- 氧化还原反应的配平
- 共1760题
铝热反应不仅用于焊接钢轨,而且还常用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。
请配平下列用铝热反应冶炼金属钒和钴的化学方程式,指出哪些物质是还原剂、哪些物质是氧化剂,并计算生成1 mol各种金属分别需要纯铝的质量。
V2O5+Al——Al2O3+V Co3O4+Al——Al2O3+Co
正确答案
3V2O5+10Al5Al2O3+6V 还原剂:Al 氧化剂:V2O5 生成1 mol V需要纯铝45 g
3Co3O4+8Al4Al2O3+9Co 还原剂:Al 氧化剂:Co3O4 生成1 mol Co需要纯铝24 g
根据原子守恒配平化学方程式,两个反应均为氧化还原反应,根据“所含元素化合价升高的物质是还原剂,所含元素化合价降低的物质是氧化剂”进行判断:
3V2O5+10Al5Al2O3+6V
氧化剂 还原剂
3Co3O4+8Al4Al2O3+9Co
氧化剂 还原剂
根据化学方程式找到纯铝与生成金属之间的物质的量的关系:
10Al ~ 6V 8Al ~ 9Co
270 g 6 mol 216 g 9 mol
x 1 mol y 1 mol
列出比例式,解得x="45" g,y="24" g
即生成1 mol钒需要45 g纯铝,生成1 mol钴需要24 g纯铝。
将25.6g铜与含0.3molH2SO4的浓硫酸充分反应,(1)若在反应过程中消耗了0.2mol的H2SO4,则生成的气体标况下体积为多少?(2)若以上反应产生的气体全部逸出后,继续在剩余物质中加入2mol/L的稀硝酸100ml,充分反应后产生NO的物质的量为多少?
正确答案
(1)2.24L (2)0.1mol
试题分析:(1)铜与浓硫酸反应产生的气体为二氧化硫气体,Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,被还原的硫酸占参加反应的硫酸的一半,所以消耗0.2mol硫酸有0.1mol的硫酸被还原,则有0.1mol的二氧化硫生成,所以生成气体的体积为标准状况下2.24L
(2)由(1)知硫酸耗用铜0.1mol,质量为6.4g,余19.2g铜,余0.1mol H2SO4,加入2mol/L的稀硝酸100ml此时溶液中n(H+)=0.2+0.2=0.4mol,n(NO3-)=0.2mol,n(Cu)=0.3mol,铜与稀硝酸反应的离子方程式为
3Cu+8H++2 NO3-= 3Cu2++2NO↑+4 H2O,所以H+不足,按H+计算,因此生成NO的物质的量为0.1mol。
(5分)氯酸钾与浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯,反应的化学方程式为:2KClO3 + 4HCl(浓) === 2KCl + 2ClO2↑+ Cl2↑+ 2H2O
(1)用双线桥表示上述反应中电子转移的方向和数目。
(2)浓盐酸在该反应中表现的性质是________(填序号)。
① 只有还原性 ② 还原性和酸性 ③ 只有氧化性 ④ 氧化性和酸性
(3)上述反应产生0.2 mol Cl2时,转移的电子数约为______________。
正确答案
(5分)
(1)(2分,若写成2e-也得分)
(2)② (2分)
(3)2.408×1023 (1分)
(2)浓盐酸在反应中部分氯失电子生成氯气,表现还原性,部分转变为氯化钾,表现酸性
(3)由(1)可知,当产生0.2 mol Cl2时,反应有0.4 mol e—转移,
氮元素十分重要,其单质及其化合物在科研、生产领域有着十分广泛的用途。
(1)氮元素核外电子排布式为: ,原子核外共有 种不同能级的电子,氮原子核外电子云有 种不同的伸展方向,有 种不同运动状态的电子。
(2)最新“人工固氮”的研究报道:常温常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:
2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) - Q ,如果反应的平衡常数K值变大,该反应 (选填编号)。
A.一定向正反应方向移动
B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动
D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡后,下列判断错误的是
A.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 B.通入大量稀有气体能提高反应的速率
C.容器中气体的密度不随时间而变化 D.(N2)/
(O2)=2:3
(4)高氯酸铵作为火箭燃料的重要氧载体。高氯酸铵在高压、450℃的条件下迅速分解,反应的化学方程式4NH4ClO46H2O↑+ 2N2↑+ 4HCl↑+ 5O2↑,其中氧化产物与还原产物的物质的量之比是 ,每分解1mol高氯酸铵,转移的电子数目是 。
正确答案
(1) 1s22s22P3 , 3, 4, 7
(2)AB
(3)B
(4) 7∶4 8NA 或 4.816×1024 个
试题分析:(1)氮元素是7号元素核外电子有7个,排布式为:1s22s22P3 ,由于有三种能级,故原子核外共有3种不同能级的电子,氮原子核外电子云有的伸展方向s是球形的只有一种,P轨道有3种,共有4伸展方向。由于同一轨道上的两个电子自旋方向不同,故共有7种不同运动状态的电子。
(2)2N2 (g)+6H2O (l)4NH3 (g)+3O2 (g) - Q ,正反应是吸热反应,如果反应的平衡常数K值变大,则生成物浓度增大,反应物浓度减小,则有 A.一定向正反应方向移动,正确。B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小,说明平衡右移,正确。
(3)相当于在恒容容器中,A.容器中气体的平均分子量不随时间而变化,说明达到了平衡,正确。 B.通入大量稀有气体各物质的量浓度没有改变,反应的速率不改变,错误。C.由于反应前后气体的质量不等,所以容器中气体的密度不随时间而变化可以做为平衡判断的依据,正确。D.(N2)/
(O2)=2:3,速率之比等于化学计量数之比,正确。
(4)该反应4NH4ClO4 6H2O↑+ 2N2↑+ 4HCl↑+ 5O2↑中,氧化产物是氮气和氧气,还原产物是氯化氢,物质的量之比是 7∶4 ,每分解1mol高氯酸铵,转移的电子数目是 8NA 或 4.816×1024 个。
(6分)处理含CN-(其中C为+ 2价)的工业废水常用Cl0_氧化,生成的CNO (其中C为+4价),反应的离子方程式为:,上述离子方程式可能的配平系数有多组。请回答:
(1) 该离子方程式中e:f的值是________(填选项标号)。
(2) 若d="e" =l,则b=________
(3)若反应中转移1.2mol电子,则生成的气体在标况的体积是________。
正确答案
(1)A (2)6 (3)2.24L
(1)由C原子守恒知:a=d+f 由N原子守恒知:a=d+2e
故f=2e,即e:f=1/2=0.5
(2)若d="e" =l,由a=d+2e知,a=3,再由a=d+f知,f=2
由化合价的升降守恒知:2b=2d+6e+2f,知b=6
(3)当有1mol氮气生成时,转移的电子为12mol,故若反应中转移1.2mol电子,则生成的气体在标况的体积是0.1×22.4=2.24L
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