2021高考化学一轮复习 核心素养测评五 氧化还原反应配平和计算（含解析）苏教版

氧化还原反应配平和计算一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.(2020亳州模拟) na2feo4是一种高效多功能水处理剂。一种制备na2feo4的方法可用化学方程式表示如下:2feso4+6na2o22na2feo4+2na2o+2na2so4+o2,下列说法中正确的是()a.na2o2在上述反应中只作氧化剂b.氧化产物只有na2feo4c.na2feo4处理水时,既能杀菌,又能在处理水时产生胶体净水d.2 mol feso4发生反应时,共有8 mol电子发生转移【解析】选c。该反应中铁元素化合价由+2变为+6、氧元素化合价由-1变为0和-2,所以硫酸亚铁是还原剂、过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。根据上述分析,该反应中过氧化钠既作氧化剂又作还原剂,a项错误;该反应中氧化产物为na2feo4和o2,b项错误;na2feo4处理水时,高铁酸钠具有强氧化性,能杀菌,+6价的铁被还原生成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附性,所以又能在处理水时产生胶体净水,c项正确;反应中化合价升高的元素有fe,由+2价+6价,化合价升高的元素还有氧元素,由-1价0价,则2 mol feso4发生反应时,共有2 mol4+1 mol2=10 mol电子转移,d项错误。2.(2020蚌埠模拟) 酸性kmno4溶液和cus混合时,发生的反应如下:mno4-+cus+h+cu2+so2+mn2+h2o(未配平),下列有关该反应的说法中正确的是()a.被氧化的元素是cu和sb.mn2+的还原性强于cus的还原性c.氧化剂与还原剂的物质的量之比为65d.若生成2.24 l(标准状况下)so2,转移电子的物质的量是0.8 mol【解析】选c。反应中,铜元素的化合价没变,硫元素的化合价由-2升到+4,只有硫元素被氧化,a项错误;还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性cus mn2+,b项错误;氧化剂为kmno4,还原剂为cus,设kmno4为x mol, cus为y mol,根据电子守恒:x(7-2)=y4-(-2),xy=65,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为65,c正确;二氧化硫物质的量为0.1 mol,由方程式可知消耗kmno4的量为0.165=0.12 mol,反应中锰元素化合价由+7降低为+2,故转移电子为0.12 mol(7-2)=0.6 mol,d项错误。3.(双选)(2020年山东等级考模拟)已知pb3o4与hno3溶液发生反应:pb3o4+4h+pbo2+2pb2+2h2o;pbo2与酸化的mnso4溶液发生反应:5pbo2+2mn2+4h+5so42-2mno4-+5pbso4+2h2o。下列推断正确的是()a.由反应可知,pb3o4中pb()和pb()含量之比为21b.由反应、可知,氧化性:hno3pbo2mno4-c.pb可与稀硝酸发生反应:3pb+16hno33pb(no3)4+4no+8h2od.pb3o4可与盐酸发生反应:pb3o4+8hcl3pbcl2+4h2o+cl2【解析】选a、d。a.反应未发生氧化还原反应,且产物pb2+与pbo2物质的量之比为21,说明pb3o4中pb()和pb()含量之比为21,故a正确;b.反应中hno3未能将pb()氧化成pb(),说明氧化性hno3mno4-,故b错误;c.根据反应可得硝酸不能将pb氧化成+4价,不能生成pb(no3)4,故c错误;d.据反应可知氧化性 pbo2mno4-,而酸性条件下mno4-能将hcl氧化成cl2,则pb()也能将hcl氧化成cl2,所以此反应pb3o4+8hcl3pbcl2+4h2o+cl2能发生,故d正确。4.(2020衡水模拟)汞(熔点 -39 ,沸点 356 )是制造电池、电极的重要原料,历史上曾用“灼烧辰砂法”制取汞。目前工业上制粗汞的一种流程如下。下列分析错误的是()a. 洗涤粗汞可用 5 %的盐酸代替 5 %的硝酸b. 辰砂与氧化钙加热反应时,caso4为氧化产物c. “灼烧辰砂法”过程中电子转移的方向和数目可表示为d. 减压蒸馏的目的是降低汞的沸点,提高分离效率【解析】选a。粗汞中含有的金属铜可以和硝酸反应,但是和盐酸不反应,所以洗涤粗汞不可用 5 %的盐酸代替 5 %的硝酸,a错误;辰砂与氧化钙加热反应时,化合价升高的元素s所在的产物caso4为氧化产物,b正确;根据题给反应分析,“灼烧辰砂法”过程硫元素的化合价由-2价升高到+4价,汞元素的化合价由+2价降为0价,氧元素的化合价由0价降为-2价,电子转移的数目为6,c正确;减压蒸馏的目的是降低汞的沸点,提高分离效率,d正确。【加固训练】一定量的cus和cu2s的混合物投入足量的hno3溶液中,收集到气体体积为v(标准状况),向反应后的溶液中(存在cu2+和so42-)加入足量naoh溶液,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到cuo 12.0 g,若上述气体为no和no2的混合物,且体积比为11,则v可能为()a.9.0 lb.13.5 lc.15.7 ld.16.8 l【解析】选a。若混合物全是cus,其物质的量为1280=0.15 mol,电子转移的物质的量为0.15 mol6-(-2)=1.2 mol。两者体积相等,设no x mol,no2 x mol,3x+x=1.2,计算的x=0.3。气体体积v=0.6 mol22.4 lmol-1=13.44 l;若混合物全是cu2s,其物质的量为0.075 mol,转移电子的物质的量为0.075 mol10=0.75 mol,设no x mol,no2 x mol,3x+x=0.75,计算得x=0.187 5,气体体积v=0.375 mol22.4 lmol-1=8.4 l,因此8.4 lvfe2+;而实验中,还原性:fe2+i-,将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是_。【解析】(1)待实验溶液颜色不再改变时,再进行实验,目的是使实验的反应达到化学平衡状态。(2)实验加入了水,是实验的对比实验,因此目的是排除因加入feso4溶液而将溶液稀释引起溶液颜色的变化。(3)中加入agno3,ag+与i-生成agi黄色沉淀,i-浓度降低,2fe3+2i-2fe2+i2平衡逆向移动,溶液褪色;中加入feso4,fe2+浓度增大,平衡逆向移动,溶液颜色变浅。(4)k闭合时,指针向右偏转,表明b极为正极,fe3+得电子;当指针归零(反应达到平衡)后,向u形管左管滴加0.01 moll-1agno3溶液,产生黄色沉淀,i-浓度减小,2fe3+2i-2fe2+i2平衡左移,指针向左偏转。(5)fe2+向fe3+转化的原因是fe2+浓度增大,还原性增强。与(4)实验对比,不同的操作是当指针归零后,向u形管右管中滴加1 moll-1feso4溶液。(6)将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是在其他条件不变时,物质的氧化性和还原性与浓度有关,浓度的改变可影响物质的氧化性和还原性,导致平衡移动。答案:(1)化学平衡状态(2)溶液稀释对颜色变化(3)中加入ag+发生反应:ag+i-agi,c(i-)降低;中加入feso4,c(fe2+)增大,平衡均逆向移动(4)正左管产生黄色沉淀,指针向左偏转(5)fe2+浓度增大,还原性增强,使fe2+还原性强于i-当指针归零后,向u形管右管中滴加1 moll-1feso4溶液(6)该反应为可逆氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化性和还原性,并影响平衡移动方向6.(14分)(2019合肥模拟)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为fe3o4、fe2o3、feo、sio2)为原料制备高档颜料铁红(fe2o3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有_、玻璃棒和烧杯等;该步骤是为了除去_(填相关物质的化学式)。(2)检验步骤已经进行完全的操作是_。(3)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是_;该步骤中反应生成feco3的离子反应方程式为_。(4)步骤中发生反应的化学反应方程式为_。(5)欲测定硫铁矿矿渣中铁元素的质量分数,称取a g样品,充分“酸溶” “水溶”后过滤,向滤液中加入足量的h2o2,充分反应后加入naoh溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重,冷却后称得残留固体b g,测得该样品中铁元素的质量分数为_。【解析】硫铁矿烧渣经稀硫酸溶解后,过滤除去不溶物sio2,向滤液中加入过量的铁粉调节溶液的ph=1,待溶液中检验不出fe3+后,再调节ph至56.5,过滤除去过量的铁粉,向滤液中加入碳酸氢铵沉淀fe2+,过滤得到碳酸亚铁,最后在空气中煅烧碳酸亚铁得到氧化铁。(1)实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯等;该步骤是为了除去sio2。(2)检验步骤已经进行完全的操作是:取歩骤反应后的溶液少量于试管中,加入少量kscn溶液,若溶液未呈现红色,则说明已经进行完全。(3)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是防止nh4hco3分解、减少fe2+的水解;该步骤中反应生成feco3的离子反应方程式为2hco3-+fe2+feco3+co2+h2o。(4)步骤中发生反应的化学反应方程式为4feco3+o22fe2o3+4co2。(5)由题意可知,称取a g样品,充分“酸溶” “水溶”后过滤,向滤液中加入足量的h2o2,充分反应后加入naoh溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重,冷却后称得氧化铁的质量为b g,则m(fe)=bg256 gmol-1160 gmol-1=7b10 g,所以,该样品中铁元素的质量分数为7b10gag=7b10a。答案:(1)漏斗sio2(2)取歩骤反应后的溶液少量于试管中,加入少量kscn溶液,若溶液未呈现红色,则说明已经进行完全(3)防止nh4hco3分解、减少fe2+的水解2hco3-+fe2+feco3+co2+h2o(4)4feco3+o22fe2o3+4co2(5)7b10a一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)1.已知反应:10agf+5cl2+5h2o9agcl+agclo3+10hf+o2下列关于该反应的叙述不正确的是()a.该反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为95b.当反应中有1 mol电子转移时,被还原氯气物质的量为118 molc.每产生1 mol o2时,被氧元素还原的氯气物质的量为2 mold.参加反应的水有25被氧化【解析】选b。该反应的氧化剂为910的氯气,还原剂为110的氯气和25的水,a项和d项正确;当反应中有9 mol电子转移时,被还原的氯气为4.5 mol,故当反应中有1 mol电子转移时,被还原的氯气为0.5 mol,b项错误;产生1 mol氧气,氧元素转移4 mol电子,被氧元素还原的氯气为2 mol,c项正确。2.(双选)向febr2、fei2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示,下列有关说法中不正确的是()a.d曲线代表溶液中br-变化情况b.原溶液中fei2的物质的量为2 molc.原溶液中n(fe2+)n(br-)=32d.当通入2 mol cl2时,溶液中离子反应为2fe2+2i-+2cl22fe3+i2+4cl-【解析】选b、c。由于fe2+、i-、br-的还原性大小为:i-fe2+br-,故向该溶液中通入氯气,氯气先氧化i-,再氧化fe2+,最后氧化br-。故a、b、c、d曲线分别表示i-、fe2+、fe3+、br-的变化情况,a项正确;由图象可知,i-为2 mol,故原溶液中fei2为1 mol,b项错误;由图可以看出fe2+是4 mol,br-是6 mol,故原溶液中n(fe2+)n(br-)=23,c项错误;当通入2 mol cl2时,2 mol的i-消耗氯气1 mol,余下的1 mol氯气再与2 mol fe2+反应,故溶液中发生的离子反应可表示为2fe2+2i-+2cl22fe3+i2+4cl-,d项正确。【加固训练】已知氧化性br2fe3+。febr2溶液中通入一定量的cl2,发生反应的离子方程式为afe2+bbr-+ccl2dfe3+ebr2+f cl-,下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应,其中不符合反应实际的是 ()a.243226b.021012c.201202d.222214【解析】选b。根据题意,cl2先氧化fe2+,不可能先氧化br-,b选项错误。3.(2020驻马店模拟) naclo2是一种重要的杀菌消毒剂,工业上制备 naclo2的原理为clo2+h2o2+naohnaclo2+h2o+o2(未配平)。下列说法错误的是()a.该制备反应中,h2o2是还原剂b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为 21c.生成标准状况下的 11.2 l气体,转移 2 mol电子d.制备过程中,混合液的 ph 降低【解析】选c。该制备反应的离子方程式为2clo2+2oh-+h2o22clo2-+o2+2h2o,故氧化剂是clo2,还原剂是h2o2,a项正确;氧化剂与还原剂的物质的量之比为 21,b项正确;生成 0.5 mol o2时,转移1mol电子,c项错误;反应消耗oh-,故随着反应进行,混合液的 ph 降低,d项正确。【加固训练】铜是重要的工业原材料,现有cu、cu2o组成的混合物,某研究性学习小组为了探究其组成情况,取35.2 g混合物加入0.5 l 3.4 moll-1的稀硝酸,固体物质完全反应,生成4.48 l(标准状况)的no。向所得溶液中加入a l 2.0 moll-1的naoh溶液,恰好使溶液中的cu2+沉淀完全。(1)cu2o与稀硝酸反应的化学方程式为_。(2)混合物中,n(cu)=_;n(cu2o)=_。(3)所加naoh溶液的体积a l=_ l。【解析】(1)cu2o、cu均与hno3反应,反应方程式分别为3cu2o+14hno36cu(no3)2+2no+7h2o,3cu+8hno33cu(no3)2+2no+4h2o。(2)根据方程式和题意可知,生成的no为0.2 mol,设中生成x mol no,则中生成(0.2-x) mol no,cu2o与cu物质的量之和为32x mol+32(0.2-x) mol=0.3 mol,cu2o与cu的质量之和为35.2 g,可以求得n(cu2o)=0.2 mol,n(cu)=0.1 mol,共消耗1.2 mol hno3。(3)根据反应原理,在溶液中加入naoh溶液后,naoh先与0.5 mol过量的稀硝酸发生中和反应,消耗0.5 mol naoh;再与cu2+反应生成氢氧化铜,cu2+为0.5 mol,消耗1 mol naoh,故a=0.5+12.0=0.75。答案:(1)3cu2o+14hno36cu(no3)2+2no+7h2o(2)0.1 mol0.2 mol(3)0.75二、非选择题(本题包括2小题,共32分)4.(16分)(2020锦州模拟)酸性kmno4、h2o2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂,其中h2o2还可用于漂白,是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(h2c2o4)去除,fe(no3)3也是重要的氧化试剂,下面是对这三种氧化剂性质的探究。(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入h2o2后,铜片溶解,写出该反应的离子方程式_,氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。(2)取 300 ml 0.2 moll-1的 ki 溶液与一定量的酸性kmno4溶液恰好反应,生成等物质的量的i2和kio3,则转移电子的物质的量是_ mol。(3)在fe(no3)3溶液中加入na2so3溶液,溶液先由黄色变为浅绿色,过一会儿又变为黄色,溶液先变为浅绿色的原因是_(用文字表达),又变为黄色的离子方程式是_。 (4)测定kmno4样品的纯度可用标准na2s2o3溶液进行滴定,取0.474 g kmno4样品溶解酸化后,用0.100 moll-1标准na2s2o3溶液进行滴定,标准na2s2o3溶液应盛装在_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。配平上述反应的离子方程式:_mno4-+_s2o32-+_h+_mn2+_so42-+_h2o,实验中,滴定至终点时消耗na2s2o3溶液12.00 ml,则该样品中kmno4的物质的量是_。【解析】(1)盐酸不能与金属铜反应,加入h2o2后,发生氧化还原反应,铜片溶解生成氯化铜、水,该反应的离子方程式为cu+2h+h2o2cu2+2h2o,氧化产物氯化铜与还原产物水的物质的量之比为12;(2)n(ki)=0.06 mol,与一定量的酸性kmno4溶液恰好反应,生成等物质的量的i2和kio3,则n(i2)=n(kio3)=0.02 mol,共失去电子的物质的量为20.02 mol+0.02 mol5-(-1)=0.16 mol;(3)溶液先由黄色变为浅绿色,说明fe3+先被还原为fe2+,变为浅绿色的离子方程式是2fe3+so32-+h2o2fe2+so42-+2h+,后变为黄色的原因是反应生成的h+与no3-组成的硝酸将fe2+氧化为fe3+,反应的离子方程式是3fe2+4h+no3-3fe3+no+2h2o;(4)na2s2o3在溶液中水解,使溶液显碱性,所以标准na2s2o3溶液应盛装在碱式滴定管中;酸性条件下mno4-将s2o32-氧化为so42-,本身被还原为mn2+,反应的离子方程式为8 mno4-+5s2o32-+14h+8mn2+10so42-+7h2o;实验中,消耗n(s2o32-)=0.100 moll-10.012 l=0.0012 mol,由得失电子数目守恒得:n(mno4-)5=0.0012 mol42,得n(mno4-)=1.9210-3 mol,则该样品中kmno4的物质的量是1.9210-3mol。答案:(1)cu+2h+h2o2cu2+2h2o 12(2)0.16(3)fe3+被还原成fe2+3fe2+4h+no3-3fe3+no+2h2o(4)碱式85148107 1.9210-3mol5.(16分)(2020宜昌模拟)某校化学实验小组在“探究碘水与fecl2溶液能否反应”的系列实验中发现:在足量的稀ki溶液中,加入12滴fecl3溶液,振荡后溶液呈黄色。【查阅资料】碘微溶于水,碘的水溶液颜色随浓度变化呈现黄色或棕色,碘水中含有碘单质;含fe3+的溶液也呈黄色。【提出问题】fe3+、i2的氧化性强弱情况。【提出猜想】(1)甲同学认为氧化性i2fe3+,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含_;乙同学认为氧化性fe3+i2,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是因为含_。【设计实验并验证】(2)为验证乙同学的观点正确,丙同学选用下面所提供的试剂设计出以下两种方案进行实验,请完成下列表格。供选用的试剂:a.酚酞试液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.kscn溶液请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)试剂实验现象方案1_方案2_【实验结论】氧化性:fe3+i2。【拓展应用】(3)根据上述实验推测,若在fei2溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是_