第4讲 氧化还原反应方程式的配平与有关计算
复习目标
1．掌握氧化还原方程式的配平方法。2．学会氧化还原反应的有关计算。
考点一 氧化还原反应方程式的配平
1．配平原则
2．一般氧化还原反应方程式的配平：化合价升降法
3．配平下列化学方程式
(1)3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO↑＋4H2O
(2)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
(3)1Cl2＋2KOH===1KCl＋1KClO＋1H2O
(4)在酸性条件下，K2Cr2O7被Fe2＋还原为Cr3＋，完成下列方程式：
1Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
(5)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。
Al2O3＋3C＋N22AlN＋3CO。
复杂氧化还原反应方程式配平的基本方法
(1)正向配平法
适合氧化剂、还原剂是不同反应物的反应。如：
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后确定反应物的化学计量数，最后根据质量守恒配平其他物质。如：
由于S的化合价既升高又降低，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3，最后根据质量守恒配平其他物质。
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中，有三种元素的化合价发生了变化，但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低，这时要进行整体配平。
如Cu2S＋HNO3―→Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三种元素的化合价变化，Cu2S中Cu、S元素化合价均升高，看作一个整体， ，配平得3Cu2S＋22HNO3===6Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。
角度一 正向配平和逆向配平的应用
1．配平下列化学方程式。
(1)____KI＋____CuSO4===____I2＋____CuI↓＋____K2SO4
(2)____P＋____CuSO4＋____H2O===____Cu＋____H3PO4＋____H2SO4
(3)____Cl2＋____Ca(OH)2===____CaCl2＋____Ca(ClO)2＋____H2O
(4)____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3↑
(5)____(NH4)2Cr2O7===____N2↑＋____Cr2O3＋____H2O
答案 (1)4 2 1 2 2
(2)2 5 8 5 2 5
(3)2 2 1 1 2
(4)2 9 3 3 5
(5)1 1 1 4
角度二 缺项型氧化还原方程式的配平
2．(1)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：
____NaBiO3＋____Mn2＋＋____________Na＋＋____Bi3＋＋________＋________
(2)____ClO＋____Fe2＋＋________===____Cl－＋____Fe3＋＋________
(3)____MnO＋____H2O2＋________===____Mn2＋＋________＋____H2O
(4)将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应，其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式：
____KMnO4＋____K2S＋________===____K2MnO4＋____K2SO4＋____S↓＋________
(5)____Mn2＋＋____ClO＋____H2O===____MnO2↓＋____Cl2↑＋________
答案 (1)5 2 14H＋ 5 5 2MnO 7H2O
(2)1 6 6H＋ 1 6 3H2O
(3)2 5 6H＋ 2 5O2↑ 8
(4)28 5 24KOH 28 3 2 12H2O
(5)5 2 4 5 1 8H＋
缺项型氧化还原方程式的配平技巧
(1)方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物并进行配平。
(2)补项原则
条件 补项原则
酸性条件下 反应物缺H(氢)或多O(氧)补H＋生成H2O，反应物少O(氧)补H2O(水)生成H＋
碱性条件下 反应物缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)生成OH－，反应物少O(氧)补OH－生成H2O
考点二 氧化还原反应的有关计算
1．应用得失电子守恒解题的一般步骤
(1)“一找物质”——找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)“二定得失”——确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。
(3)“三列关系”——根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
2．多步连续进行的氧化还原反应的有关计算
有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。
角度一 单一氧化还原反应中得失电子守恒的应用
1．某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10－3 mol XO(OH)，需用30 mL 0.2 mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是( )
A．＋2 B．＋1
C．0 D．－1
答案 C
解析 XO(OH)中X的化合价是＋5，Na2SO3中S的化合价从＋4升高到＋6，设X元素被还原后的化合价为a，根据氧化还原反应中化合价升降总数必相等：2.4×10－3×(5－a)＝0.2×0.03×(6－4)，解得a＝0。
2．某离子反应中涉及H2O、ClO－、NH、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2、ClO－的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是( )
A．该反应的氧化剂是ClO－
B．消耗1 mol还原剂，转移3 mol电子
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D．当生成14 g N2时，消耗的ClO－为1.5 mol
答案 C
角度二 多步氧化还原反应中得失电子守恒的应用
3．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( )
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
答案 A
解析 由题意可知，Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝＝0.15 mol。根据元素质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
4．二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如图。下列说法错误的是( )
A．Na2C2O4将MnO2还原为Mn2＋
B．滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色
C．MnO2含量为%
D．若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡，则测得MnO2含量偏小
答案 D
解析 MnO2具有氧化性，Na2C2O4具有还原性，二者发生反应时，MnO2被还原成Mn2＋，A正确；滴定时是用KMnO4滴定过量的Na2C2O4，Na2C2O4溶液为无色，KMnO4溶液为紫色，则达到滴定终点时，溶液颜色由无色变成浅紫色，B正确；20 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液中KMnO4的物质的量为20×10－3×0.1 mol ＝2×10－3 mol，由关系式2MnO～5C2O可知，与KMnO4反应的Na2C2O4的物质的量为5×10－3 mol，则与MnO2反应的Na2C2O4的物质的量为30×10－3×0.2 mol－5×10－3 mol＝1×10－3 mol，由关系式MnO2～C2O可知，样品中MnO2的物质的量为1×10－3 mol，质量为0.087 g，故MnO2的含量为×100%＝%，C正确；若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡，则KMnO4溶液的体积偏小，结合C项分析知，计算得到的MnO2的质量偏大，测得MnO2的含量偏大，D错误。
微专题 陌生情境中的化学(或离子)方程式的书写
1．新情境下离子方程式、氧化还原反应方程式的书写方法
2．解题思路示例
(1)[“信息型”陌生方程式的书写]KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
分析 第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnO＋C2O―→Mn2＋＋CO2↑。
由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O―→2Mn2＋＋10CO2↑。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，2MnO＋5C2O＋H＋―→2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O。
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
(2)[“流程图”中陌生方程式的书写]以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下：
写出酸溶1发生反应的化学方程式：___________________________________
_____________________________________________________________________。
分析 书写步骤：
(1)“瞻前”确定反应物
根据进料→确定反应物：CuS＋MnO2＋H2SO4。
(2)“顾后”确定生成物
根据出料中含有S，后续除锰生成MnCO3，说明酸溶1生成的是S和MnSO4。
(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质
CuS＋MnO2＋H2SO4―→MnSO4＋S。
(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质
CuS＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4。
(5)检查质量、得失电子是否守恒。
角度一 “信息给予型”陌生方程式的书写
1．(1)强氧化剂NaClO会将CN－氧化，生成N2、CO和Cl－等无毒无害物质，可用该反应处理含氰废水，反应的离子方程式为_________________________。
(2)NaClO可氧化除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)，NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为_________________________________。
(3)实验室将NaClO3和Na2SO3按物质的量之比为2∶1倒入烧瓶中，用水浴加热，同时滴入H2SO4，产生棕黄色气体X，反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应，写出反应的离子方程式________________________________________。
答案 (1)2CN－＋5ClO－＋2OH－===2CO＋N2↑＋5Cl－＋H2O
(2)2NH3＋3NaClO===N2＋3H2O＋3NaCl
(3)2ClO＋SO＋2H＋SO＋2ClO2↑＋H2O
2．按要求完成下列方程式。
(1)用NaClO NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式：____________________________________________________。
(2)CuH在氯气中完全燃烧会生成氯化铜和氯化氢，写出反应的化学方程式：____________________________。
答案 (1)2Ag＋＋ClO－＋2OH－===Ag2O2↓＋Cl－＋H2O
(2)2CuH＋3Cl22CuCl2＋2HCl
角度二 “流程图”中陌生方程式的书写
3．五水硫代硫酸钠(化学式为Na2S2O3·5H2O)不溶于乙醇，易溶于水，可用于鞣制皮革、矿石提银、水产养殖、医疗解毒等，工业上常用Na2S、Na2CO3为原料制备，其生产流程如图所示。
(1)Na2S和Na2CO3按物质的量之比为2∶1投料后加热，将SO2缓缓通入溶液中，即可获得Na2S2O3，反应的化学方程式为______________________________。
(2)上述制备过程一般需在碱性环境下进行，若在酸性条件下产品会发黄，用离子方程式表示其可能的原因：__________________________。
答案 (1)2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2
(2)S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
4．以硫铁矿(主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下：
(1)“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。
(2)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：
已知总反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===2SO＋15Fe2＋＋16H＋
①将过程Ⅰ离子方程式补充完整
FeS2＋Fe3＋＋________===Fe2＋＋S2O＋________
②过程Ⅱ反应的离子方程式：_________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案 (1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(2)①1 6 3 H2O 7 1 6 H＋
②8Fe3＋＋S2O＋5H2O===2SO＋8Fe2＋＋10H＋
高考真题演练
1．(2022·山东高考)实验室制备KMnO4过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用KClO3氧化MnO2制备K2MnO4；②水溶后冷却，调溶液pH至弱碱性，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2；③减压过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得KMnO4。下列说法正确的是( )
A．①中用瓷坩埚作反应器
B．①中用NaOH作强碱性介质
C．②中K2MnO4只体现氧化性
D．MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%
答案 D
解析 高温下瓷坩埚易被强碱腐蚀，故①中不能用瓷坩埚作反应器，A错误；①中用NaOH作强碱性介质会引入杂质离子，B错误；②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2，既体现氧化性又体现还原性，C错误；根据化合价的变化分析，K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，根据Mn元素守恒可知，MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4，因此，MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%，D正确。
2．(2021·湖南高考)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A．产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 mol e－
B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO的存在
答案 A
3．(2021·山东高考)X、Y均为短周期金属元素，同温同压下，0.1 mol X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2的体积为V1 L；0.1 mol Y的单质与足量稀硫酸反应，生成H2的体积为V2 L。下列说法错误的是( )
A．X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B．X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C．产物中X、Y化合价之比一定为
D．由一定能确定产物中X、Y的化合价
答案 D
解析 由稀盐酸和稀硫酸均足量，知金属均完全反应，根据同温同压下，气体的物质的量之比等于体积之比，知X、Y生成H2的物质的量之比一定为，A正确；根据2HCl～H2、H2SO4～H2，知X、Y消耗酸的物质的量之比一定为，B正确；根据金属失电子总数等于H＋得电子总数，知0.1 mol X、0.1 mol Y失电子数之比为，则产物中X、Y的化合价之比一定为，C正确；若＝1，则产物中X、Y的化合价相等，但不能确定化合价的具体数值，D错误。
4．(2021·北京高考)用电石(主要成分为CaC2，含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时，常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。反应为：
①CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4
②11PH3＋24CuSO4＋12H2O===3H3PO4＋24H2SO4＋8Cu3P↓
下列分析不正确的是( )
A．CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式：CaS＋2H2O===Ca(OH)2＋H2S↑、Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑
B．不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C．反应②中24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D．用酸性KMnO4溶液验证乙炔还原性时，H2S、PH3有干扰
答案 C
5．(1)(2022·江苏高考节选)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为________________________________。
(2)(2022·湖南高考节选)钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
物质 TiCl4 VOCl3 SiCl4 AlCl3
沸点/℃ 136 127 57 180
TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质 TiCl4 CO CO2 Cl2
分压/MPa 4.59×10－2 1.84×10－2 3.70×10－2 5.98×10－9
该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为____________________________________。
答案 (1)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2)5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2
解析 (2)钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。
根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5∶2∶4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2。
6．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为____________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________________；若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为________；当＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是____________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为______________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为________ mol。I2在KI溶液中可发生反应I2＋I－??I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是________________________。
答案 (1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3 ②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋3H＋＋H2O
(3)4 防止单质碘析出
解析 (3)反应中加入过量KI，I－浓度增大，可逆反应I2＋I－??I平衡右移，增大I2溶解度，可防止单质碘析出。
7．(2021·广东高考节选)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
(1)该氧化物为________。
(2)已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
答案 (1)Al2O3 (2)4∶1
8．(2020·全国卷Ⅱ节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为______________________________。
(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________mol；产生“气泡”的化学方程式为______________________________________。
(3)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是____________________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。
答案 (1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O
(2)1.25 NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O
(3)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 203
解析 (2)5ClO＋4H＋===4ClO2＋Cl－＋2H2O，每生成1 mol ClO2，消耗NaClO2为×5＝1.25 mol。
(3)设氯气质量为x kg，则消耗的NaOH为 kg，原氢氧化钠质量为 kg，由NaOH质量守恒：原溶液为(1000－x) kg，则＋1000×0.01＝(1000－x)×0.3，解得x≈203。
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．衣服上不小心沾到了蓝色墨水，可以先涂上酸性高锰酸钾溶液，即可除去蓝墨水中的鞣酸亚铁，再用乙二酸的稀溶液擦洗，可以迅速除去过量的KMnO4，其反应的离子方程式为MnO＋H2C2O4＋H＋―→CO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)。下列有关叙述不正确的是( )
A．每转移2 mol电子，就有1 mol乙二酸被还原
B．氧化剂和还原剂的化学计量数之比是2∶5
C．鞣酸亚铁和乙二酸都具有还原性
D．蓝墨水与红墨水混用易因胶体聚沉而导致书写不畅
答案 A
2．金属铜的提炼多从黄铜矿开始，黄铜矿在焙烧过程中主要反应之一为2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2。下列说法正确的是( )
A．每生成1 mol Cu2S，有4 mol S被氧化
B．CuFeS2只作还原剂，O2只作氧化剂
C．SO2既是氧化产物又是还原产物
D．若有1 mol O2参加反应，则上述反应中共有4 mol电子发生转移
答案 C
3．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为( )
A．2 B．3
C．4 D．5
答案 D
解析 列出元素化合价变化：，，利用得失电子守恒得关系式：1××x＝16×2，解得x＝5。
4．NaNO2是一种食品添加剂，但食用过量可能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为MnO＋NO＋―→Mn2＋＋NO＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )
A．该反应中NO被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
D．中的粒子是OH－
答案 C
5．(2022·岳阳市高三教学质量监测)过二硫酸是一种硫的含氧酸，化学式H2S2O8。它的结构可以表示成HO3SOOSO3H。它的盐称为过二硫酸盐，在工业上用途广泛，用作强氧化剂等。下列反应分别是Cr3＋与过二硫酸盐和高锰酸盐反应的离子方程式(未配平)，下列说法中错误的是( )
Ⅰ．Cr3＋＋S2O＋H2OCr2O＋SO＋H＋
Ⅱ．Cr3＋＋MnO＋H2OCr2O＋Mn2＋＋H＋
A．过二硫酸根离子中显－2价的氧原子和显－1价的氧原子的数目比是3∶1
B．反应Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶2
C．反应Ⅱ中每生成1 mol Cr2O，转移电子的物质的量为6 mol
D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的Cr3＋的物质的量相同，则Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化剂的物质的量之比为2∶5
答案 D
6．某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O，已知氧化性：K2Cr2O7>Cl2，则下列说法不正确的是( )
A．氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶14
B．由此反应可知还原性：HCl>CrCl3
C．当转移0.2 mol电子时，被氧化的还原剂的物质的量为0.2 mol
D．Cl2是该反应的氧化产物
答案 A
解析 由于氧化性：K2Cr2O7＞Cl2，因此，
K2Cr2O7是氧化剂，化合价降低被还原为CrCl3；Cl2是氧化产物，故HCl中的氯元素化合价升高被氧化。1 mol K2Cr2O7被还原时得6 mol e－，1 mol HCl被氧化，失去1 mol e－，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6，A错误。
7．(2022·邵阳市高三第一次联考)酸性环境中，纳米Fe/Ni去除NO过程中的含氮微粒变化如图所示，溶液中铁以Fe2＋形式存在。下列有关说法不正确的是( )
A．反应ⅱ的离子方程式为NO＋3Fe＋8H＋===NH＋3Fe2＋＋2H2O
B．增大单位体积水体中纳米Fe/Ni的投入量，可提高NO的去除效果
C．假设反应过程都能彻底进行，反应ⅰ、ⅱ消耗的铁的物质的量之比为3∶1
D．a mol NO完全转化为NH至少需要4a mol的铁
答案 C
解析 反应ⅰ中NO被Fe还原为NO，Fe被氧化为Fe2＋，根据得失电子守恒可知1 mol NO氧化1 mol Fe，同时生成1 mol NO，根据A项可知，反应ⅱ中1 mol NO可以氧化3 mol Fe，所以反应ⅰ、ⅱ消耗的铁的物质的量之比为1∶3，C错误。
8．(2022·黑龙江省八校高三期末联考)常温时，将0.1 mol Fe(NO3)3和2 mol HCl溶于水得2 L混合溶液，然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )
A．由于氧化性Fe3＋>H＋，首先发生的反应是：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．当加入16.8 g铁粉时，可生成标准状况下6.72 L气体
C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在
D．充分反应后，至少耗铁56 g
答案 B
解析 酸性条件下，NO有强氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；当加入16.8 g铁粉时，刚好发生上述第一个反应，生成标准状况下6.72 L NO气体，此时消耗1.2 mol H＋，B正确；滴加KSCN溶液不变红色说明溶液不含Fe3＋，C错误；充分反应后，根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g＋(0.1 mol＋0.3 mol)×0.5×56 g·mol－1＝28 g，D错误。
9．(2022·漳州市高三教学质量检测)高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性，是一种环保、高效、多功能的饮用水处理剂，可以用如下流程进行制备。下列说法正确的是( )
A．“酸溶”前，可用热的Na2CO3溶液处理铁屑表面的油污
B．“氧化”过程的离子方程式为2Fe2＋＋O2＋4H＋===2Fe3＋＋2H2O
C．“制备Na2FeO4”中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
D．“转化”中析出K2FeO4晶体的原因可能是相同条件下其溶解度大于Na2FeO4
答案 A
解析 由题给流程可知，铁屑溶于稀盐酸，得到氯化亚铁溶液；向氯化亚铁溶液中通入过量空气，将氯化亚铁转化为氯化铁；向氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，将氯化铁转化为高铁酸钠，向得到的高铁酸钠溶液中加入饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为溶解度较小的高铁酸钾，过滤得到高铁酸钾晶体。由分析可知，氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故B错误；制备高铁酸钠的反应中，由得失电子守恒可知，氧化剂次氯酸钠和还原剂氯化铁的物质的量之比为3∶2，故C错误；由上述分析可知，D错误。
10．已知H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI，将0.1 mol Cl2通入100 mL含等物质的量的HI与H2SO3的混合溶液中，有一半的HI被氧化，则下列说法正确的是( )
A．物质的还原性：HI>H2SO3>HCl
B．H2SO3的物质的量浓度为0.6 mol·L－1
C．若再通入0.05 mol Cl2，则恰好能将HI和H2SO3完全氧化
D．通入0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式为5Cl2＋4H2SO3＋2I－＋4H2O===4SO＋I2＋10Cl－＋16H＋
答案 D
解析 还原性：H2SO3＞HI＞HCl，A错误；设HI和H2SO3的物质的量浓度均为x mol·L－1，根据二者分别与Cl2反应的化学方程式并结合有一半的HI被氧化可知Cl2完全反应，则0.1x＋＝0.1，解得x＝0.8，B错误；混合溶液中还剩余0.04 mol HI未被氧化，故只需再通入0.02 mol Cl2，即可恰好将HI和H2SO3完全氧化，C错误。
11．已知：还原性HSO＞I－，氧化性IO＞I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液，加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．0～a间发生反应：3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋
B．a～b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.2 mol
C．b～c间发生的反应中I2既是氧化产物又是还原产物
D．当溶液中I－与I2的物质的量之比为5∶2时，加入的KIO3为1.08 mol
答案 B
解析 0～a间没有碘单质生成，说明IO和HSO发生氧化还原反应生成I－，其离子方程式为3HSO＋IO===3SO＋I－＋3H＋，故A正确；a～b间发生的反应与0～a间相同，参加反应的IO的物质的量为0.6 mol，则消耗NaHSO3的物质的量为1.8 mol，故B错误；根据图像知，b～c段内，碘离子被氧化生成碘单质，发生反应的离子方程式为IO＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2，所以I2既是还原产物又是氧化产物，故C正确；根据反应IO＋3HSO===I－＋3SO＋3H＋，3 mol NaHSO3参加反应消耗KIO3的物质的量为1 mol，生成碘离子的物质的量为1 mol，设生成的碘单质的物质的量为x mol，则根据反应IO＋6H＋＋5I－===3H2O＋3I2，消耗的KIO3的物质的量为x mol，消耗碘离子的物质的量为x mol，剩余的碘离子的物质的量为 mol，当溶液中n(I－)∶n(I2)＝5∶2时，即∶x＝5∶2，x＝0.24，加入KIO3的物质的量为1 mol＋0.24 mol×＝1.08 mol，故D正确。
二、非选择题
12．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。在NaOH溶液中ClO2与H2O2反应可以得到亚氯酸钠。
(1)ClO2中氯元素的化合价是________；在制备亚氯酸钠的反应中ClO2作________(填“氧化剂”或“还原剂”)；若反应中生成1 mol NaClO2，转移电子的物质的量为________。
(2)该反应的化学方程式为___________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
(3)在一定条件下，将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2，该反应中还原产物为________，当消耗标准状况下1.12 L Cl2时，制得ClO2________g。
答案 (1)＋4 氧化剂 1 mol
(2)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O
(3)NaCl 6.75
13．高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中常用的一种新型净水剂，在反应中被还原成Fe3＋，工业上常用NaClO氧化Fe(OH)3生产高铁酸钠：
____Fe(OH)3＋____NaClO＋____NaOH―→____Na2FeO4＋____NaCl＋____H2O
完成下列填空：
(1)配平上述化学方程式。
(2)其中发生还原反应的元素是________；若制备过程中消耗了0.15 mol NaClO，则转移的电子数目是________。
(3)高铁酸钠之所以能净水，除了能杀菌消毒外，另一个原因是(结合离子方程式回答)_______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)某海水样品经过Na2FeO4处理后，所含离子及其浓度如下表所示(H＋和OH－未列出)：
离子 SO Mg2＋ Fe3＋ Na＋ Cl－
浓度/ (mol·L－1) a 0.05 0.10 0.50 0.58
表格中的a________(填“>”“<”或“＝”)0.16，判断的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案 (1)2 3 4 2 3 5
(2)氯 0.3NA
(3)生成的产物Fe3＋能发生水解，Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3(胶体)＋3H＋，形成的Fe(OH)3胶体吸附杂质
(4)> 处理后溶液呈酸性，故c(H＋)>c(OH－)，根据电荷守恒，a>0.16
解析 (4)若c(H＋)＝c(OH－)，根据溶液中电荷守恒，即阴离子所带的电荷总数＝阳离子所带的电荷总数，2a＋0.58＝0.50＋0.10×3＋0.05×2，a＝0.16，但是溶液中存在易水解的金属离子，处理后溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，所以a>0.16。
常用的自来水消毒剂有二氧化氯(ClO2)和高铁酸钾(K2FeO4)等。
Ⅰ.某研究性学习小组利用如图装置由二氧化氯制备NaClO2·3H2O。
已知：①温度较高，NaClO2易分解为NaClO3和NaCl。
②ClO2与碱溶液发生歧化反应生成等物质的量的氯酸盐和另一种盐。
(1)若撤去装置C中的冷水浴，导致产品中可能混有的杂质是____________________。
(2)装置D是处理尾气，反应的离子方程式为______________________________。
(3)将ClO2气体通入到足量KI溶液中，溶液变棕黄色；再向其中加入适量苯，振荡、静置，观察到____________________，证明ClO2具有氧化性。
Ⅱ．K2FeO4溶于水时，与水反应生成氢氧化铁胶体，同时放出氧气，该反应的化学方程式为______________________________________。
答案 Ⅰ．(1)NaClO3和NaCl
(2)2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
(3)溶液分层，上层呈紫红色
Ⅱ．4K2FeO4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8KOH＋3O2↑
