- 氧化还原反应的表示方法
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(2015秋•石家庄校级期末)某学生做如下实验:第一步,在淀粉-KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,并加入少量稀硫酸,溶液立即变蓝;第二步,在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失.下列有关该同学对实验原理的解释和所得结论的叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液,并加入少量的稀硫酸,溶液立即变蓝,说明NaClO将KI氧化为单质碘;加入足量的亚硫酸钠溶液,蓝色逐渐消失,说明碘单质将Na2SO3氧化为Na2SO4,自身成为碘离子,
A.第一步反应生成了碘单质,说明氧化性:ClO->I2,第二步碘被Na2SO3还原,说明氧化性:ClO->I2>SO42-,故A正确;
B.根据以上分析知,蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有还原性,故B错误;
C.根据以上分析知,淀粉-KI溶液变蓝是因为I-被ClO-氧化为I2,I2使淀粉变蓝,故C正确;
D.亚硫酸钠具有还原性,能被强氧化剂氯气氧化生成硫酸钠,同时氯气被还原为氯离子,所以氯水褪色,故D正确;
故选B.
铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将方程式表示为:Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平)
(1)硝酸在该反应中的作用是______,该反应的还原产物是______.
(2)0.3mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是______ 个,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则参加反应的硝酸的物质的量是______,若用排水法收集这些气体,可得标准状况下的气体体积______.
(3)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,写出并配平该反应的离子方程式______.
(4)如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定,则方程式可能的配平系数有许多组.原因是______.
正确答案
解:(1)在该反应中硝酸反应生成硝酸盐,且硝酸中N元素的化合价降低,则作氧化剂,硝酸在反应中被还原,则对应的产物NO、NO2为还原产物,
故答案为:氧化剂、酸;NO、NO2;
(2)该反应中Cu元素由0价升高到+2价,则失去的电子为0.3mol×(2-0)×NAmol-1=0.6NA个,
设NO的物质的量为n,得到的NO和NO2物质的量相同,
由电子守恒可知,0.3mol×2=n×(5-2)+n×(5-4),
解得n=0.15mol,
则N原子守恒可知作氧化剂的硝酸为0.15mol+0.15mol=0.3mol,
由Cu(NO3)2可知,作酸性的硝酸为0.3mol×2=0.6mol,
则参加反应的硝酸的物质的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol,
由3NO2+H2O═2HNO3+NO可知,0.15molNO2与水反应生成0.05molNO,
则用排水法收集这些气体,最后气体为NO,其物质的量为0.15mol+0.05mol=0.2mol,
在标准状况下,气体的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,故答案为:0.6NA;0.9mol;4.48L;
(3)Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O中,参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,
则3Cu+10HNO3→3Cu(NO3)2+xNO↑+yNO2↑+5H2O,
由电子守恒及N原子守恒可得,
,解得x=1,y=3,
则配平的化学反应为3Cu+10HNO3═3Cu(NO3)2+NO↑+3NO2↑+5H2O,
单质、气体、水在离子方程式中保留化学式,其离子反应为3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O,
故答案为:3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O;
(4)该反应中硝酸被还原,生成两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化,
则方程式可能的配平系数有许多组,故答案为:该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化.
解析
解:(1)在该反应中硝酸反应生成硝酸盐,且硝酸中N元素的化合价降低,则作氧化剂,硝酸在反应中被还原,则对应的产物NO、NO2为还原产物,
故答案为:氧化剂、酸;NO、NO2;
(2)该反应中Cu元素由0价升高到+2价,则失去的电子为0.3mol×(2-0)×NAmol-1=0.6NA个,
设NO的物质的量为n,得到的NO和NO2物质的量相同,
由电子守恒可知,0.3mol×2=n×(5-2)+n×(5-4),
解得n=0.15mol,
则N原子守恒可知作氧化剂的硝酸为0.15mol+0.15mol=0.3mol,
由Cu(NO3)2可知,作酸性的硝酸为0.3mol×2=0.6mol,
则参加反应的硝酸的物质的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol,
由3NO2+H2O═2HNO3+NO可知,0.15molNO2与水反应生成0.05molNO,
则用排水法收集这些气体,最后气体为NO,其物质的量为0.15mol+0.05mol=0.2mol,
在标准状况下,气体的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,故答案为:0.6NA;0.9mol;4.48L;
(3)Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O中,参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,
则3Cu+10HNO3→3Cu(NO3)2+xNO↑+yNO2↑+5H2O,
由电子守恒及N原子守恒可得,
,解得x=1,y=3,
则配平的化学反应为3Cu+10HNO3═3Cu(NO3)2+NO↑+3NO2↑+5H2O,
单质、气体、水在离子方程式中保留化学式,其离子反应为3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O,
故答案为:3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O;
(4)该反应中硝酸被还原,生成两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化,
则方程式可能的配平系数有许多组,故答案为:该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化.
(2015秋•景县校级月考)三氟化氮(NF3)气体在潮湿的环境中能发生如下反应:3NF+5H2O═2NO+HNO3+9HF.下列有关该反应的说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A.只有N元素的化合价发生变化,NF3既是氧化剂又是还原剂,故A正确;
B.NF3生成NO,被还原,NF3生成HNO3,被氧化,还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:2,故B正确;
C.生成0.2molHNO3,转移的电子的物质的量为0.2mol×(5-3)=0.4mol,故C错误;
D.NF3中F为-1价,所以氮元素的化合价为+3,故D正确;
故选C.
在下列反应中:A.2F2+2H2O=4HF+O2 B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
C.CaO+H2O=Ca(OH)2 D.2H2O2H2↑+O2↑
水只作氧化剂的是______,水只作还原剂的是______,水既作氧化剂又作还原剂的是______,水既不作氧化剂又不作还原剂的是______.
正确答案
B
A
D
C
解析
解:反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑中,水中氢元素化合价降低,只作氧化剂,
反应2F2+2H2O=4HF+O2中,水中氧元素化合价升高,水只作还原剂,
反应2H2O2H2↑+O2↑中,水中的氢元素化合价降低,氧元素化合价升高,所以水既作氧化剂又作还原剂,
反应CaO+H2O=Ca(OH)2中,水中的氢元素和氧元素化合价均未变化,所以水既作氧化剂又作还原剂,
故答案为:B;A;D;C.
过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水,近年来倍受人们的青睐,被称为“绿色氧化剂”.
(1)写出H2O2的电子式______
(2)你认为H2O2被称为“绿色氧化剂”的主要原因是______
(3)将双氧水加入用盐酸酸化的FeCl2溶液中,溶液由浅绿色变为棕黄色,写出该反应的离子方程式为______,反应中H2O2作______剂
(4)双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里:______MnO4-+______H2O2+______H+═______Mn2++______H2O+______.
正确答案
解:Ⅰ.(1)双氧水是一种含有氧氧共价键和氧氢共价键的极性分子,电子式为,故答案为:
;
(2)H2O2的还原产物是水,无污染,故答案为:还原产物为水,对环境无污染;
(3)双氧水具有氧化性,能把亚铁离子氧化生成铁离子,反应的方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;氧化;
(4)双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子.而高锰酸钾中锰元素的化合价从+7价降低到+2价,得到2个电子,所以根据电子的得失守恒可知,配平后的反应为2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,
故答案为:2;5;6;2;8;5O2↑.
解析
解:Ⅰ.(1)双氧水是一种含有氧氧共价键和氧氢共价键的极性分子,电子式为,故答案为:
;
(2)H2O2的还原产物是水,无污染,故答案为:还原产物为水,对环境无污染;
(3)双氧水具有氧化性,能把亚铁离子氧化生成铁离子,反应的方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;氧化;
(4)双氧水中氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子.而高锰酸钾中锰元素的化合价从+7价降低到+2价,得到2个电子,所以根据电子的得失守恒可知,配平后的反应为2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑,
故答案为:2;5;6;2;8;5O2↑.
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