選BD。MnO2和KOH的熔融物中通入空氣后生成了K2MnO4，則發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，O2作氧化劑，依據(jù)元素守恒原理可確定生成物中有水，根據(jù)化合價的升降總數(shù)相等即可配平該化學(xué)方程式。向K2MnO4溶液中通入CO2來制備KMnO4可知錳元素的化合價升高，K2MnO4作還原劑。從上述工藝流程中可知，KOH和MnO2作為反應(yīng)原料參加反應(yīng)，而反應(yīng)過程中還有MnO2生成，最后的母液中又分離出KOH，都為可循環(huán)使用的物質(zhì)。由2MnO24KOHO22K2MnO42H2O

28、和3K2MnO42CO2=MnO22KMnO42K2CO3可知，1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。4 新型凈水劑高鐵酸鉀(K2FeO4)為暗紫色固體，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐漸分解，在堿性溶液中穩(wěn)定。工業(yè)上制備K2FeO4的常用方法有兩種。方法：次氯酸鹽氧化法。工藝流程如圖所示。(1)完成“氧化”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_FeCl3_NaOH_NaClO=_Na2FeO4_。其中氧化劑是_(填化學(xué)式)。(2)“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)上述工藝得到的高鐵酸鉀常含有雜質(zhì)，可用重結(jié)晶法提純，操作是將粗產(chǎn)品用_溶解，然后_。方法：電解法。以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶

29、液，然后在陽極液中加入KOH。(4)電解時陽極發(fā)生反應(yīng)生成FeO，該電極反應(yīng)方程式為_。答案(1)210329NaCl5H2ONaClO(2)Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH(3)稀KOH溶液加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶(4)Fe8OH6e=FeO4H2O解析(1)反應(yīng)中NaClO是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，根據(jù)元素守恒，可知反應(yīng)式中需要補(bǔ)充NaCl和H2O。根據(jù)化合價升降法配平方程式：2FeCl310NaOH3NaClO=2Na2FeO49NaCl5H2O。(2)根據(jù)(1)中反應(yīng)的化學(xué)方程式和“轉(zhuǎn)化”后最終得到的產(chǎn)物，可知“轉(zhuǎn)化”過程是在加入KOH溶液后，將Na2FeO4轉(zhuǎn)化

30、為溶解度更小的K2FeO4。(3)因為K2FeO4在中性或酸性溶液中能分解，所以需要將K2FeO4粗產(chǎn)品在稀KOH溶液中溶解，然后加入飽和KOH溶液，冷卻結(jié)晶。(4)電解時陽極鐵在強(qiáng)堿性條件下被氧化為FeO：Fe8OH6e=FeO4H2O。命題展望氧化還原反應(yīng)命題4大趨向氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的核心內(nèi)容，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。命題的趨向：(1)以社會實(shí)際問題或典型實(shí)例為載體，考查對氧化還原反應(yīng)有關(guān)概念的理解與應(yīng)用；(2)將氧化還原反應(yīng)與物質(zhì)的推斷結(jié)合在一起，考查學(xué)科內(nèi)知識的綜合應(yīng)用能力；(3)將氧化還原反應(yīng)與酸堿中和滴定相結(jié)合進(jìn)行考查；(4)氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)原理、新型綠色能源的開發(fā)相結(jié)合

31、的綜合性題目。1 (2012海南，6)將0.195 g鋅粉加入到20.0 mL的0.100 molL1 MO溶液中，恰好完全反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是 ()AM BM2 CM3 D. MO2答案B解析鋅粉加入到MO溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)物Zn為0.003 mol，反應(yīng)中失去電子為0.003 mol20.006 mol，而溶液中MO為20.0103 L0.100 molL10.002 mol，根據(jù)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，可求得反應(yīng)中M元素降低3價，即MO的還原產(chǎn)物可能為M2。2 (2012四川理綜，13)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5 L，固體物質(zhì)完全反

32、應(yīng)，生成NO 和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 molL1的NaOH溶液1.0 L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2 g。下列有關(guān)說法不正確的是()ACu與Cu2O 的物質(zhì)的量之比為21B硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6 molL1C產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 LDCu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0.2 mol答案B解析解題的關(guān)鍵是會利用守恒法解題，包括元素守恒和得失電子守恒。Cu(OH)2的質(zhì)量為39.2 g，其物質(zhì)的量為0.4 mol，設(shè)Cu、Cu2O的物質(zhì)的量分別為x、y，則x2y0.4 mol，64 gmol1x144 gmol1y27.2

33、 g，解得：x0.2 mol，y0.1 mol，故A正確；Cu和Cu2O中的Cu都變成了2價，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為(0.40.2) mol0.6 mol，根據(jù)得失電子守恒可知，生成的NO應(yīng)為0.2 mol，故C正確；n(NaOH)1 mol，生成0.4 mol Cu(OH)2時消耗了0.8 mol NaOH，另外0.2 mol NaOH中和了硝酸，故D正確；硝酸總的物質(zhì)的量為0.2 mol(剩余的)0.2 mol(表現(xiàn)氧化性的)0.8 mol(表現(xiàn)酸性的)1.2 mol，其物質(zhì)的量濃度為2.4 molL1，故B錯。3 2011山東理綜，28(1)研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具

34、有重要意義。NO2可用水吸收，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。利用反應(yīng)6NO28NH37N212H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗的NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是_L。答案3NO2H2O=2HNO3NO6.72解析根據(jù)題給化學(xué)方程式可知當(dāng)6 mol NO2全部參加反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子6 mol(40)24 mol，故轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗NO2 0.3 mol，即6.72 L。4 配平下列方程式(1)2011福建理綜，23(6)在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H2O2，調(diào)節(jié)pH3，Ce3通過下列反應(yīng)形成Ce(OH)4沉淀得以分離。完成反應(yīng)的離子方程式：Ce3H2O2H2O=Ce(OH)4_

35、答案21626H(2)2010福建理綜，24(2)改編完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：Fe(OH)2ClO_=Fe(OH)3Cl答案211H2O21(3)2011安徽理綜，27(2)改編配平反應(yīng)的離子方程式是Mn2ClOH2O=MnO2Cl2_。答案524518H(4)2010重慶理綜，26(3)配平用鈣線脫氧脫磷的化學(xué)方程式：PFeOCaOCa3(PO4)2Fe答案253155 (2012上海，五)二氧化硒(SeO2)是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃HNO3或濃H2SO4反應(yīng)生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和濃HNO3反應(yīng)的還原產(chǎn)物為NO和

36、NO2，且NO和NO2的物質(zhì)的量之比為11，寫出Se和濃HNO3的反應(yīng)方程式_。(2)已知：Se2H2SO4(濃)2SO2SeO22H2O2SO2SeO22H2OSe2SO4HSeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是_。(3)回收得到的SeO2的含量，可以通過下面的方法測定：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H2OI22Na2S2O3Na2S4O62NaI配平方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(4)實(shí)驗中，準(zhǔn)確稱量SeO2樣品0.150 0 g，消耗了0.200 0 molL1的Na2S2O3溶液25.00 mL，所測定的樣品中SeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。答案(1)Se2HNO

37、3(濃)H2SeO3NONO2(2)H2SO4(濃)SeO2SO2(3)(4)92.5%解析(3)可以采用化合價升降法配平，即Se元素化合價由4降低為0，而I元素化合價由1升高至0，根據(jù)化合價升降相等，KI系數(shù)為4，故I2系數(shù)為2，然后配平即可；該反應(yīng)中KI中的I元素失電子，而SeO2中Se元素得電子。1 硫代硫酸鈉可作為脫氯劑，已知25.0 mL 0.100 molL1 Na2S2O3溶液恰好把224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl，則S2O將轉(zhuǎn)化成 ()AS2 BS CSO DSO答案D解析設(shè)m為氧化產(chǎn)物與Na2S2O3中硫元素的化合價之差，由得失電子守恒得：0.224 L22.4

38、 Lmol1210.025 L0.100 molL12m，m4。Na2S2O3中S為2價，被Cl2氧化后，上升4價，變?yōu)?價，得到SO。2 (NH4)2PtCl6晶體受熱分解，生成氮?dú)?、氯化氫、氯化銨和金屬鉑，在此分解反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是 ()A23 B32 C43 D13答案A解析(NH4)2PtCl6分解的氧化產(chǎn)物是N2，還原產(chǎn)物是Pt。根據(jù)得失電子守恒得：6n(N2)4n(Pt)，n(N2)n(Pt)23。3 一未完成的離子方程式_XO6H=3X23H2O，據(jù)此判斷，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 ()A11 B31C51 D71答案C解析由質(zhì)量守恒和電荷守恒可

39、得出該離子反應(yīng)方程式為5XXO6H=3X23H2O，則氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為51。4 Na2FeO4是一種高效多功能水處理劑，一種制備Na2FeO4的方法可用化學(xué)方程式表示如下：2FeSO46Na2O2=2Na2FeO42Na2O2O2。下列對此反應(yīng)的說法中，不正確的是 ()A方框中的物質(zhì)為Na2SO4BNa2O2既是氧化劑，又是還原劑CNa2FeO4既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物D2 mol FeSO4發(fā)生反應(yīng)時，反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移8 mol電子答案D解析根據(jù)元素守恒可知A正確。分析化合價變化可知，2個2價Fe原子失去8個電子，根據(jù)生成物中的“O2”可知在“6 Na2O2”中，有2個1價的

40、氧的化合價升至0價，失去2個電子，另有10個1價氧的化合價降至2價，得失電子數(shù)均為10個。據(jù)此可知B、C均正確。2 mol FeSO4發(fā)生反應(yīng)時，反應(yīng)中共有10 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，故D錯誤。5 一定物質(zhì)的量的Cl2與NaOH溶液反應(yīng)，所得產(chǎn)物中含NaClO和NaClO3的物質(zhì)的量之比為35，則參加反應(yīng)的Cl2與NaOH的物質(zhì)的量之比為 ()A811 B35C12 D94答案C解析Cl2與NaOH溶液反應(yīng)中Cl2既是氧化劑又是還原劑，顯然產(chǎn)物中還存在NaCl，在NaClO、NaClO3、NaCl中n(Na)n(Cl)11，根據(jù)元素守恒，則n(Cl2)n(NaOH)12。6 N2O俗稱“笑氣”，

41、曾用作可吸入性麻醉劑。以下反應(yīng)能產(chǎn)生N2O3CO2NO23CO2N2O。下列關(guān)于N2O的說法正確的是 ()A上述反應(yīng)中每生成1 mol N2O，消耗1.5 mol COB等物質(zhì)的量的N2O和CO2含有相等的電子數(shù)CN2O只具有氧化性，無還原性DN2O會迅速與人體血紅蛋白結(jié)合，使人中毒答案B解析由方程式知，生成1 mol N2O時消耗3 mol CO，A錯誤；1 mol N2O與1 mol CO2都含有22 mol電子，B正確；N2O中氮元素的化合價為1價，是氮元素的中間價態(tài)，所以N2O既具有氧化性又具有還原性，C錯誤。7 已知OCN中每種元素都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)OCNOHCl2CO2N

42、2ClH2O(未配平)中，如果有6 mol Cl2完全反應(yīng)，則被氧化的OCN的物質(zhì)的量是()A2 mol B3 molC4 mol D6 mol答案C解析OCN中C顯4價，N顯3價，反應(yīng)中只有N和Cl的化合價改變，根據(jù)OCNN2、Cl22Cl，由得失電子守恒：2n(Cl2)3n(OCN)，可知6 mol Cl2完全反應(yīng)，有4 mol OCN被氧化，C對。8 NaNO2是一種食品添加劑，它能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnONOMn2NOH2O。下列敘述中正確的是 ()A該反應(yīng)中NO被還原B反應(yīng)過程中溶液的pH減小C生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMn

43、O4D.中的粒子是OH答案C解析NO中N元素的化合價升高，NO被氧化，A錯誤。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2MnO5NO6H=2Mn25NO3H2O，據(jù)此可知B、D錯誤，C正確。9 Cu2S與一定濃度的HNO3反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。當(dāng)產(chǎn)物中n(NO2)n(NO)11時，下列說法正確的是 ()A產(chǎn)物中nCu(NO3)2nCuSO411B參加反應(yīng)的n(Cu2S)n(HNO3)15C反應(yīng)中Cu2S既作氧化劑，又作還原劑D1 mol Cu2S參加反應(yīng)時有8 mol電子轉(zhuǎn)移答案A解析根據(jù)題意可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu2S14HNO3=2Cu

44、(NO3)22CuSO45NO25NO7H2O，據(jù)此可知A正確、B錯誤。反應(yīng)中Cu2S只作還原劑，C錯誤。1 mol Cu2S參加反應(yīng)時有10 mol電子轉(zhuǎn)移，D錯誤。10鉻是人體必需的微量元素，它與脂類代謝有密切聯(lián)系，能增強(qiáng)人體內(nèi)膽固醇的分解和排泄，但鉻過量會引起污染，危害人類健康。不同價態(tài)的鉻毒性不同，三價鉻對人體幾乎無毒，六價鉻的毒性約為三價鉻的100倍。下列敘述錯誤的是 ()A發(fā)生鉻中毒時，可服用維生素C緩解毒性，因為維生素C具有還原性BK2Cr2O7可以氧化乙醇，該反應(yīng)可用于檢查酒后駕駛C在反應(yīng)Cr2OIHCr3I2H2O中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為32D污水中的Cr3在溶

45、解的氧氣的作用下可被氧化為Cr2O答案D解析維生素C具有還原性，可與六價鉻反應(yīng)生成無毒的三價鉻；K2Cr2O7可將乙醇氧化為乙酸，同時反應(yīng)后含鉻化合物顏色發(fā)生變化；C項反應(yīng)中，氧化產(chǎn)物為I2，還原產(chǎn)物為Cr3，根據(jù)得失電子守恒可知二者的物質(zhì)的量之比為32；Cr2O的氧化性比氧氣的氧化性強(qiáng)，氧氣不能將Cr3氧化為Cr2O。11在熱的稀硫酸中溶解了11.4 g FeSO4固體，當(dāng)加入50 mL 0.5 molL1 KNO3溶液時，其中的Fe2全部轉(zhuǎn)化成Fe3，KNO3也完全反應(yīng)并放出NxOy氣體。(1)推算出x_；y_。(2)配平該反應(yīng)的方程式：FeSO4_KNO3_H2SO4=_K2SO4_Fe

46、2(SO4)3_(NxOy)_H2O(配平時x、y用具體數(shù)值表示，物質(zhì)填在中)。(3)反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是_。(4)用雙線橋法表示該反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：_。答案(1)11(2)624132NO4(3)Fe2(SO4)3(4) 解析n(FeSO4)0.075 moln(KNO3)0.05 L0.5 molL10.025 molFe2轉(zhuǎn)化為Fe3共失去0.075 mol電子，根據(jù)得失電子守恒原理，可知1 mol N原子得到3 mol電子，反應(yīng)中N元素由5價降為2價，既得到的氧化物為NO。12含氮廢水進(jìn)入水體中對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重。某校環(huán)保小組的同學(xué)認(rèn)為可以用金屬鋁將水中的NO還原成N2，

47、從而消除氮污染。(1)配平以下有關(guān)的離子反應(yīng)方程式：NOAlH2ON2Al(OH)3OH(2)以上反應(yīng)中失電子的物質(zhì)是_，還原產(chǎn)物是_，每生成1 mol還原產(chǎn)物，將有_電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。(3)現(xiàn)需除去1 m3含氮0.3 mol的廢水中的NO(設(shè)氮元素都以NO的形式存在)，則至少需要消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為_。(4)你對以上治理污染的方案有何評價？答案(1)610183106(2)AlN210 mol(3)0.5 mol(4)治理后的廢水中含Al3較多，產(chǎn)生新的污染，危害人體健康解析(1)用化合價升降法配平。在該反應(yīng)中，氧化劑(2O2)，化合價降低的總數(shù)為10；還原劑(AA3)，化合價升高的總數(shù)為3。

48、由此先確定氧化劑與還原產(chǎn)物、還原劑與氧化產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。由電荷守恒確定OH的化學(xué)計量數(shù)，最后用觀察法配平其他物質(zhì)。(2)在該反應(yīng)中，失電子的物質(zhì)是Al，還原產(chǎn)物是N2。生成1 mol N2時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1 mol2(50)10 mol。(3)設(shè)需要鋁的物質(zhì)的量為x，由得失電子守恒可知：0.3 mol(50)3x，解得x0.5 mol。(4)應(yīng)綜合考慮治理成本、是否產(chǎn)生新的污染等問題。如長期飲用含Al3較多的水，使人易患癡呆癥等。13碘化鈉是實(shí)驗室中常用的分析試劑，工業(yè)上用鐵屑還原法制備NaI的流程如圖所示。請回答下列問題。(1)判斷反應(yīng)中碘是否反應(yīng)完全的方法是_。(2)操作的名稱是

49、_。(3)反應(yīng)的離子方程式為_。(4)反應(yīng)中NaIO3被Fe單質(zhì)還原為NaI，同時生成Fe(OH)3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；在該反應(yīng)中若有99 g NaIO3被還原，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_mol。答案(1)取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴淀粉溶液，若溶液未變藍(lán)，則證明碘已反應(yīng)完全；反之，碘未反應(yīng)完全(或取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，滴入幾滴CCl4，振蕩、靜置，若下層液體呈無色，證明碘已反應(yīng)完全；若下層液體呈紫紅色，證明碘未反應(yīng)完全)(2)過濾(3)3I26OH=5IIO3H2O(4)2FeNaIO33H2O=2Fe(OH)3NaI3解析(2)操作顯然是為了除去過量的鐵粉和反應(yīng)生成的Fe

50、(OH)3沉淀，因此采用過濾的方法。(3)和(4)根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可寫出反應(yīng)的離子(化學(xué))方程式。由于1 mol NaIO3被還原為NaI轉(zhuǎn)移6 mol電子，故99 g(0.5 mol)NaIO3被還原時轉(zhuǎn)移3 mol電子。14小明為驗證NO2的氧化性和NO的還原性，設(shè)計了如下裝置制取NO2和NO，并驗證其性質(zhì)，裝置圖如下：(1)寫出甲中反應(yīng)的離子方程式：_，乙中的現(xiàn)象是_，可證明NO2的氧化性；在丙中鼓入空氣后現(xiàn)象是_，可證明NO的還原性。(2)實(shí)驗前丙中充滿水的作用是_。(用反應(yīng)方程式和簡要文字回答)。(3)小華對小明的實(shí)驗設(shè)計提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性

51、，他的理由是_。你認(rèn)為怎樣才能準(zhǔn)確證明NO2的氧化性？(簡要回答出原理和現(xiàn)象即可)_。答案(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O溶液變渾濁有紅棕色氣體生成(2)3NO2H2O=2HNO3NO，制取NO，并用排水法收集NO(3)NO2和水反應(yīng)生成的HNO3是一種強(qiáng)氧化性酸，可將Na2S氧化，使溶液變渾濁可將干燥的NO2與干燥的H2S氣體混合，若有淡黃色固體生成，即可證明NO2的氧化性解析本題利用Cu與濃HNO3的反應(yīng)制取NO2，再利用NO2與水的反應(yīng)制NO；分別在不同的裝置中檢驗它們的性質(zhì)，在小明的實(shí)驗設(shè)計中乙裝置不能區(qū)分NO2和HNO3是誰氧化了Na2S，故應(yīng)在無水的環(huán)境中檢驗NO2的氧化性。15Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO45H2O的流程圖。Cu2SCuCu2O、CuOAB膽礬(1)Cu2S中銅元素的化合價為_，火法煉銅的反應(yīng)原理是_(用化學(xué)方程式表示)。(2)向Cu2O、