课时跟踪检测(九)　信息型氧化还原反应方程式的书写(题型课)

这是一份课时跟踪检测(九)　信息型氧化还原反应方程式的书写(题型课)，共9页。试卷主要包含了“绿水青山就是金山银山”等内容，欢迎下载使用。
1．(2021·武汉模拟)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。
①通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是_________________。
②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、电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－。(2)①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；②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2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2H＋===2ClO2↑＋O2↑＋2H2O。
答案：(1)2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－ (2)①稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸
②2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2O2＋2H＋===2ClO2↑＋O2↑＋2H2O
2．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，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，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：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。(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 eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，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2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋O2＋2H2O，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2∶1，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Cl－，根据：NaClO2 eq \(――→,\s\up7(得4e－)) Cl－和Cl2 eq \(――→,\s\up7(得2e－),\s\d5( )) 2Cl－可知，得电子数相等时存在NaClO2～2Cl2，故亚氯酸钠的有效氯含量为 eq \f(71×2,90.5) ≈1.57。
答案：(1)2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4
(2)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) (或NaClO2)
(3)2∶1 O2 (4)1.57
3．(2021·锦州模拟)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__________________________，氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________________
______________________________________________。
(2)取300 mL 0.2 ml·L－1KI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________ml。
(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 ml·L－1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。配平上述反应的离子方程式：________MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋________S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋________H＋===________Mn2＋＋________SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋________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Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，氧化产物氯化铜与还原产物水的物质的量之比为1∶2。(2)n(KI)＝0.06 ml，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 ml，共失去电子的物质的量为2×0.02 ml＋0.02 ml×[5－(－1)]＝0.16 ml。(3)先由棕黄色变为浅绿色，说明Fe3＋先被还原为Fe2＋，变为浅绿色的离子方程式是2Fe3＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O===2Fe2＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H＋，后变为棕黄色的原因是反应生成的H＋与NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 组成的硝酸将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是3Fe2＋＋4H＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(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 eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) 能将S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，本身被还原为Mn2＋，反应的离子方程式为8MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋14H＋===8Mn2＋＋10SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋7H2O；实验中，消耗n(S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) )＝0.100 ml·L－1×0.012 L＝0.001 2 ml，由得失电子数目守恒得：n(MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )×5＝0.001 2 ml×4×2，得n(MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) )＝1.92×10－3 ml, 则该样品中KMnO4的物质的量是1.92×10－3 ml。
答案：(1)Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O 1∶2 (2)0.16 (3)Fe3＋被还原成Fe2＋ 3Fe2＋＋4H＋＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O (4)碱式 8 5 14 8 10 7 1.92×10－3 ml
4．(2021·衢州模拟)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SnCl2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) 3＋SnCl2＋2HCl===2FeSO4＋SnCl4＋H2SO4。(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SnCl2→SnCl4。(3)该反应为Fe2(SO4) 3＋SnCl2＋2HCl===2FeSO4＋SnCl4＋H2SO4，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1∶2。
答案：(1)Fe2(SO4)3 (2)SnCl2 SnCl4
(3)
(4)1∶2
5．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___________________________________________。
(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 ml·L－1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，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H2C2O4·2H2O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4KOH＋2MnO2＋O2===2K2MnO4＋2H2O。(2)若贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，发生反应：Al2O3＋2KOH===2KAlO2＋H2O、SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O，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 eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 失电子转化为MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，电极反应式为2MnO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) －2e－===2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ，阴极发生还原反应，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，两式相加得总反应的离子方程式为2MnO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5( )) 2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋2OH－＋H2↑。(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3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3，反应中3 ml K2MnO4有1 ml锰原子化合价由＋6价降为＋4价，作氧化剂，有2 ml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1∶2。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6H＋＋2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5H2C2O4===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑，则样品中草酸晶体的物质的量为n(H2C2O4·2H2O)＝5×14.80×10－3×0.020 0× eq \f(5,2) ml＝3.7×10－3 ml，草酸晶体的质量为3.7×10－3 ml×126 g·ml－1＝0.466 2 g，则该草酸晶体的纯度为 eq \f(0.466 2 g,0.500 g) ×100%≈93.2%。
答案：(1)4KOH＋2MnO2＋O2===2K2MnO4＋2H2O
(2)偏高
(3)2MnO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5( )) 2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋2OH－＋H2↑
(4)3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2＋2K2CO3 1∶2 产率更高、KOH可循环利用 (5)93.2%
6．(2021·阜阳模拟)ClO2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)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。
①ClO2和MnO2均属于氧化物，理由是____________________________________
________________________________________________________________________。
②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 mg·L－1ClO2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：
①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____________________________________________________。
②当溶液pH>7时，NO的去除率增大的原因是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1∶2。(2)①ClO2和MnO2均含两种元素，且其中一种为氧元素，属于氧化物；②将ClO2通入MnSO4溶液中可检测到Cl－，同时有黑色MnO2沉淀生成，反应的离子方程式为2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋12H＋＋2Cl－。(3)①200 mg ClO2的物质的量为 eq \f(0.2 g,67.5 g·ml－1) ≈0.002 96 ml，因此ClO2溶液的物质的量浓度为2.96×10－3 ml·L－1，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；②当溶液pH>7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4NO＋3ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋4OH－===4NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋3Cl－＋2H2O。
答案：(1)＋3 1∶2 (2)①均含两种元素，且其中一种为氧元素 ②2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋12H＋＋2Cl－ (3)①2.96×10－3 ml·L－1 控制溶液呈强酸性或强碱性 ②4NO＋3ClO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋4OH－===4NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋3Cl－＋2H2O
7．(2021·长沙模拟)“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。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
②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 eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO)，设计了如下流程：
①“反应1”用于吸收Cl2，“反应1”的化学方程式为
________________________________________________________________________。
②“反应2”的离子方程式为___________________________________________。
解析：(1)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SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O，(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SO2＋2NH3·H2O===2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O。②由图示可得，用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4，化学方程式为SO2＋MnO2===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2CO＋2NO eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5( )) 2CO2＋N2。(3)①由流程结合已知，“反应1”用石灰乳吸收Cl2，故化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。②“反应2”为NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和NaNO2溶液反应生成无污染气体，根据氧化还原反应原理，NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 和NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 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NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ===N2↑＋2H2O。
答案：(1)①SO2＋2NH3·H2O===2NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O ②SO2＋MnO2===MnSO4
(2)2CO＋2NO eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5( )) 2CO2＋N2
(3)①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O ②NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ===N2↑＋2H2O