(共39张PPT)
vms
主题一 物质组成、分类及变化
专题4 氧化还原反应
氧化还原反应是中学化学的核心概念,统摄高中化学理论与元素化合物的学习,是历年高考的必考内容。氧化还原反应在高考中考查形式:(1)阿伏加德罗常数的正误判断;(2)离子共存、离子方程式的正误判断;(3)典型元素化合物的性质及应用;(4)化工流程题中根据信息书写陌生的化学方程式,在综合实验题中考查氧化还原反应的计算。近三年试题中分布情况如下:
考题 题型 考查内容 分值
2022年广东卷第5题 选择题 浓硫酸的性质 2
2022年广东卷第6题 选择题 物质氧化性、还原性的应用 2
2023年广东卷第8题 选择题 有机化学中的氧化还原反应 2
2023年广东卷第9题 选择题 硫及其化合物的氧化还原反应 2
2023年广东卷第18题 填空题 信息型氧化还原反应的离子方程式书写 2
2024年广东卷第13题 选择题 氧化还原性质的应用 4
2024年广东卷第17、18题 填空题 氧化还原性质判断 4
(一)氧化还原反应及关联知识
(二)氧化还原反应的知识体系
突破一
氧化还原反应基本概念
1.氧化还原反应基本概念(自行构建)
2.常见氧化剂和还原剂
(1)常见氧化剂及其还原产物
氧化
剂 Cl2
(X2) O2 Fe3+ 酸性
KMnO4、
K2Cr2O7 HClO 浓
H2SO4 HNO3 H2O2
还原
产物 Cl-
(X-) H2O/
O2-/
OH- Fe2+/
Fe Mn2+、
Cr3+ Cl- SO2 NO2/
NO H2O
(2)常见还原剂及其氧化产物
还原
剂 金属
单质 非金属
单质 Fe2+ H2S/
S2- HI/I- NH3 CO
氧化
产物 金属
离子 氧化
物 Fe3+ S、
SO2 I2 N2、
NO CO2
3.电子转移的表示方法
(1)双线桥法:①标变价(以1 mol的反应物或生成物计算);②画箭头;③算数目(注意配平后计算);④注变化。
(2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得”“失”字样。
(2022浙江卷)关于反应Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
B
解析:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,该反应的本质是硫代硫酸根离子在酸性条件下发生歧化反应生成硫和二氧化硫,化合价发生变化的只有S元素一种,所以Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,硫酸只提供酸性环境。根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,要转移2 mol电子。
(2023广州一模)下列实验对应的现象和结论都正确的是( )
D
选项 实验 现象 结论
A 向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后滴加酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 食品脱氧剂样品中含Fe2+
B 向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液 加入H2O2后溶液变成血红色 Fe2+既有氧化性又有还原性
C 向FeCl3溶液加入铜片 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
D 向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液 溶液变为蓝色 氧化性:
Fe3+>I2
解析:向食品脱氧剂样品(含还原铁粉)中加入硫酸后,铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁,酸性KMnO4溶液为强氧化剂,会氧化亚铁离子,则滴加酸性KMnO4溶液,紫红色褪去,不能说明食品脱氧剂样品中含Fe2+,A错误;向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加H2O2溶液,H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子,则加入H2O2后溶液变成血红色,说明Fe2+有还原性,B错误;向FeCl3溶液加入铜片会发生反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,看到溶液变蓝,无黑色固体出现,得到结论为FeCl3的氧化性强于CuCl2,C错误;向FeCl3溶液中加入KI溶液后滴加几滴淀粉溶液,FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2,则溶液变为蓝色,得到结论氧化性:Fe3+>I2,D正确。
C
突破二
氧化还原反应的基本规律
守恒律 定义 氧化还原反应中失电子总数与得电子总数相等。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值
应用 (1)直接计算参与氧化还原反应物质间的数量关系;
(2)配平氧化还原反应方程式
续表
强弱律 定义 (1)氧化性:氧化剂>氧化产物;
(2)还原性:还原剂>还原产物
应用 (1)判断某氧化还原反应中,各物质氧化性、还原性的相对强弱;
(2)判断某氧化还原反应能否正常进行
先后律 定义 当存在多种还原剂(氧化剂)时,氧化剂(还原剂)通常先和还原性(氧化性)最强的反应
应用 (1)判断某氧化还原反应能否正常进行;
(2)可判断物质发生氧化还原反应的先后顺序
价态律 定义 有多种价态的元素,处于最高价态时只具有氧化性(如H2SO4中的S元素),处于最低价态时只具有还原性(如H2S中的S元素),处于中间价态时既有氧化性又有还原性(如SO2中的S元素)
应用 (1)判断物质的氧化性和还原性;
(2)判断某氧还原反应能否正常进行
归中律 定义 同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的化合价只接近而不交叉,最多达到同种价态
应用
(2022河南模拟)已知:
①5MnSO4+2NaClO3+4H2O===5MnO2↓+Na2SO4+4H2SO4+Cl2↑;
②FeSO4+MnO2+H2SO4 →Fe2(SO4)3+ MnSO4+H2O(未配平)。
下列有关说法正确的是( )
A.MnSO4在反应①中作还原剂,在反应②中作氧化产物
B.还原性:FeSO4>Cl2>MnSO4
C.根据上述反应判断:NaClO3不能氧化FeSO4
D.转移电子数相同时,反应①中生成的H2SO4与反应②中消耗的H2SO4的物质的量之比为2∶5
D
解析:MnSO4在反应①中是还原剂,在反应②中是还原产物,A错误;根据还原性:还原剂>还原产物,判断还原性:FeSO4>MnSO4>Cl2,B错误;根据上述反应判断出氧化性:NaClO3>MnO2>Fe2(SO4)3,所以NaClO3能把FeSO4氧化Fe2(SO4)3,C错误;反应①中每转移10 mol电子,生成4 mol H2SO4,反应②可配平为2FeSO4+MnO2+2H2SO4===
Fe2(SO4)3+ MnSO4+2H2O,每转移2 mol电子,消耗2 mol H2SO4,所以转移电子数相同时,反应①中生成的H2SO4与反应②中消耗的H2SO4的物质的量之比为 2∶5,D正确。
(2022广东模拟)在45~ 50 ℃时,臭氧(O3)可以将碘氧化为碘酸碘[I(IO3)3]。反应的化学方程式为:9O3+2I2===I(IO3)3+ 9O2。下列说法正确的是( )
A.O3既不是氧化剂也不是还原剂
B.I(IO3)3中碘元素的化合价均为+5
C.氧化性:I(IO3)3>I2
D.氧化性:I2> I(IO3)3
C
(2)根据周期表、活动顺序表判断。
①根据元素周期表判断。
②根据金属及非金属的活动性顺序判断。
(3)依据“两池”判断。
①两种不同的金属构成原电池的两极时,负极是电子流出的一极,正极是电子流入的极。则两种金属的还原性:正极<负极。
②用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先得电子的阳离子的氧化性较强,在阳极先失去电子的阴离子的还原性较强。
(4)依据“三度”判断(即:浓度、温度、酸碱度)。
一般情况下,浓度越大,温度越高,氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)越强,酸碱度也是影响氧化性强弱的重要因素。
例如:①HNO3(浓)的氧化性强于HNO3(稀)的氧化性;②HNO3(热)的氧化性强于HNO3(冷)的氧化性;③KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取氯气。
突破三
氧化还原反应方程式的书写与配平
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2.氧化还原方程式配平的一般步骤
C
H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
(1)H3PO2中,P元素的化合价为 。
(2)利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为 (填化学式)。
H3PO4
+1
解析:(1)在化合物中,各元素正、负化合价的代数和为零,故H3PO2中P元素化合价为+1价。
(2)设氧化产物中P元素的化合价为+x价,依题意并根据得失电子守恒有4×[(+1)-0]=1×[+x-(+1)],解得 x=5,故氧化产物为H3PO4。
书写信息型氧化还原反应的步骤(四步法)
第一步 首先根据材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断是非氧化还原反应还是氧化还原反应
第二步 根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物及相应的化学计量数
第三步 根据溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+或OH-的形式使方程式两端的电荷守恒
第四步 根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒
D
解析:NO中N的化合价为+2价,降低为0价的N2,1个NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO中C为+2价,化合价升高为+4价的CO2,失去2个电子,作还原剂,发生氧化反应。根据分析,1 mol CO2转移2NA的电子,A正确;催化剂通过降低活化能,提高反应速率,B正确;根据分析,NO是氧化剂,CO是还原剂,C正确;根据分析,N2为还原产物,CO2为氧化产物,D错误。
(2022广州一模)炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示,有关该过程的叙述错误的是( )
A.可减少CO2的排放
B.Fe3O4和CaO均可循环利用
C.过程①和④的转化均为氧化还原反应
D.过程①的反应中有非极性键的断裂和生成
D
解析:反应②利用二氧化碳、水和氧化钙反应生成碳酸钙,第④步中二氧化碳与铁生成四氧化三铁和CO,可减少CO2的排放, A正确;根据反应过程可知Fe3O4和CaO均可循环利用,①中消耗Fe3O4,④中生成Fe3O4,②中消耗CaO,③中生成CaO,B正确;过程①中CO转化为CO2,④中CO2转化为CO,均有化合价的变化,故转化均为氧化还原反应,C正确;过程①的反应为CO与Fe3O4反应,生成CO2,是极性键断裂和生成,H2与Fe3O4反应是非极性键断裂和极性键生成,D错误。
A
(2022全国模拟)三氧化砷,俗称砒霜,分子式As2O3,是最具商业价值的砷化合物及主要的砷化学开始物料。它也是最古老的毒物之一,无臭无味,外观为白色霜状粉末,故称砒霜。
(1)完成并配平下列化学方程式: As2O3+ Zn+ H2SO4 →
AsH3+ ZnSO4+ 。
(2)As2O3在上述反应中显示出来的性质是 (填选项)。
A.氧化性 B.还原性 C.酸性 D.碱性
(3)若生成0.2 mol AsH3,则转移电子的物质的量为 mol。
(4)砷化氢AsH3有一种很强的还原性,在室温下它能在空气中自燃,其氧化产物是砒霜,写出该反应的化学方程式: 。
A
3H2O
6
2
6
6
1
2AsH3+3O2===As2O3+3H2O
1.2
解析:(1)反应中As2O3中的As由+3价降为AsH3中的-3价,Zn由0价升高到+2价,要使化合价升降数相等则氧化砷系数为1,锌系数为6,结合原子个数守恒其方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4===2AsH3+6ZnSO4+3H2O。
(2)依据方程式可知,氧化砷在反应中砷元素化合价降低,所以氧化砷为氧化剂,表现为氧化性。
(3)依据方程式:6Zn+6H2SO4+As2O3===6ZnSO4+3H2O+2AsH3,反应中As2O3中的As由+3价降为AsH3中的-3价,可知每生成2 mol AsH3,转移12 mol电子,所以若生成0.2 mol AsH3,转移电子数为1.2 mol。
(4)砷化氢被氧化生成三氧化二砷和水,化学方程式:2AsH3+3O2===As2O3+3H2O。专题4 氧化还原反应
1.(2022山东卷)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为 (C)
A.金(Au):“虽被火亦未熟”
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
解析:金(Au):“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,说明金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不符合题意;石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”是指CaO+H2OCa(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,但不是发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不符合题意;硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”是指2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO3+2CH3COOH(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不符合题意。
2.(2024山东卷)中国书画是世界艺术瑰宝,古人所用文房四宝制作过程中发生氧化还原反应的是 (B)
A.竹管、动物尾毫→湖笔
B.松木→油烟→徽墨
C.楮树皮→纸浆纤维→宣纸
D.端石→端砚
解析:湖笔,以竹管为笔杆,以动物尾毫为笔头制成,不涉及氧化还原反应,A不符合题意;松木中的C元素主要以有机物的形式存在,徽墨主要为C单质,存在元素化合价的变化,属于氧化还原反应,B符合题意;宣纸,以楮树皮为原料,得到纸浆纤维,从而制作宣纸,不涉及氧化还原反应,C不符合题意;端砚以端石为原料经过采石、维料、制璞、雕刻、磨光、配盒等步骤制成,不涉及氧化还原反应,D不符合题意。
3.(2022上海黄浦二模)84消毒液(含NaClO)与洁厕灵(含浓盐酸)不能混用,会发生反应产生有毒的气体,该反应中 (C)
A.NaClO为还原剂
B.HCl仅体现酸性
C.Cl2既是氧化产物也是还原产物
D.H2O是还原产物
解析:NaClO中Cl元素化合价由+1价降低为0价,被还原,为氧化剂,A错误;HCl中Cl元素的化合价从-1价升高为0价,则HCl体现出还原性,B错误;HCl中Cl元素的化合价从-1价升高为0价,NaClO中Cl元素化合价由+1价降低为0价,则Cl2既是氧化产物也是还原产物,C正确;反应中H元素和O元素化合价均没有发生变化,H2O既不是还原产物也不是氧化产物,D错误。
4. (2024茂名一模)下列关于含氮化合物之间转化反应的化学方程式或离子方程式书写不正确的是 (C)
A.氧化物转化为酸:3NO2+H2O2H++2N+NO
B.盐转化为氢化物:2NH4Cl+Ca2NH3↑+CaCl2+2H2O
C.氢化物催化氧化转化为氧化物:4NH3+5O24NO2+6H2O
D.酸转化为氧化物:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
解析:二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式为3NO2+H2O2H++2N+NO,A正确;氯化铵固体与氢氧化钙固体共热反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca2NH3↑+CaCl2+2H2O,B正确;催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,C错误;硝酸为不稳定酸,光照条件下发生分解反应生成二氧化氮、氧气和水,反应的化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,D正确。
5.(2022天津校级模拟)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为3Fe2++2S2+O2+xOH-Fe3O4+S4+2H2O,下列说法正确的是 (B)
A.铁元素被氧化,硫元素被还原
B.Fe2+、S2都是还原剂
C.x=2
D.每生成1 mol Fe3O4,则转移电子2 mol
解析:反应中S和Fe元素化合价都升高,被氧化,A错误;S和Fe元素化合价都升高,被氧化,则Fe2+、S2都是还原剂,B正确;由离子方程式的电荷守恒可知x=4,C错误;每生成1 mol Fe3O4,有1 mol O2参加反应,则转移电子数为4 mol,D错误。
6.(2022全国模拟)含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是 (D)
A.该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2
B.该过程中可得到化工产品H2SO4
C.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2FeSO4+2H2SO4
D.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
解析:根据总反应2SO2+O2+2H2O2H2SO4可知,该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2,A正确;根据总反应为2SO2+O2+2H2O2H2SO4可知,该过程中可得到化工产品H2SO4,B正确;Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4,其反应的化学方程式为
Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2FeSO4+2H2SO4,C正确;该过程中Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4,同时FeSO4、O2和H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,则反应过程中Fe、O和S的化合价发生改变,D错误。
7.(2022北京校级三模)下列实验中的颜色变化与氧化还原反应有关的是 (A)
A.向K2Cr2O7酸性溶液中加入乙醇,溶液由橙色变为绿色
B.将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
C.KI溶液滴入AgCl浊液中,沉淀由白色逐渐变为黄色
D.KSCN溶液滴入FeCl3溶液中,溶液由黄色变为红色
解析:向K2Cr2O7酸性溶液中加入乙醇,溶液由橙色变为绿色是由于CH3CH2OH被氧化为CH3COOH,Cr由+6 价转化为+3价,元素的化合价发生改变,属于氧化还原反应,A符合题意;将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去,原理为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O,未有元素化合价改变,属于非氧化还原反应,B不符合题意;KI溶液滴入AgCl浊液中,沉淀由白色逐渐变为黄色,原理为KI+AgCl(s)KCl+AgI(s),未有化合价改变,属于非氧化还原反应,C不符合题意;KSCN溶液滴入FeCl3溶液中,溶液由黄色变为红色,原理为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,未有化合价改变,属于非氧化还原反应,D不符合题意。
8.(2024湖南部分校联考5月模拟)钛(Ti)和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等领域。工业上以钛铁矿(FeTiO3,其中Ti为+4价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如下图所示:
已知:TiCl4的熔点―25 ℃,沸点136.4 ℃。
下列说法错误的是 (D)
A.步骤①的反应过程元素的化合价没有发生变化
B.步骤③的操作名称是加热或高温煅烧
C.步骤④的反应方程式TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
D.由TiCl4制备Ti的过程中,可以加入氮气做保护气体
解析:由题干流程图可知,以钛铁矿(FeTiO3,其中Ti为+4价)为主要原料加入硫酸,生成硫酸氧钛TiOSO4,反应方程式为FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O,然后TiOSO4发生水解生成钛酸H2TiO3,H2TiO3加热或灼烧生成TiO2,TiO2和C、Cl2混合加热发生反应TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,最后用Mg还原TiCl4得到Ti,据此分析解题。由分析可知,步骤①的反应为FeTiO3+2H2SO4FeSO4+TiOSO4+2H2O,该过程中元素的化合价没有发生变化,A正确;由分析可知,步骤③的操作名称是加热或高温煅烧,B正确;由分析可知,步骤④的反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,C正确;由于N2能与Mg发生反应生成Mg3N2,故由TiCl4制备Ti的过程中,可以加入氩气做保护气体,不能用N2作保护气,D错误。
9.(2022银川校级模拟)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的N转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。下列说法错误的是 (C)
A.过程Ⅰ中N发生还原反应
B.a和b中转移的e-数目不相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(N)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为N+NN2↑+2H2O
解析:据图可知过程Ⅰ中N转化为NO,N元素化合价降低,发生还原反应,A正确;由图示可知,过程Ⅰ为N在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为N+2H++e-NO↑+H2O,生成1 mol NO,a过程转移1 mol e-,过程Ⅱ为NO和N在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,消耗1 mol NO,b过程转移3 mol e-,a和b中转移电子数目不相等,B正确;过程Ⅱ中发生的反应为NO+N+3e-+2H+H2O+N2H4,n(NO)∶n(N)=1∶1,C错误;据图可知经过程Ⅰ→Ⅲ,N和N发生归中反应生成氮气和水,根据得失电子守恒、元素守恒可得总反应为N+NN2↑+2H2O,D正确。
10.(2024吉林适应性训练)从高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,其中Pb5O8中的Pb均为+2价或+4价,As2O3、As2O5均为酸性氧化物)中回收制备砷酸钠晶体的工艺流程如下,下列说法正确的是 (A)
A.“碱浸”时,Pb5O8发生的反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
B.为加快“氧化”时的反应速率,可将溶液加热至沸腾
C.浸出液“氧化”过程中,溶液的碱性逐渐增强
D.系列操作中的洗涤步骤为向漏斗中加水并用玻璃棒搅拌,待水流下重复2~3次
解析:高砷烟尘(主要成分为As2O3、As2O5和Pb5O8,As2O3、As2O5均为酸性氧化物),加入氢氧化钠和硫化钠进行碱浸,反应后经抽滤所得滤渣为PbS和S,浸出液主要成分为Na3AsO4和NaAsO2,加入过氧化氢进行氧化,发生反应:H2O2+As+2OH- As+2H2O,得到 Na3AsO4 溶液,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到砷酸钠晶体。“碱浸”时,Pb5O8与硫化钠发生氧化还原反应生成PbS、S和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Pb5O8+8Na2S+8H2O5PbS+16NaOH+3S,其中PbS是还原产物,S是氧化产物,依据正负化合价代数和为0的原则,可知Pb5O8中Pb2+和Pb4+的数目之比为2∶3,结合方程式可知,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,A正确;“氧化”时用的氧化剂为过氧化氢,过氧化氢受热分解速率加快,因此不能将溶液加热至沸腾,B错误;浸出液“氧化”过程中,发生反应:H2O2+As+2OH- As+2H2O,消耗了氢氧根离子,溶液的碱性逐渐减弱,C错误;洗涤过程中,不能用玻璃棒搅拌,易戳破滤纸,应使水刚好浸没固体,待水自然流下,重复2~3次,D错误。
11.(2022兰州模拟)(1)制备Na2S2O3的实验一般控制在碱性条件下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 2H++S2S↓+SO2↑+H2O 。
(2)+6价铬的化合物毒性很大,常用NaHSO3将废液中Cr2的还原为Cr3+,该反应的离子方程式为 +5H++4H2O+2Cr3+ 。
(3)辉铜矿和铜蓝矿都是天然含硫铜矿,在地壳中常伴生存在。先取一份该伴生矿样品,经检测后确定仅含有Cu2S、CuS和惰性杂质。取样品,加入酸性KMnO4溶液,加热,写出Cu2S溶于酸性KMnO4溶液的离子方程式: Cu2S+2Mn+8H+2Mn2++2Cu2++S+4H2O 。
(4)ClO2可以用于纸浆、蜂蜡等的精制和漂白,也可用于饮用水的杀菌消毒处理,已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl,并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O 。
解析:(1)产品发黄,说明生成了硫,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生歧化反应:2H++S2S↓+SO2↑+H2O。
(2)用NaHSO3将废液中的Cr2还原为Cr3+,由得失电子、电荷守恒可知该反应的离子方程式为3HS+Cr2+5H+3S+4H2O+2Cr3+。
(3)Cu2S与酸性KMnO4溶液反应成硫酸铜、硫酸钾、硫酸锰和水,反应的离子方程式为Cu2S+2Mn+8H+2Mn2++2Cu2++S+4H2O。
(4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素守恒可知应还有水生成,该反应的离子方程式为4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O。
12.(2022北京大兴校级模拟)(1)请将5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
FeSO4 + HNO3 Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + N2O↑ +H2O。
(2)反应物中发生氧化反应的物质是 FeSO4 ,被还原的元素是 N 。
(3)反应中1 mol氧化剂 得到 (填“得到”或“失去”) 4 mol电子。
(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中:
24 FeSO4 +30 HNO3
解析:(1)所给的物质组合中,HNO3中氮元素的化合价位于最高价,具有氧化性,对应还原产物为N2O,能将具有还原性的FeSO4氧化为Fe2(SO4)3:FeSO4+HNO3Fe(NO3)3+Fe2(SO4)3+N2O↑+H2O。
(2)发生氧化反应的物质是化合价升高的物质即为FeSO4;被还原的元素是处于高价态的元素,为+5价的N元素。
(3)氧化剂被还原,得电子,配平该化学方程式得到:24FeSO4+30HNO38Fe(NO3)3+8Fe2(SO4)3+3N2O↑+15H2O,30 mol HNO3参与反应,其中24 mol体现酸性,另外6 mol体现氧化性,由+5价降低为+1价,总共转移电子4×6 mol=24 mol,因此当有1 mol氧化剂参与反应时,得到的电子数为4 mol。
(4)化学方程式为24FeSO4+30HNO38Fe(NO3)3+
8Fe2(SO4)3+3N2O↑+15H2O。