- 氧化还原反应的配平
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已知反应:3NO2+H2O═2HNO3+NO,回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为 .
(2)氧化剂与还原剂的质量比为 .
(3)在标准状况下,3.36L NO2与H2O完全反应转移的电子数目为 .
(4)用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目 .
正确答案
(1)3NO2+H2O=2H++2NO3—+NO
(2)1:2 (3)0.1NA
(4)
试题分析:本题考查的是二氧化氮被水吸收的反应,在被吸收的过程中,是一个歧化反应,在反应中,水只做反应物,没有参与氧化还原反应,。
阅读下面两条科普信息,回答问题:
1、一个体重50Kg的健康人含铁2g,这2g铁在人体中不是以单质金属的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的铁离子还原成亚铁离子,有利于铁的吸收。
2、在新生代的海水里有一种铁细菌,它们提取海水中的亚铁离子,利用酶为催化剂把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿;该反应的另一种反应物是CO2,反应后CO2转变成有机物(用甲醛:CH2O表示)。
问题:
(1)这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实、方法和途径。这说明亚铁离子具有___________性,铁离子具有___________性、第二则信息中的CO2__________ 剂。
(2)铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾更强,本身在反应中被还原为Fe3+离子。制取铁酸钠的化学方程式如下:
____Fe(NO3)3+____NaOH+____Cl2→___Na2FeO4+____NaNO3+ NaCl+____H2O
①配平上述反应,并分析____元素被氧化,当生成3 mol还原产物时,转移电子的总数为____;
②铁酸钠除了能消毒外,还可以用于净水,原因是____。
正确答案
(1)还原 ;氧化 ;氧化
(2)2 ;16 ;3 ;2 ;6 ;6 ;8 ;
①铁 ;3NA
②还原产物Fe3+水解生成 Fe(OH)3胶体,吸附水中的杂质而净水
(14分)Q、W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的五种常见元素,其原子序数依次增大。W原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,Q、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质,X是地壳中含量最高的金属元素,Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。以下问题均有化学用语回答
(1)Q单质的电子式为_______。
W、X、Y的离子半径由大到小的顺序为____(用离子符号回答)。
(2)X和Y组成的化合物放入水中反应的化学方程式是______________________________。
(3)Na2Y溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________________________。
(4)ZO在高温下被Q的简单气态氢化物还原为Z单质,写出反应的化学方程式____________。
(5)ZCl2溶液中混有FeCl3杂质时,可加入_____________(填试剂)调节pH=_________,再过滤。已知:Fe(OH)3的Ksp=10-35,化学上认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀就达完全。
(6)工业上可用高温条件下Z2Y + O2=2Z + YO2来冶炼金属Z,生成1molZ时转移____mol电子。
正确答案
(1)
(1分) S2->O2->Al3+(2分)
(2)Al2S3 + 6H2O=2Al(OH)3↓+ 3H2S↑(2分)
(3)c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+) (2分)
(4)3CuO + 2NH3
3Cu + N2 + 3H2O (2分)
(5)CuO(1分) pH=4 (2分) (6)3 (2分)
试题分析:Q、W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的五种常见元素,其原子序数依次增大。Q、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质,则Q是氮元素,Y是硫元素。X是地壳中含量最高的金属元素,因此X是铝元素。Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物,所以Z是铜元素。W原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,且原子序数介于氮元素与铝元素之间,因此W是氧元素,则
(1)氮气分子中含有氮氮三键,单质的电子式为
。
离子核外电子层数越多,离子半径越大。在核外电子排布相同的条件下原子序数越小离子半径越大,则W、X、Y的离子半径由大到小的顺序为S2->O2->Al3+。
(2)X和Y组成的化合物是硫化铝,溶于水与水反应生成氢氧化铝和硫化氢,则放入水中反应的化学方程式是Al2S3 + 6H2O=2Al(OH)3↓+ 3H2S↑。
(3)Na2S溶液中硫离子水解,溶液显碱性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
(4)CuO在高温下被氨气还原为铜单质,而氨气的还原产物是氮气,根据原子守恒还有水生成,则反应的化学方程式为3CuO + 2NH3
3Cu + N2 + 3H2O。
(5)由于除杂时不能引入新的杂质,则CuCl2溶液中混有FeCl3杂质时,可加入CuO调节pH。当溶液中铁离子浓度为1×10-5mol/L时,此时溶液中氢氧根离子浓度为=10-10mol/L,则溶液pH对于4,因此最终调解pH=4,再过滤。
(6)根据Cu2S + O2=2Cu +SO2可知,只有硫元素的化合价从-2价升高到+4价,失去6个电子,因此生成1molZ时转移3mol电子。
在常见的非金属及其化合物中:
(1)晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的 材料;硅酸钠水溶液俗称为 ,是制备硅胶和木材防火剂的原料;陶瓷、 、水泥等硅酸盐产品是使用量最大的无机非金属材料。
(2)氯元素是重要的“成盐元素”,将氯气通入NaOH溶液中可以得到漂白液,反应的离子方程式是 ;漂白液有效成分的化学式为 。
(3)水是常见的非金属元素化合物,请按要求写出下列水参加的反应的化学方程式。
①水只作氧化剂:
②NO2气体通入水中:
③水既作氧化剂又作还原剂:
正确答案
(1)半导体 水玻璃 玻璃
(2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O NaClO
(3)①2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 等
②3NO2+H2O 2HNO3+NO
③2H2O 2H2↑+O2↑
试题分析:(1)晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,硅酸钠水溶液俗
称为水玻璃,陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的无机非金属材料;
(2)氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,其中漂白液有效成分是次氯酸钠,化学式为NaClO;
(3)①水只作氧化剂:钠与水的反应、铁与水蒸气的反应、碳与水蒸气的反应等,
②NO2气体通入水中生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO,
③水既作氧化剂又作还原剂,水的电解,2H2O 2H2↑+O2↑
实验室可用KMnO4固体和浓盐酸反应制氯气,反应的化学方程式如下:
2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(1)该反应中氧化剂是_____________,还原剂是__________________。
(2)若反应中有0.20 mol 电子发生转移,生成氯气的体积为 (标准状况),被氧化的HCl的物质的量是 。
正确答案
(1) KMnO4 , HCl ;(2)2.24L , 0.20 mol。
试题分析:在反应2KMnO4+16HCl(浓) ="==" 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O中,化合价的变化: Mn由KMnO4中的+7价——MnCl2是+2价,化合价降低,得到电子,被还原,发生还原反应,作氧化剂;Cl由HCl的-1价——Cl2的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,反应氧化反应,作还原剂。产生5molCl2,转移电子10mol。若转移电子0.20mol,则产生氯气为0.1mol,在标准状况下体积为2.24L。这时被氧化的HCl的物质的量为0.20mol。
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