氧化還原反應(yīng)的計(jì)算與方程式的配平(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．已知反應(yīng)：As2S3＋HNO3＋X―→H3AsO4＋H2SO4＋NO↑，下列關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是　(　　)A．X為H2OB．參加反應(yīng)的HNO3全部被還原C．氧化產(chǎn)物為H2SO4和H3AsO4D．生成1 mol H3AsO4轉(zhuǎn)移2 mol電子D　解析：根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平可得：3As2S3＋28HNO3＋4H2O===6H3AsO4＋9H2SO4＋28NO↑，則X是H2O，A項(xiàng)正確；N元素由＋5價(jià)降低到＋2價(jià)，還原產(chǎn)物只有NO，則參加反應(yīng)的HNO3全部被還原，B項(xiàng)正確；該反應(yīng)中，As元素由＋3價(jià)升高到＋5價(jià)，S元素由－2價(jià)升高到＋6價(jià)，則氧化產(chǎn)物為H2SO4和H3AsO4，C項(xiàng)正確； 由A項(xiàng)分析可知，生成6 mol H3AsO4時(shí)，轉(zhuǎn)移84 mol電子，則生成1 mol H3AsO4轉(zhuǎn)移14 mol電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(2020·南通模擬)實(shí)驗(yàn)室制取少量N2常利用的反應(yīng)是NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　)A．NaNO2是還原劑B．生成1 mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移6 mol電子C．NH4Cl中的N元素被氧化D．N2既是氧化劑又是還原劑C　解析：NaNO2中N元素由＋3價(jià)降低到0價(jià)，NH4Cl中N元素由－3價(jià)升高到0價(jià)，則NaNO2是氧化劑，NH4Cl是還原劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析可知，生成1 mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為3 mol，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NH4Cl中N元素化合價(jià)升高，則N元素被氧化，C項(xiàng)正確；N2是反應(yīng)產(chǎn)物，則N2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2020·沈陽(yáng)模擬)R2O在一定條件下可以將Mn2＋氧化為MnO，若反應(yīng)后R2O變?yōu)镽O，又知反應(yīng)中氧化劑與還原劑的離子數(shù)之比為5∶2，則n的值是(　　)A．1 B．2  C．3 D．4B　解析：R2O中R元素的化合價(jià)為＋(16－n)/2，分析題意可知，Mn元素由＋2價(jià)升高到＋7 價(jià)，R元素由＋(16－n)/2價(jià)降低到＋6價(jià)，則R2O是氧化劑，Mn2＋是還原劑。又知N(R2O)∶N(Mn2＋)＝5∶2，則有n(R2O)∶n(Mn2＋)＝5∶2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒的規(guī)律列式：n(R2O)×2×[(16－n)/2－6]＝n(Mn2＋)×(7－2)，綜合上述兩式解得n＝2。4．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型、高效、多功能水處理劑，是比Cl2、O3、ClO2、KMnO4氧化性更強(qiáng)、無(wú)二次污染的綠色水處理劑。工業(yè)制高鐵酸鈉的方法有如下兩種：濕法制備的主要離子反應(yīng)為2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O，干法制備的主要反應(yīng)方程式為2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑。則下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　)A．高鐵酸鈉中鐵顯＋6價(jià)B．濕法中FeO是氧化產(chǎn)物C．干法中每生成1 mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移4 mol電子D．Na2FeO4可氧化水中的H2S、NH3，生成的Fe(OH)3膠體還能吸附懸浮雜質(zhì)C　解析：高鐵酸鈉中鈉元素顯＋1價(jià)，氧元素顯－2價(jià)，由此可知鐵元素顯＋6價(jià)，A項(xiàng)正確；濕法中，F(xiàn)e(OH)3中鐵元素的化合價(jià)升高，得到的FeO是氧化產(chǎn)物，B項(xiàng)正確；干法中，鐵元素和Na2O2中部分氧元素的化合價(jià)升高，每生成1 mol Na2FeO4的同時(shí)生成 0.5 mol O2，所以每生成1 mol Na2FeO4轉(zhuǎn)移電子(0.5×2×1＋1×4)mol＝5 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Na2FeO4有強(qiáng)氧化性，＋6價(jià)的Fe可被 H2S、 NH3還原為＋3價(jià)的Fe(Fe3＋)，F(xiàn)e3＋水解可得到Fe(OH)3 膠體，D項(xiàng)正確。5．(2020·濰坊模擬)某溫度下，將1.1 mol I2加入KOH溶液中，反應(yīng)后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。經(jīng)測(cè)定IO－與IO的物質(zhì)的量之比是2∶3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．I2在該反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑B．I2的還原性大于KI的還原性，小于KIO和KIO3的還原性C．該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.7 molD．該反應(yīng)中，被還原的碘元素與被氧化的碘元素的物質(zhì)的量之比是17∶5B　解析：該反應(yīng)中，I元素由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)、＋5價(jià)和－1價(jià)，則I2既是氧化劑又是還原劑，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)中，I2是還原劑，KI是還原產(chǎn)物，KIO和KIO3是氧化產(chǎn)物，故還原性：I2＞KI，I2＞KIO(或KIO3)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生的反應(yīng)為11I2＋22KOH===17KI＋2KIO＋3KIO3＋11H2O，有11 mol I2參與反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移17 mol 電子，故1.1 mol I2反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 1.7 mol，C項(xiàng)正確；由化學(xué)方程式可知，被還原的碘元素與被氧化的碘元素的物質(zhì)的量之比是17∶5，D項(xiàng)正確。6．(2021·臨沂模擬)以Fe3O4/Pd為催化材料，利用電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)H2消除酸性廢水中的NO，其反應(yīng)過(guò)程如圖所示[已知Fe3O4中Fe元素化合價(jià)為＋2、＋3價(jià)，分別表示為Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)]。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．處理NO的電極反應(yīng)為2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2OB．Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)的相互轉(zhuǎn)化起到了傳遞電子的作用C．用該法處理后，水體的pH降低D．消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L H2，理論上可處理含NO 4.6 mg/L的廢水2 m3C　解析：處理NO過(guò)程中NO的＋3價(jià)N元素變?yōu)?價(jià)，化合價(jià)降低被還原，電極反應(yīng)為2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O，故A正確；H2消除酸性廢水中致癌物NO的總反應(yīng)為2H＋＋2NO＋3H2N2＋4H2O，F(xiàn)e(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)的相互轉(zhuǎn)化起到了傳遞電子的作用，消耗氫離子，用該法處理后，水體的pH升高，故B正確，C錯(cuò)誤；消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L H2，即 0.3 mol H2，理論上可處理0.2 mol NO，質(zhì)量是0.2 mol×46 g/mol＝9.2 g，即處理4.6 mg/L的廢水體積是 2 m3，故D正確。二、不定項(xiàng)選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7．(2020·濰坊模擬)釩元素在酸性溶液中有多種存在形式，其中VO2＋為藍(lán)色，VO為淡黃色，VO具有較強(qiáng)的氧化性，F(xiàn)e2＋、SO等能把VO還原為VO2＋。向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色。下列說(shuō)法正確的是　(　　)A．在酸性溶液中氧化性：MnO＞VO2＋＞Fe3＋B．亞硫酸鈉溶液與酸性(VO2)2SO4溶液發(fā)生反應(yīng)：2VO＋2H＋＋SO===2VO2＋＋SO＋H2OC．向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為10VOSO4＋2H2O＋2KMnO4===5(VO2)2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4＋K2SO4D．向含1 mol VO的酸性溶液中滴加含 1.5 mol Fe2＋的溶液完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子為 1.5 molBC　解析：Fe2＋、SO等能把VO還原為VO2＋，則根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，則氧化性：VO＞Fe3＋，又向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物，則氧化性：MnO＞VO2＋，但無(wú)法判斷VO2＋與Fe3＋的氧化性強(qiáng)弱，故A錯(cuò)誤；SO能把VO還原為VO2＋，則根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為2VO＋2H＋＋SO===2VO2＋＋SO＋H2O，故B正確；向VOSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榈S色，則說(shuō)明VO2＋被氧化生成VO，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，化學(xué)方程式為10VOSO4＋2H2O＋2KMnO4===5(VO2)2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4＋K2SO4，故C正確；1 mol VO的酸性溶液中滴加含1.5 mol Fe2＋的溶液發(fā)生反應(yīng)為2H＋＋VO＋Fe2＋===Fe3＋＋VO2＋＋H2O，則 Fe2＋過(guò)量，轉(zhuǎn)移電子為1 mol×(5－4)＝1 mol，故D錯(cuò)誤。8．(2020·濰坊模擬)工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3)、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)，其主要反應(yīng)為①4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2②2Na2CrO4＋H2SO4===Na2SO4＋Na2Cr2O7＋H2O下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．反應(yīng)①和②均為氧化還原反應(yīng)B．反應(yīng)①的氧化劑是O2，還原劑是FeO·Cr2O3C．高溫下，O2的氧化性大于Fe2O3小于Na2CrO4D．生成1 mol的Na2Cr2O7時(shí)共轉(zhuǎn)移7 mol電子BD　解析：4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2中有元素化合價(jià)的變化，所以是氧化還原反應(yīng)，而2Na2CrO4＋H2SO4===Na2SO4＋Na2Cr2O7＋H2O中沒(méi)有元素化合價(jià)的變化，所以不是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2中，氧氣中氧元素得電子化合價(jià)降低，所以氧化劑是氧氣，鐵元素和鉻元素失電子化合價(jià)升高，所以還原劑是FeO·Cr2O3，故B正確；根據(jù)反應(yīng)①可知，氧氣的氧化性大于Na2CrO4和Fe2O3，但無(wú)法判斷Na2CrO4和Fe2O3的氧化性相對(duì)強(qiáng)弱，故C錯(cuò)誤；由反應(yīng)①可知，生成1 mol Na2CrO4時(shí)，參加反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為 mol，反應(yīng)中O元素由0價(jià)降低為－2價(jià)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 mol×4＝3.5 mol，所以反應(yīng)①中每生成1 mol Na2CrO4時(shí)電子轉(zhuǎn)移3.5 mol，反應(yīng)②不是氧化還原反應(yīng)，所以生成1 mol的Na2Cr2O7時(shí)轉(zhuǎn)移 7 mol電子，故D正確。9．某廢水中含有Cr2O，為了處理有毒的Cr2O，需要先測(cè)定其濃度：取20 mL廢水，加入適量稀硫酸，再加入過(guò)量的V1 mL c1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反應(yīng)(還原產(chǎn)物為Cr3＋)。用c2 mol/L KMnO4溶液滴定過(guò)量的Fe2＋至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液V2 mL。則原廢水中c(Cr2O)為(用代數(shù)式表示)(　　)A. mol/L  　 B. mol/LC. mol/L  　 D. mol/LA　解析：本題有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。利用得失電子守恒列等式：c1 mol/L×V1 mL×10－3 L/mL＝20 mL×10－3 L/mL×6c(Cr2O)＋5c2 mol/L×V2 mL×10－3 L/mL，解得：c(Cr2O)＝ mol/L。三、非選擇題10．以硫鐵礦(主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質(zhì))為原料制備綠礬晶體(FeSO4·7H2O)的工藝流程如下：(1)“酸浸”過(guò)程，礦渣中的Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________。(2)濾液中金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法__________________________________________________________________________________________________。(3)FeSO4溶液制備綠礬晶體過(guò)程中要保持H2SO4過(guò)量，理由_______________________________________________________________。(結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)說(shuō)明原因)(4)燃料細(xì)菌脫硫法是用氧化亞鐵硫桿菌(T.F)對(duì)硫鐵礦進(jìn)行催化脫硫，同時(shí)得到FeSO4溶液。其過(guò)程如圖所示：已知總反應(yīng)為FeS2＋14Fe3＋＋8H2O === 2SO＋15Fe2＋＋16H＋①將過(guò)程Ⅰ離子方程式補(bǔ)充完整FeS2＋Fe3＋＋________===Fe2＋＋S2O＋________②過(guò)程Ⅱ反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。(5)綠礬晶體在空氣中易被氧化。取X g樣品，加水完全溶解，用酸化的a mol/L K2Cr2O7溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL。反應(yīng)原理：6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋ === 6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。則綠礬晶體純度的計(jì)算式為_(kāi)___________。(FeSO4·7H2O摩爾質(zhì)量為278 g/mol)解析：(1)“酸浸”過(guò)程，礦渣中的Fe2O3與稀硫酸反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和H2O，離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。(2)“濾液”可獲得綠礬晶體(FeSO4·7H2O)，則濾液中含有Fe2＋，檢驗(yàn)方法是取濾液少許于試管中，滴加 K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，證明濾液中含有Fe2＋。(3)FeSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，易發(fā)生水解：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，F(xiàn)eSO4溶液制備綠礬晶體過(guò)程中要保持H2SO4過(guò)量，其目的是抑制Fe2＋的水解。(4)①過(guò)程Ⅰ的反應(yīng)中，F(xiàn)e3＋被還原生成Fe2＋，F(xiàn)eS2中S被氧化生成S2O，根據(jù)得失電子守恒配平FeS2、Fe3＋的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、6，再結(jié)合Fe、S元素守恒配平Fe2＋、S2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為7、1，最后結(jié)合H、O元素守恒及電荷守恒配平其他。②考慮得失電子守恒，用總反應(yīng)減去過(guò)程Ⅰ的離子方程式可得過(guò)程Ⅱ反應(yīng)的離子方程式：8Fe3＋＋S2O＋5H2O===2SO＋8Fe2＋＋10H＋。(5)據(jù)反應(yīng)6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋ ===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O可得：n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝6×a mol/L×b×10－3 L＝6ab×10－3 mol，則有m(FeSO4·7H2O)＝6ab×10－3 mol×278 g/mol＝6ab×10－3 ×278 g，故綠礬晶體的純度為×100%。答案：(1)Fe2O3＋6H＋ === 2Fe3＋＋3H2O(2)取濾液少許于試管中，滴加K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，證明濾液中含有Fe2＋(3)Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋，H＋過(guò)量抑制Fe2＋的水解(4)①1　6　3　H2O　7　1　6　H＋②8Fe3＋＋S2O＋5H2O===2SO＋8Fe2＋＋10H＋(5)×100%  

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