- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
储氢纳米碳管的研制成功体现了科技的进步。用电弧法合成的纳米碳管常伴有大量的杂质碳纳米颗粒，这种碳纳米颗粒可用氧化汽化法提纯。其反应中的反应物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2O七种物质。
（1）请用上述物质填空，并配平化学方程式：
（2）上述反应中氧化剂是(填化学式)_______________，被氧化的元素是(填元素符号)_____________。
（3）H2SO4在上述反应中表现出来的性质是(填选项编号)____________________。
A．氧化性 B．酸性 C．氧化性和酸性 D．还原性和酸性
（4）若反应中电子转移了0.8 mol，则产生的气体在标准状况下的体积为________升。
正确答案
（1）3 2K2Cr2O7 8 3CO2 2K2SO4 2 8 (共2分，其中配平1分，化学式1分）
（2）K2Cr2O7 C (各2分)
（3）B (1分)
（4）4.48 (2分)
试题分析：（1）由C→CO2、K2Cr2O7→Cr2(SO4)3可知，碳元素的化合价从0价升高到＋4价，失去4个电子。Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子，所以根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比是3:2。根据原子守恒可知，反应中还有硫酸钾生成，则反应的化学方程式为3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4＝3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O。
（2）根据（1）可知氧化剂为K2Cr2O7，还原产物为Cr2(SO4)3，还原剂为C，氧化产物为CO2，被氧化的元素是C。
（3）H2SO4在反应中各元素的化合价没有发生变化，但反应中有硫酸盐生成，所以硫酸只表现酸性，答案选B。
（4）设产生的气体的体积为V，根据反应式计算：
3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4＝3CO2↑＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O转移电子
33.6L 12mol
V 0.8mol
解得V＝
把Cl2通入浓氨水中，发生下述反应：3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl + N2，发生化学反应的Cl2与NH3的分子数之比为： ，反应中发生电子转移的Cl2与NH3的分子数之比为：
正确答案
3:8 ；3:2
试题分析：根据反应的化学方程式可知，氯气中氯元素的化合价从0价降低到－价，得到1个电子。氨气中氮元素的化合价从－3价升高到0价，失去3个电子，所以根据电子的得失守恒可知，反应中发生电子转移的Cl2与NH3的分子数之比为3:2，而发生化学反应的Cl2与NH3的分子数之比为3:8。
点评：该题是基础性试题的考查，试题注重基础，难度不大。该题的关键是准确标出相关元素的化合价变化情况，然后借助于电子得失守恒列式计算即可。
“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石，例如溶液中氧化亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿（主要成分FeS2）氧化为Fe2(SO4)3，并使溶液酸性增强，其过程如图：
（1）该过程的化学反应方程式为 。
（2）人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石（Cu2S），然后加入铁屑进一步得到铜，该过程中发生的离子反应方程式（请将①补充完整）：
①□Cu2S＋□Fe3＋＋□H2O
② 。
（3）工业上可利用粗铜（含Zn、Ag、Au杂质）经电解制得精铜（电解铜）。则阳极和阴极材料
分别为： 和 ，阳极的电极反应式为 ， 。
（4）请评价细菌冶金的优点 。（说一点即可）
正确答案
（1）4FeS2＋15O2＋2H2O
（2）①Cu2S＋10Fe3＋＋4H2O
②Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu（1分）
（3）阳极材料：粗铜，阴极材料：精铜
阳极反应：Zn－2e－＝Zn2＋，Cu－2e－＝Cu2＋（各1分，共4分）
（4）①对贫矿、尾矿的开采更有价值；②能大大降低能源消耗，利于减少污染（2分,说一点即可）
本题重点考查了氧化还原反应方程式的缺项配平。
4FeS2 ＋15O2
↑15×4 ↓4×15
由此，可知反应物中8mol S，硫酸铁中只有6mol S，故还有2mol S，且是+6价的，判断产物中有2mol H2SO4，则反应物中需2mol H2O。
已知氨气跟氯气可迅速反应生成氯化铵和氮气。当转移的电子总数为a个时，生成的氮气的物质的量bmol.
正确答案
（1）8NH3+3Cl26NH4Cl+N2（2）3:2 （3）
根据电子转移守恒，配平的化学方程式8NH3+3Cl26NH4Cl+N2，根据化学方程式可知NH3为还原剂，Cl2为氧化剂，参加氧化还原反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2.
将5．5 g铁铝混合物粉末加入900mL 1．00 mol/L HNO3溶液中，充分反应后，得a L（标准状况）NO气体。
（1）HNO3是否过量___________。
（2）若a=3．36L（标准状况），则混合物中铝的质量分数为_________%。
（3）若a=3．36L（标准状况），往反应后的溶液中加入___________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液时生成的沉淀量最大，还要加________ mL 1．000 mol/L NaOH溶液才能使沉淀的量保持不变。
正确答案
（1）是
（2）49．09%
（3）750 100
试题分析：（1）铁与等质量的铝与硝酸反应，铝消耗硝酸多，若5．5g固体全部是铝，则Al～4HNO3,n(Al)=5．5/27mol，n(HNO3)=0．9mol>4n(Al)，所以硝酸过量；
（2）若a=3．36L，NO的物质的量为0．15mol，设铝的物质的量为x，根据得失电子守恒，有3x+（5．5-27x）/56×3=0．15×3,解得x=0．1mol，所以混合物中铝的质量分数为0．1mol×27g/mol/5．5g×100%=49．09%
（3）沉淀量最大时，溶液恰为硝酸钠的溶液，所以n(NaNO3)= n(HNO3)-n(NO)=0．9mol-0．15mol=0．75mol,根据钠元素守恒，需1．000 mol/L NaOH溶液的体积是750mL；由（2）知生成氢氧化铝的物质的量为0．1mol，当氢氧化铝全部溶解时沉淀量不再改变。根据Al(OH)3～OH-所以还需0．1mol氢氧化钠，其体积为100mL。
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