- 氧化还原反应与基本反应类型的关系
- 共620题
一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开，写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu－2e－===Cu2+，还原反应式：2Fe3+＋2e－="==" 2Fe2+。据此，回答下列问题：
⑴将反应Zn＋2H+ ="==" Zn2+＋H2↑拆写为两个“半反应式”：
氧化反应式： ，还原反应式： 。
⑵将反应3NO2＋H2O ="=" 2H+＋2NO3—＋NO拆写为两个“半反应式”：
氧化反应式： ，还原反应式： 。
⑶已知某反应的两个“半反应式”为：CH4＋10 OH－－8e－===CO32－＋7H2O，O2＋2H2O＋4e－="==" 4OH—，则氧化还原反应方程式为 。
正确答案
⑴Zn－2e－="==" Zn2+，2 H+＋2e－="==" H2。
⑵2NO2＋2H2O－2e－="==" 4H+＋2NO3－；NO2＋2H+＋2e－="==" NO＋H2O
⑵注意电子得失守恒、粒子数目守恒以及物质的选择与系数调整。在反应3NO2＋H2O ===2H+＋2NO3—＋NO中，只有1个NO2分子作氧化剂，有2个NO2分子作还原剂。2个NO2分子变为2个NO3－离子时，需2个H2O分子提供2个O原子，2个 H2O分子中的4个H原子则变为4个 H＋离子。1个NO2分子变成1个NO分子时，另1个O原子需要与2个 H＋离子结合成水。所以，有以上“半反应”。⑶前式＋后式×2即得
(10分) 铜和浓硫酸发生反应的化学方程式为：
Cu +2H2SO4（浓）
（1）浓H2SO4作_________剂，具有 性，氧化产物是 （写化学式）。
（2）在该反应中，若消耗了32 g Cu，则转移了_______mol 电子 ，还原了 mol H2SO4，生成 L SO2（标准状况）气体。
（3）Cu与SO2的还原性由强到弱的顺序为：Cu SO2（填“>”、“<”或“=”）。
正确答案
（10分）（1）氧化，氧化，CuSO4 (每空1分)
（2）1 0.5 11.2 (每空2分) （3）> (1分)
试题分析：（1）硫酸中S元素的化合价从＋6价降低到＋4价，得到2个电子，所以硫酸是氧化剂，具有氧化性。铜的化合价从0价升高到＋2价，失去2个电子，作还原剂，所以氧化产物就是硫酸铜。
（2）32g的物质的量是32g÷64g/mol＝0.5mol，则失去0.5mol×2=1.0mol电子；根据电子的得失守恒可知，被还原的硫酸的物质的量是1.0mol÷2＝0.5mol，所以生成的SO2就是0.5mol，所以在标准状况下的体积是0.5mol×22.4L/mol＝11.2L。
（3）由于在氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物的，所以铜的还原性强于SO2的。
点评：该题是高考中的常见题型，本题难度不大，试题基础性强，学生不难得分。该题的关键是理解有关的概念，其次要准确标出有关元素的化合价变化情况，然后依据有关的概念灵活分析、判断即可。
（14分）2013年6月，我国“蛟龙”号再次刷新“中国深度”——下潜7062米，为我国深海矿物资源的开发奠定了基础。海洋深处有丰富的锰结核矿，锰结核的主要成分是MnO2，同时还含有黄铜矿。
Ⅰ、“蛟龙”号外壳是用特殊的钛合金材料制成，它可以在7000m的深海中承受重压，Ti是以钛白粉（TiO2）为原料进行生产，钛白粉是利用TiO2＋发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，再煅烧沉淀制得的。TiO2＋发生水解的离子方程式为____________________________。
Ⅱ、MnO2是一种重要的无机功能材料，工业上从锰结核中制取纯净的MnO2工艺流程如下图所示：
（1）步骤Ⅱ中以NaClO3为氧化剂，当生成0.05molMnO2时，消耗0.1mol/L的NaClO3溶液200ml，该反应离子方程式为_______________________________。
（2）已知溶液B的溶质之一可循环用于上述生产，此物质的名称是____________。
Ⅲ、利用黄铜矿炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等）可制备Fe2O3，方法为：
（A）用过量的稀盐酸浸取炉渣、过滤；（B）向滤液中加入5％的H2O2，再向其中加入过量的NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得到Fe2O3。根据以上信息回答下列问题：
（1）（B）中向滤液中加入5%的H2O2，其目的是_________________________________。
（2）设计实验证明炉渣中含有FeO___________________________________________。
（3）将煅烧得到的Fe2O3还原为Fe单质，再将质量为m g的Fe单质分成相等的四份，分别与50mL、100mL、150mL、200mL的等浓度的稀硝酸反应，反应产物NO在标况下的体积见附表：
则：①m＝________g。
②写出实验②发生反应的化学方程式：_____________________________。
正确答案
Ⅰ、TiO2＋＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H＋
Ⅱ、（1）2ClO3－＋5Mn2＋＋4H2O＝5MnO2＋8H＋＋Cl2↑（2）氯酸钠
Ⅲ、（1）氧化亚铁离子 （2）取炉渣少许，用稀硫酸浸取后的溶液使KMnO4溶液褪色（答案合理即可）
（3）①33.6 ②5Fe＋16HNO3＝2Fe(NO3)3＋3Fe(NO3)2＋8H2O＋4NO↑（分步且正确的书写也可给分）
试题分析：Ⅰ、TiO2＋发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，则根据原子守恒可知，还有氢离子产生，因此TiO2＋发生水解的离子方程式为TiO2＋＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H＋。
Ⅱ、（1）0.1mol/L的NaClO3溶液200ml的物质的量是0.02mol，当生成0.05molMnO2时，转移电子的物质的量是0.05mol×（4－2）＝0.1mol，根据电子得失守恒可知0.02mol氯酸钠得到0.1mol电子，因此氯元素的化合价变化5价，即从＋5价降低到0价，因此还原产物是氯气，所以该反应离子方程式为2ClO3－＋5Mn2＋＋4H2O＝5MnO2＋8H＋＋Cl2↑。
（2）氯气与热的氢氧化钠溶液反应生成氯酸钠、氯化钠和水，因此可以循环的物质B是氯酸钠。
Ⅲ、（1）滤液中含有亚铁离子，必须滤液双氧水的氧化性将亚铁离子氧化为铁离子，且不会引入新的杂质。
（2）亚铁离子具有还原性，因此检验炉渣中含有FeO的实验方法是取炉渣少许，用稀硫酸浸取后的溶液使KMnO4溶液褪色。
（3）①根据表中数据可知实验③后硝酸是过量的，则铁与足量稀硝酸反应最多生成3.36LNO，NO的物质的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，反应中转移电子的物质的量是0.15mol×（5－2）＝0.45mol，因此根据电子得失守恒可知消耗铁的物质的量是1.45mol÷3＝0.15mol，因此原铁的物质的量是0.15mol×4＝0.6mol，质量是0.6mol×56g/mol＝33.6g。
②实验②中产生NO的物质的量是2.688L÷22.4L/mol＝0.12mol，转移电子的物质的量是0.36mol。设生成硝酸铁和硝酸亚铁的物质的量是xmol和ymol，则x＋y＝0.15、3x＋2y＝0.36，解得x＝0.06、y＝0.09，即硝酸铁与硝酸亚铁的物质的量之比是2:3，所以反应的化学方程式为5Fe＋16HNO3＝2Fe(NO3)3＋3Fe(NO3)2＋8H2O＋4NO↑。
将128 g铜置入一定量的浓硝酸中，并微热，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕时（铜片完全消失），共收集到NO2和NO的混合气体44.8 L气体（标准状况），求：
（1）写出上述过程中，有关反应的化学方程式___________、_________________。
（2）完成该反应至少需要量取10 mol/L的浓硝酸_________mL。
（3）混合气体中NO2的体积为 、NO的体积为 。
正确答案
(1）Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
（2）600 mL
（3）V(NO2)= 22.4L V(NO)=" 22.4L"
试题分析：(1) Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
注意方程式的配平，气体箭头符号。
（2）2Cu＋6HNO3=2Cu(NO3)2＋NO2↑＋NO↑＋3H2O
根据化学方程式，128 g铜即2molCu，可算出需要10 mol/L的浓硝酸：
(3) NO2和NO的混合气体44.8 L（标准状况），,即
而128g铜失去电子：
点评：本题综合性较强，考查了铜与浓硝酸、稀硝酸反应的知识点，历年高考常考，计算时应抓住得失电子守恒，化繁为简。
（9分）（1）在反应K2Cr2O7+14HCl＝2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O中， ___元素被氧化，____元素被还原， 是氧化剂； 是还原产物（填相应的元素符号或化学式）；若标准状况下产生2.24L Cl2,则电子转移的总数是 NA.
（2）某强酸性反应体系中，反应物和生成物共六种物质：O2、MnO4－、H2O 、Mn2+、H2O2、H+。已知该反应中H2O2只发生了如下过程：H2O2 →O2。
①写出该未配平的离子方程式 。
②如果上述反应中有11.2L(标准状况)气体生成，则被还原的物质为 mol。
正确答案
（1）Cl，Cr，K2Cr2O7； CrCl3； 0.2 NA.
（2）①MnO4+H2O2 +H+ — O2↑+H2O +Mn2+ ② 0.2mol
（1）根据反应可知：Cl原子价升高，被氧化，Cr原子价降低，被还原，K2Cr2O7是氧化剂，CrCl3是还原产物，Cl原子由-1价为0价，所以1molCl2生成转移2NA个电子。
（2）H2O2 →O2氧的化合价升高，所以另外一种物质的化合价降低，所以反应物为MnO4-、H2O2，产物为O2、H2O，根据电荷守恒，反应物还有H+，产物还有H2O，反应未配平的离子方程式为：MnO4+H2O2 +H+ — O2↑+H2O +Mn2+。H2O2中O的化合价为-1价，所以生成1molO2转移2mol电子。
点评：本题注意H2O2中O的化合价为-1价,而且H2O2在反应中只做还原剂。
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