一轮备考·考点专练(2025届)高中化学试题第05讲氧化还原反应方程式的配平与计算考点专练含解析答案
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知识点1 氧化还原反应的配平
考点1 氧化还原方程式的配平
1.神舟十四号飞船的天线用钛镍记忆合金制造,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程包含以下反应:_____FeTiO3+_____C+_____Cl2_____TiCl4+_____FeCl3+____CO,下列说法不正确的是
A.Cl2是氧化剂
B.该反应方程式中各物质的系数为2、6、7、2、2、6
C.生成1mlTiCl4转移7ml电子
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶6
2.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
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
考点2 “信息型”氧化还原反应方程式的书写
3.汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理,使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO与CO反应的化学方程式: ,该反应中NO表现为 性。
4.化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时,从资料查阅到下列信息:
I.Mg在高温条件下可与SiO2反应;
Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4;
Ⅲ.SiH4在空气中自燃。
他们根据信息进行实验,当用足量稀H2SO4溶解第I步实验获得的固体产物时,发现有爆鸣声和火花;然后过滤、洗涤、干燥;最后称量、计算,测得其产率只有预期值的63%左右。
(1)第I步实验发生反应的化学方程式是 。
(2)用稀H2SO4溶解第I步实验获得的固体产物时,产生爆鸣声和火花的原因是 。
5.以甲苯为原料通过间接氧化法可制得苯甲醛、苯甲酸等物质,反应原理如图所示。下列说法错误的是
A.阳极的电极反应式为
B.电解结束后,阴极区溶液的pH保持不变
C.酸性溶液将甲苯氧化为苯甲醛的离子方程式为
D.1ml甲苯被氧化为0.5ml苯甲醛和0.5ml苯甲酸时,共消耗
【特别提醒】
“补缺”的技巧
缺项化学(离子)方程式的配平:
配平化学(离子)方程式时,有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒,总的原则是酸性溶液中不能出现OH-,碱性溶液中不能出现H+,具体方法如下:
注:绝不可能出现的情况:H+→OH-或者OH-→H+。
知识点2 氧化还原反应的计算
考点1 考查多元素之间得失电子守恒问题
6.已知受热分解为的价和价的混合氧化物(价的能氧化浓盐酸生成)。受热分解得到固体和氧气,固体与足量的浓盐酸反应得氯气,若为,则分解所得固体的成分及物质的量之比可能是
①②③④
A.③④B.②③C.①②D.①④
7.一种利用金属磷化物作为催化剂,将CH3OH转化成甲酸钠的电化学示意图如下,阴极生成和一种气体。下列说法错误的是
A.b为电源正极
B.Na+由右侧室向左侧室移动
C.阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑
D.理论上,当电路中转移时,阴极室质量增加134g
考点2 考查多步反应得失电子守恒问题
8.将1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 ml·L-1硫酸中,然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液,恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,且Cr2O72—中Cr6+全部转化为Cr3+。则K2Cr2O7的物质的量浓度是多少 ?
9.在氧气中燃烧0.22 g硫和铁组成的混合物,使其中的硫全部转化为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸,这些硫酸可用10 mL 0.5 ml·L-1氢氧化钠溶液完全中和,则原混合物中硫的百分含量为
A.72%B.40%C.36%D.18%
【特别提醒】
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,若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得电子数目和失电子数目,即可迅速求解。知识点
考点
题号
题型
难度
氧化还原反应的配平
氧化还原方程式的配平
1
选择题
简单
2
选择题
适中
“信息型”氧化还原反应方程式的书写
3
填空题
简单
4
选择题
适中
氧化还原反应的计算
考查多元素之间得失电子守恒问题
5
选择题
简单
6
选择题
适中
考查多步反应得失电子守恒问题
7
填空题
简单
8
选择题
适中
酸性环境
碱性环境
反应物中少氧
左边加H2O,右边加H+
左边加OH-,右边加H2O
反应物中多氧
左边加H+,右边加H2O
左边加H2O,右边加OH-
参考答案:
1.D
【分析】反应中C的化合价由0升高为+2价,FeTiO3中Fe元素的化合价由+2升高到+3价,则C、FeTiO3为还原剂;Cl2中Cl元素的化合价由0降低到-1价,则Cl2为氧化剂;根据Cl原子守恒和得失电子守恒可知,7mlCl2得14ml电子生成2mlTiCl4和2mlFeCl3,2mlFeTiO3失去2ml电子生成2mlFeCl3,6mlC失去12ml电子生成6mlCO,则化学方程式为。
【详解】A.反应中氯元素化合价降低,则Cl2是氧化剂,A正确;
B.根据分析,该反应方程式中各物质的系数为2、6、7、2、2、6,B正确;
C.根据分析,1ml该反应生成2mlTiCl4转移14mle-,则生成1 ml TiCl4,转移7 ml电子,C正确;
D.根据分析,Cl2为氧化剂,FeTiO3、C均为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶8,D错误;
答案选D。
2.D
【分析】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+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O,然后TiOSO4发生水解生成钛酸H2TiO3,H2TiO3加热或灼烧进行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。
【详解】A.由分析可知,步骤①的反应FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O,该过程种元素的化合价没有发生变化,A正确;
B.由分析可知,步骤③的操作名称是加热或高温煅烧,B正确;
C.由分析可知,步骤④的反应方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,C正确;
D.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;
故答案为:D。
3. 2CO+2NON2+2CO2 氧化
【详解】NO与CO反应生成的与大气循环的无毒气体为N2、CO2,反应的化学方程式:2CO+2NON2+2CO2,N元素的化合价下降,体现出NO具有氧化性。
4.(1)2Mg+SiO22MgO+Si、2Mg+SiMg2Si
(2)硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃,即发生反应Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2=SiO2+2H2O
【详解】(1)Mg在高温的条件下可与SiO2反应生成单质硅和氧化镁,反应的方程式为:2Mg+SiO22MgO+Si;用稀H2SO4溶解第①步实验获得固体产物时,产生爆鸣声和火花,结合SiH4在空气中自燃可知生成了SiH4,发生反应为Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4,SiH4+2O2═SiO2+2H2O,则反应①中还生成了Mg2Si,发生反应为:2Mg+SiMg2Si,故答案为:2Mg+SiO22MgO+Si、2Mg+SiMg2Si;
(2)根据①的分析可知,用稀H2SO4溶解第①步实验获得固体产物时,产生爆鸣声和火花的原因是发生了反应:Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2═SiO2+2H2O,故答案为:硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃,即发生反应Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2=SiO2+2H2O。
5.D
【分析】左侧电极上发生反应:,可知左侧电极为阳极,右侧电极为阴极;阳极生成的转移到最左侧装置中将甲苯氧化为苯甲醛等,据此分析解答。
【详解】A.由图可知,左侧Pt电极为阳极,右侧Pt电极为阴极,阳极的电极反应式为:,A正确;
B.阴极的电极反应式为,阴极区每消耗,同时就有从阳极区通过质子交换膜进入阴极区,阴极区溶液的保持不变,故电解结束后,阴极区溶液的pH保持不变,B正确;
C.酸性溶液将甲苯氧化为苯甲醛的离子方程式为:,C正确;
D.根据关系式和,可知1ml甲苯被氧化为0.5ml苯甲醛和0.5ml苯甲酸时,共失去5ml电子,再根据关系式,可知1ml甲苯被氧化为0.5ml苯甲醛和0.5ml苯甲酸时,共消耗,D错误;
故选D。
6.A
【详解】PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与浓盐酸作用,+4价Pb被还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,根据化合价变化可知1mlPbO2在上述转化过程中共转移2mle-,设该过程得到O2的物质的量为a=3x ml,则Cl2的物质的量为b=2x ml,利用得失电子守恒可得:3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,故知1ml PbO2在受热分解过程中产生0.375mlO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)=4:5,结合选项可知只有③、④项满足n(Pb):n(O)=4:5,故A正确;
故选:A。
7.D
【分析】由CH3OH制取HCOONa,C元素由-2价升高到+2价,则右侧电极为阳极,b电极为正极;左侧电极为阴极,a为负极。
【详解】A.由分析可知,右侧为阳极,电极发生氧化反应,与电源正极相连,则b为电源正极,A正确;
B.阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑,阳极的电极反应式为,根据电极反应式的离子消耗与生成情况可知,由阳极向阴极移动,即由右侧室向左侧室移动,B正确;
C.由B选项可知,阴极的电极反应式为2CO2+2H2O+2e-=2HCO+H2↑,C正确;
D.当电路中转移2mle-时,根据,吸收n(CO2)=n(e-)=2ml,生成n(H2)=1ml,定向移动到阴极的n(Na+)=n(e-)=2ml,则阴极室增加的质量m=m(CO2)+m(Na+)-m(H2)=2ml×44g/ml+2ml×23g/ml-1ml×2g/ml=132g,D错误;
故选D。
8.0.100 ml·L-1
【详解】由题中信息可知,FeO完全溶解在100 mL 1.00 ml·L-1硫酸中反应的化学方程式为:FeO+2HCl=FeCl2+H2O①;加入25.00 mL K2Cr2O7溶液,恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,且Cr2O中Cr6+全部转化为Cr3+可知,Fe的化合价由+2价升高为+3价,Cr的化合价由+6价降低为+3价,根据化合价升降守恒、电荷守恒和原子守恒,可得反应的离子方程式为:14H++6Fe2++Cr2O=2Cr3++6Fe3++7H2O②,根据①②可知6FeO~K2Cr2O7,1.08gFeO的物质的量为n===0.015ml,则K2Cr2O7的物质的量浓度c== =0.100 ml·L-1;
9.C
【详解】经分析,硫元素最终全部转化为硫酸,并和NaOH反应,则由S原子守恒和有关反应可得出:
得m(S)=0.08g
原混合物中w(S)=×100%≈36%,故选C。
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