第5讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
[目标速览] 1.掌握氧化还原反应的配平方法及技巧。2.能利用“守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
微考点 核心突破
考点1 氧化还原反应的配平及表示方法
知|识|梳|理
1.氧化还原反应方程式的配平
(1)配平方法。
①一标:标出反应前后________的化合价。
②二等:反应中________和________相等。
③三定:确定化合价发生变化的物质的化学计量数。
④四平:用观察法配平其他各物质的化学计量数。
⑤五查:检查反应前后是否遵循______守恒和______守恒。
(2)实例:铜与浓硫酸发生反应的化学方程式
2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O。
2.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法。
①表示方法:箭头由反应物指向生成物的对应元素,并在线桥上标明转移电子数目、电子符号和________或________字样。
②实例:Cu与稀硝酸反应过程中电子转移的方向和数目可表示为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)单线桥法。
①表示方法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标__________________,不标电子的________字样。
②实例:Cu与浓硝酸反应过程中电子转移的方向和数目可表示为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.Cl2与SO2反应,Cl2—→Cl-,氯元素的化合价降低1,SO2—→S,硫元素的化合价升高2,所以在反应中Cl2与SO2的物质的量之比为2∶1。( )
2.NaClO溶液中通入SO2发生反应2ClO-+SO2===Cl2+S。( )
知|识|拓|展
氧化还原反应方程式的配平
(1)逆向配平法:适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
例如,
由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(2)奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。如S+C+KNO3—→CO2↑+N2↑+K2S,反应物KNO3中三种元素的原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后用观察法配平得S+3C+2KNO3===3CO2↑+N2↑+K2S。
(3)缺项配平。
①配平方法。
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后再根据原子守恒进行配平。
②补项原则。
条件 补项原则
酸性条件下 缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件下 缺H或多O补H2O,少O补OH-
③组合方式。
反应物 生成物 使用条件
组合一 H+ H2O 酸性溶液
组合二 H2O H+ 酸性溶液或中性溶液
组合三 OH- H2O 碱性溶液
组合四 H2O OH- 碱性溶液或中性溶液
知|识|对|练
角度一 正向配平类
1.
角度二 逆向配平类
2.
角度三 含有未知数的配平
3.
角度四 有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
4.
角度五 缺项型氧化还原方程式的配平
5.
角度六 电子转移数目的分析方法
6.在稀硫酸中,KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应。
氧化反应:H2O2-2e-===2H++O2↑
还原反应:Mn+5e-+8H+===Mn2++4H2O
(1)写出该氧化还原反应的离子方程式:____________________________________。
(2)反应中氧化剂是________;被氧化的元素是________;若有0.5 mol H2O2参加此反应,电子转移个数约为______________。
(3)若KMnO4的量不足,在Mn2+的催化作用下H2O2仍能分解,分解反应的化学方程式为______________________________;这时若有0.5 mol H2O2发生分解,电子转移个数约为________________。
考点2 电子守恒思想在化学计算中的应用
知|识|梳|理
1.守恒法解题的“3步流程”
2.有些试题涉及的氧化还原反应较多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,可抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素的得电子数目和失电子数目,即可迅速由电子得失守恒解决问题。
知|识|对|练
角度七 两元素之间得失电子的守恒
7.在碱性溶液中可发生如下反应2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2R+3Cl-+5H2O。则R中R元素的化合价是( )
A.+3价 B.+4价 C.+5价 D.+6价
8.R2在一定条件下可以把Mn2+氧化成Mn,若反应中R2变为R,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,则n值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
角度八 多步反应中得失电子守恒
9.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于( )
A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44
微充电 素养提升
技法模型——深度理解新情境下氧化还原反应方程式的书写
新情境下氧化还原反应方程式的书写一般会出现在非选择题部分的化工流程或实验大题中,试题一般提供反应的相关信息,需要学生结合所学知识进行书写。突破这类方程式的书写,关键是能够找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再抓住反应本质“得失电子守恒”,利用氧化还原反应配平的方法和技巧,书写就会得心应手。
命题点1 化学工艺流程中的氧化还原反应方程式的书写
1.工艺流程中的氧化还原反应方程式书写方法。
(1)细读题干寻找提纯对象,结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
(2)确定未知反应的反应物和生成物,根据题意分析溶液环境,配平氧化还原反应方程式。
2.氧化还原反应型离子方程式的书写流程。
(1)找出反应粒子:通过氧化还原反应中元素价态的变化,找出发生氧化还原反应的微粒。
(2)正确预测产物:依据氧化还原反应规律确定氧化产物和还原产物。
(3)配平变价微粒:应用最小公倍数法确定得失电子的数目,配平含变价元素的相关物质。
(4)确定缺项物质:根据溶液酸碱性及电荷守恒确定缺项物质是H2O、OH-还是H+。
(5)整体元素配平:通过观察法确定所有物质的化学计量数。
(6)三查检验验证:检查物质拆分是否正确,电荷、质量是否守恒。
【母题1】 脱硫铅膏在“酸浸”时,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(1)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为______________________________。
(2)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是___________________________________________________________。
【衍生1】 废旧锌锰电池通过拆分煅烧后,可得到棕色锰粉(主要成分为MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、ZnO和ZnMn2O4),从棕色锰粉中获得MnO2和超细ZnO粉体的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸溶”的目的是将锌、锰元素转化为Zn2+、Mn2+,写出ZnMn2O4发生反应的化学方程式:
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)Na2S2O8被还原为S,写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
【衍生2】 钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V,同时还有________被氧化。写出VO+转化为V反应的离子方程式:______________________________。
命题点2 实验探究中的氧化还原反应方程式的书写
1.细读题干寻找实验目的,通读题目从实验步骤中了解操作步骤,结合装置分析实验过程,与实验目的相对应。
2.根据题意确定反应物和生成物,结合溶液环境配平方程式,注意质量守恒、电子守恒和电荷守恒。
【母题2】 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
为探究硫酸亚铁的分解产物,将已恒重的装置A接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
(1)C、D中的溶液依次为________(填字母)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为____________________________。
a.品红 b.NaOH
c.BaCl2 d.Ba(NO3)2
e.浓硫酸
(2)写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:______________________________。
【衍生3】 (1)以NaIO3为原料制备I2的方法是先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的总反应的离子方程式为
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)取固体NaNO2溶于水中,先加硝酸酸化,再加Co(NO3)2和KNO3,产生黄色沉淀的同时产生一种无色气体,该气体遇空气变红棕色,写出生成黄色沉淀和无色气体的离子方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
已知:K3[Co(NO2)6]是不溶于水的黄色沉淀。
微真题 把握方向
考向一 氧化还原反应计算
1.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应:
下列说法正确的是( )
A.S2和S的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中,元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:
Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
2.(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
3.(2021·湖南卷)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
考向二 氧化还原反应与实验
4.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是( )
AgCl [Ag(NH3)2]+
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
考向三 新情境下氧化还原反应方程式的书写
5.(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示:
已知:最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2形式存在,在碱性介质中以Cr形式存在。
“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
6.(2023·海南卷)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域,是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(Be3Al2Si6O18,还含有一定量的FeO和Fe2O3)生产BeO的一种工艺流程如下。
无水BeCl2可用作聚合反应的催化剂。BeO、Cl2与足量C在600~800 ℃制备BeCl2的化学方程式为___________________________________________________________。
7.(2020·全国卷Ⅱ)(1)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为___________________________________________________________。
(2)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为________mol;产生“气泡”的化学方程式为___________________________________________________________。
第5讲 氧化还原反应方程式的配平与计算
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
1.(1)①变价元素 ②升价总数 降价总数 ⑤质量 电荷
2.(1)①“得” “失”
②
(2)①转移电子数目 “得”“失”
②
思维辨析
1.× 提示:1个Cl2分子中含有2个氯原子,1个Cl2分子化合价降低2,Cl2与SO2的物质的量之比为1∶1。
2.× 提示:在没有特殊说明的情况下ClO-被还原为Cl-。
知识对练
1.答案 (1)4 1 1 1 2 (2)3 8 3 2 4
(3)5 1 3 3 3 3 (4)2 16 10 2 5 8
2.答案 (1)11 15 24 5 6 15 (2)2 9 3 3 5
3.答案 (1) 2 1 1
(2)1 (3x+1) (2x-2) x (3x+1) (x-1)
4.答案 (1)2 1 2 2 2 2 2 (2)5 12 18 6 12 10 33
5.答案 (1)1 6 6 H+ 1 6 3 H2O
(2)2 3 1 1 2 1 4 H2O
(3)1 5 8 H+ 1 5 4 H2O
(4)5 2 14 H+ 5 2 7 H2O
(5)2 1 1 H2O 2 1
(6)5 2 4 5 1 8 H+
6.答案 (1)5H2O2+2Mn+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O
(2)KMnO4 氧元素 6.02×1023
(3)2H2O22H2O+O2↑ 3.01×1023
解析 (1)氧化反应、还原反应分别改写为
5H2O2-10e-===10H++5O2↑
2Mn+10e-+16H+===2Mn2++8H2O
两式相加得5H2O2+2Mn+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O。
(2)由题意知H2O2 ~ 2e-
1 mol 2 mol
0.5 mol 1 mol
(3)由2H2O22H2O+O2↑得关系式
2H2O2 ~ 2e-
2 mol 2 mol
0.5 mol 0.5 mol
考点2
知识对练
7.D 解析 该氧化还原反应中,Cl元素由+1价降至-1价,设R中R元素为x价,R(OH)3中R元素为+3价,根据氧化还原反应中化合价升降总数相同,有2×(x-3)=3×[+1-(-1)],解得x=+6。
8.B 解析 根据得失电子守恒,2 mol Mn2+—→2 mol Mn,失电子2×5 mol=10 mol,所以每1 mol R2—→2 mol R得2 mol e-,根据各元素的原子守恒写出并配平方程式为8H2O+5R2+2Mn2+===2Mn+10R+16H+,由电荷守恒得-5n+2×2=-1×2+(-2×10)+16,解得n=2。
9.B 解析 反应流程为
x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓硝酸得电子的物质的量,即n(OH-)=×1+×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。
微充电·素养提升
母题1 答案 (1)Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O (2)作还原剂
解析 (1)由题给信息可知反应物为H2O2、Pb、HAc,产物为Pb(Ac)2,Pb的化合价升高,为还原剂,则H2O2作氧化剂,被还原为H2O,依据得失电子守恒和原子守恒,可得反应的化学方程式为Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O。(2)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,Pb元素化合价由+4价降为+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
衍生1 答案 (1)ZnMn2O4+H2C2O4+3H2SO4===ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O
(2)S2+Mn2++2H2O===MnO2↓+2S+4H+
解析 (1)由题中信息知,“酸溶”过程中ZnMn2O4发生反应的反应物是ZnO4、H2O4和H2SO4,产物是ZnSO4、SO4,Mn元素的化合价降低,则ZnMn2O4为氧化剂,MnSO4为还原产物,H2C2O4为还原剂,其氧化产物为CO2。根据得失电子守恒初步配平为ZnMn2O4+H2C2O4+H2SO4—→ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑,根据补项原则,右侧添加H2O,根据原子守恒配平得ZnMn2O4+H2C2O4+3H2SO4===ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O。(2)根据题给信息可知,“氧化”过程中氧化剂为S2,还原剂为Mn2+,氧化产物是MnO2,还原产物为S,1 mol S2得2 mol e-生成2 mol S,根据得失电子守恒初步配平为S2+Mn2+—→MnO2↓+2S,根据补项原则,左侧补H2O,右侧补H+,结合电荷守恒、原子守恒配平得S2+Mn2++2H2O===MnO2↓+2S+4H+。
衍生2 答案 Fe2+ VO++MnO2+2H+===V+Mn2++H2O
解析 从原料看,“酸浸氧化”中四氧化三铁溶于稀硫酸,发生反应Fe3O4+4H2SO4===FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,加入的二氧化锰除氧化VO+和VO2+外,还氧化Fe2+。VO+转化为V反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+===V+Mn2++H2O。
母题2 答案 (1)c、a 生成白色沉淀、褪色
(2)2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
解析 实验后残留的红色粉末是Fe2O3。由此可知反应后Fe元素的化合价升高,反应中硫元素的化合价必然降低,生成SO2。最后根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。由于SO3与水反应生成H2SO4,欲检验SO2和SO3,必须先用BaCl2溶液检验SO3,再用品红溶液检验SO2。
衍生3 答案 (1)2I+5HS===I2+5S+3H++H2O
(2)Co2++3K++2H++7N===NO↑+K3[Co(NO2)6]↓+H2O
解析 (1)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为I与HS发生氧化还原反应生成S和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得2I+5HS===I2+5S+3H++H2O。(2)取固体NaNO2溶于水中,先加硝酸酸化,再加Co(NO3)2和KNO3,产生的黄色沉淀为K3[Co(NO2)6],则Co2+被氧化为Co3+,N被还原为NO,所以产生的一种无色气体为NO,该气体遇空气变红棕色,所以生成黄色沉淀和无色气体的离子方程式为Co2++3K++2H++7N===NO↑+K3[Co(NO2)6]↓+H2O。
微真题·把握方向
1.D 解析 S2的中心原子S形成的4个σ键的键长不一样,故其空间结构不是正四面体形,A项错误。As2S3中As元素的化合价为+3价,反应Ⅰ产物As2O3中As元素的化合价为+3价,故该过程中As元素没有被氧化,B项错误。根据题给信息可知,反应Ⅰ的化学方程式为2As2S3+6O2+3H2O2As2O3+3H2S2O3,反应Ⅱ的化学方程式为As2S3+7O2+6H2O2H3AsO4+3H2SO4,则反应Ⅰ和Ⅱ中,参加反应的:Ⅰ>Ⅱ,C项错误。As2S3中As元素为+3价,S元素为-2价,在经过反应Ⅰ后,As元素的化合价没有变,S元素变为+2价,则1 mol As2S3失电子3×4 mol=12 mol;在经过反应Ⅱ后,As元素变为+5价,S元素变为+6价,则1 mol As2S3失电子2×2 mol+3×8 mol=28 mol,则反应Ⅰ和Ⅱ中,氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7,D项正确。
2.C 解析 开始一段时间(大约13 min前),随着时间的推移,Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大约13 min后)随着时间的推移,Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。由图像可知,随着时间的推移,Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A项错误;随着反应物浓度的减小,到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13 min后反应速率会增大,B项错误;由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C项正确;H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误。
3.A 解析 该反应中只有碘元素价态升高,由0价升高至KH(IO3)2中+5价,每个碘原子升高5价,即6I2~60e-,又因方程式中存在关系6I2~3Cl2,故3Cl2~60e-,即Cl2~20e-,所以产生22.4 L (标准状况)Cl2即1 mol Cl2时,反应中应转移20 mol e-,A项错误;该反应KClO3中氯元素价态降低,KClO3作氧化剂,I2中碘元素价态升高,I2作还原剂,由该方程式的化学计量数可知11KClO3~6I2,故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6,B项正确;漂白粉的有效成分是次氯酸钙,工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应,C项正确;食盐中I可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应I+5I-+6H+===3I2+3H2O生成I2,I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色,故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在,D项正确。
4.C 解析 从实验方案可知,氨水溶解了氯化银,然后铜置换出银,滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液,向其中加入铁,铁置换出铜,过滤出的铜可以循环利用,并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为 Fe>Cu>Ag,A项不正确;由电子转移守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,每消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B项不正确;反应①中,氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵,该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++4N,C项正确;向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+,因此,溶液①中的金属离子是Fe3+,D项不正确。
5.答案 2Cr2+3S2+10H+===4Cr3++6S+5H2O
解析 由题意可知,还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将Cr2转化为铬离子,反应的离子方程式为2Cr2+3S2+10H+===4Cr3++6S+5H2O。
6.答案 BeO+Cl2+CCO+BeCl2
解析 绿柱石煅烧生成氧化物,浓硫酸浸取,SiO2不溶于硫酸,残渣是SiO2,加硫酸铵调节pH=1.5除去铝离子,加入氨水调节pH=5.1除去铁离子,再加入氨水调pH=8.0生成Be(OH)2沉淀,滤液硫酸铵循环利用。BeO、Cl2与足量C在600~800 ℃生成BeCl2同时生成CO,化学方程式为BeO+Cl2+CCO+BeCl2。
7.答案 (1)2Cl2+HgO===HgCl2+Cl2O
(2)1.25 NaHCO3+NaHSO4===CO2↑+Na2SO4+H2O
解析 (1)Cl2歧化为Cl2O和Cl-,HgO和氯气反应的方程式为2Cl2+HgO===HgCl2+Cl2O。
(2)5Cl+4H+===4ClO2+Cl-+2H2O,每生成1 mol ClO2,消耗NaClO2为×5 =1.25 mol;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,方程式为NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+H2O+CO2↑。(共67张PPT)
第5讲
大单元一 化学基本概念
氧化还原反应方程式的配平与计算
目
标
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览
1.掌握氧化还原反应的配平方法及技巧。2.能利用“守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
考点1 氧化还原反应的配平及表示方法
微考点/核心突破
第一部分
1.氧化还原反应方程式的配平
(1)配平方法。
①一标：标出反应前后___________的化合价。
②二等：反应中___________和___________相等。
③三定：确定化合价发生变化的物质的化学计量数。
④四平：用观察法配平其他各物质的化学计量数。
⑤五查：检查反应前后是否遵循______守恒和_______守恒。
(2)实例：铜与浓硫酸发生反应的化学方程式
2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O。
变价元素
升价总数
降价总数
质量
电荷
2.氧化还原反应电子转移的表示方法
(1)双线桥法。
①表示方法：箭头由反应物指向生成物的对应元素，并在线桥上标明转移电子数目、电子符号和 或 字样。
②实例：Cu与稀硝酸反应过程中电子转移的方向和数目可表示为
___________________________________________________。
“得”
“失”
+4H2O
(2)单线桥法。
①表示方法：箭头由失电子原子指向得电子原子，线桥上只标
________________，不标电子的___________________字样。
②实例：Cu与浓硝酸反应过程中电子转移的方向和数目可表示为
________________________________________________。
转移电子数目
“得”“失”
+2NO2↑+2H2O
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.Cl2与SO2反应，Cl2—→Cl-，氯元素的化合价降低1,SO2—→S，硫元素的化合价升高2，所以在反应中Cl2与SO2的物质的量之比为2∶1。( )
2.NaClO溶液中通入SO2发生反应2ClO-+SO2===Cl2+S。( )
提示：1个Cl2分子中含有2个氯原子，1个Cl2分子化合价降低2，Cl2与SO2的物质的量之比为1∶1。
提示：在没有特殊说明的情况下ClO-被还原为Cl-。
氧化还原反应方程式的配平
(1)逆向配平法：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。
例如，
由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。
(2)奇数配偶法：适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反 应。如S+C+KNO3—→CO2↑+N2↑+K2S，反应物KNO3中三种元素的原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后用观察法配平得S+3C+2KNO3===3CO2↑+N2↑+
K2S。
(3)缺项配平。
①配平方法。
先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后再根据原子守恒进行配平。
②补项原则。
条件 补项原则
酸性条件下 缺H或多O补H+，少O补H2O
碱性条件下 缺H或多O补H2O，少O补OH-
③组合方式。
反应物 生成物 使用条件
组合一 H+ H2O 酸性溶液
组合二 H2O H+ 酸性溶液或中性溶液
组合三 OH- H2O 碱性溶液
组合四 H2O OH- 碱性溶液或中性溶液
角度一 正向配平类
1.(1) HCl(浓)+ MnO2 Cl2↑+ MnCl2+ H2O
(2) Cu+ HNO3(稀)=== Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O
(3) KI+ KIO3+ H2SO4=== I2+ K2SO4+ H2O
(4) Mn+ H++ Cl-=== Mn2++ Cl2↑+ H2O
4
1
1
1
2
3
8
3
2
4
5
1
3
3
3
3
2
16
10
2
5
8
角度二 逆向配平类
2.(1) P+ CuSO4+ H2O=== Cu3P+ H3PO4+ H2SO4
(2) P4+ KOH+ H2O=== K3PO4+ PH3
角度三 含有未知数的配平
3.(1)FexS+ HCl=== S+ FeCl2+ H2S
(2) Na2Sx+ NaClO+ NaOH=== Na2SO4+ NaCl
+ H2O
11
15
24
5
6
15
2
9
3
3
5
2
1
1
1
(3x+1)
(2x-2)
x
(3x+1)
(x-1)
角度四 有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
4.(1) KClO3+ H2C2O4+ H2SO4=== ClO2↑+ CO2↑+ KHSO4
+ H2O
(2) C2H6O+ KMnO4+ H2SO4=== K2SO4+ MnSO4+ CO2↑ + H2O
2
1
2
2
2
2
2
5
12
18
6
12
10
33
角度五 缺项型氧化还原方程式的配平
5.(1) Cl+ Fe2++ === Cl-+ Fe3++
(2) LiCoO2+ H2SO4+ H2O2=== Li2SO4+ CoSO4+ O2↑+
(3) Mn+ Fe2++ === Mn2++ Fe3++
(4) Bi+ Mn2++ === Bi3++ Mn+
(5) Fe(OH)2+ ClO-+ === Fe(OH)3+ Cl-
(6) Mn2++ Cl+ H2O=== MnO2↓+ Cl2↑+
1
6
6
H+
1
6
3
H2O
2
3
1
1
2
1
4
H2O
1
5
8
H+
1
5
4
H2O
5
2
14
H+
5
2
7
H2O
2
1
1
H2O
2
1
5
2
4
5
1
8
H+
角度六 电子转移数目的分析方法
6.在稀硫酸中，KMnO4和H2O2能发生氧化还原反应。
氧化反应：H2O2-2e-===2H++O2↑
还原反应：Mn+5e-+8H+===Mn2++4H2O
(1)写出该氧化还原反应的离子方程式：
。
(2)反应中氧化剂是___________；被氧化的元素是__________；若有0.5 mol H2O2参加此反应，电子转移个数约为____________。
5H2O2+2Mn+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O
KMnO4
氧元素
6.02×1023
(3)若KMnO4的量不足，在Mn2+的催化作用下H2O2仍能分解，分解反
应的化学方程式为_________________________；这时若有0.5 mol H2O2发生分解，电子转移个数约为 。
2H2O2 2H2O+O2↑
3.01×1023
(1)氧化反应、还原反应分别改写为
5H2O2-10e-===10H++5O2↑
2Mn+10e-+16H+===2Mn2++8H2O
两式相加得5H2O2+2Mn+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O。
(2)由题意知H2O2 ~ 2e-
1 mol 2 mol
0.5 mol 1 mol
解析
解析
(3)由2H2O2 2H2O+O2↑得关系式
2H2O2 ~ 2e-
2 mol 2 mol
0.5 mol 0.5 mol
考点2 电子守恒思想在
化学计算中的应用
微考点/核心突破
第一部分
1.守恒法解题的“3步流程”
2.有些试题涉及的氧化还原反应较多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，可抓住失电子总数等于得电子总数这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个氧化还原反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素的得电子数目和失电子数目，即可迅速由电子得失守恒解决问题。
角度七 两元素之间得失电子的守恒
7.在碱性溶液中可发生如下反应2R(OH)3+3ClO-+4OH-===2R+3Cl-+5H2O。则R中R元素的化合价是( )
A.+3价 B.+4价 C.+5价 D.+6价
该氧化还原反应中，Cl元素由+1价降至-1价，设R中R元素为x价，R(OH)3中R元素为+3价，根据氧化还原反应中化合价升降总数相同，有2×(x-3)=3×[+1-(-1)]，解得x=+6。
解析
8.R2在一定条件下可以把Mn2+氧化成Mn，若反应中R2变为R，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为
( )
A.1 B.2 C.3 D.4
根据得失电子守恒，2 mol Mn2+—→2 mol Mn，失电子2×5 mol =10 mol，所以每1 mol R2—→2 mol R得2 mol e-，根据各元素的原子守恒写出并配平方程式为8H2O+5R2+2Mn2+=== 2Mn+10R+16H+，由电荷守恒得-5n+2×2=-1×2+(-2×10)+ 16，解得n=2。
解析
角度八 多步反应中得失电子守恒
9.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生 8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算为标准状况)，
在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于( )
A.8.64 B.9.20
C.9.00 D.9.44
解析
技法模型——深度理解新情境下氧化
还原反应方程式的书写
微充电/素养提升
第二部分
新情境下氧化还原反应方程式的书写一般会出现在非选择题部分的化工流程或实验大题中，试题一般提供反应的相关信息，需要学生结合所学知识进行书写。突破这类方程式的书写，关键是能够找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，再抓住反应本质“得失电子守恒”，利用氧化还原反应配平的方法和技巧，书写就会得心应手。
命题点1 化学工艺流程中的氧化还原反应方程式的书写
1.工艺流程中的氧化还原反应方程式书写方法。
(1)细读题干寻找提纯对象，结合工艺流程示意图分析被提纯元素的存在形式及杂质的去除情况。
(2)确定未知反应的反应物和生成物，根据题意分析溶液环境，配平氧化还原反应方程式。
2.氧化还原反应型离子方程式的书写流程。
(1)找出反应粒子：通过氧化还原反应中元素价态的变化，找出发生氧化还原反应的微粒。
(2)正确预测产物：依据氧化还原反应规律确定氧化产物和还原产 物。
(3)配平变价微粒：应用最小公倍数法确定得失电子的数目，配平含变价元素的相关物质。
(4)确定缺项物质：根据溶液酸碱性及电荷守恒确定缺项物质是
H2O、OH-还是H+。
(5)整体元素配平：通过观察法确定所有物质的化学计量数。
(6)三查检验验证：检查物质拆分是否正确，电荷、质量是否守恒。
【母题1】 脱硫铅膏在“酸浸”时，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
(1)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为
_________________________________。
(2)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是 _______________。
Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O
作还原剂
(1)由题给信息可知反应物为H2O2、Pb、HAc，产物为Pb(Ac)2，Pb的化合价升高，为还原剂，则H2O2作氧化剂，被还原为H2O，依据得失电子守恒和原子守恒，可得反应的化学方程式为Pb+H2O2+ 2HAc===Pb(Ac)2+2H2O。(2)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，Pb元素化合价由+4价降为+2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。
解析
【衍生1】 废旧锌锰电池通过拆分煅烧后，可得到棕色锰粉(主要成分为MnO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、ZnO和ZnMn2O4)，从棕色锰粉中获得MnO2和超细ZnO粉体的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“酸溶”的目的是将锌、锰元素转化为Zn2+、Mn2+，写出ZnMn2O4发生反应的化学方程式：
________________________________________________________。
(2)Na2S2O8被还原为S，写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式：_______________________________________________。
ZnMn2O4+H2C2O4+3H2SO4===ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O
S2+Mn2++2H2O===MnO2↓+2S+4H+
(1)由题中信息知，“酸溶”过程中ZnMn2O4发生反应的反应物是ZnO4、H2O4和H2SO4，产物是ZnSO4、SO4，Mn元素的化合价降低，则ZnMn2O4为氧化剂，MnSO4为还原产物，H2C2O4为还原剂，其氧化产物为CO2。根据得失电子守恒初步配平为ZnMn2O4+H2C2O4+H2SO4—→ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑，根据补项原则，右侧添加H2O，根据原子守恒配平得ZnMn2O4+H2C2O4+ 3H2SO4===ZnSO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O。
解析
(2)根据题给信息可知，“氧化”过程中氧化剂为S2，还原剂为Mn2+，氧化产物是MnO2，还原产物为S，1 mol S2得 2 mol e-生成2 mol S，根据得失电子守恒初步配平为S2+Mn2+—→MnO2↓+2S，根据补项原则，左侧补H2O，右侧补H+，结合电荷守恒、原子守恒配平得S2+Mn2++2H2O=== MnO2↓+2S+4H+。
解析
【衍生2】 钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成V，同时还有 被氧化。写出VO+转化为V反应的离子方程式：
_______________________________________。
Fe2+
VO++MnO2+2H+===V+Mn2++H2O
从原料看，“酸浸氧化”中四氧化三铁溶于稀硫酸，发生反应Fe3O4+4H2SO4===FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，加入的二氧化锰除氧化VO+和VO2+外，还氧化Fe2+。VO+转化为V反应的离子方程式为VO++MnO2+2H+===V+Mn2++H2O。
解析
命题点2 实验探究中的氧化还原反应方程式的书写
1.细读题干寻找实验目的，通读题目从实验步骤中了解操作步骤，结合装置分析实验过程，与实验目的相对应。
2.根据题意确定反应物和生成物，结合溶液环境配平方程式，注意质量守恒、电子守恒和电荷守恒。
【母题2】 绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
为探究硫酸亚铁的分解产物，将已恒重的装置A接入如图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
(1)C、D中的溶液依次为 (填字母)。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为 。
a.品红 b.NaOH
c.BaCl2 d.Ba(NO3)2
e.浓硫酸
(2)写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：
__________________________________________。
c、a
生成白色沉淀、褪色
2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑
解析
实验后残留的红色粉末是Fe2O3。由此可知反应后Fe元素的化合价升高，反应中硫元素的化合价必然降低，生成SO2。最后根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式2FeSO4 Fe2O3+
SO2↑+SO3↑。由于SO3与水反应生成H2SO4，欲检验SO2和SO3，必须先用BaCl2溶液检验SO3，再用品红溶液检验SO2。
【衍生3】 (1)以NaIO3为原料制备I2的方法是先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为
_______________________________________________。
(2)取固体NaNO2溶于水中，先加硝酸酸化，再加Co(NO3)2和KNO3，产生黄色沉淀的同时产生一种无色气体，该气体遇空气变红棕色，写出生成黄色沉淀和无色气体的离子方程式：
______________________________________________________。
已知：K3[Co(NO2)6]是不溶于水的黄色沉淀。
2I+5HS===I2+5S+3H++H2O
Co2++3K++2H++7N===NO↑+K3[Co(NO2)6]↓+H2O
(1)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物即含I-的物质；再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的两个反应中I-为中间产物，总反应为I与HS发生氧化还原反应生成S和I2，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得2I+5HS===I2+5S+3H++H2O。
解析
(2)取固体NaNO2溶于水中,先加硝酸酸化,再加Co(NO3)2和KNO3，产生的黄色沉淀为K3[Co(NO2)6]，则Co2+被氧化为Co3+，N被还原为NO，所以产生的一种无色气体为NO，该气体遇空气变红棕色，所以生成黄色沉淀和无色气体的离子方程式为Co2++3K++ 2H++7N===NO↑+K3[Co(NO2)6]↓+H2O。
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一 氧化还原反应计算
1.(2023·湖南卷)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是( )
A.S2和S的空间结构都是正四面体形
B.反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化
C.反应Ⅰ和Ⅱ中，参加反应的：Ⅰ<Ⅱ
D.反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3∶7
解析
解析
2.(2023·辽宁卷)一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C.该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为2Mn+5C2+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
开始一段时间(大约13 min前)，随着时间的推移，Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0，Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值，结合图像，此时间段主要生成Mn(Ⅲ)，同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗；后来
(大约13 min后)随着时间的推移，Mn(Ⅲ)浓度减少，Mn(Ⅱ)的浓
解析
度增大；据此作答。由图像可知，随着时间的推移，Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；随着反应物浓度的减小，到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13 min后反应速率会增大，B项错误；由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；H2C2O4为弱酸，在离子方程式中应以化学式保 留，总反应为2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O，D项错误。
解析
3.(2021·湖南卷)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化 法”制备，该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2
+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时，反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在
该反应中只有碘元素价态升高，由0价升高至KH(IO3)2中+5价，每个碘原子升高5价，即6I2~60e-，又因方程式中存在关系6I2~3Cl2，故3Cl2~60e-，即Cl2~20e-，所以产生22.4 L (标准状况)Cl2即1 mol Cl2时，反应中应转移20 mol e-，A项错误；该反应KClO3中氯元素价态降低，KClO3作氧化剂，I2中碘元素价态升高，I2作还原剂，由该方程式的化学计量数可知11KClO3~6I2，故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6，B项正确；漂白粉的有效成分是
解析
次氯酸钙，工业制漂白粉可用石灰乳与氯气反应，C项正确；食盐中I可先与酸化的淀粉碘化钾溶液中的H+、I-发生归中反应I+5I-+6H+===3I2+3H2O生成I2，I2再与淀粉发生特征反应变为蓝色，故可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中I的存在，D项正确。
解析
从实验方案可知，氨水溶解了氯化银，然后铜置换出银，滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液，向其中加入铁，铁置换出铜，过滤出的铜可以循环利用，并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。金属活动性越强，金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明，还原性从强到弱的顺序为 Fe>Cu>Ag，A项不正确；由电子转移守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此,每消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,
解析
B项不正确；反应①中，氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵，该反应的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+===Cu2++ 4N，C项正确；向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成Fe2+，然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+，因此，溶液①中的金属离子是Fe3+，D项不正确。
解析
考向三 新情境下氧化还原反应方程式的书写
5.(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合 物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示：
已知：最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2形式存在，在碱性介质中以Cr形式存在。
“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________________________________________________。
2Cr2+3S2+10H+===4Cr3++6S+5H2O
由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将Cr2转化为铬离子，反应的离子方程式为2Cr2+3S2+10H+=== 4Cr3++6S+5H2O。
解析
6.(2023·海南卷)铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(Be3Al2Si6O18，还含有一定量的FeO和Fe2O3)生产BeO的一种工艺流程如下。
无水BeCl2可用作聚合反应的催化剂。BeO、Cl2与足量C在600~
800 ℃制备BeCl2的化学方程式为_____________________________。
BeO+Cl2+C CO+BeCl2
解析
7.(2020·全国卷Ⅱ)(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为
_____________________________________。
2Cl2+HgO===HgCl2+Cl2O
(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌 剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡 腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为 mol；产生“气泡”的化学方程式为
_____________________________________________。
1.25
NaHCO3+NaHSO4===CO2↑+Na2SO4+H2O
(1)Cl2歧化为Cl2O和Cl-，HgO和氯气反应的方程式为2Cl2+HgO=== HgCl2+Cl2O。
(2)5Cl+4H+===4ClO2+Cl-+2H2O，每生成1 mol ClO2，消耗NaClO2为×5 =1.25 mol；碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，方程式为NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+H2O+ CO2↑。
解析课时微练(五) 氧化还原反应方程式的配平与计算
基础训练
1.(2025·吉林模拟)元宵佳节松花江畔焰火璀璨,燃放烟花时发生反应2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,同时在火药中会加入Li2CO3、NaNO3、CaCl2等物质。下列说法正确的是( )
A.加入CaCl2能得到绿色的烟花
B.该反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
C.每生成1 mol N2,转移电子的物质的量为10 mol
D.燃放烟花对环境没有污染
2.一定物质的量的Cl2与NaOH溶液反应,所得产物中含NaClO和NaClO3的物质的量之比为3∶5,则参加反应的Cl2与NaOH的物质的量之比为( )
A.8∶11 B.3∶5 C.1∶2 D.9∶4
3.已知离子方程式As2S3+H2O+NAs+S+NO↑+________(未配平),下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4
B.反应后溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28
D.氧化产物为As和S
4.化学方程式aC2H2+bO2cH2O+dCO2配平后a、b、c、d之和为( )
A.15 B.14 C.13 D.10
5.已知二氧化硒是一种氧化剂,它可由Se+2H2SO4(浓)2SO2↑+SeO2+2H2O制取,又知离子方程式aSeO2+bSO2+cH2OaSe+bX+dY。则下列叙述正确的是( )
A.a∶b=1∶1
B.Y为OH-
C.氧化性:SeO2>H2SO4(浓)
D.若每生成0.2 mol X则该反应转移0.4NA个电子
6.24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则Cr元素在还原产物中的化合价为( )
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
能力训练
7.三效催化剂为最常见的汽车尾气催化剂,其表面物质转化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中每生成0.1 mol N2,转移0.5 mol电子
D.转化过程中,氮元素均被还原
8.(2025·广东模拟)高铁酸钾是一种新型的消毒剂,可以做到消毒、净水两用。高铁酸钾常用反应3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O制备,下列说法不正确的是( )
A.生成1 mol Fe,转移3 mol电子
B.高铁酸钾可以消毒、净水两用是因其有强氧化性且生成胶体
C.高铁酸钾消毒剂不能和洁厕灵混合
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
9.(2025·长沙模拟)乙二醇的生产工艺中,需使用热的K2CO3溶液(脱碳液)脱除CO2,脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量,操作中涉及两个反应如下:
①V2O5+6HCl+2KI2VOCl2+2KCl+I2+3H2O;
②I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。
下列说法错误的是( )
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
B.反应①生成1 mol VOCl2时,转移1 mol电子
C.V元素的最高价为+5价,推测V2O5有氧化性和还原性
D.溶液酸性过强时,反应②易发生其他反应
10.信息型氧化还原反应方程式的书写:
(1)Fe(OH)3与NaOH和NaClO的混合液作用,是制备理想的绿色水处理剂(Na2FeO4)的一种方法。写出此反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)某洗气瓶中装有5.0 mL 1.0×10-3 mol·L-1的碘水,当通入足量Cl2完全反应后,转移了5.0×10-5 mol电子,该反应的化学方程式为______________________________。
(3)将氧化亚铁放入酸性(硫酸)高锰酸钾溶液中,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(4)在一定条件下,用氨将二氧化氮还原为无毒的氮气,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(5)在FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2气体,观察到白色沉淀生成,并且溶液的颜色变浅,写出表示发生上述反应的化学方程式:____________________________________。
(6)SOCl2是一种液态化合物,将其滴入水中,液面上会有白雾形成,并有刺激性气味的气体逸出,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(7)CaC2和Al4C3都属于离子化合物,前者跟水反应生成Ca(OH)2和C2H2,写出Al4C3跟水反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(8)MnO2在H2O2分解反应中作催化剂,若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是________________________________。
11.NaN3是一种易溶于水(NaN3Na++)的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下:
(1)反应①的化学方程式为________________________________。
(2)销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为________________________________(被氧化为N2)。
12.根据所学知识,回答下列问题:
(1)K2FeO4是常见的水处理剂,净水原理如图所示。
①高铁酸钾(K2FeO4)中铁元素的化合价为________________________________价。
②过程a中K2FeO4体现________(填“氧化”或“还原”)性,反应过程中转移5.418×1022个电子,需要________mol K2FeO4。
(2)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4。配平其反应的化学方程式:
______Fe(OH)3+______KOH+______KClO______K2FeO4+______KCl+______H2O
(3)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O22Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,该反应中的还原剂是______________,生产1 mol的高铁酸钠,需要消耗Na2O2的物质的量是________ mol。
课时微练(五) 氧化还原反应方程式的配平与计算
1.B 解析 2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑该反应中N元素化合价由+5价降为0价,S元素化合价由0价降为-2价,C元素化合价由0价升为+4价,故S和KNO3为氧化剂,C为还原剂,CO2为氧化产物,K2S、N2为还原产物,据此分析解题。钙离子的焰色试验为砖红色,不能得到绿色的烟花,A项错误;CO2为氧化产物,K2S、N2为还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2 ,B项正确;反应中N元素化合价由+5价降为0价,S元素化合价由0价降为-2价,每生成1 mol N2,转移电子的物质的量为12 mol,C项错误;燃放烟花产生大量有毒烟尘颗粒物污染环境,D项错误。
2.C 解析 Cl2与NaOH溶液反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂,显然产物中还存在NaCl,在NaClO、NaClO3、NaCl中都存在n(Na)∶n(Cl)=1∶1,根据元素守恒,则n(Cl2)∶n(NaOH)=1∶2。
3.C 解析 根据电子守恒和电荷守恒可配平化学方程式3As2S3+4H2O+28N===6As+9S+28NO↑+8H+,由此可知A、B、D三项正确,C项错误。
4.C 解析 依据有机物烃燃烧的通式CxHy+x+O2xCO2+H2O,可知当x=2,y=2,即C2H2+O22CO2+H2O,方程式的化学计量数需为正整数,所以乙炔燃烧的方程式为2C2H2+5O24CO2+2H2O,所以a、b、c、d之和为2+5+4+2=13。
5.D 解析 由题意可知,二氧化硒是一种氧化剂,结合离子方程式aSeO2+bSO2+cH2O===aSe+bX+dY,反应中Se元素化合价由+4价降低到0价,得到4个电子,则S元素化合价必升高到+6价,失去2个电子,依据氧化还原反应得失电子守恒,二氧化硒的系数为1,二氧化硫的系数为2,依据原子个数守恒,反应的离子方程式为SeO2+2SO2+2H2O===Se+2S+4H+,a∶b=1∶2,A项错误;Y为氢离子,B项错误;Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O,反应中浓硫酸为氧化剂,二氧化硒为氧化产物,依据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以氧化性SeO26.B 解析 题目中指出被还原的是Cr元素,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6;而Cr元素的化合价从+6→+n(设还原产物中Cr元素的化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,可得0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
7.A 解析 催化过程中,CO、CxHy、NOx转化为无污染的CO2、H2O、N2,三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化,A项正确;由题图可知,BaO为催化剂,在NOx、O2、BaO转化为Ba(NO3)2的过程中,BaO参与储存氮元素,B项错误;还原过程中,Ba(NO3)2转化为N2,氮元素的化合价由+5变为0,故每生成0.1 mol N2,转移1 mol电子,C项错误;转化过程中,NOx中N元素的化合价可能为+2、+3、+4、+5,则NOx转化为Ba(NO3)2时,氮元素可能被氧化或既不被氧化也不被还原,D项错误。
8.D 解析 反应中铁元素化合价由+3价变为+6价,则生成1 mol Fe转移3 mol电子,A项正确;高铁酸根离子中铁元素处于高价态,具有强氧化性,可以消毒,溶于水能生成氢氧化铁胶体可以净水,B项正确;洁厕灵的主要成分是盐酸,高铁酸钾可以和其反应生成有毒的氯气,两者不能混用,C项正确;该反应中氧化产物是Fe,还原产物是Cl-,根据方程式可知,两者物质的量之比为2∶3,D项错误。
9.A 解析 KI中I元素的化合价由-1价升高到0价,则KI作还原剂,V2O5中V元素的化合价由+5价降低到+4价,则V2O5作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,A项错误;生成2 mol VOCl2转移2 mol电子,则生成1 mol VOCl2时转移1 mol电子,B项正确;V2O5中V元素显+5价,处于最高价,O元素显-2价,处于最低价,即V2O5既具有氧化性又具有还原性,C项正确;在酸性过强时,S2与H+反应生成S、SO2和H2O,D项正确。
10.答案 (1)2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
(2)I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
(3)2KMnO4+18H2SO4+10FeO===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+18H2O
(4)6NO2+8NH37N2+12H2O
(5)2FeCl3+BaCl2+SO2+2H2O===BaSO4↓+2FeCl2+4HCl
(6)SOCl2+H2O===2HCl+SO2↑
(7)Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑
(8)MnO2+H2O2+2H+===Mn2++2H2O+O2↑
解析 (1)Fe(OH)3与NaOH和NaClO的混合液反应生成Na2FeO4,铁元素化合价升高,则氯元素化合价降低得到氯化钠,化学方程式为2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。(2)5.0 mL 1.0×10-3 mol·L-1的碘水中碘单质为5×10-6 mol,当通入足量Cl2完全反应后,转移了5.0×10-5 mol电子,则该反应中碘元素化合价升高5,生成HIO3,化学方程式为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl。(3)高锰酸钾具有强氧化性,会将二价铁氧化为三价铁,将氧化亚铁放入酸性(硫酸)高锰酸钾溶液中反应生成硫酸铁、硫酸锰、硫酸钾,化学方程式为2KMnO4+18H2SO4+10FeO===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+18H2O。(4)用氨将二氧化氮还原为无毒的氮气,同时生成水,化学方程式为6NO2+8NH37N2+12H2O。(5)二氧化硫具有还原性,会和铁离子生成硫酸根离子和亚铁离子,FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2气体,观察到有白色沉淀生成,并且溶液的颜色变浅,则反应生成硫酸钡沉淀,根据质量守恒可知还生成氯化亚铁和盐酸,化学方程式为2FeCl3+BaCl2+SO2+2H2O===BaSO4↓+2FeCl2+4HCl。(6)SOCl2是一种液态化合物,将其滴入水中,液面上会有白雾形成,并有刺激性气味的气体逸出,则生成物为HCl、二氧化硫,化学方程式为SOCl2+H2O===2HCl+SO2↑。(7)CaC2和Al4C3都属于离子化合物,前者跟水反应生成Ca(OH)2和C2H2,则Al4C3跟水反应生成氢氧化铝和甲烷,化学方程式为Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑。(8)适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,锰元素发生还原反应,则过氧化氢发生氧化反应生成氧气,离子方程式为MnO2+H2O2+2H+===Mn2++2H2O+O2↑。
11.答案 (1)2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH
(2)ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑
解析 (1)反应①为210~220 ℃下NaNH2与N2O反应生成NaN3和氨气,根据氧化还原反应方程式的配平规则及质量守恒可得反应的化学方程式为2NaNH2+N2ONaN3+NH3+NaOH。(2)销毁NaN3可用NaClO溶液,ClO-可将氧化生成氮气,故该销毁反应的离子方程式为ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑。
12.答案 (1)①+6 ②氧化 0.03 (2)2 4 3 2 3 5
(3)Na2O2、FeSO4 3
解析 高铁酸盐具有氧化性,可以用于杀菌消毒;其还原产物为Fe3+,水解可得Fe(OH)3胶体,可以用于净水。(1)高铁酸钾中K元素为+1价,O元素为-2价,由正负化合价代数和为0可以算得Fe元素为+6价。(2)过程a中Fe元素由+6价转变为+3价,化合价降低,体现氧化性;1 mol Fe原子得到3 mol电子,所以需要=0.03 mol K2FeO4;Fe(OH)3→K2FeO4失3e-,KClO→KCl得2e-,根据电子得失守恒、原子守恒有2Fe(OH)3+4KOH+3KClO2K2FeO4+3KCl+5H2O。(3)该反应Na2O2中O元素化合价降低,所以Na2O2为氧化剂,FeSO4中Fe元素化合价升高,Na2O2中O元素化合价升高,所以FeSO4和Na2O2为还原剂;由方程可知,产生1 mol高铁酸钠,需要3 mol Na2O2。(共33张PPT)
课时微练(五)
氧化还原反应方程式的配平与计算
1.(2025·吉林模拟)元宵佳节松花江畔焰火璀璨，燃放烟花时发生反应2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑，同时在火药中会加入Li2CO3、NaNO3、CaCl2等物质。下列说法正确的是( )
A.加入CaCl2能得到绿色的烟花
B.该反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
C.每生成1 mol N2，转移电子的物质的量为10 mol
D.燃放烟花对环境没有污染
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2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑该反应中N元素化合价由+5价降为0价，S元素化合价由0价降为-2价,C元素化合价由0价升为+4价，故S和KNO3为氧化剂，C为还原剂，CO2为氧化产物，K2S、N2为还原产物，据此分析解题。钙离子的焰色试验为砖红色，不能得到绿色的烟花，A项错误；CO2为氧化产物，K2S、N2为还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2 ，B项正确；反应中N元素化合价由+5价降为0价，S元素化合价由0价降为-2价，每生成1 mol N2，转移电子的物质的量为12 mol，C项错误；燃放烟花产生大量有毒烟尘颗粒物污染环境，D项错误。
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2.一定物质的量的Cl2与NaOH溶液反应，所得产物中含NaClO和NaClO3的物质的量之比为3∶5，则参加反应的Cl2与NaOH的物质的量之比为( )
A.8∶11 B.3∶5 C.1∶2 D.9∶4
Cl2与NaOH溶液反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂，显然产物中还存在NaCl,在NaClO、NaClO3、NaCl中都存在n(Na)∶n(Cl)=1∶1，根据元素守恒，则n(Cl2)∶n(NaOH)=1∶2。
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3.已知离子方程式As2S3+H2O+N—→As+S+NO↑+________
(未配平)，下列说法错误的是( )
A.配平后水的化学计量数为4
B.反应后溶液呈酸性
C.配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶28
D.氧化产物为As和S
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根据电子守恒和电荷守恒可配平化学方程式3As2S3+4H2O+ 28N===6As+9S+28NO↑+8H+，由此可知A、B、D三项正确，C项错误。
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4.化学方程式aC2H2+bO2 cH2O+dCO2配平后a、b、c、d之和为
( )
A.15 B.14 C.13 D.10
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依据有机物烃燃烧的通式CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O，可知当x=2，y=2，即C2H2+O2 2CO2+H2O，方程式的化学计量数需为正整数，所以乙炔燃烧的方程式为2C2H2+5O2 4CO2+2H2O,所以a、b、c、d之和为2+5+4+2=13。
解析
5.已知二氧化硒是一种氧化剂，它可由Se+2H2SO4(浓)=== 2SO2↑+SeO2+2H2O制取，又知离子方程式aSeO2+bSO2+cH2O=== aSe+bX+dY。则下列叙述正确的是( )
A.a∶b=1∶1
B.Y为OH-
C.氧化性：SeO2>H2SO4(浓)
D.若每生成0.2 mol X则该反应转移0.4NA个电子
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由题意可知，二氧化硒是一种氧化剂，结合离子方程式aSeO2+ bSO2+cH2O===aSe+bX+dY，反应中Se元素化合价由+4价降低到0价，得到4个电子，则S元素化合价必升高到+6价，失去2个电子，依据氧化还原反应得失电子守恒，二氧化硒的系数为1，二氧化硫的系数为2，依据原子个数守恒，反应的离子方程式为SeO2+2SO2+2H2O===Se+2S+4H+，a∶b=1∶2，A项错误；Y为氢离子，B项错误；Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O，反
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应中浓硫酸为氧化剂，二氧化硒为氧化产物，依据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，所以氧化性SeO2解析
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6.24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则Cr元素在还原产物中的化合价为( )
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题目中指出被还原的是Cr元素，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从+4→+6；而Cr元素的化合价从+6→+n(设还原产物中Cr元素的化合价为+n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，可得0.05 mol·L-1×
0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n)，解得n=3。
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7.三效催化剂为最常见的汽车尾气催化剂，其表面物质转化关系如图所示，下列说法正确的是
( )
A.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中每生成0.1 mol N2，转移0.5 mol电子
D.转化过程中，氮元素均被还原
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催化过程中，CO、CxHy、NOx转化为无污染的CO2、H2O、N2，三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，A项正确；由题图可知，BaO为催化剂，在NOx、O2、BaO转化为Ba(NO3)2的过程中，BaO参与储存氮元素，B项错误；还原过程中，Ba(NO3)2转化为N2，氮元素的化合价由+5变为0，故每生成0.1 mol N2，转移1 mol电子，C项错误；转化过程中，NOx中N元素的化合价可能为+2、+3、+4、+5，则NOx转化为Ba(NO3)2时，氮元素可能被氧化或既不被氧化也不被还原，D项错误。
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8.(2025·广东模拟)高铁酸钾是一种新型的消毒剂，可以做到消毒、净水两用。高铁酸钾常用反应3ClO-+2Fe3++10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O制备，下列说法不正确的是( )
A.生成1 mol Fe，转移3 mol电子
B.高铁酸钾可以消毒、净水两用是因其有强氧化性且生成胶体
C.高铁酸钾消毒剂不能和洁厕灵混合
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
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反应中铁元素化合价由+3价变为+6价，则生成1 mol Fe转移3 mol电子，A项正确；高铁酸根离子中铁元素处于高价态，具有强氧化性，可以消毒，溶于水能生成氢氧化铁胶体可以净水，B项正确；洁厕灵的主要成分是盐酸，高铁酸钾可以和其反应生成有毒的氯气,两者不能混用，C项正确；该反应中氧化产物是Fe，还原产物是Cl-，根据方程式可知，两者物质的量之比为2∶3，D项错误。
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9.(2025·长沙模拟)乙二醇的生产工艺中，需使用热的K2CO3溶液(脱碳液)脱除CO2，脱碳液中含有的V2O5能减少溶液对管道的腐蚀。 可使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量，操作中涉及两个反应如下：
①V2O5+6HCl+2KI===2VOCl2+2KCl+I2+3H2O；
②I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
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下列说法错误的是( )
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2
B.反应①生成1 mol VOCl2时，转移1 mol电子
C.V元素的最高价为+5价，推测V2O5有氧化性和还原性
D.溶液酸性过强时，反应②易发生其他反应
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KI中I元素的化合价由-1价升高到0价，则KI作还原剂，V2O5中V元素的化合价由+5价降低到+4价，则V2O5作氧化剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A项错误；生成2 mol VOCl2转移2 mol电子，则生成1 mol VOCl2时转移1 mol电子，B项正确；V2O5中V元素显+5价，处于最高价，O元素显-2价，处于最低价，即V2O5既具有氧化性又具有还原性，C项正确；在酸性过强时，S2与H+反应生成S、SO2和H2O，D项正确。
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10.信息型氧化还原反应方程式的书写：
(1)Fe(OH)3与NaOH和NaClO的混合液作用，是制备理想的绿色水处理剂(Na2FeO4)的一种方法。写出此反应的化学方程式：
__________________________________________________。
(2)某洗气瓶中装有5.0 mL 1.0×10-3 mol·L-1的碘水，当通入足量Cl2完全反应后，转移了5.0×10-5 mol电子，该反应的化学方程式为
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2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl
(3)将氧化亚铁放入酸性(硫酸)高锰酸钾溶液中,写出反应的化学方程式:_______________________________________________________。
(4)在一定条件下，用氨将二氧化氮还原为无毒的氮气，写出反应的化学方程式： _________________________________。
(5)在FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2气体，观察到白色沉淀生成,并且溶液的颜色变浅，写出表示发生上述反应的化学方程式：
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2KMnO4+18H2SO4+10FeO===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+18H2O
6NO2+8NH3 7N2+12H2O
2FeCl3+BaCl2+SO2+2H2O===BaSO4↓+2FeCl2+4HCl
(6)SOCl2是一种液态化合物，将其滴入水中，液面上会有白雾形成，并有刺激性气味的气体逸出，写出反应的化学方程式：
________________________________________。
(7)CaC2和Al4C3都属于离子化合物，前者跟水反应生成Ca(OH)2和C2H2，写出Al4C3跟水反应的化学方程式：
________________________________________。
(8)MnO2在H2O2分解反应中作催化剂，若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2+，该反应的离子方程式是
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SOCl2+H2O===2HCl+SO2↑
Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑
MnO2+H2O2+2H+===Mn2++2H2O+O2↑
(1)Fe(OH)3与NaOH和NaClO的混合液反应生成Na2FeO4，铁元素化合价升高，则氯元素化合价降低得到氯化钠，化学方程式为2Fe(OH)3+4NaOH+3NaClO===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。(2)5.0 mL 1.0×10-3 mol·L-1的碘水中碘单质为5×10-6 mol，当通入足量Cl2完全反应后，转移了5.0×10-5 mol电子，则该反应中碘元素化合价升高5,生成HIO3，化学方程式为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl。
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(3)高锰酸钾具有强氧化性，会将二价铁氧化为三价铁，将氧化亚铁放入酸性(硫酸)高锰酸钾溶液中反应生成硫酸铁、硫酸锰、硫酸钾，化学方程式为2KMnO4+18H2SO4+10FeO===K2SO4+2MnSO4 +5Fe2(SO4)3+18H2O。(4)用氨将二氧化氮还原为无毒的氮气，同时生成水，化学方程式为6NO2+8NH3 7N2+12H2O。(5)二氧化硫具有还原性，会和铁离子生成硫酸根离子和亚铁离子，FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2气体，观察到有白色沉淀生成，并
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且溶液的颜色变浅，则反应生成硫酸钡沉淀，根据质量守恒可知还生成氯化亚铁和盐酸，化学方程式为2FeCl3+BaCl2+SO2+ 2H2O===BaSO4↓+2FeCl2+4HCl。(6)SOCl2是一种液态化合物，将其滴入水中,液面上会有白雾形成，并有刺激性气味的气体逸出，则生成物为HCl、二氧化硫，化学方程式为SOCl2+H2O===2HCl+ SO2↑。(7)CaC2和Al4C3都属于离子化合物，前者跟水反应生成Ca(OH)2和C2H2，则Al4C3跟水反应生成氢氧化铝和甲烷，化学方程式为Al4C3+12H2O===4Al(OH)3↓+3CH4↑。
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(8)适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2+，锰元素发生还原反应，则过氧化氢发生氧化反应生成氧气，离子方程式为MnO2+H2O2+2H+===Mn2++2H2O+O2↑。
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11.NaN3是一种易溶于水(NaN3===Na++)的白色固体，可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程如下：
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(1)反应①的化学方程式为
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(2)销毁NaN3可用NaClO溶液，该销毁反应的离子方程式为
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2NaNH2+N2O NaN3+NH3+NaOH
ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑
(1)反应①为210~220 ℃下NaNH2与N2O反应生成NaN3和氨气，根据氧化还原反应方程式的配平规则及质量守恒可得反应的化学方程式为2NaNH2+N2O NaN3+NH3+NaOH。(2)销毁NaN3可用NaClO溶液，ClO-可将氧化生成氮气，故该销毁反应的离子方程式为ClO-+2+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑。
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12.根据所学知识，回答下列问题：
(1)K2FeO4是常见的水处理剂，净水原理如图所示。
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①高铁酸钾(K2FeO4)中铁元素的化合价为 价。
②过程a中K2FeO4体现 (填“氧化”或“还原”)性，反应过程中转移5.418×1022个电子，需要 mol K2FeO4。
+6
氧化
0.03
(2)碱性条件下用Fe(OH)3和KClO反应制备K2FeO4。配平其反应的化学方程式：
Fe(OH)3+ KOH+ KClO=== K2FeO4+ KCl+ H2O
(3)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2===2Na2FeO4+ 2Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应中的还原剂是 ，生产1 mol的高铁酸钠，需要消耗Na2O2的物质的量是 mol。
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Na2O2、FeSO4
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高铁酸盐具有氧化性，可以用于杀菌消毒；其还原产物为Fe3+，水解可得Fe(OH)3胶体，可以用于净水。(1)高铁酸钾中K元素为+1价，O元素为-2价，由正负化合价代数和为0可以算得Fe元素为+6价。(2)过程a中Fe元素由+6价转变为+3价，化合价降低，体现氧化性；1 mol Fe原子得到3 mol电子，所以需要= 0.03 mol K2FeO4；Fe(OH)3→K2FeO4失3e-，KClO→KCl得2e-，根
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据电子得失守恒、原子守恒有2Fe(OH)3+4KOH+3KclO=== 2K2FeO4+3KCl+5H2O。(3)该反应Na2O2中O元素化合价降低，所以Na2O2为氧化剂，FeSO4中Fe元素化合价升高，Na2O2中O元素化合价升高，所以FeSO4和Na2O2为还原剂；由方程可知，产生1 mol高铁酸钠，需要3 mol Na2O2。
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