高中化学复习讲义：电子守恒规律的重要应用

第7讲电子守恒规律的重要应用

课时分层集训

选题表

过关集训培优专练

矢

氧化还原反应化学

3,6,72

方程式的配平与书写

电子守恒在计算中的应用1,2,41

综合应用5,83

过关集训

1.（2022•广东佛山质检）在含有0.078molFeSO」的溶液中通入

0.009molCh,再加入含有0.01molX2。歹的溶液后,Fe*恰好完全转

化为Fe”,则反应后X元素的化合价为（B）

A.+2B.+3

C.+4D.+5

解析:假设反应后X元素的化合价为+m价,根据得失电子数目相等得

0.078molX1=0.009molX2+0.01mo（X2X（6-m），解得

2.（2022•山西太原联考）羟胺（N^OH）是一种还原剂，能将某些氧化

剂还原。现用25.00mL0.049mol•L羟胺的酸性溶液与足量硫酸

铁溶液煮沸反应,生成的Fe"恰好与24.55mL0.020mol-L-1的酸性

KMn（\溶液完全反应。:FeSO4+KMnO4-H2SO4—>Fe2（S04）3+K2S04+

MnSO4+HQ（未配平），则羟胺的氧化产物是（B）

A.N2B.N20

C.NOD.N02

解析:羟胺中N元素的化合价是-1,设羟胺的氧化产物中N元素的化合

价是x,根据得失电子守恒,存在等式25.00X10-3LX0.049mol•I?X

（x+l）=24.55X103LX0.020mol•I?X5,解得x'l,故羟胺的氧化

产物为此0。

3.往含Fe"、H\NO3的混合液中加入少量SO＞充分反应后，下列表

示该反应的离子方程式正确的是（C）

3+

A.2Fe+SOt+H20；―2Fe"+SO歹+21「

B.2H^+S0t=HQ+SO"

，

C.2II+2N03+3S0i-=3S0f+2N0t+H20

3+-

D.2Fe+3SO1+3H20:一2Fe（0H）31+3S02t

解析:NO3在酸性条件下的氧化性强于F/的氧化性，两者都能氧化

SO1向含FeiH\N03的混合液中加入少量SO『,SOE应先与NOg

反应。

4.（2022•吉林长春期中）已知，。『和HQ?一样含有过氧键，因此也有

强氧化性,S2Or在一定条件下可把Mrf氧化为MnO4,若反应后SQ.

被还原生成S02-,又知氧化剂和还原剂的离子数之比为5：2,则

中的n和S元素化合价分别是（A）

A.2,+6B.2,+7

C.4,+6D.4,+7

解析：首先，根据S元素的最高化合价为+6即可排除B、D项。Mr?•被

氧化成MnO4，Mn元素的化合价由+2升高至+7,Mn"为还原剂，已知

52。丁中含有过氧键，反应后生成sot，过氧键中0元素化合价降

低,SQr为氧化齐（结合SQ『与Mn*的离子数之比为52,可写出离子

z

方程式为8H20+5S20^+2Mn：_2MnC^+lOSOf+l6H.，根据电荷守恒得

-5n+2X2=（-1）X2+（-2）X10+1X16,解得n=2,故选A。

5.（2023•福建厦门月考）某容器中发生一个化学反应，反应过程中存

在乩0、C10\CN\HCO&、N2>C「六种粒子。在反应过程中测得CIO

和风的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列有关判断中不正确

的是（A）

A.还原剂是含CN的物质，氧化产物只有N2

B.氧化剂是CIO,HCO］是氧化产物

C.参与反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：2

D.标准状况下若生成2.24LN2,则转移电子1mol

解析：由题图可知，随着反应进行,CIO的物质的量减小,N2的物质的量

增大，故C10是反应物,凡是生成物,根据氮元素守恒可知,CN是反应

物，由氯元素守恒可知,C1是生成物，由碳元素守恒可知HCO3是生成

物，由氢元素守恒可知,比0是反应物。反应中氯元素化合价由+1价降

低为T价,碳元素化合价由+2价升高为+4,介,氮元素化合价由-3价升

高为。价，由得失电子守恒配平可得反应的离子方程式为

2CN+5C10+1L0—2HCO3+N2t+5C1；可知氧化产物有IICO^N2,A项错

误；Cl（y是氧化剂，HCO3是氧化产物，B项正确；反应中CN是还原

剂,C1（T是氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：2,C项正确;

生成的2.24L风（标准状况）的物质的量为0.1mol,根据反应的离子

方程式知参加反应的C10的物质的量为0.5mol,转移电子的物质的

量为0.5molX2=1mol,D项正确。

6.（2022•山东潍坊模拟）中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原

NO生成风和N小的路径，各基元反应及活化能E”（kJ•moL）如图所示,

下列说法错误的是（D）

A.生成NH.3的各基元反应中，氮元素均被还原

B.生成NH：,的总反应的化学方程式为2NO+51LPd/SVG2N1L^21LO

C.决定NO生成限速率的基元反应为NIW+H-NH20H

D.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被阻还原为N2

+2口+1口0-I

解析：由图示知，生成NH：,的过程为N。旦HNO-^NILO^uNILOH—>

-2-3

NH2—>NH3,每步反应中氮元素均被还原,A正确；根据A选项分析

知，N0与“反应生成N”和H.0,对应总反应的化学方程式为2N0+

5H2^SVG=2NH3+2H20,B正确；由图示知，生成双的基元反应中,NH?O+

H-NHQH这一步反应的活化能最大,相同条件下反应速率最慢,C正

确；由图示知,N0被还原为风的活化能明显大于被还原为加3的活化能,

故在该催化剂作用下,N0更容易被还原为NH3,D错误。

7.（2022•辽宁朝阳模拟）一•种处理强酸性高浓度伸（AsO丁）铜废液并

回收As?。：,和海绵铜等的工艺流程如下：

NaHSO,

滤渣烘干

氯-AsiOj

HASO2-

废

液「海绵铜

L滤液受H2O2[*Fe（0H）3

I一操作

废液

达

调pH③标

排

放

下列说法不正确的是（C）

A.操作①②③均为过滤

B.除碑反应的离子方程式为ASO1+HS（）3+2H+^_SOf+HAsO?I+HQ

C.试剂X可以是FeO

D.达标废液中含有的溶质主要为Na2s0.1

解析:操作①②③均为分HI滤液和滤渣,为过滤操作,A正确;除硅反应

是向神铜废液中加入亚硫酸氢钠，反应生成硫酸钠、HAS。2和水,反应

的离子方程式为ASO^+HSO3+2H^_SOf+HAsO/+H。B正确；由流程

可知置换出海绵铜的试剂X为Fu,C不正确;流程中钠离子和生成的硫

酸根离子没从体系中分离出去，故达标废液中含有的溶质主要为

Na2so4,D正确。

8.二氧化氯(CIO：)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消

毒剂,并且与Cb相比不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。下列

两种方法可制备CIO?：

方法一：2NaC103+H2()2+H2sO,：=2c102f+021+Na2S04+2H20o

方法二：2NaCl()3+4HCl^=2C10,t+C12t+2NaCl+2H

(1)关于方法一的下列说法中正确的是(填字母)。

A.H2s是氧化剂B.NaC2被还原

CH?。?是还原剂D.C102中C1为+2价

(2)方法二中被还原物质与被氧化物质的物质的量之比是,

若反应中产生的CIO2气体在标准状况下的体积为3.36L,则转移电

子mo10

(3)某温度下,将CL通入NaOH溶液中，反应得到NaCKNaClO.NaC10;1

的混合液,经测定C1与CIO3的物质的量浓度之比为9：1,则所得溶液

中c(C103)：c(C10)=o

解析：(1)H2soi中各元素的化合价未发生变化,A项错误;NaClO：,中氯元

素的化合价是+5,CIO2中氯元素的化合价是+4,反应中NaCl()3被还

原,B项正确,D项错误;H。中氧元素的化合价为-1,02中氧元素的化

合价为0,比。2发生氧化反应，作还原剂,C项正确。

(2)根据“化合价只靠拢不交叉”可知,NaCl(),中氯元素的化合价由+5

降为+4,HC1中氯元素的化合价由升高到0,反应中有一半HC1起酸

的作用，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1。标准状况下生成的

3.36LCIO2的物质的量为0.15mol,反应中转移电子0.15molo

(3)C12>NaCKNaC10>NaClO：,中氯元素的化合价分别为0、-1、-1、

+5,将Ck通入NaOH溶液后，混合液中C「与CIO?的物质的量浓度之比

为9：1,根据得失电子守恒可知CIO3与的物质的量浓度之比为

1：4o

答案：(1)BC(2)1：10.15(3)1：4

培优专练

1.(2023•安徽芜湖模拟)向27.2gCu和。出0的混合物中加入某浓

度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和CU(N03)2O在所得溶

液中加入1.0mol•L1的NaOIl溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子

已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法错误的是(B)

A.原固体混合物中Cu与Cu20的物质的量之比为2：1

B.HNO：,的物质的量浓度为2.6mol-L-'

C.产生的N0在标准状况下的体积为4.48L

D.Cu、C5O与稀硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol

解析：在所得溶液中加入NaOH溶液后，溶液呈中性,金属离子已完全

沉淀,溶液中溶质为NaN03,n(NaN()3)=n(Na0H)=l.0mol-L-,X1.0L=

1川。1,沉淀为口(011)2,质量为39.2g,其物质的量n[Cu(0H)2]=

9;；；需J。-4m。1,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu20)=n[Cu(OH)J,

所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=O.4moU设Cu和Cu2O

的物质的量分别为xmoKymol,根据质量守恒有64x+144y=27.2,

根据铜元素守恒有x+2y=0.4,联立两式解得x=0.2,y=0.1。Cu与Cu2O

的物质的量之比为0.2mol：0.1mol=2：1,A项正确;根据电子转移

守恒可知，3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2())=2X0.2mol+2X0.1mol,解得

n(NO)=0.2molo根据氮元素守恒可知n(HN()3)=n(NO)+n(NaN(h)=

0.2mol+1.0mol•I/1XI.0L=l.2mol,所以原稀硝酸的浓度

C(HN0J=M¥=2.4mol•L\B项错误；根据选项B计算可知

U・DL

n(NO)=0.2mol,所以标准状况下生成的NO的体积为0.2molX

22.4L•mor'M.48L,C项正确；反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，

氢氧化钠与硝酸铜和硝酸反应，最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒

可知反应后溶液中n(HN03)+2n[Cu(N03)2]=n(NaN03),所以

n(HNO3)=n(NaN03)-2n[Cu(N03)2]=1mol-2X0.4mol=0.2mol,D项

正确。

2.在酸性环境中,纳米Fe/Ni复合材料去除污染水体的NO3的反应过

程(Ni不参与反应)如图所示：

下列表达反应过程或现象的化学方程式或离子方程式错误的是

(D)

2

A.反应步骤I:N0g+Fe+2H^_NO2+Fe^+H20

2

B.反应步骤H:NO5+3Fe+8H'_3Fe^NH^+2H2O

C.反应进行一段时间,过滤出水体中出现的白色絮状物，白色絮状物

在空气中最终变成红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H。=4Fe(OH)3

D.硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变

2+43+

黄:2Fe+SOi-+4H=2Fe+S02t+2H20

解析:根据图示可知,反应I中NO?在吸附点被Fe还原为NO2,离子方

+

程式为NO3+Fe+2H；=N05+F/+HOA正确;反应II中NO?被Fe还原为

NHJ,离子方程式为NO2+3Fe+8H,_3Fe^+NH：+2H20,B正确；随着反应

进行,氢离子浓度减小,溶液碱性增强,反应一段时间后出现白色絮状

物Fe(0H)2,在空气中放置发生反应4Fe(OH)2W2H20=4Fe(0H)3,变

成红褐色,C正确；溶液变黄是因为酸性条件下N0&将Fe?*氧化成Fe3+,

离子方程式为3Fe*+4H++NO£：―3Fe3++N0t+2乩0,D错误。

3.工业上以软锦矿(主要成分MnO)为原料，通过液相法生产KMn0lo即

在碱性条件下用氧气氧化MiA分离得到K.MnO..,再用惰性材料为电极

电解LMnOj溶液得到KMnO„其生产工艺简略如下:

KOH循环2

工

分

囹离

软

KMnQ器

离TKMUOJ

钮一器

矿

TIn

循环1

(1)反应器中反