- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
KClO3和浓HCl在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆物二氧化氯。其反应可表述为：
KClO3+ HCl(浓)＝ KCl+ ClO2+ Cl2+ H2O
（1）配平以上化学方程式(化学计量数填入划线上)并用双线桥标出电子转移的方向和数目。
（2）反应中的氧化剂是 ， ClO2是反应的 (填氧化或还原)产物。
（3）反应产生0.1 mol Cl2，则转移的电子的物质的量为 mol。
（4）ClO2具有很强的氧化性，因此可被用来做消毒剂，若ClO2作消毒剂后其自身转化为Cl-，则其消毒的效率(以单位物质的量得到电子数表示)是Cl2的 倍。
正确答案
（1）
（2）KClO3 （1分） 还原 （1分） （3）0.2mol （1分） （4）2.5倍 (1分)
试题分析：（1）KClO3中氯元素化合价由+5价降低为ClO2中+4价，得到1个电子，氯酸钾是氧化剂；HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价，失去1个电子，氯化氢是还原剂。根据电子得失守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1。因此KClO3系数为2，ClO2系数为2，KCl系数为2。Cl2系数为1，则HCl系数为4，结合原子守恒可知水的系数是2。因此该反应电子转移的方向和数目可表示为
（2）反应2KClO3+4HCl（浓）＝2KCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O中，由KClO3中氯元素化合价由＋1价降低为ClO2中＋4价可知，KClO3中氯元素被还原，所以KClO3是氧化剂，ClO2是还原产物。
（3）反应中只有Cl2是氧化产物，HCl中氯元素化合价由-1价升高为Cl2中0价，所以产生0.1molCl2转移的电子的物质的量为0.1mol×2＝0.2mol。
（4）1molCl2可以获得2mol电子，ClO2作消毒剂后其自身转化为Cl-，这说明1molClO2可以获得5mol电子，所以ClO2消毒的效率是Cl2的
现有一未配平的氧化还原反应：
KClO3＋PH3＋H2SO4→K2SO4＋H3PO4＋H2O＋X
（1）该反应的还原剂是_________。
（2）已知0.2 mol KClO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式是__________。
（3）根据上述反应可推知__________________（填写序号）。
正确答案
（1）PH3（2）Cl2 （3）AC
试题分析：（1）该反应中P元素的化合价由-3价升高为+5价，则PH3为还原剂；（2）设还原产物X中Cl元素的化合价为x，由电子转移可知，0.2mol×（5-x）=1mol，解得x=0，则还原产物X为Cl2；（3）氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则氧化性为KClO3＞H3PO4，还原性为PH3＞X，选AC。
以下是依据一定的分类标准，对某些物质与水反应的情况进行分类的分类图。请根据你所学的知识，按要求填空：
（1）上述物质的分类方法是 ；
（2）根据物质与水反应的情况，分成A、B组的分类依据是 （选择字母填空，下同），由A组分成C、D组的依据是 （填字母）。
a．与水反应后溶液的酸碱性 b．与水反应的剧烈程度 c．是否发生氧化还原反应
（3）F组的物质是 （填化学式）。
（4）A组中的酸性氧化物与B组中的某物质反应可用作呼吸面具或潜水艇中氧气的来源，其反应方程式为 。
正确答案
（6分）（1）树状分类法（1分）； （2）c（1分）；a（1分）； （3）Na（1分）；
（4）2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2（2分）；
试题分析：（1）根据示意图的结构特点可知，上述物质的分类方法是树状分类法。
（2）由于氨气、CO2和氧化钙在和水的反应都不是氧化还原反应，而氯气、钠和过氧化钠与水的反应是氧化还原反应，据此标准可以分类，答案选c。氨气和氧化钙溶于水，溶液显碱性，CO2溶于水显酸性，答案选a。
（3）钠和反应中，钠是还原剂，水是氧化剂，即F是钠。氯气、过氧化钠和水的反应中，水既不是氧化剂，也不是还原剂。
（4）过氧化钠和CO2反应生成氧气和过氧化钠，反应的化学方程式是2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2。
点评：该题是中等难度的试题，试题设计新颖，基础性强，侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是分类标准的确定。
利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-的离子方程式为________。
(二)某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)：
常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。
(2)调pH＝8是为了除去________(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn＋＋nNaR→MRn＋nNa＋，被交换的杂质离子是________(填Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)。
(4)试配平氧化还原反应方程式：□Na2Cr2O7＋□SO2＋□H2O = □Cr(OH)(H2O)5SO4＋□Na2SO4；每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为________。
(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合浊液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10mol·L－1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤：①________；②________；③过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。
正确答案
（15分）
(一)2Al＋OH－＋NO2-＋2H2O===2AlO2-＋NH3·H2O
(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)
(2)Fe3＋、Al3＋ (3)Mg2＋、Ca2＋ (4)1 3 11 2 1 1.5mol
(三)①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋ ②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7
试题分析：(一) 加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氮的还原产物为NH3, 除去NO2-的离子方程式为：2Al＋OH－＋NO2-＋2H2O===2AlO2-＋NH3·H2O，答案为：2Al＋OH－＋NO2-＋2H2O===2AlO2-＋NH3·H2O；
(二)(1) 酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施可以从温度、浓度、时间、改变反应物粒子大小等角度去答。答案为：升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)；
⑵从表中看出，pH小于8时Fe3＋（3.2）、Al3＋（8）均沉淀完全，答案：Fe3＋、Al3＋；
⑶Fe3＋、Al3＋已经沉淀，溶液中还有Ca2＋、Mg2＋，用离子交换树脂除去，答案：Ca2＋、Mg2＋；
⑷用化合价升降法或电子守恒配平方程式： 1 Na2Cr2O7＋ 3 SO2＋ 11 H2O = 2 Cr(OH)(H2O)5SO4＋ 1 Na2SO4，由方程式每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为1.5mol,答案：1 3 11 2 1 1.5mol
(三)Fe2＋ 在PH=9.0时才沉淀完全，而此时Cu2＋ 已经沉淀，所以要能Cl2将Fe2＋ 氧化成Fe3＋ ,然后加CuO或Cu (OH)2或Cu2(OH)2CO3调节PH至3.2～4.7。答案：①通入足量氯气将Fe2＋氧化成Fe3＋ ②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7。3＋ 等常见离子的性质和除杂等基础知识，中等难度。
（8分）在K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O反应中， 是氧化剂; 是还原剂； 元素被氧化； 元素被还原； 是氧化产物； 是还原产物；1mol K2Cr2O7反应时转移电子为 mol.
正确答案
（最后一空2分，其余每空1分，共8分）
K2Cr2O7 HCl Cl Cr Cl2 CrCl3 6mol
试题分析：根据方程式可知，铬元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子。氯元素的化合价从－1价升高到0价，失去1个电子。所以K2Cr2O7是氧化剂，HCl是还原剂。Cl元素被氧化，Cr被还原。氯气是氧化产物，CrCl3是还原产物。根据化合价的变化可知，1mol K2Cr2O7反应时转移电子为2mol。
点评：判断氧化还原反应是最关键的是准确判断出有关元素的化合价变化情况，然后根据相应的概念判断即可。而在氧化还原反应的计算中，电子得失守恒是经常用到的关系式。
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