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文檔簡介
氧化還原反應的配平和計算難題賞析1、 已知在酸性溶液中,下列物質氧化KI時,自身發(fā)生如下變化: 如果分別用等物質的量的這些物質氧化足量的KI,得到I2最多的是( )AFe3+ B CCl2 DHNO2 2、將49克Mg和Fe的混合物在一定量的稀HNO3溶液中完全溶解(溶液中有Fe2+),得到標況下氣體2.24L(假設全為NO氣體),則向反應后的溶液中加入足量的燒堿,在空氣中不斷攪拌,充分反應后,則生成沉淀的質量是 ( )A. 6g B. 8g C. 10g D. 12g3、Cu2S與一定濃度的HNO3反應,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO、NO2 和水,當NO和NO2的物質的量之比為1:1時,實際參加反應的Cu2S與HNO3的物質的量之比是多少?4、羥胺(NH2OH)是一種還原劑,能將某些氧化劑還原?,F用25.00mL 0.049 mol/L的羥胺的酸性溶液跟足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應,生成的Fe2+恰好與24.65mL 0.020 mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用。已知(未配平):FeSO4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O則在上述反應中,羥胺的氧化產物是( )。AN2 BN2O CNO DNO25、下列有關硫化亞鐵跟濃硫酸反應的方程式正確的是()A.2 FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2OB.4 FeS+18H2SO4=2Fe2(SO4)3+9SO2+7S+18H2OC. 6 FeS+16H2SO4=3Fe2(SO4)3+6SO2+7S+16H2OD.8 FeS+18H2SO4=4Fe2(SO4)3+3SO2+11S+18H2O6、已知KH和H2O反應生成H2和KOH,反應中1 molKH( )A失去1 mol電子 B得到1 mol電子C失去2 mol電子 D沒有電子得失7、三氟化溴溶于水可發(fā)生如下反應:BrF3H2OHBrO3Br2HFO2(1)其中發(fā)生自身氧化還原反應的物質是_;(2)當有5.0 mol水參加反應時,由水還原的BrF3的物質的量為_,由BrF3還原的BrF3的物質的量為_;(3)當有5.0 mol水作還原劑參加化學反應時,由水還原的BrF3的物質的量為_,由BrF3還原的BrF3的物質的量為_;(4)當有5.0 mol水未參加氧化還原反應時,由水還原的BrF3的物質的量為_,由BrF3還原的BrF3的物質的量為_。8、在強堿性的熱溶液中加入足量硫粉,發(fā)生反應生成 -和 。生成物繼續(xù)跟硫作用生成 和 。過濾后除去過量的硫,向濾液中加入一定量的強堿液后再通入足量的 , 跟 反應也完全轉化為 。(1)寫出以上各步反應的離子方程式;(2)若有a mol硫經上述轉化后,最終完全變?yōu)?,至少需 和 的物質的量各是多少?(3)若原熱堿液中含 6mol,則上述a mol硫的轉化過程里生成的 中的 值為多少?9、將0.08mol KMnO4固體(質量為12.64g)加熱一段時間后,收集到a molO2;向反應后殘留的固體中加入足量的濃鹽酸,又收集到b molCl2,此時Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。 (1)請配平下列方程式: KMnO4+ HCl KCl+ MnCl2+ Cl2+ H2O (2)上式反應中的還原劑是 ,當還原劑失去1mol電子時,氧化產物的物質的量為 。 (3)a +b的最大值為 ,a +b最小值為 。 (4)當 a +b 0.18時,殘留固體的質量為 。變式:取0.04molKMnO4固體加熱一段時間后,收集到a mol氣體,在反應剩余的殘留固體中加入足量的濃鹽酸并加熱,又收集到b mol氣體,設此時Mn元素全部以Mn2+形式存在于溶液中,則a+b的最小值為( )A0.04mol B0.08mol C0.10mol D0.20mol10、工業(yè)上為從4J29合金(鐵鈷鎳合金)廢料中提取鈷和鎳,一般先用硫酸溶解合金使成為Fe2、Co2、Ni2,再把Fe2氧化為Fe3,從而使Fe3轉化為某種沉淀析出,達到與Ni2、Co2分離的目的生產上要使Fe2氧化為Fe3,而不使Co2、Ni2氧化的試劑是NaClO或NaClO3(均含少量H2SO4)溶液,反應的部分化學方程式如下(A為還原劑):請完成以上化學方程式,并回答實際生產上采用NaClO3來氧化Fe2比較合算的理由。配平下列離子方程式,并回答問題:(2)已知有3.21 g Fe(OH)3參加反應,共轉移了5.421022個電子,則n_,FeO中鐵的化合價為_。(3)根據(1)、(2)推測FeO能與下列哪些物質反應(只填序號)_。11、在氯氧化法處理含CN的廢水過程中,液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一),氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質。(1)某廠廢水中含KCN,其濃度為650 mg/L?,F用氯氧化法處理,發(fā)生如下反應(其中N均為3價):KCN2KOHCl2KOCN2KClH2O。被氧化的元素是_。(2)投入過量液氯,可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣。請配平下列化學方程式,并標出電子轉移方向和數目:KOCNKOHCl2CO2N2KClH2O(3)若處理上述廢水20 L,使KCN完全轉化為無毒物質。至少需液氯 g。12、單質鐵溶于一定濃度的硝酸中反應的化學方程式如下:a Fe+bNO3-+cH+=d Fe2+f Fe3+g NO+h N2O +kH2O (化學計量數均為正整數) 請你用已掌握的知識研究出下列規(guī)律。(1)c、g、h 的關系式是 _ 。 (2)b、c、d、f 的關系式是 _ 。(3)d、f、g、h 的關系式是 _ 。(4)若a =12 ,鐵和硝酸恰好完全反應,則b 的取值范圍是 _ 。c的取值范圍是 _ _ 。 1解析:氧化還原反應的實質是有電子得失或共用電子對的偏移,“用等物質的量的這些物質氧化足量的KI,得到I2最多”即為每1mol氧化劑得到電子最多者,因 ,則選擇B。2 解析:最后沉淀質量=OH-質量+金屬質量。由題意可知,金屬雖說全溶解,但鐵還沒有全被氧化成三價鐵,加足量的NaOH在空氣中不斷攪拌,Fe(OH)2 將全部被氧化,所以生成的沉淀一定為Mg(OH)2、Fe(OH)3 ,不可能有Fe(OH)2 .在此還要注意的是,整個過程中既有硝酸得電子又有氧氣得電子。硝酸得的電子有關系式NO3 NO3e- 為0.3mol,如再加上空氣中氧氣得的電子,那么整個過程中得電子數肯定大于0.3 mol,為此金屬失去的電子數也大于0.3mol.由于金屬陽離子電荷總數等于金屬離子結合的OH- 數.由 e-OH-可得金屬離子結合的OH-也大于0.3mol.則最后沉淀大于4.9+0.317=10g,即生成沉淀大于10g ,選擇題中至少必須有一個選項符合要求,本題正確答案只能選D本題最容易受思維定勢影響,沒有注意HNO3量不足,溶液中有Fe2+,后加NaOH溶液就要考慮空氣中O2氧化Fe(OH)2 忽視了這一點,而錯C選項。因此考慮問題要全面,要仔細分析整個變化過程。3【解析】:本題主要考察有關氧化還原反應的計算。設參加反應的Cu2S的物質的量為x,被還原的HNO3的物質的量為y,則根據電子得失數目相等,有:x(2+8)=y/21+ y/23,y=5 x,起酸性作用的HNO3的物質的量為:(2 x- x)2=2 x,所以實際參加反應Cu2S與HNO3的物質的量之比為x:(y+2 x)=1:7【答案】1:7。4解析 由題意知,KMnO4得到的電子數等于NH2OH失去的電子數。設產物中N為n價。24.65mL0.020 mol/L5=25.00 mL0.049 mol/L(n+1)得n=1在四個選項中只有B符合,故應選B。5解析:此題從選項來看,都滿足質量守恒定律,但是只有A項中FeS轉化為Fe2(SO4)3和S的產物時失去的電子數,與H2SO4轉化為SO2的產物時得到電子數相等, 符合轉移電子數相等,故選A項6解析 KHH2OH2KOH,KH為還原劑,H2O為氧化劑,1mol KH參與反應失去1 mol電子。7解析 (1)標出化合價可得答案。(2)配平后的化學方程式為:3BrF35H2O=HBrO3Br29HFO2當有5.0 mol 水參加反應時,只有2.0 mol 水作還原劑,發(fā)生氧化還原反應的水與BrF3的關系為:由反應方程式可知,5.0 mol 水參加反應,共有2.0 mol BrF3被還原,則題設條件下被BrF3還原的BrF3的物質的量為:2.0 mol1.3 mol=0.7 mol。(3)由上分析:被BrF3還原的BrF3的物質的量等于被還原的BrF3的總物質的量減去3.3 mol,即:5.0 mol3.3 mol=1.7 mol。將(2)的結果放大2.5倍,得答案3.3 mol 和1.8 mol亦可(4)參加氧化還原反應的水與未參加氧化還原反應水的物質的量之比為23。據此和(1)可得答案。答案:(1)BrF3(2)1.3 mol0.67 mol (3)3.3 mol 1.7 mol(或1.8 mol)(4)2.2 mol 1.1 mol8解析:(1) (2)從氧化還原電子得失關系看,電子得失均在硫元素之間進行。 從 ,失電子;從 ,得電子。 所以 完全轉化為 所失電子數與 轉化為 所得電子數相等,即:amolamol由 守恒, 完全轉化為 需 和 。(3)原熱堿液中含 ,則反應中消耗 。根據反應、,有 ,所以 。啟示:在氧化還原反應中,元素化合價發(fā)生變化,服從氧化還原反應規(guī)律,這是思考問題的基本方法。凡涉及氧化還原反應的有關計算要考慮得失電子守恒規(guī)律的合理應用。9解析:本題綜合考查重要的化學基本概念氧化還原反應的配平及計算,利用字母進行討論分析、解決問題的能力,屬于較高要求綜合應用層次。 (1)配平時注意不要漏掉等號。 (2)依據化合價變化情況,可較容易判斷出還原劑是HCl,再弄清氧化產物是對應還原劑,即可得出結果。 (3)經對題目涉及的反應分析可知:a+b的最大值為只產生氯氣時,即a=0時;則b=0.2, a+b=0.2 a+b的最小值為產生氧氣為最大量時,根據方程式可知產生氧氣0.04mol,即a=0.04時;根據電子守恒知產生的二氧化錳還可氧化鹽酸產生氯氣的量:即b為0.12,a+b0.16 (4)當a+b0.18時,4a+2(0.18a)0.4,a0.02,即:產生氧氣:0.02mol32gmol10.64g 由質量守恒可求出殘留固體12g。答案:(1)2 16 2 2 5 8 (2)HCl 0.5 (3)0.2 0.16 (4) 12g解析 由題意知反應的整體結果為:KMnO4Mn2+,2O2O2,2HClCl2,因此,0.04molKMnO4分解過程中得電子數:n (e-)0.04mol50.20mol,生成b mol Cl2過程中失電子數:n(e-)2b mol,生成a molO2過程中失電子數:n(e-)4a mol。根據得失電子守恒,有:4a2b0.2,即a+b0.1。 當a取最大值時(即KMnO4受熱完全分解),a+b可取最小值。由: 2KMnO4K2MnO4MnO2O2 2mol 1mol 0.04mol 0.02mol當a0.02mol時,a+b0.1mol0.02mol0.08mol。故答案為B。10解析:(1) 由于A為還原劑,氧化劑NaClO、NaClO3在酸性溶液中氧化能力增強知,A為FeSO4,B為H2SO4,則C一定為Fe2(SO4)3,反應的化學方程式如下:NaClO2FeSO4H2SO4NaClFe2(SO4)3H2ONaClO36FeSO43H2SO4NaCl3Fe(SO4)33H2O由上述反應知1 mol的NaClO3氧化FeSO4的物質的量為6 mol,而1 mol NaClO只氧化2 mol FeSO4,因而NaClO3合適。(2)由離子方程式:2Fe(OH)3(5n)ClO=2FeO(5n)Cl(n3)H2O知2 mol Fe(OH)3共失去2(5n) mol電子,所以有::2 mol:2(5n) mol n2,在FeO中的Fe化合價為6。(3)由鐵及其化合物性質知:6價的鐵價態(tài)只能降低,故FeO可與SO2、H2S反應。答案:NaClO2FeSO4H2SO4NaClFe2(SO4)3H2ONaClO36FeSO43H2SO4NaCl3Fe2(SO4)33H2O由于NaClO31 mol可氧化6mol FeSO4,而NaClO 1mol只能氧化2 mol FeSO4故用NaClO3合適。(1)2 5n 2n 2 5n n3 (2)2 6 (3)B C11解析1:本題結合含CN的廢水處理,考查氧化還原反應的基本概念、配平、標出電子轉移的方向和數目,根據方程式進行定量計算,屬中等題。何種元素價態(tài)升高誰即被氧化,不難分析。要配平方程式,同樣從元素價態(tài)的升降、電子得失守恒考慮。標電子轉移方向和數目可用單線橋或雙線橋表示,但必須區(qū)分兩者,第(3)題可根據兩個方程式找出KCN與Cl2的總量關系求出。(1)在KCN2KOHCl2KOCN2KClH2O反應中,氯元素價態(tài)降低,H、N、O、K四種元素的價態(tài)沒變,只有碳元素的價態(tài)升高,故被氧化的為碳元素。(2)氧化還原方程式的配平,首先要找準變價元素,再利用化合價升降法配平,反應物KOCN中N的價態(tài)升高,KOCN為還原劑,氯氣為氧化劑。mol,由兩步反應的化學方程式得出關系式:2KCN5Cl2,所以需氯氣:0.2 mol=0.5 mol,即35.5 g。答案:(1)碳(或C) (3)35.5解析2:試題開始告訴解題者,CN-跟液氯之間的反應分兩步進行,第一步反應中CN-被氧化成毒性較弱的氰酸鹽,第二步再氧化成無毒物質。從解題信息的取用角度分析,問題(1)只要取用該小題內的信息就足夠了,問題(2)的解答也不涉及另外的信息。但第(3)小題的解答要綜合前兩小題的結果、解答問題的條件也分散在前面的各小題中,所以要求有較強的信息收集能力和綜合分析能力。 (1)只是元素化合價分析,比較反應物和生成物就容易得出,反應前后碳元素的化合價升高了,氯元素的化合降低了。所以被氧化的元素是碳。 (2)可用化合價升降法來配平。反應前后,氮元素的化合價從-3 價變成0價,氯元素的化合價從0價變?yōu)?1 價,再根據化合價升、降總數相等可配平。 (3)從“氰化鉀轉化為無毒物質”可得出,反應應進行到第二步。綜合分析兩步反應可得出如下計算關系: 2molKCN5molCl2 。再根據(1)中“含KCN濃度為 650mgL-1”,可計算出20L廢水中含KCN的物質的量。所以有:2KCN 5Cl2 130g 357g 20 0.65g x = x=35.5g 。12解析:(1)這是考查反應前后H、O 原子守恒關系。若只從“c H+ g NO+h N2O”去分析,似乎H+ 跟NO 、N2O之間沒有什么聯系,思路不容易展開。只要抓住“反應中H+全部轉化為H2O”、“NO 和 N2O全是由NO3-轉變而來”,必有“NO3-NO+2H2O ”和“ 2NO3-N2
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