氧化还原反应方程式的配平及计算 单元测试
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一、选择题 1.(2015·海淀期末)工业上常用氯氧化法处理含氰(CN-)废水,一定条件下,氯气和CN-反应生成无毒气体。下列说法不正确的是 ( ) A.CN-中碳元素的化合价为+2 B该反应的产物之一是无毒的N2 C.当1 mol CN-参与反应时,转移3 mol e- D.处理含0.1 mol CN-的废水,理论上需要消耗标准状况下Cl2的体积为5.6 L 解析:本题考查氧化还原反应的有关知识,意在考查考生运用氧化还原反应规律分析解决问题的能力。CN-中碳元素的化合价为+2,氮元素的化合价为-3,被氯气氧化的产物应为N2和CO21 mol CN-被氧化转移电子的物质的量为5 mol,故处理含0.1 mol CN-的废水,转移的电子为0.5 mol,理论上需要消耗0.25 mol Cl2,其体积在标准状况下为5.6 L,故只有
C项错误。 答案:C 2.(2015·辽宁五校联考)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物与NaClO3反应生成ClO2。则消耗1 mol最终产物转移电子的物质的量为 ( ) A.6 mol B.20 mol C.24 mol D.12 mol 解析:本题考查氧化还原反应,意在考查考生的分析能力和计算能力。纤维素水解的最终产物为葡萄糖,葡萄糖具有还原性,可将NaClO3还原为ClO2,发生反应的离子方程式为
C6H12O6+24ClO-3+24H+===24ClO2↑+6CO2↑+18H2O,葡萄糖中C元素的化合价由0升高为+4,则消耗1 mol葡萄糖转移电子的物质的量为1 mol×4×6=24 mol,本题选C。 答案:C 3.(2015·河北石家庄检测)一定条件下,硝酸铵受热分解的化学方程式为NH4NO3―→HNO3+N2+H2O(未配平),该反应中,被氧化与被还原的氮原子个数之比为 ( ) A.53 B.54
C.11 D.35 解析:在反应5NH4NO3=====△2HNO3+4N2↑+9H2O中,一部分氮元素的化合价由-3升高到0,被氧化,一部分氮元素的化合价由+5降低到0,被还原,还有一部分氮元素的化合价未改变。根据电子转移守恒,可知被氧化与被还原的氮原子个数之比为(5-0) [0-(-3)]=53,选A。 答案:A 4.(2015·四川射洪模拟)下列有关说法正确的是 ( ) A.1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA B.在反应KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数为6NA C.根据反应中HNO3(稀)――→被还原NO,而HNO3(浓)――→被还原NO2可知,氧化性:HNO3(稀)>HNO3(浓) D.含有大量NO-3的溶液中,不能同时大量存在H+、Fe2+、Cl- 解析:在Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O的反应中,1 mol Cl2参加反应转移电子数为NA,则A项错误;在反应KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数
为5NA,B项错误;不能根据还原产物的价态确定氧化剂氧化性的强弱,实际上氧化性:
HNO3(浓)>HNO3(稀),C项错误;NO-3+H+具有强氧化性,能氧化Fe2+,D项正确。 答案:D 5.(2015·西安八校联考)羟胺(NH2OH)是一种还原剂,能将某些氧化剂还原,现用25.00 mL 0.049 mol/L羟胺的酸性溶液与足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应,生成的Fe2+恰好与24.65 mL 0.020 mol/L酸性KMnO4溶液完全反应,已知(未配平):FeSO4+KMnO4+H2SO4―→Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O,则在上述反应中羟胺的氧化产物是 ( ) A.N2 B.N2O C.NO D.NO2 解析:本题考查氧化还原反应的计算,意在考查考生对氧化还原反应中守恒规律的理解和应用能力。根据得失电子守恒,NH2OH失去的电子数等于高锰酸钾得到的电子数。羟胺中
N元素的化合价为-1,设羟胺的氧化产物中N元素的化合价为x,则25.00×10-3 L×0.049 mol/L×[x-(-1)]=24.65×10-3 L×0.020 mol/L×(7-2),解得x=1,则羟胺的氧化产物是N2O,B项正确。 答案:B 6.(2015·超级中学预测卷)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如下图所示: 下列有关判断正确的是 ( ) A.若铜片为51.2 g,则生成0.2 mol NaNO3 B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应 C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L D.反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物,也是还原产物 解析:本题考查氧化还原反应及化学计算,意在考查考生对氧化还原反应理论的应用能力及计算能力。分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+,HNO3→NaNO251.2 g Cu为0.8 mol,共失电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na元素守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol,A正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B错误;部分NO2会
转化为N2O4,而N2O4在标准状况下不是气体,C错误;反应过程中生成的Cu(NO3)2、NaNO3
是氧化产物,NaNO2和氮的氧化物是还原产物,D错误。
答案:A 7.已知硫化亚铜与一定浓度的硝酸共热,所得溶液中只有硝酸铜和硫酸铜,放出一氧化氮和二氧化氮两种气体,且两种气体的物质的量之比为35,则参加反应的硫化亚铜和作氧化剂的硝酸的物质的量之比为 ( ) A.425 B.730 C.740 D.75 解析:1 mol Cu2S参加反应生成Cu(NO3)2和CuSO4失去10 mol电子,则硝酸得到10 mol电子生成NO和NO2,设生成NO为3x mol,NO2为5x mol,则3×3x+5x=10,x=57,参加反应的硫化亚铜和作氧化剂的硝酸的物质的量之比为1(3×57+5×57)=740。
答案:C 8.(2015·齐齐哈尔市实验中学高三模拟)a mol Cu与含b mol HNO3的溶液恰好完全反应,被还原的HNO3的物质的量一定是 ( )
A.(b-2a) mol B.14b mol C.23a mol D.2a mol 解析:表现酸性的HNO3为2a mol,所以被还原的HNO3为(b-2a)mol。 答案:A 9.(2016届陕西省西安市曲江一中高三上学期期中)Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O,当NO2和NO的物质的量之比为11时,实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为 ( ) A.17 B.19 C.15 D.29 解析:本题考查氧化还原反应计算。Cu2S与一定浓度HNO3反应,Cu2S中铜元素由+1价氧化到+2价;硫元素由-2价氧化到+6价,硝酸起氧化剂与酸作用,起氧化剂作用的HNO3的氮元素被还原为NO2、NO,起酸作用硝酸生成Cu(NO3)2;令NO2、NO的物质的量分别为1 mol、1 mol,根据电转移守恒知:n(Cu2S)×[6-(-2)+1×2]=1 mol×(5-4) mol
+(5-2),解n(Cu2S)=0.4 mol。由硫元素守恒知n(CuSO4)=n(Cu2S)=0.4 mol;根据铜元素
守恒知溶液n[Cu(NO3)2]=2n(Cu2S)-n(CuSO4)=2×0.4 mol-0.4 mol=0.4 mol,由氮元素守
恒知参加反应硝酸n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO)=2×0.4 mol+1 mol+1 mol=
2.8 mol,所实际参加反应Cu2S与HNO3的质量比n(Cu2S) n(HNO3)=0.4 mol2.8 mol=17,故A正确。 答案:A 10.(2016届四川省广元中学高三上学期第二次阶段测试)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积 ( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL 解析:本题考查氧化还原反应计算。1.68 L O2(标准状况),物质的量为0.075 mol,根据电子守恒,NO2、N2O4、NO的混合气体与氧气反应共失电子0.075 mol×4=0.3 mol;即铜与
硝酸反应时共失电子0.3 mol,所以铜的物质的量为0.3 mol÷2=0.015 mol;Cu2+恰好完全沉淀消耗氢氧化钠的物质的量为0.3 mol,体积为0.3 mol÷5 mol·L-1=0.06 L,故A正确。 答案:A 二、非选择题 11.(2015·山东省邹城市第一中学高三模拟)Ⅰ、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有—个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质: (1)该反应中,化合价升高的反应物是________。 (2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:______________________。 (3)上述反应中,氧化剂是________,1 mol氧化剂在反应中得到________mol电子。 Ⅱ、某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数测定
(1)装置④中的x试剂为________。 (2)装置③中发生反应的化学方程式为________。该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生。改进该实验装置以减少副反应发生的方法是________。 (3)测定漂白粉有效成分的质量分数 称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.1000