2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 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（含解析）.doc

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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、O2 C．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，沒有升高，不滿足氧化還原反應(yīng)的特征。 答案：D 2．在酸性高錳酸鉀溶液中加入過氧化鈉粉末，溶液褪色，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO＋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22.4 L O2時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol e－ 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；過氧化鈉中O元素的化合價(jià)升高，則過氧化鈉是還原劑，故B錯(cuò)誤；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生22.4 L O2時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)移22.4 L22.4 Lmol－12[0－(－1)]＝2 mol e－，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：C 3．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∶1 C．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1 mol，根據(jù)2HI＋Cl2===2HCl＋I(xiàn)2，n(HI)＝2 mol，根據(jù)2Fe＋3Cl2===2FeCl3，n(Fe)＝mol，根據(jù)2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2，n(FeBr2)＝1 mol＝mol，故n(HI)∶n(Fe)∶n(FeBr2)＝2 mol∶mol∶mol＝3∶1∶1。 答案：B 4．NaNO2是一種食品添加劑，但食用過量可能致癌。酸性KMnO4溶液與NaNO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O(未配平)。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 KMnO4 D.中的粒子是OH－ 解析：NO中N元素的化合價(jià)升高，NO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2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O，據(jù)此可知B、D項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。 答案：C 5．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)測定ClO－與ClO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∶3　 　B．4∶3 C．2∶1　 　D．3∶1 解析：本題考查氧化還原反應(yīng)的簡單計(jì)算。 x　　　Cl→KCl　　　降x1 11　　 Cl→KClO　 升111 1　　　Cl→KClO3 升15 關(guān)系式：x1＝111＋15，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：B 6．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)室可通過以下反應(yīng)制得ClO2：KClO3＋H2C2O4＋H2SO4―→ClO2↑＋K2SO4＋CO2↑＋H2O(未配平)。下列說法正確的是(　　) A．KClO3在反應(yīng)中是還原劑 B．1 mol KClO3參加反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下能得到22.4 L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．1 mol KClO3參加反應(yīng)有1 mol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)，1 mol KClO3參加反應(yīng)得到1 mol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1 mol ClO2和1 mol CO2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是44.8 L，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≈2.63倍，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)以上分析可知1 mol KClO3參加反應(yīng)有1 mol電子轉(zhuǎn)移，正確。 答案：D 7．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)2 C．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開始加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25 mol D．根據(jù)OC段的數(shù)據(jù)可知開始加入的硫酸亞鐵的物質(zhì)的量為1 mol 解析：根據(jù)題干中方程式可知：MnO 的氧化性強(qiáng)于Fe3＋，當(dāng)加入KI溶液時(shí)，n(Fe3＋)不變，說明MnO 先氧化I－，A正確；MnO 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0.75 mol，故被還原的n(Fe3＋)為0.75 mol，再根據(jù)電子守恒，生成0.75 mol Fe3＋需0.15 mol MnO ，加入的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.25 mol，C正確，D不正確。 答案：D 8．(2019濟(jì)南模擬)已知M2O 可與R2－作用，R2－被氧化為R單質(zhì)，M2O的還原產(chǎn)物中，M為＋3價(jià)；又知c(M2O )＝0.3 molL－1的溶液100 mL可與c(R2－)＝0.6 molL－1的溶液150 mL恰好完全反應(yīng)，則n值為(　　) A．4　　　　B．5 C．6　　　　D．7 解析：n(M2O)＝0.3 molL－10.1 L＝0.03 mol，n(R2－)＝0.6 mol0.15 L＝0.09 mol，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)M2O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)0.03 mol2＝(2－0)0.09 mol，n＝7。 答案：D 9．(2019揭陽模擬)黃銅礦(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。已知： 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(Ⅰ) 產(chǎn)物Cu2S在1 200 ℃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。則下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)Ⅰ中CuFeS2僅作還原劑 B．取12.5 g黃銅礦樣品，經(jīng)測定含3.60 g硫，則礦樣中CuFeS2質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定為82.8% C．由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu消耗O2的物質(zhì)的量為14.25 mol D．6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反應(yīng)，理論上可得到銅的物質(zhì)的量為3 mol 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6 mol CuFeS2參加反應(yīng)，生成3 mol Cu2S，其中2 mol Cu2S轉(zhuǎn)化為2 mol Cu2O，2 mol Cu2O與1 mol Cu2S反應(yīng)生成6 mol Cu，所以消耗O2的物質(zhì)的量為12 mol＋3 mol＝15 mol，C錯(cuò)誤；6 mol CuFeS2需要12 mol氧氣得到3 mol Cu2S，剩余3.75 mol氧氣可以消耗Cu2S的物質(zhì)的量是2＝2.5 mol，得到2.5 mol Cu2O，此時(shí)剩余Cu2S的物質(zhì)的量是0.5 mol，與1 mol Cu2O反應(yīng)生成3 mol銅，D正確。 答案：D 10．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＝6.310－10)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________(填“酸性”“堿性”或“中性”)；原因是_____________________________________ _____________________________________________________。 (2)寫出第二次氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________ _____________________________________________________。 (3)處理100 m3含NaCN 10.3 mgL－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0.5 mgL－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－===CO＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑。 (3)參加反應(yīng)的NaCN是＝20 mol，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1 mol NaCN失去5 mol電子，1 mol次氯酸鈉得到2 mol電子，所以處理100 m3含NaCN 10.3 mgL－1的廢水，實(shí)際至少需NaClO的質(zhì)量為74.5 gmol－14＝14 900 g。 (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－===CO＋CO2↑＋3Cl－＋N2↑ (3)14 900　(4)NaCNO　NaCN 11．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Cr2O的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO47H2O)處理，寫出并配平反應(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)確測定Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度，方法如下： ①Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O ②2S2O＋I(xiàn)2===S4O＋2I－ 準(zhǔn)確稱取純凈的K2Cr2O7 0.122 5 g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。則Na2S2O3溶液的物質(zhì)的量濃度為________(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)＝＝0．100 0 molL－1。 答案：(1)①④ (2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (3)Fe(OH)3　CaSO4　Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O　CrO＋CO2＋2H2O===Cr(OH)3↓＋HCO (4)0.100 0 molL－1 12．工業(yè)上以軟錳礦(主要成分MnO2)為原料，通過液相法生產(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)工藝簡略如下： (1)反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________ _____________________________________________________。 (2)生產(chǎn)過程中最好使用含MnO2 80%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_______________________ _____________________________________________________。 (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__________________。 上述反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為___________________。 與該傳統(tǒng)工藝相比，電解法的優(yōu)勢是______________________ ______________________________________________________ _____________________________________________________。 (5)用高錳酸鉀測定草酸結(jié)晶水合物的純度：稱草酸晶體樣品0.500 g溶于水配制成100 mL溶液，取出20.00 mL用0.020 0 molL－1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14.80 mL，則該草酸晶體的純度為____________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(已知該草酸結(jié)晶水合物H2C2O42H2O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＋H2O、SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O，會(huì)導(dǎo)致KOH消耗量偏高。 (3)電解錳酸鉀溶液制備高錳酸鉀，電解槽中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，MnO失電子轉(zhuǎn)化為MnO，電極反應(yīng)式為2MnO－2e－===2MnO－4，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，兩式相加得總的離子反應(yīng)方程式為2MnO＋2H2O2MnO＋2OH－＋H2↑。 (4)向K2MnO4溶液中通入適量CO2，二者反應(yīng)生成黑色固體二氧化錳、KMnO4，利用化合價(jià)升降法配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3。上述反應(yīng)中3 mol K2MnO4有1 mol錳元素化合價(jià)由＋6價(jià)降為＋4價(jià)生成二氧化錳，作氧化劑，有2 mol錳元素化合價(jià)由＋6價(jià)升高到＋7價(jià)生成高錳酸鉀，作還原劑，氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為1∶2。K2MnO4的轉(zhuǎn)化率為66.7%，與該傳統(tǒng)工藝相比，電解法的優(yōu)勢是產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用。 (5)酸性高錳酸鉀溶液與草酸反應(yīng)的離子方程式是6H＋＋2MnO＋5H2C2O4===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，則樣品中草酸晶體的物質(zhì)的量為n(H2C2O42H2O)＝514.810－30.02mol＝3.710－3 mol，草酸晶體的質(zhì)量為3.710－3 mol126 g/mol＝0.466 2 g，則該草酸晶體的純度為93.2%。 答案：(1)4KOH＋2MnO2＋O2===2K2MnO4＋2H2O (2)偏高 (3)2MnO＋2H2O2MnO＋2OH－＋H2↑ (4)3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3 1∶2　產(chǎn)率更高、KOH循環(huán)利用 (5)93.2%