1、跟踪检测（十） 追根知反应（3）氧化还原反应的配平与计算1高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂，制取Na2FeO4的离子方程式为Fe3OHCl2FeOClH2O，该反应配平的离子方程式中H2O的化学计量数是()A4B6C8 D10解析：选C反应Fe3OHCl2FeOClH2O中，铁元素化合价：3价6，化合价升高3价；氯元素化合价：01，Cl2参加反应，化合价降低12价，化合价变化的最小公倍数为6，所以Fe3的化学计量数为2、Cl2的化学计量数为3，根据氯原子守恒，Cl的化学计量数为6，即2Fe3OH3Cl22FeO6ClH2O，根据电荷守恒，OH的化学计量数为16，根据氢原子守恒，水的化
2、学计量数为8。2(2021陕西汉中一模)含氟的卤素互化物通常作氟化剂，使金属氧化物转化为氟化物，如2Co3O46ClF3=6CoF33Cl24X。下列有关该反应的说法正确的是()AX是还原产物BClF3中氯元素为3价C反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子DCo3O4在反应中作氧化剂解析：选CA项，根据原子守恒知，X是O2，该反应中氧气是氧化产物；B项，ClF3中氯元素为3价；C项，氯元素由3价降为0价，反应生成3 mol Cl2时转移18 mol电子；D项，Co3O4中钴元素和氧元素的化合价均升高，所以Co3O4在反应中作还原剂。3(221邯郸检测)硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应：
3、Na2S2O34Cl25H2O=2NaCl6HCl2H2SO4。下列说法错误的是()A氧化产物、还原产物的物质的量之比为11B若0.5 mol Na2S2O3作还原剂，则转移4 mol电子C当Na2S2O3过量时，溶液能出现浑浊D硫代硫酸钠溶液吸收氯气后，溶液的pH降低解析：选A由化学方程式可知，氯气是氧化剂，硫代硫酸钠是还原剂，氯化钠和氯化氢是还原产物，硫酸是氧化产物。A项，氧化产物、还原产物的物质的量之比为14；B项，若0.5 mol Na2S2O3作还原剂，则转移4 mol电子；C项，当Na2S2O3过量时，过量的Na2S2O3可以与硫酸反应生成硫，所以溶液能出现浑浊；D项，硫代硫酸钠溶
4、液吸收氯气后生成了酸，故溶液的pH降低。4高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：_KMnO4_FeSO4_H2SO4=_K2SO4_MnSO4_Fe2(SO4)3_H2O下列说法正确的是()AMnO是氧化剂，Fe3是还原产物BFe2的还原性强于Mn2C取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有血红色沉淀生成 D生成1 mol水时，转移2.5 mol电子解析：选BA项，Fe3是氧化产物；B项，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；C项，硫氰化铁不是沉淀；D项，根据原子守恒和得失电子守恒配平该化学方程式：2KMnO410FeSO48H2SO4=K2SO42MnSO45F
5、e2(SO4)38H2O，生成8 mol水时，转移10 mol电子，故生成1 mol水时，转移1.25 mol电子。5向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6 mol NaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为：粒子I2Br2IO物质的量/mol0.51.3针对上述反应，下列说法正确的是()ANaBrO3是氧化剂B氧化产物只有I2C该反应共转移电子的物质的量是12 molD参加反应的NaI为2.5 mol解析：选ANaBrO3中溴元素由5价被还原生成0价，则NaBrO3是氧化剂，A正确；NaI中1价碘离子被氧化生成0价的I2和5价的IO，则氧化产物为
6、I2和IO，B错误；2.6 mol NaBrO3反应转移的电子为2.6 mol(50)13 mol，C错误；根据电子守恒，生成IO的物质的量为2 mol，根据碘原子守恒可知，参加反应的NaI的物质的量为n(IO)2n(I2)2 mol0.5 mol23 mol，D错误。6(2021郴州一模)某离子反应涉及H2O、ClO、NH、H、N2、Cl六种粒子，其中c(NH)随反应进行逐渐减小。下列判断正确的是()A反应的还原产物是N2B消耗1 mol氧化剂，转移电子3 molC氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D反应后溶液的酸性明显增强解析：选Dc(NH)随反应进行逐渐减小，NH为反应物，N2为生成物，
7、氮元素化合价由3价升高到0价，则离子方程式为3ClO2NH=3H2O2HN23Cl。A项，该反应的还原产物是Cl；B项，ClO中氯元素的化合价由1价降到1价，作氧化剂，消耗1 mol氧化剂，转移电子2 mol；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比是32；D项，根据反应的离子方程式判断，反应后溶液的酸性明显增强。7用“银 Ferrozine”法检测室内甲醛含量的原理如下：下列说法错误的是()A标准状况下，11.2 L CO2中含碳氧双键的数目为6.021023B30 g HCHO被氧化时转移电子数目为46.021023C反应的化学方程式为2Ag2OHCHO=4AgCO2H2OD理论上，吸收的HCH
8、O与消耗的Fe3的物质的量之比为41解析：选D标准状况下，11.2 L CO2的物质的量是0.5 mol，其中含碳氧双键的数目为6.021023，A正确；甲醛中C元素化合价为0价，被氧化为CO2，碳元素的化合价从0价升高到4价，30 g HCHO的物质的量是1 mol，被氧化时转移电子的数目为46.021023，B正确；由流程图可知Ag2O与HCHO反应生成Ag、CO2和水，则反应的化学方程式为2Ag2OHCHO=4AgCO2H2O，C正确；甲醛中碳元素的化合价从0价升高到4价，Fe元素的化合价由3价降低到2价，可得关系式：HCHO4Ag4Fe3，故理论上消耗的甲醛与Fe3的物质的量之比为14
9、，D错误。8工业上将Na2CO3和Na2S以12的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中()A硫元素既被氧化又被还原B氧化剂与还原剂的物质的量之比为12C每生成1 mol Na2S2O3，转移4 mol电子D相同条件下，每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2解析：选AA项，在反应物Na2S中S元素的化合价为2价，在SO2中S元素的化合价为4价，反应后生成的物质Na2S2O3中，S元素的化合价为2价，介于2价与4价之间，因此硫元素既被氧化又被还原，正确；B项，根据题意可知在溶液中发生反应的化学方程式是Na2CO32Na2S4SO2=3N
10、a2S2O3CO2，在反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4221，错误；C项，根据反应的化学方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，转移8 mol电子，则生成1 mol Na2S2O3，转移 mol电子，错误；D项，根据反应的化学方程式可知消耗的SO2与产生的CO2的物质的量之比是41，但是由于SO2易溶于水，而CO2在水中溶解度较小，所以相同条件下，每吸收10 m3 SO2放出CO2的体积小于2.5 m3，错误。9有Fe3、Fe2、NO、NH、H和H2O六种粒子，分别属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物，下列叙述中，错误的是()A还原产物为NHB氧化剂与还原剂的物质的
11、量之比为18C若有0.5 mol NO发生还原反应，则转移8 mol电子D若把该反应设计为原电池，则负极反应为Fe2e=Fe3解析：选C由题意知该反应中Fe2作还原剂，NO作氧化剂，由此得出该反应为8Fe2NO10H=8Fe3NH3H2O。A项，NO转化为NH，N的化合价从5降为3，NH为还原产物；B项，该反应中氧化剂是NO，还原剂是Fe2，由离子方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为18；C项，0.5 mol NO发生还原反应，转移4 mol电子；D项，若把该反应设计为原电池，原电池的负极发生氧化反应，则负极反应为Fe2e=Fe3。10把图2中的纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原
12、反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是()AIO作氧化剂B1 mol Mn2参加反应转移5 mol电子C氧化剂与还原剂的物质的量之比为52D配平后Mn2、H的化学计量数分别为2、3解析：选DA项，分析图1、图2可知，Mn2为反应物，作还原剂，则IO作氧化剂；B项，配平后的离子方程式为2Mn25IO3H2O=2MnO5IO6H，故1 mol Mn2参加反应转移5 mol电子；C项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为52；D项，配平后Mn2、H的化学计量数分别为2、6。11含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷
13、的质量为1.50 mg，则()A被氧化的砒霜为1.98 mgB分解产生的氢气为0.672 mLC和砒霜反应的锌为3.90 mgD转移的电子总数为6105NA解析：选C砒霜中砷元素的化合价是3价，而砷化氢中砷元素的化合价是3价，砷元素的化合价降低，得到电子，砒霜被还原，A不正确；没有说明是标准状况下，因此不能确定生成氢气的体积，B不正确；发生反应As2O36Zn12HCl=6ZnCl22AsH33H2O、2AsH32As3H2，1.50 mg砷的物质的量为2105mol，则砒霜转化为砷化氢得到电子的物质的量是2105 mol61.2104 mol,1 mol锌在反应时失去2 mol电子，则和砒霜
14、反应的锌的质量为65 gmol13.90103g3.90 mg，C正确；转移的电子总数为(2105621053)NA1.8104NA，D不正确。12(2021天津西青区模拟)三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体，它在潮湿的环境中能发生反应3NF35H2O=2NOHNO39HF，下列有关该反应的说法正确的是()ANF3是氧化剂，H2O是还原剂B若1 mol NF3被还原，反应转移电子数为2NAC若生成0.4 mol HNO3，则转移0.4 mol电子D氧化剂与还原剂的物质的量之比为21解析：选D该反应中N元素化合价由3价变为2价、5价，其他元素化合价不变，所以NF3既是氧化剂又是
15、还原剂，水既不是氧化剂也不是还原剂，A错误；该反应中N元素被还原时化合价由3价降为2价，所以若1 mol NF3被还原，反应转移电子数为NA，B错误；该反应中部分N元素化合价由3价升高到5价，氧化产物为HNO3，若生成0.4 mol HNO3，则转移电子的物质的量为0.4 mol(53)0.8 mol，C错误；NF3既是氧化剂又是还原剂，其中N元素化合价由3价变为2价、5价，由得失电子守恒可知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21，D正确。13氧化还原反应在生产、生活中有着重要的应用。请按要求写出相应反应的化学方程式。(1)将含SO2的废气通入含Fe2(催化剂)的溶液中，常温下可使SO2转
16、化为SO，其总反应为2SO2O22H2O=2H2SO4。上述总反应分两步进行，第一步反应的离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O，写出第二步反应的离子方程式：_。(2)pH3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，用化学方程式表示其原因：_。(3)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下：写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式：_。写出ClO2发生器中的化学方程式，并标出电子转移的方向及数目：_。ClO2能将电镀废水中的CN氧化成两种无毒气体，自身被还原成C
17、l。写出该反应的离子方程式：_。解析：(1)总反应中Fe2作催化剂，由此可知第一步反应中生成的Fe3在第二步反应中又被SO2还原为Fe2，故第二步反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H。(2)若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率降低且有气泡产生，产生该现象的原因用化学方程式表示为3CaCO3Al2(SO4)33H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)根据电解原理，氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl3H2O3H2ClO；二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2，HCl被氧化为氯气，反应过程为；ClO2能将电镀废水中的CN氧化成两种无毒气体，自身被还原成Cl。该反
18、应的离子方程式为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因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：NaNO2HINOI2NaIH2O(1)配平上述化学方程式。(2)上述反应的氧化剂是_；若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是_。(3)根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质
19、有：水、淀粉碘化钾试纸、淀粉、白酒、食醋，选取上述物质进行实验，下列组合合适的是_(填字母)。ABCD(4)某厂废液中，含有2%5%的NaNO2，直接排放会造成污染，使用NH4Cl处理，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2，反应的化学方程式为_。(5)请配平以下化学方程式：_Al_NaNO3_NaOH=_NaAlO2_N2_若反应过程中转移5 mol e，则生成标准状况下N2的体积为_L。解析：(1)NaNO2中氮元素化合价由3价降为2价，HI中碘元素化合价由1价升为0价，根据化合价升高和降低的总数相等以及原子守恒配平化学方程式。(2)2NaNO24HI=2NOI22NaI2H2O中，Na
20、NO2中氮元素的化合价降低，所以NaNO2是氧化剂，若有4 mol HI参与反应，其中2 mol HI为还原剂，在反应中转移电子的物质的量是2 mol，所以若有1 mol的还原剂被氧化，则反应中转移电子的数目是6.021023或NA。(4)由题给信息和氧化还原反应的化学方程式书写规律可得NaNO2NH4Cl=NaClN22H2O。(5)铝元素的化合价升高，NaNO3中氮元素的化合价降低，根据氧化还原反应中得失电子守恒及原子守恒进行配平：10Al6NaNO34NaOH=10NaAlO23N22H2O；反应过程中转移30 mol电子时有3 mol N2生成，所以转移5 mol e生成标准状况下N2
21、的体积为0.5 mol22.4 Lmol111.2 L。答案：(1)242122(2)NaNO26.021023(或NA)(3)C(4)NaNO2NH4Cl=NaClN22H2O(5)10641032H2O11.215高铁酸钾(K2FeO4)是一种极强的氧化剂，常应用于饮用水处理，其工业制备方法如图所示：(1)高铁酸钾中铁元素的化合价是_价。(2)反应的目的是_。(3)反应的离子方程式为_。(4)洗涤粗品时选用乙醇而不用水的目的是_。(5)已知生成高铁酸钾的反应为Na2FeO42KOHK2FeO42NaOH，请你解释加入饱和KOH溶液能生成高铁酸钾的理由：_。(6)为了提高生活用水的卫生标准，
22、自来水厂常使用高铁酸钾(K2FeO4)进行消毒、净化以及改善水质，其消毒、净水原理是_。(7)可用亚铬酸盐滴定法测定高铁酸钾含量，滴定时有关反应的离子方程式为FeOCrO2H2O=CrOFe(OH)3OH2CrO2H=Cr2OH2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O现称取2.084 g高铁酸钾样品溶于适量NaOH溶液中，加入稍过量的NaCrO2，充分反应后过滤，滤液在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 molL1的FeSO4标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为20.00 mL。则上述样品中K2FeO4的质量分数为_。解析：分
23、析工业制备流程图知，反应为2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，反应为3ClO10OH2Fe3=2FeO3Cl5H2O，调节溶液pH，使溶液中的Fe3、FeO转化为沉淀，加入稀KOH溶液溶解，过滤除去氢氧化铁，再加入饱和KOH溶液增大K浓度，促进K2FeO4晶体析出。(1)K2FeO4中K的化合价为1价，O的化合价为2价，根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为0，可知铁元素的化合价为6价。(2)反应是氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水，该反应的目的是生成氧化剂NaClO。(3)由制备信息可知，碱性条件下，ClO与Fe3反应得到FeO，ClO被还原为Cl，离子方程式为3ClO1
24、0OH2Fe3=2FeO3Cl5H2O。(4)K2FeO4易溶于水，难溶于乙醇，因此洗涤粗品时选用乙醇可以减少高铁酸钾的损失。(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，加入饱和KOH溶液可以增大K浓度，使平衡向正反应方向移动，促进K2FeO4晶体析出。(6)高铁酸钾具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成的Fe(OH)3胶体有吸附性，可以吸附水中的杂质。(7)根据反应，可得关系2FeO2CrOCr2O6Fe2，三次滴定消耗FeSO4的平均物质的量为0.100 0 molL120.00103 L2.000103 mol，则样品中K2FeO4的质量分数为100%63.34%。答案
25、：(1)6(2)生成氧化剂NaClO(3)2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O(4)减少高铁酸钾的损失(5)K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度，增大K浓度，平衡向正反应方向移动，促进K2FeO4晶体析出(6)高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成的Fe(OH)3胶体有吸附性，起净水作用(7)63.34%16.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备KMnO4，方法如下：软锰矿和过量的固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；滤去MnO2沉淀，浓缩溶液，结晶
26、得到深紫色的针状KMnO4。试回答下列问题：(1)软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是_。(2)K2MnO4制备KMnO4的离子方程式是_。(3)KMnO4能与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2和CO2，该反应的化学方程式是_。.MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验，其流程如下：(1)第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的_(写化学式)转化为可溶性物质。(2)第步反应的离子方程式并配平：_ClO_=MnO2Cl2_。(3)两次过滤后对MnO2固体洗涤23次
27、，如何确定是否洗涤干净？_。(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g，第步反应后，经过滤得到8.7 g MnO2，并收集到0.224 L CO2(标准状况下)，则在第步反应中至少需要_ mol NaClO3。解析：.(1)由软锰矿与过量固体KOH和KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K2MnO4)和KCl，反应中化合价变化的元素为Mn、Cl，Mn元素的化合价由4价升高为6，Cl元素化合价由5降低为1，根据化合价升降总数相等，则二氧化锰与氯酸钾的物质的量之比为31，再根据原子守恒配平方程式为3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O；(2)由滤液酸化后，K2MnO4转变为MnO
28、2和KMnO4，反应中只有Mn元素化合价变化，Mn元素部分由6价降低为4，部分升高为7，根据化合价升降总数相等，则二氧化锰与高锰酸钾的物质的量之比为12，再根据电荷守恒、原子守恒配平方程式为3MnO4H=MnO22MnO2H2O；(3)KMnO4能与热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2和CO2，根据质量守恒，同时会生成硫酸钾、硫酸锰和硫酸钠，反应的化学方程式为2KMnO48H2SO45Na2C2O42MnSO4K2SO410CO25Na2SO48H2O。.(1)MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4。(2)MnSO4要转化为M
29、nO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，反应的离子方程式是5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H。(3)两次过滤后对MnO2固体洗涤23次，MnO2上可能吸附有SO，判断沉淀洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液，滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀，则洗涤干净。(4)由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69 g8.7 g3.99 g,0.224 L CO2的物质的量为0.01 mol，由方程式H2SO4MnCO3=MnSO4H2OCO2可知MnCO3的物质的量为0.01 mol，质量为115 gmol10.01 mol1.15 g，所以MnO的质
30、量为3.99 g1.15 g2.84 g，其物质的量为0.04 mol，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05 mol，根据方程式5MnSO42NaClO34H2O=5MnO2Cl2Na2SO44H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02 mol。答案：.(1)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O(2)3MnO4H=MnO22MnO2H2O(3)2KMnO48H2SO45Na2C2O42MnSO4K2SO410CO25Na2SO48H2O.(1)MnO和MnCO3(2)5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H(3)取最后一次洗涤液，滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀，则洗涤干净(4)0.02
