2023届新高考化学一轮分层练案(九)信息型氧化还原反应方程式的书写.docx

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1、一轮分层练案（九）信息型氧化还原反应方程式的书写（题型课）1二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，易溶于水，熔点为59.5 ，沸点为11.0 ，浓度过高时易发生分解引起爆炸，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题：(1)在处理废水时，ClO2可将废水中的CN氧化成CO2和N2，写出该反应的离子方程式：_。(2)某小组设计了如图所示的实验装置用于制备ClO2。通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是_。装置A用于生成ClO2气体，该反应的离子方程式为_。解析：(1)在处理废水时，ClO2具有氧化性，可将废水中的CN氧化成CO2和N2，ClO2被还原为Cl，根据得失电子守恒、电荷

2、守恒和原子守恒，反应的离子方程式为2ClO22CN=2CO2N22Cl。(2)因二氧化氯浓度过高时易发生分解引起爆炸，通入氮气的主要作用有搅拌作用，同时还有稀释二氧化氯的作用，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸；装置A中氯酸钠、硫酸和过氧化氢发生氧化还原反应，氯酸钠作氧化剂，被还原成二氧化氯，过氧化氢作还原剂，被氧化成氧气，根据质量守恒可知生成物中还有水，反应的离子方程式为2ClOH2O22H=2ClO2O22H2O。【答案】(1)2ClO22CN=2CO2N22Cl(2)稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸2ClOH2O22H=2ClO2O22H2O2NaClO2是一种重要的杀菌

3、消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：_。(2)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为_、_。“电解”中阴极反应的主要产物是_。(3)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_，该反应中氧化产物是_。(4)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)解析：(1)从流程图看出，反应物是氯酸钠、二氧化硫、硫酸，

4、产物为硫酸氢钠、二氧化氯，根据化合价升降总数相等、原子守恒配平化学方程式：2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4。(2)粗盐提纯中加入氢氧化钠溶液沉淀镁离子，加入碳酸钠溶液沉淀钙离子。电解过程中ClO2在阴极放电得到ClO，故阴极反应的主要产物为NaClO2。(3)依题意，用含氢氧化钠的双氧水吸收尾气中的二氧化氯发生反应的化学方程式为2ClO2H2O22OH=2ClOO22H2O，ClO2作氧化剂，H2O2作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为21，该反应中氧化产物为O2。(4)氯气、亚氯酸钠的氧化能力就是得电子能力，得电子数相等时，氧化能力相当。氯气、亚氯酸钠最终还原为

5、Cl，根据：NaClO2Cl和Cl22Cl可知，得电子数相等时存在NaClO22Cl2，故亚氯酸钠的有效氯含量为1.57。答案：(1)2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4(2)NaOH溶液Na2CO3溶液ClO(或NaClO2)(3)21O2(4)1.573酸性KMnO4、H2O2在生活、卫生医疗中常用作消毒剂，其中H2O2还可用于漂白，是化学实验室里必备的重要氧化试剂。高锰酸钾造成的污渍可用还原性的草酸(H2C2O4)去除，Fe(NO3)3也是重要的氧化试剂，下面是对这三种氧化剂性质的探究。(1)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H2O2后，铜片溶解，写出该反应的离子方程式_

6、，氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。(2)取300 mL 0.2 molL1KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则转移电子的物质的量是_mol。(3)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的原因是_(用文字表达)，又变为棕黄色的离子方程式是_。(4)测定KMnO4样品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定，取0.474 g KMnO4样品溶解酸化后，用0.100 molL1标准Na2S2O3溶液进行滴定，标准Na2S2O3溶液应盛装在_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。配平上述

7、反应的离子方程式：_MnO_S2O_H=_Mn2_SO_H2O，实验中，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液12.00 mL，则该样品中KMnO4的物质的量是_。解析：(1)盐酸不能与金属铜反应，加入H2O2后，发生氧化还原反应，铜片溶解生成氯化铜、水，该反应的离子方程式为Cu2HH2O2=Cu22H2O，氧化产物氯化铜与还原产物水的物质的量之比为12。(2)n(KI)0.06 mol，与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则n(I2)n(KIO3)0.02 mol，共失去电子的物质的量为20.02 mol0.02 mol5(1)0.16 mol。(3)先由棕黄色

8、变为浅绿色，说明Fe3先被还原为Fe2，变为浅绿色的离子方程式是2Fe3SOH2O=2Fe2SO2H，后变为棕黄色的原因是反应生成的H与NO组成的硝酸将Fe2氧化为Fe3，反应的离子方程式是3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(4)Na2S2O3在溶液中水解，使溶液显碱性，所以标准Na2S2O3溶液应盛装在碱式滴定管中；酸性条件下MnO能将S2O氧化为SO，本身被还原为Mn2，反应的离子方程式为8MnO5S2O14H=8Mn210SO7H2O；实验中，消耗n(S2O)0.100 molL10.012 L0.001 2 mol，由得失电子数目守恒得：n(MnO)50.001 2 mol42，

9、得n(MnO)1.92103 mol, 则该样品中KMnO4的物质的量是1.92103 mol。答案：(1)Cu2HH2O2=Cu22H2O12(2)0.16(3)Fe3被还原成Fe23Fe24HNO=3Fe3NO2H2O(4)碱式851481071.92103 mol4某一反应体系中有反应物和生成物共6种：HCl、H2SO4、SnCl2、SnCl4、FeSO4、Fe2(SO4)3，反应前在溶液中滴加KSCN 溶液显红色，反应后红色消失。(1)该反应的氧化剂是_。(2)在该反应中，发生氧化反应的过程是_。(3)写出并配平该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_。(4)SnCl4与Sn

10、Cl2可用Hg2来鉴别，HgCl2与SnCl2反应的产物是SnCl4和Hg2Cl2(白色沉淀)，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_。解析：反应的化学方程式：Fe2(SO4) 3SnCl22HCl=2FeSO4SnCl4H2SO4。(1)反应前后Fe元素化合价降低，Fe2(SO4)3作氧化剂。(2)Sn元素化合价升高，SnCl2被氧化生成SnCl4，则发生氧化反应的过程是SnCl2SnCl4。(3)该反应为Fe2(SO4) 3SnCl22HCl=2FeSO4SnCl4H2SO4，反应中SnCl2被氧化成SnCl4，Sn元素的化合价升高2价，故转移的电子数目为2，电子从还原剂移向氧化剂，电子

11、转移的方向和数目可表示为(4)HgCl2与SnCl2反应的产物是SnCl4和Hg2Cl2，Sn元素的化合价由2价升高到4价，Hg元素的化合价由2价降低到1价，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为12。答案：(1)Fe2(SO4)3(2)SnCl2SnCl4(3) Fe2(SO4)3S2enCl22HCl=2FeSO4SnCl4H2SO4(4)125工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料，通过液相法生产KMnO4。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4，分离后得到K2MnO4，再以惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，其生产工艺简略如下： (1)反应器中反应的化学方程式为_。

12、(2)生产过程中最好使用含MnO2 80%以上的富矿，因为MnO2含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量_(填“偏高”或“偏低”)。(3)电解槽中总反应的离子方程式为_。(4)在传统工艺中得到K2MnO4后，向其中通入适量CO2反应生成黑色固体、KMnO4等，反应的化学方程式为_。上述反应中氧化剂与还原剂的质量比为_。与该传统工艺相比，电解法的优势是_。(5)用高锰酸钾测定草酸结晶水合物的纯度：称草酸晶体样品0.500 g溶于水配制成100 mL溶液，取出20.00 mL，用0.020 0 molL1酸性KMnO4溶液滴定(杂质不反应)，至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪色

13、，消耗KMnO4溶液14.80 mL，则该草酸晶体的纯度为_。(结果保留三位有效数字)(已知该草酸结晶水合物H2C2O42H2O的相对分子质量为126)解析：(1)根据题给流程和信息知，反应器中KOH、MnO2和O2反应生成K2MnO4和H2O，利用化合价升降法配平，反应的化学方程式为4KOH2MnO2O2=2K2MnO42H2O。(2)若贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，发生反应：Al2O32KOH=2KAlO2H2O、SiO22KOH=K2SiO3H2O，会导致KOH消耗量偏高。(3)电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾，电解槽中阳极发生氧化反应，MnO失电子转化为MnO，电极反应式为2MnO2e=

14、2MnO，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=H22OH，两式相加得总反应的离子方程式为2MnO2H2O2MnO2OHH2。(4)向K2MnO4溶液中通入适量CO2，二者反应生成黑色固体MnO2、KMnO4，利用化合价升降法配平，该反应的化学方程式为3K2MnO42CO2=2KMnO4MnO22K2CO3，反应中3 mol K2MnO4有1 mol锰原子化合价由6价降为4价，作氧化剂，有2 mol锰原子化合价由6价升高到7价，作还原剂，氧化剂与还原剂的质量比为12。电解法的优势是产率更高、KOH可循环利用。(5)酸性高锰酸钾溶液与草酸反应的离子方程式是6H2MnO5H2C2O4=2Mn

15、28H2O10CO2，则样品中草酸晶体的物质的量为n(H2C2O42H2O)514.801030.020 0 mol3.7103 mol，草酸晶体的质量为3.7103 mol 126 gmol10.466 2 g，则该草酸晶体的纯度为100%93.2%。答案：(1)4KOH2MnO2O2=2K2MnO42H2O(2)偏高(3)2MnO2H2O2MnO2OHH2(4)3K2MnO42CO2=2KMnO4MnO22K2CO312产率更高、KOH可循环利用(5)93.2%6ClO2是一种黄绿色或橙黄色的气体，极易溶于水，可用于水的消毒杀菌、除水体中的Mn2等重金属及烟气的脱硫脱硝。回答下列问题：(1

16、)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2，NaClO2中Cl元素的化合价是_，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(2)将ClO2通入MnSO4溶液，溶液中可检测到Cl，同时有黑色MnO2沉淀生成。ClO2和MnO2均属于氧化物，理由是_。该反应的离子方程式为_。(3)为研究ClO2脱硝的适宜条件，在1 L 200 mgL1ClO2溶液中加NaOH溶液调节pH，通入NO气体并测定NO的去除率，其关系如图所示：实验中使用的ClO2溶液的物质的量浓度为_(保留三位有效数字)；要使NO的去除率更高，应控制的条件是_。当溶液pH7时，NO的去除率增大的原因是

17、ClO2与NaOH溶液反应生成更强的吸收剂NaClO2，写出碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式：_。解析：(1)将过硫酸钠(Na2S2O8)溶液加入亚氯酸钠(NaClO2)中可制备ClO2，NaClO2中Cl元素的化合价为3价；该反应中过硫酸钠(Na2S2O8)中S元素的化合价由7价降低为6价，过硫酸钠为氧化剂，亚氯酸钠(NaClO2)中Cl的化合价由3价升高为4价，亚氯酸钠为还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为12。(2)ClO2和MnO2均含两种元素，且其中一种为氧元素，属于氧化物；将ClO2通入MnSO4溶液中可检测到Cl，同时有黑色MnO2沉淀生成，反应

18、的离子方程式为2ClO25Mn26H2O=5MnO212H2Cl。(3)200 mg ClO2的物质的量为0.002 96 mol，因此ClO2溶液的物质的量浓度为2.96103 molL1，根据图像，要使NO的去除率更高，应该控制溶液呈强酸性或强碱性；当溶液pH7时，NO的去除率增大的原因是ClO2与NaOH溶液反应可生成更强的吸收剂NaClO2，在碱性条件下NaClO2脱除NO反应的离子方程式为4NO3ClO4OH=4NO3Cl2H2O。答案：(1)312(2)均含两种元素，且其中一种为氧元素2ClO25Mn26H2O=5MnO212H2Cl(3)2.96103 molL1控制溶液呈强酸性

19、或强碱性4NO3ClO4OH=4NO3Cl2H2O7“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式：_。尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收，写出如图所示“反应1”的化学方程式：_。 (2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置，使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式：_。(3)某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO)，设计了如下流程：“反应1”用于吸收Cl2，“反应1”的化学方程式为

20、_。“反应2”的离子方程式为_。解析：(1)硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收，反应生成亚硫酸铵，化学方程式为SO22NH3H2O=(NH4)2SO3H2O，(NH4)2SO3为可溶性强电解质，书写离子方程式时拆成离子形式，故反应的离子方程式为SO22NH3H2O=2NHSOH2O。由图示可得，用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4，化学方程式为SO2MnO2=MnSO4。(2)NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质，则发生氧化还原反应生成CO2和N2，故化学方程式为2CO2NO2CO2N2。(3)由流程结合已知，“反应1”用石灰乳吸收Cl2，故化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。“反应2”为NH和NaNO2溶液反应生成无污染气体，根据氧化还原反应原理，NH和NO发生氧化还原反应生成N2，根据原子守恒判断反应中还会生成H2O，该反应离子方程式为NHNO=N22H2O。答案：(1)SO22NH3H2O=2NHSOH2OSO2MnO2=MnSO4(2)2CO2NO2CO2N2(3)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2ONHNO=N22H2O