- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2制备绿矾。
（一）SO2和O2反应制取的反应原理为：2SO2＋O2
（1）该反应的平衡常数表达式为______。
（2）该反应达到平衡状态的标志是______。
（二）某科研单位利用原电池原理，用SO2和O2制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
（3）B电极的电极反应式为______；溶液中H＋的移动方向由______极到______极；电池总反应式为______。
（三）利用烧渣制绿矾的过程如下
测定绿矾产品中含量的实验步骤：
a．称取5.7 g产品，溶解，配成250 mL。溶液。
b．量取25 ml。待测液于锥形瓶中。
c．用硫酸酸化的0. 01 mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积40 mL。根据上述步骤同答下列问题。
（4）滴定时发生反应的离子方程式为（完成并配平离子反应方程式）。
（5）用硫酸酸化的KMnO4滴定终点的标志是
（6）计算上述产品中的FeSO4.7H2O质量分数为______。
正确答案
（1）
2SO2+O2+2H2O=2H2SO4(或2SO2+O2+2H2O=4H++2SO42-)（4）5 Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
（5）滴定最后一滴酸性KMnO4时溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色。（6）0.975或97.5%
试题分析：（1）反应2SO2＋O2
臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作漂白剂。
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s） ΔH＝－235.8 kJ·mol－1。已知2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g） ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，则常温下反应2O3（g）=3O2（g）的ΔH＝________。
（2）配平下面反应的化学方程式（将各物质的化学计量数填在相应的方框内）：
（3）科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生，电极反应式为3H2O－6e－=O3↑＋6H＋，阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢，其电极反应式为_______________________。
（4）空气中臭氧的检测方法是将空气慢慢通过足量KI淀粉溶液，若溶液变蓝色，则说明空气中含有O3。已知O3与KI溶液反应生成两种单质，则该反应的离子方程式为_____________________________________________________。
正确答案
（1）－285.0 kJ·mol－1
（2）2 3 1 1 3 1
（3）3O2＋6H＋＋6e－=3H2O2（或O2＋2H＋＋2e－=H2O2）
（4）2I－＋O3＋H2O=2OH－＋I2＋O2
（1）由盖斯定律可得2O3（g）=3O2（g）
ΔH＝－285.0 kJ·mol－1。（2）O3～2e－～O2－，2NaOCN～6e－～N2，根据得失电子守恒有2NaOCN～6e－～3O3，再根据原子守恒配平即可。（3）阴极发生还原反应，在酸性条件下，氧气得电子结合氢离子形成H2O2。（4）根据生成两种单质可知，O3将KI氧化为I2，同时O3被还原为O2，由O3～2e－～O2－，2KI～2e－～I2，可得2KI～2e－～O3，再根据原子守恒配平即可。
（4分）亚硝酸钠（NaNO2）又称工业盐，其外观类似食盐，但有剧毒。近年来，建筑工地多次发生民工误食工业盐而中毒的事件。利用如下反应可鉴别NaNO2和NaCl。
___KMnO4+___NaNO2+___H2SO4=___MnSO4+___K2SO4+___NaNO3+___H2O
（1）配平上述反应的化学方程式；
（2）指出该反应的氧化剂 ；
（3）当有2mol氧化剂被还原时，则转移的电子是 mol。
正确答案
（1）配平反应的化学方程式；
2 KMnO4+ 5 NaNO2+ 3 H2SO4=" 2" MnSO4+1 K2SO4+ 5 NaNO3+ 3 H2O ２＇
（2）指出该反应的氧化剂 KMnO4； 1＇
（3）当有2mol氧化剂被还原时，则转移的电子是 10 mol。 1＇
试题分析：在本题中考察学生对于氧化还原反应中对于氧化剂和还原剂的判定以及反应方程式的配平，KMnO4是常用的强氧化剂，NaNO2则作为还原剂；根据配平的情况知道，Mn由+7价降到了+2价，每mol转移的电子为5mol，由于反应中2mol氧化剂被还原，因此转移的电子为10mol。
点评：本题属于常规考题，对氧化还原反应的配平，应当利用电子得失守恒以及元素守恒，转移的电子数要根据价态进行判断。
我国是个钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。高炉内可能发生的反应：
C（s）+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ①
C（s）+ CO2(g) 
4CO(g)+Fe3O4(s)=4CO2(g)+3Fe(s) ΔH3="-13.7" kJ/mol ③
请回答下列问题：
（1） 计算3 Fe(s)+2 O2(g)= Fe3O4(s)的ΔH=__________________________。
（2） 800℃时，C（s）+ CO2(g)
（3） 某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在，现进行如下实验：将少量铁矿石样品粉碎，称取25.0g样品于烧杯中，加入稀硫酸充分溶解，并不断加热、搅拌，滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol/L的酸性KMnO4滴定，至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 8H++MnO4-+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
计算：①该铁矿石中铁元素的质量分数。
②计算氧化物FemOn的化学式（ m、n为正整数）。
正确答案
⑴－1118.3 kJ/mol ⑵正 （3）①56% ②Fe5O7或2Fe2O3·FeO
试题分析：（1）根据盖斯定律可知，（①－②）×2－③即得到3 Fe(s)+2 O2(g)＝Fe3O4(s)，所以该反应的ΔH＝（－393.5kJ/mol－172.5 kJ/mol）×2＋13.7 kJ/mol＝－1118.3 kJ/mol 。
（2）当c(CO)=0.2mol/L、c(CO2)=0.05mol/L，此时
（3）①n(Fe)＝5n(KMnO4)＝5×0.025 L×2 mol/L＝0.25 mol
m(Fe)＝0.25 mol×56 g/mol＝14g
ω(Fe)＝14 g÷25 g×100%=56%
②反应的铜的物质的量n(Cu)＝(10 g－3.6 g)÷64 g/mol＝0.1 mol
n(Fe3＋)＝0.2 mol
解得：n(Fe2＋)＝0.05 mol
该氧化物的化学式可表示为：Fe5O7或2Fe2O3·FeO
点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，主要是考查学生对盖斯定律和化学计算的熟悉掌握情况，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力，提升学生的学科素养。
本世纪是生命科学研究的昌盛时期，科学家研究发现，进入生物体内的氧分子，可接受1个电子转变为超氧阴离子自由基（O2－ ），进而引发产生一系列自由基。一切需氧生物在其机体内均有一套完整的活性氧系统（抗氧化酶和抗氧化剂），能将活性氧转变为活性较低的物质，机体因此受到保护。人们利用羟胺（NH2OH）氧化的方法可以检测其生物系统中O2－含量，原理是O2－ 与羟胺反应生成NO2－ 和一种过氧化物。NO2－ 在对氨基苯磺酸和α—萘胺作用下，生成粉红的偶氮染料，该染料在λ＝530nm处有显著吸收，且其吸收值与c(NO2－)成正比，从而可计算出样品中的O2－含量。某实验室用以上方法处理后测得溶液中c(NO2－) ＝2.500×10-3 mol·L-1。
（1）请根据测定原理写出有关反应的离子方程式：____________________；
（2）计算该样品中c(O2－) ＝_________________________________；
（3）如用羟胺氧化法测定O2- 时，将其生成的过氧化物作为检测物，若选用氧化还原法进行定量分析（KMnO4或K2Cr2O7，任选一种即可）
①请写出其测定原理的反应方程式：_____________________________；
②测定所用的主要玻璃仪器为__________________，通过观察________________的现象可确定测定反应是否进行完全。
（4）NO2－既有氧化性，又有还原性。NaNO2大量进入血液时，能将血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，正常的血红蛋白转化为高价铁血红蛋白，失去携氧功能，引起中毒，甚至死亡。下列各组试剂不能检验NO2－ 的是_________________
A .FeCl2 KSCN B. KMnO4 H2SO4 C.AgNO3 HNO3 D .KI淀粉
（5）某研究性学习小组，为研究光化学烟雾消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2)，各种物质的相对浓度随时间的消失，记录于下图，根据图中数据，下列推论，最不合理的是_______________
A．NO的消失的速率比RH快
B．NO生成NO2
C．RH及NO2可以生成PAN及O3
D．O3生成PAN
正确答案
（1）NH2OH ＋ 2O2- ＋ H＋＝ NO2- ＋ H2O2 ＋ H2O
（2）5.000·10-3 mol·L-1（3）2MnO4-＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O（或Cr2O72-＋3H2O2 ＋8H＋＝2Cr3＋ ＋3O2↑＋7H2O）；酸式滴定管；锥形瓶中溶液的紫红色(或橙黄色)是否褪去
（4）C
（5）D
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