- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。
(1)干法制备高铁酸钾的主要反应为：2FeSO4＋ 6Na2O2=2Na2FeO4＋ 2Na2O ＋ 2Na2SO4＋ O2↑
①该反应中的氧化剂是________，还原剂是________，每生成1 mol Na2FeO4转移________mol电子。
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用__________________________________
(2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO42—、Cl－、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________。
②每生成1 mol FeO42—转移________mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为________mol。
③低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明什么问题_______________________________________________。
正确答案
(1) ①Na2O2 Na2O2和FeSO4 5
②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降
(2) ①2Fe(OH)3＋ 3ClO－＋ 4OH－=2FeO42—＋3Cl－＋ 5H2O ②3 0.15 mol
③该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小
(1) ①该反应中得电子的物质是过氧化钠，失电子的物质是过氧化钠和硫酸亚铁，所以氧化剂是过氧化钠，还原剂是过氧化钠和硫酸亚铁；
2FeSO4＋ 6Na2O2=2Na2FeO4＋ 2Na2O ＋ 2Na2SO4＋ O2↑转移电子
2 mol 10 mol
1 mol 5 mol
所以每生成1 mol FeO42—转移电子5 mol。
②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3＋，Fe3＋水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降。
(2) ①高铁酸钾是生成物，氢氧化铁是反应物，根据高铁酸钾和氢氧化铁中铁元素化合价的变化知氢氧化铁是还原剂，而氧化剂得电子反应后元素的化合价降低，根据所给离子中化合价变化的另一种元素是氯，且次氯酸根离子作反应物，氯离子作生成物，所以离子方程式为2Fe(OH)3＋ 3ClO－＋ 4OH－= 2FeO42—＋ 3Cl－＋ 5H2O。
②2Fe(OH)3＋ 3ClO－＋ 4OH－=2FeO42—＋3Cl－＋ 5H2O转移电子
2 mol 3 mo l 6 mol
1 mol 3 mol
0.15 mol 0.3 mol
因此每生成1 mol FeO42—转移3 mol电子，若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为0.15 mol。
③该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小。
高铁酸钾（K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比Cl2、O2、ClO2、KMnO4氧化性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，使高铁酸钾析出。
（1）干法制备高铁酸钾的主要反应为：
2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑
①该反应中的氧化剂是 ，还原剂是 。每生成1molNa2FeO4，转移 mol电子；
②简要说明K2FeO4作为水处理剂时所起的作用。
（2）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式 ；
②若反应过程中转移了0．3mol电子，则还原产物的物质的量为 。
（3）低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4)，试分析原因。 。
正确答案
（１）①Na2O2(1分）Na2O2和FeSO4(1分）5（2分）
②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降（2分）
（２）{1}2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O（2分）
{2}0．15mol（1分）
（３）该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小（1分）
试题分析：（1）干①元素化合价降低的物质是氧化剂：故为Na2O2，还原剂是Na2O2，FeSO4。根据化合价降低总数判断可知每生成1molNa2FeO4，转移5mol电子；②高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒；消毒过程中自身被还原为Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮杂质而沉降，因此K2FeO4作为水处理剂。（2）湿法制备高铁酸钾（K2FeO4）的反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。①根据化合价有升必有降找出反应物和生成物，故湿法制高铁酸钾反应的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；②根据该离子方程式，可判断出若反应过程中转移了0．3mol电子，则还原产物的物质的量为0．15mol。（3）低温下，在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4)，在溶液中发生了离子的交换使物质的溶解性发生了改变，可能的原因是该温度下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的溶解度小。
（7分）．已知：CuI是难溶于水的白色固体。氧化性Cu2+>I2> Cu+，还原性Cu>I-> Cu+
（1）根据物质氧化性还原性的强弱推测，在溶液中Cu2+和I－反应的产物是 、 ；
（2）久置于空气中的HI溶液呈黄色，向其中加入一些铜粉，可使溶液黄色消失，反应的化学方程式为_______________________；
（3）欲消除（2）中HI溶液的黄色，也可向其中通入少量H2S，这是因为当浓度接近时，还原性H2S_______（填“>”、“<”、“=”）I－；与加入铜粉的方法相比，用此方法得到的HI溶液浓度________（填“高”、“低”、“相等”）；
（4）CuI可用于监测空气中是否含有汞蒸气：4CuI(白色)＋Hg＝Cu2HgI4(亮黄色)＋2Cu。下列关于该化学方程式的说法错误的是_____________。
a． 该反应被氧化的元素是铜元素和汞元素
b．该反应的氧化剂为CuI
c．Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物
正确答案
（7分）（1）CuI、I2（2分） （2）2Cu＋I2 =2CuI↓（2分）
（3）>，高（2分） （4）a c（1分）（漏选、错选、多选不得分）
试题分析：（1）氧化性Cu2+>I2> Cu+，还原性Cu>I-> Cu+，所以在溶液中Cu2+和I－反应的产物应该是CuI、I2。
（2）久置于空气中的HI溶液呈黄色，说明有单质碘生成，所以加入铜后的反应方程式是2Cu＋I2 =2CuI↓。
（3）硫化氢的还原性大于碘离子的，所以也可以通过硫化氢还原碘单质。由于在该反应中碘单质全部被还原生成碘化氢，所以浓度高。
（4）根据反应的方程式可知，Hg的化合价升高，做还原剂。铜元素的化合价从＋1价降低到0价，所以CuI是氧化剂，Cu2HgI4是氧化产物，而铜是还原产物，所以选项ac不正确，答案选ac。
点评：在判断氧化还原时，关键是准确标出有关元素的化合价，找出发生变化的元素，然后根据概念进行判断即可。
水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。
（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法都正确的是________（填字母编号，可多选）。
（2）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：
① 下列物质中不可以作为混凝剂（沉降剂）使用的是 （填字母编号，可多选）。
A.偏铝酸钠 B.氧化铝 C.碱式氯化铝 D.氯化铁
② 混凝剂除去悬浮物质的过程是 （填字母编号）。
A．只是物理过程 B. 只是化学过程 C. 是物理和化学过程
（3）在氯氧化法处理含CN一的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L-1。现用氯氧化法处理，发生如下反应：
KCN + 2KOH + Cl2 =" KOCN" + 2KCl + H2O 再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氯化为氮气。请配平下列化学方程式：口KOCN + 口KOH + 口Cl2→口CO2 + 口N2 + 口KCl + 口H2O若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯 g。
正确答案
（1）C （2）①B ②C （3）2，4，3，2，1，6，2 35.5
试题分析：（1）污染治理要求能除掉有毒的物质，新生成的物质对环境无污染，物理法与化学法的区别是否有新物质生成。A、酸和碱的中和反应为化学反应，为化学法，故A错误； B、硫酸铜可溶，所以不能沉淀除去，故B错误；D．碱性的废水与二氧化碳反应生成的碳酸盐和水，无污染，故D正确；
（2）①氧化铝在水中不能水解，不能生成胶状物或絮状沉淀，不能用作混凝剂，而偏铝酸钠、碱式氯化铝、氯化铁在溶液中易水解生成胶体可作为混凝剂；②混凝剂能使固体颗粒沉淀，且混凝剂在水中发生水解是化学变化，故混凝剂除去悬浮物质的过程是物 理和化学过程。
（3）反应中KOCN→N2，N元素化合价由-3价升高为0价，共升高6价，Cl2→KCl，Cl元素化合价由0价降低为-1价，共降低2价，化合价升降最小公倍数为6，故N2系数为1，Cl2系数为3，结合原子守恒配平其它物质的系数，平衡后方程式为：2KOCN+4KOH+3Cl2═2CO2+N2+6KCl+2H2O；废水中KCN的质量为650mg/L×20L=13000mg=13g，物质的量为13g /(65g/mol )=0.2mol，使KCN完全转化为无毒物质，应生成CO、N2，整个过程中C元素化合价由+2价升高为+4价，N元素化合价由-3价升高为0价，Cl元素化合价由0价降低为-1价，电子转移守恒可知2×n（Cl2）=0.2mol×（4-2）+0.2mol×[0-（-3）]，解得n（Cl2）=0.5mol，故需要氯气的质量为0.5mol×71g/mol=35.5g。
（1）某化学课外小组用海带为原料制取少量碘水，现在用四氯化碳在碘水中萃取碘单质，并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：
E．放开活塞，用烧杯接收溶液；
F．从分液漏斗上口倒出上层水溶液；
G．将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗口上的小孔：
H．静置、分层。就此实验，完成下列填空：
正确操作步骤的顺序是： 。
（2）向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8（过二硫酸钾），溶液会发如下反应：Mn2++S2O82‾+H2O—MnO4‾+SO42‾+H+
该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是 。
若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰，当它跟过量的过硫酸钾反应时，除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外，其他的生成物还有 。
（3）将NaBiO3固体（黄色微溶）加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热，固体溶解变为澄清溶液，发生如下反应： NaBiO3+ MnSO4+ H2SO4— Na2SO4+ Bi2(SO4)3+ NaMnO4+ H2O
①配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：
②上述反应中还原产物是
正确答案
（1）CBDAHGEF（3分）
（2）溶液由无色变为紫色（2分） Cl2（2分，答HClO或HClO3也给分）
（3）①10NaBiO3+4MnSO4+14H2SO4＝3Na2SO4+5Bi2(SO4)3+4NaMnO4+14H2O；
（3分，配平2分，电子转移的方向和数目1分，短线未改成等号的扣1分） ②Bi2(SO4)3（2分）
试题分析：（1）实验前应检查分液漏斗否漏液，加入溶液后，盖好玻璃塞，倒转漏斗，要用力振荡，让溶液充分混合，使溶质充分萃取到萃取剂中，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞。把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中，静置分层，溶液分层后，为使漏斗内外气压相等，使液体顺利流下，应将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔，旋开活塞，用烧杯接收溶液。为防止有杂质，上层液体从上口流出，下层液体从下口流出．故正确操作步骤的顺序是CBDAHGEF。
（2）由反应可知生成MnO4-，因此溶液由无色变为紫色，所以其特征现象是溶液由无色变为紫色。由于过二硫酸钾具有强氧化性，可以Cl-氧化为氯气，因此其他的生成物还有氯气。
（3）①反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3，Bi元素化合价由+5价降低为+3价，得到2个电子，因此生成1mol Bi2(SO4)3得到4mol电子。MnSO4→NaMnO4，Mn元素化合价由+2价升高为+7价，失去5个电子。因此根据电子得失守恒可知，Bi2(SO4)3系数为5，MnSO4系数为4。根据原子守恒可知，NaBiO3的系数为10，NaMnO4系数为4。根据钠原子守恒可知Na2SO4的系数为3。根据硫酸根守恒可知H2SO4的系数为14。根据氢元素守恒可知H2O的系数为14，所以配平后的化学方程式为10NaBiO3+4MnSO4+14H2SO4＝3Na2SO4+5Bi2(SO4)3+4NaMnO4+14H2O。其中标出电子转移的方向和数目为：
或。
②反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3，Bi元素化合价由+5价降低为+3价，得到电子，NaBiO3是氧化剂，所以Bi2(SO4)3是还原产物。
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