（通用版）2022年高考化學一輪復習 跟蹤檢測（十） 追根知反應（3）——氧化還原反應的配平與計算（含解析）

（通用版）2022年高考化學一輪復習 跟蹤檢測（十） 追根知反應（3）氧化還原反應的配平與計算（含解析）1高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型凈水劑，制取Na2FeO4的離子方程式為Fe3OHCl2FeOClH2O，該反應配平的離子方程式中H2O的化學計量數(shù)是()A4B6C8 D10解析：選C反應Fe3OHCl2FeOClH2O中，鐵元素化合價：3價6，化合價升高3價；氯元素化合價：01，Cl2參加反應，化合價降低1×2價，化合價變化的最小公倍數(shù)為6，所以Fe3的化學計量數(shù)為2、Cl2的化學計量數(shù)為3，根據(jù)氯原子守恒，Cl的化學計量數(shù)為6，即2Fe3OH3Cl22FeO6ClH2O，根據(jù)電荷守恒，OH的化學計量數(shù)為16，根據(jù)氫原子守恒，水的化學計量數(shù)為8。2(2019·陜西漢中一模)含氟的鹵素互化物通常作氟化劑，使金屬氧化物轉化為氟化物，如2Co3O46ClF3=6CoF33Cl24X。下列有關該反應的說法正確的是()AX是還原產物BClF3中氯元素為3價C反應生成3 mol Cl2時轉移18 mol電子DCo3O4在反應中作氧化劑解析：選CA項，根據(jù)原子守恒知，X是O2，該反應中氧氣是氧化產物；B項，ClF3中氯元素為3價；C項，氯元素由3價降為0價，反應生成3 mol Cl2時轉移18 mol電子；D項，Co3O4中鈷元素和氧元素的化合價均升高，所以Co3O4在反應中作還原劑。3(2019·邯鄲檢測)硫代硫酸鈉溶液與氯氣能發(fā)生反應：Na2S2O34Cl25H2O=2NaCl6HCl2H2SO4。下列說法錯誤的是()A氧化產物、還原產物的物質的量之比為11B若0.5 mol Na2S2O3作還原劑，則轉移4 mol電子C當Na2S2O3過量時，溶液能出現(xiàn)渾濁D硫代硫酸鈉溶液吸收氯氣后，溶液的pH降低解析：選A由化學方程式可知，氯氣是氧化劑，硫代硫酸鈉是還原劑，氯化鈉和氯化氫是還原產物，硫酸是氧化產物。A項，氧化產物、還原產物的物質的量之比為14；B項，若0.5 mol Na2S2O3作還原劑，則轉移4 mol電子；C項，當Na2S2O3過量時，過量的Na2S2O3可以與硫酸反應生成硫，所以溶液能出現(xiàn)渾濁；D項，硫代硫酸鈉溶液吸收氯氣后生成了酸，故溶液的pH降低。4高錳酸鉀溶液在酸性條件下可以與硫酸亞鐵反應，化學方程式如下(未配平)：_KMnO4_FeSO4_H2SO4=_K2SO4_MnSO4_Fe2(SO4)3_H2O下列說法正確的是()AMnO是氧化劑，F(xiàn)e3是還原產物BFe2的還原性強于Mn2C取反應后的溶液加KSCN溶液，可觀察到有血紅色沉淀生成 D生成1 mol水時，轉移2.5 mol電子解析：選BA項，F(xiàn)e3是氧化產物；B項，還原劑的還原性大于還原產物的還原性；C項，硫氰化鐵不是沉淀；D項，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒配平該化學方程式：2KMnO410FeSO48H2SO4=K2SO42MnSO45Fe2(SO4)38H2O，生成8 mol水時，轉移10 mol電子，故生成1 mol水時，轉移1.25 mol電子。5向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，當加入2.6 mol NaBrO3時，測得反應后溶液中溴和碘的存在形式及物質的量分別為：粒子I2Br2IO物質的量/mol0.51.3針對上述反應，下列說法正確的是()ANaBrO3是氧化劑B氧化產物只有I2C該反應共轉移電子的物質的量是12 molD參加反應的NaI為2.5 mol解析：選ANaBrO3中溴元素由5價被還原生成0價，則NaBrO3是氧化劑，A正確；NaI中1價碘離子被氧化生成0價的I2和5價的IO，則氧化產物為I2和IO，B錯誤；2.6 mol NaBrO3反應轉移的電子為2.6 mol×(50)13 mol，C錯誤；根據(jù)電子守恒，生成IO的物質的量為2 mol，根據(jù)碘原子守恒可知，參加反應的NaI的物質的量為n(IO)2n(I2)2 mol0.5 mol×23 mol，D錯誤。6(2019·郴州一模)某離子反應涉及H2O、ClO、NH、H、N2、Cl六種粒子，其中c(NH)隨反應進行逐漸減小。下列判斷正確的是()A反應的還原產物是N2B消耗1 mol氧化劑，轉移電子3 molC氧化劑與還原劑的物質的量之比為23D反應后溶液的酸性明顯增強解析：選Dc(NH)隨反應進行逐漸減小，NH為反應物，N2為生成物，氮元素化合價由3價升高到0價，則離子方程式為3ClO2NH=3H2O2HN23Cl。A項，該反應的還原產物是Cl；B項，ClO中氯元素的化合價由1價降到1價，作氧化劑，消耗1 mol氧化劑，轉移電子2 mol；C項，氧化劑與還原劑的物質的量之比是32；D項，根據(jù)反應的離子方程式判斷，反應后溶液的酸性明顯增強。7用“銀 Ferrozine”法檢測室內甲醛含量的原理如下：下列說法錯誤的是()A標準狀況下，11.2 L CO2中含碳氧雙鍵的數(shù)目為6.02×1023B30 g HCHO被氧化時轉移電子數(shù)目為4×6.02×1023C反應的化學方程式為2Ag2OHCHO=4AgCO2H2OD理論上，吸收的HCHO與消耗的Fe3的物質的量之比為41解析：選D標準狀況下，11.2 L CO2的物質的量是0.5 mol，其中含碳氧雙鍵的數(shù)目為6.02×1023，A正確；甲醛中C元素化合價為0價，被氧化為CO2，碳元素的化合價從0價升高到4價，30 g HCHO的物質的量是1 mol，被氧化時轉移電子的數(shù)目為4×6.02×1023，B正確；由流程圖可知Ag2O與HCHO反應生成Ag、CO2和水，則反應的化學方程式為2Ag2OHCHO=4AgCO2H2O，C正確；甲醛中碳元素的化合價從0價升高到4價，F(xiàn)e元素的化合價由3價降低到2價，可得關系式：HCHO4Ag4Fe3，故理論上消耗的甲醛與Fe3的物質的量之比為14，D錯誤。8工業(yè)上將Na2CO3和Na2S以12的物質的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同時放出CO2。在該反應中()A硫元素既被氧化又被還原B氧化劑與還原劑的物質的量之比為12C每生成1 mol Na2S2O3，轉移4 mol電子D相同條件下，每吸收10 m3 SO2就會放出2.5 m3 CO2解析：選AA項，在反應物Na2S中S元素的化合價為2價，在SO2中S元素的化合價為4價，反應后生成的物質Na2S2O3中，S元素的化合價為2價，介于2價與4價之間，因此硫元素既被氧化又被還原，正確；B項，根據(jù)題意可知在溶液中發(fā)生反應的化學方程式是Na2CO32Na2S4SO2=3Na2S2O3CO2，在反應中氧化劑SO2與還原劑Na2S的物質的量之比為4221，錯誤；C項，根據(jù)反應的化學方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，轉移8 mol電子，則生成1 mol Na2S2O3，轉移 mol電子，錯誤；D項，根據(jù)反應的化學方程式可知消耗的SO2與產生的CO2的物質的量之比是41，但是由于SO2易溶于水，而CO2在水中溶解度較小，所以相同條件下，每吸收10 m3 SO2放出CO2的體積小于2.5 m3，錯誤。9有Fe3、Fe2、NO、NH、H和H2O六種粒子，分別屬于一個氧化還原反應中的反應物和生成物，下列敘述中，錯誤的是()A還原產物為NHB氧化劑與還原劑的物質的量之比為18C若有0.5 mol NO發(fā)生還原反應，則轉移8 mol電子D若把該反應設計為原電池，則負極反應為Fe2e=Fe3解析：選C由題意知該反應中Fe2作還原劑，NO作氧化劑，由此得出該反應為8Fe2NO10H=8Fe3NH3H2O。A項，NO轉化為NH，N的化合價從5降為3，NH為還原產物；B項，該反應中氧化劑是NO，還原劑是Fe2，由離子方程式可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比為18；C項，0.5 mol NO發(fā)生還原反應，轉移4 mol電子；D項，若把該反應設計為原電池，原電池的負極發(fā)生氧化反應，則負極反應為Fe2e=Fe3。10把圖2中的紙片補充到圖1中，可得到一個完整的氧化還原反應的離子方程式(未配平)。下列對該反應的說法不正確的是()AIO作氧化劑B1 mol Mn2參加反應轉移5 mol電子C氧化劑與還原劑的物質的量之比為52D配平后Mn2、H的化學計量數(shù)分別為2、3解析：選DA項，分析圖1、圖2可知，Mn2為反應物，作還原劑，則IO作氧化劑；B項，配平后的離子方程式為2Mn25IO3H2O=2MnO5IO6H，故1 mol Mn2參加反應轉移5 mol電子；C項，氧化劑與還原劑的物質的量之比為52；D項，配平后Mn2、H的化學計量數(shù)分別為2、6。11含有砒霜(As2O3)的試樣和鋅、鹽酸混合反應，生成的砷化氫(AsH3)在熱玻璃管中完全分解成單質砷和氫氣。若砷的質量為1.50 mg，則()A被氧化的砒霜為1.98 mgB分解產生的氫氣為0.672 mLC和砒霜反應的鋅為3.90 mgD轉移的電子總數(shù)為6×105NA解析：選C砒霜中砷元素的化合價是3價，而砷化氫中砷元素的化合價是3價，砷元素的化合價降低，得到電子，砒霜被還原，A不正確；沒有說明是標準狀況下，因此不能確定生成氫氣的體積，B不正確；發(fā)生反應As2O36Zn12HCl=6ZnCl22AsH33H2O、2AsH32As3H2，1.50 mg砷的物質的量為2×105mol，則砒霜轉化為砷化氫得到電子的物質的量是2×105 mol×61.2×104 mol,1 mol鋅在反應時失去2 mol電子，則和砒霜反應的鋅的質量為×65 g·mol13.90×103g3.90 mg，C正確；轉移的電子總數(shù)為(2×105×62×105×3)NA1.8×104NA，D不正確。12(2019·天津西青區(qū)模擬)三氟化氮(NF3)是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體，它在潮濕的環(huán)境中能發(fā)生反應3NF35H2O=2NOHNO39HF，下列有關該反應的說法正確的是()ANF3是氧化劑，H2O是還原劑B若1 mol NF3被還原，反應轉移電子數(shù)為2NAC若生成0.4 mol HNO3，則轉移0.4 mol電子D氧化劑與還原劑的物質的量之比為21解析：選D該反應中N元素化合價由3價變?yōu)?價、5價，其他元素化合價不變，所以NF3既是氧化劑又是還原劑，水既不是氧化劑也不是還原劑，A錯誤；該反應中N元素被還原時化合價由3價降為2價，所以若1 mol NF3被還原，反應轉移電子數(shù)為NA，B錯誤；該反應中部分N元素化合價由3價升高到5價，氧化產物為HNO3，若生成0.4 mol HNO3，則轉移電子的物質的量為0.4 mol×(53)0.8 mol，C錯誤；NF3既是氧化劑又是還原劑，其中N元素化合價由3價變?yōu)?價、5價，由得失電子守恒可知該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為21，D正確。13氧化還原反應在生產、生活中有著重要的應用。請按要求寫出相應反應的化學方程式。(1)將含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2(催化劑)的溶液中，常溫下可使SO2轉化為SO，其總反應為2SO2O22H2O=2H2SO4。上述總反應分兩步進行，第一步反應的離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O，寫出第二步反應的離子方程式：_。(2)pH3.6時，碳酸鈣與硫酸鋁反應可制備堿式硫酸鋁Al2(SO4)x(OH)62x溶液。若溶液的pH偏高，則堿式硫酸鋁產率降低且有氣泡產生，用化學方程式表示其原因：_。(3)ClO2是一種高效安全的殺菌消毒劑。氯化鈉電解法生產ClO2工藝原理示意圖如下：寫出氯化鈉電解槽內發(fā)生反應的離子方程式：_。寫出ClO2發(fā)生器中的化學方程式，并標出電子轉移的方向及數(shù)目：_。ClO2能將電鍍廢水中的CN氧化成兩種無毒氣體，自身被還原成Cl。寫出該反應的離子方程式：_。解析：(1)總反應中Fe2作催化劑，由此可知第一步反應中生成的Fe3在第二步反應中又被SO2還原為Fe2，故第二步反應的離子方程式為2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H。(2)若溶液的pH偏高，則堿式硫酸鋁產率降低且有氣泡產生，產生該現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為3CaCO3Al2(SO4)33H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)根據(jù)電解原理，氯化鈉電解槽內發(fā)生反應的離子方程式為Cl3H2O3H2ClO；二氧化氯發(fā)生器中氯酸鈉被還原為ClO2，HCl被氧化為氯氣，反應過程為；ClO2能將電鍍廢水中的CN氧化成兩種無毒氣體，自身被還原成Cl。該反應的離子方程式為2ClO22CN=2CO22ClN2。答案：(1)2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H(2)3CaCO3Al2(SO4)33H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)Cl3H2O3H2ClO2ClO22CN=2CO22ClN214建筑工地常用的NaNO2因外觀和食鹽相似，又有咸味，容易使人誤食中毒。已知NaNO2能發(fā)生如下反應：NaNO2HINOI2NaIH2O(1)配平上述化學方程式。(2)上述反應的氧化劑是_；若有1 mol的還原劑被氧化，則反應中轉移電子的數(shù)目是_。(3)根據(jù)上述反應，可用試紙和生活中常見的物質進行實驗，以鑒別NaNO2和NaCl，可選用的物質有：水、淀粉­碘化鉀試紙、淀粉、白酒、食醋，選取上述物質進行實驗，下列組合合適的是_(填字母)。ABCD(4)某廠廢液中，含有2%5%的NaNO2，直接排放會造成污染，使用NH4Cl處理，能使NaNO2轉化為不引起二次污染的N2，反應的化學方程式為_。(5)請配平以下化學方程式：_Al_NaNO3_NaOH=_NaAlO2_N2_若反應過程中轉移5 mol e，則生成標準狀況下N2的體積為_L。解析：(1)NaNO2中氮元素化合價由3價降為2價，HI中碘元素化合價由1價升為0價，根據(jù)化合價升高和降低的總數(shù)相等以及原子守恒配平化學方程式。(2)2NaNO24HI=2NOI22NaI2H2O中，NaNO2中氮元素的化合價降低，所以NaNO2是氧化劑，若有4 mol HI參與反應，其中2 mol HI為還原劑，在反應中轉移電子的物質的量是2 mol，所以若有1 mol的還原劑被氧化，則反應中轉移電子的數(shù)目是6.02×1023或NA。(4)由題給信息和氧化還原反應的化學方程式書寫規(guī)律可得NaNO2NH4Cl=NaClN22H2O。(5)鋁元素的化合價升高，NaNO3中氮元素的化合價降低，根據(jù)氧化還原反應中得失電子守恒及原子守恒進行配平：10Al6NaNO34NaOH=10NaAlO23N22H2O；反應過程中轉移30 mol電子時有3 mol N2生成，所以轉移5 mol e生成標準狀況下N2的體積為0.5 mol×22.4 L·mol111.2 L。答案：(1)242122(2)NaNO26.02×1023(或NA)(3)C(4)NaNO2NH4Cl=NaClN22H2O(5)10641032H2O11.215高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種極強的氧化劑，常應用于飲用水處理，其工業(yè)制備方法如圖所示：(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價是_價。(2)反應的目的是_。(3)反應的離子方程式為_。(4)洗滌粗品時選用乙醇而不用水的目的是_。(5)已知生成高鐵酸鉀的反應為Na2FeO42KOHK2FeO42NaOH，請你解釋加入飽和KOH溶液能生成高鐵酸鉀的理由：_。(6)為了提高生活用水的衛(wèi)生標準，自來水廠常使用高鐵酸鉀(K2FeO4)進行消毒、凈化以及改善水質，其消毒、凈水原理是_。(7)可用亞鉻酸鹽滴定法測定高鐵酸鉀含量，滴定時有關反應的離子方程式為FeOCrO2H2O=CrOFe(OH)3OH2CrO2H=Cr2OH2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O現(xiàn)稱取2.084 g高鐵酸鉀樣品溶于適量NaOH溶液中，加入稍過量的NaCrO2，充分反應后過濾，濾液在250 mL容量瓶中定容。每次取25.00 mL加入稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L1的FeSO4標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為20.00 mL。則上述樣品中K2FeO4的質量分數(shù)為_。解析：分析工業(yè)制備流程圖知，反應為2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，反應為3ClO10OH2Fe3=2FeO3Cl5H2O，調節(jié)溶液pH，使溶液中的Fe3、FeO轉化為沉淀，加入稀KOH溶液溶解，過濾除去氫氧化鐵，再加入飽和KOH溶液增大K濃度，促進K2FeO4晶體析出。(1)K2FeO4中K的化合價為1價，O的化合價為2價，根據(jù)化合物中各元素的正、負化合價的代數(shù)和為0，可知鐵元素的化合價為6價。(2)反應是氯氣與氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉與水，該反應的目的是生成氧化劑NaClO。(3)由制備信息可知，堿性條件下，ClO與Fe3反應得到FeO，ClO被還原為Cl，離子方程式為3ClO10OH2Fe3=2FeO3Cl5H2O。(4)K2FeO4易溶于水，難溶于乙醇，因此洗滌粗品時選用乙醇可以減少高鐵酸鉀的損失。(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，加入飽和KOH溶液可以增大K濃度，使平衡向正反應方向移動，促進K2FeO4晶體析出。(6)高鐵酸鉀具有很強的氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成的Fe(OH)3膠體有吸附性，可以吸附水中的雜質。(7)根據(jù)反應，可得關系2FeO2CrOCr2O6Fe2，三次滴定消耗FeSO4的平均物質的量為0.100 0 mol·L1×20.00×103 L2.000×103 mol，則樣品中K2FeO4的質量分數(shù)為×100%63.34%。答案：(1)6(2)生成氧化劑NaClO(3)2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O(4)減少高鐵酸鉀的損失(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K濃度，平衡向正反應方向移動，促進K2FeO4晶體析出(6)高鐵酸鉀具有強氧化性，能殺菌消毒，在水中被還原生成的Fe(OH)3膠體有吸附性，起凈水作用(7)63.34%16.實驗室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4，方法如下：軟錳礦和過量的固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl；用水溶解，濾去殘渣，濾液酸化后，K2MnO4轉化為MnO2和KMnO4；濾去MnO2沉淀，濃縮溶液，結晶得到深紫色的針狀KMnO4。試回答下列問題：(1)軟錳礦制備K2MnO4的化學方程式是_。(2)K2MnO4制備KMnO4的離子方程式是_。(3)KMnO4能與熱的稀硫酸酸化的Na2C2O4反應，生成Mn2和CO2，該反應的化學方程式是_。.MnO2是一種重要的無機功能材料，粗MnO2的提純是工業(yè)生產的重要環(huán)節(jié)。某研究性學習小組設計了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉化為純MnO2實驗，其流程如下：(1)第步加稀H2SO4時，粗MnO2樣品中的_(寫化學式)轉化為可溶性物質。(2)第步反應的離子方程式并配平：_ClO_=MnO2Cl2_。(3)兩次過濾后對MnO2固體洗滌23次，如何確定是否洗滌干凈？_。(4)若粗MnO2樣品的質量為12.69 g，第步反應后，經過濾得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(標準狀況下)，則在第步反應中至少需要_ mol NaClO3。解析：.(1)由軟錳礦與過量固體KOH和KClO3在高溫下反應，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl，反應中化合價變化的元素為Mn、Cl，Mn元素的化合價由4價升高為6，Cl元素化合價由5降低為1，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等，則二氧化錳與氯酸鉀的物質的量之比為31，再根據(jù)原子守恒配平方程式為3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O；(2)由濾液酸化后，K2MnO4轉變?yōu)镸nO2和KMnO4，反應中只有Mn元素化合價變化，Mn元素部分由6價降低為4，部分升高為7，根據(jù)化合價升降總數(shù)相等，則二氧化錳與高錳酸鉀的物質的量之比為12，再根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平方程式為3MnO4H=MnO22MnO2H2O；(3)KMnO4能與熱的稀硫酸酸化的Na2C2O4反應，生成Mn2和CO2，根據(jù)質量守恒，同時會生成硫酸鉀、硫酸錳和硫酸鈉，反應的化學方程式為2KMnO48H2SO45Na2C2O42MnSO4K2SO410CO25Na2SO48H2O。.(1)MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸時樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應生成可溶性的MnSO4。(2)MnSO4要轉化為MnO2，需失去電子，故需要加入NaClO3做氧化劑，依據(jù)得失電子守恒可以配平，反應的離子方程式是5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H。(3)兩次過濾后對MnO2固體洗滌23次，MnO2上可能吸附有SO，判斷沉淀洗滌干凈的方法為取最后一次洗滌液，滴加少量BaCl2溶液，若無沉淀，則洗滌干凈。(4)由題意知樣品中的MnO和MnCO3質量為12.69 g8.7 g3.99 g,0.224 L CO2的物質的量為0.01 mol，由方程式H2SO4MnCO3=MnSO4H2OCO2可知MnCO3的物質的量為0.01 mol，質量為115 g·mol1×0.01 mol1.15 g，所以MnO的質量為3.99 g1.15 g2.84 g，其物質的量為0.04 mol，因此與稀硫酸反應時共生成MnSO4的物質的量為0.05 mol，根據(jù)方程式5MnSO42NaClO34H2O=5MnO2Cl2Na2SO44H2SO4，可計算出需要NaClO3的物質的量為0.02 mol。答案：.(1)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O(2)3MnO4H=MnO22MnO2H2O(3)2KMnO48H2SO45Na2C2O42MnSO4K2SO410CO25Na2SO48H2O.(1)MnO和MnCO3(2)5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H(3)取最后一次洗滌液，滴加少量BaCl2溶液，若無沉淀，則洗滌干凈(4)0.02