1、1第一节 氧化还原反应1、根据下列三个反应,排出氧化剂氧化性的强弱顺序:A4HClMnO 2 MnCl2Cl 22H 2O B16HCl2KMnO 4=2KCl2MnCl 25Cl 28H 2OC4HClO 2 2Cl22H 2Oul50解析:这三个反应中还原剂都是盐酸。不同的氧化剂与同一还原剂反应时,若反应越易发生,则氧化剂的氧化性越强,反之就弱,故其氧化性顺序由强到弱:KMnO4MnO2O2。2、配平氧化还原方程式:P 4OCl 2FY=POCl3P 2Cl5解析:本题中 P4O 中的 P 元素对应有两种产物,故设 P4O 的化学计量数为“1” 。用待定系数法配平的关键是选准一种物质的化学
2、计量数为 1。令 P4OaCl 2=bPOCl3cP 2Cl5,由原子守恒得: 42,21/4,135,3/bcaba解 得代入整理得:4P 4O21Cl 2=4POCl56P 2Cl53、配平下列方程式:Fe 3C HNO3=Fe(NO3)3NO 2CO 2H 2O解析:复杂物质 Fe3C 按常规化合价分析无法确定 Fe 和 C 的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价为零价,再根据化合价升降法配平。 3Fe(0)9C +4 N513升 共 升升降再用观察法,不难确定各物质的化学计量数为:1、22、3、13、1、11,故为Fe3C22HNO 3=3Fe(NO3)313NO 2CO 21
3、1H 2O24、配平 NH4NO3FY=N2HNO 3H 2O解析:NH 4NO3 中 N 的平均化合价为 1 价,则元素化合价升降关系为:2N 2(10) 降 21N 15 升 41用观察法调整确定各物质的化学计量数,故:5NH4NO3=4N29H 2O2HNO 3注:若配平时不用此平均标价法,则要分析同种元素化合价升降关系。决不会出现化合价交叉现象,即不会出现 的情况。+4232NH,ON,43NHO5、问四氧化三铁中铁的氧化数为多少?解析:已知氧的氧化数为2,设铁的氧化数为x,则 3x4(2)=08故所以 Fe3O4中 Fe 的氧化数为 。83注:氧化数可以为分数。6、用离子电子法配平下
4、列方程:KMnO4FeSO 4H 2SO4FY=MnSO4Fe 2(SO4)3K 2SO4H 2O解析:写出反应的离子表达式:Fe 2+H +FY=Mn2+Fe 3+H 2O4MnO分别写出氧化和还原半反应:Fe 2+e Fe 3+58H + 5e Mn 2+ 4H2O14n根据反应过程中得失电子相等原则,配平氧化剂和还原剂系数:35Fe 2+8H +=Mn2+5Fe 3+4H 2O4MnOH 2SO4 作介质时,化学方程式可写为:2KMnO410FeSO 48H 2SO4=K2SO42MnSO 45Fe 2(SO4)38H 2O注:离子电子法配平的关键是把氧化还原反应方程式拆为两个半反应式,
5、再利用电子得失守恒即可消去电子,得方程式。7、计算由标准氢电极和标准镉电极组成的电池的自由能。解析: E Cd /=-0.42 6VE H+/20+2代数值较小的电极应作原电池的负极, 代数值较大的电极为正极,因此电池: :的符号可表示为:()Cd|Cd 2+(1mol/L)/H+(1 mol/L)|H2(Pt)()0E -E -( 0.42 6)= +0.42 6VE -G=-nF296 5000.402 6=77 701.8J/mol第二节 离子反应和离子方程式1、在 pH=1 的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是( )AAl 3+、Ag +、Cl BMg 2+、 Cl43NHOCBa
6、2+、K +、 CH3COO 、Fe 3+DZn 2+、Na +、 24S解析:A 组由于 Ag+Cl =AgCl而不能共存;C 组因生成弱电解质(H+CH 3COO =CH3COOH)而不能共存,且 Fe3+是棕黄色的,故答案为 A、C。注:解答此类题的关键是掌握离子能否共存的判断规则。2、重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。经化验甲废液呈碱4性,主要有毒离子为 Ba2+离子,如将甲、乙废液按一定比例混合,毒性明显降低。乙废液中不可能含有的离子是( )ACu 2+和 BCu 2+和 Cl24SOCK +和 DAg +和 3NO解析:沉淀 Ba2+必须用 ,而在 A、C 两
7、选项中均含有 ,但 C 项中 K+无毒24 24SO性,A 项中 Cu2+可与甲废液中 OH 反应生成 Cu(OH)2 沉淀,从而降低毒性。本题答案为A。注:设法使重金属离子转化为沉淀,使其毒性明显降低。若仅考虑将 Ba2+沉淀为BaSO4,即选 C。3、下列反应的离子方程式错误的是( )A等物质的量的 Ba(OH)2 与 NH4HSO4 在溶液中反应:Ba2+2OH =BaSO4NH 3H2O H2O+4NHSOB氢氧化铁与足量的氢溴酸溶液反应:Fe(OH)33H +=Fe2+3H 2H 2OC足量的 CO2 通入饱和碳酸钠溶液中:CO2 H 2O=3O3CD向碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰
8、水:Ca2+ 2OH =CaCO3 2H 2O32解析:对于 A: 在水溶液中进一步电离成 H+和 ,且 Ba(OH)2 与 NH4HSO44HSO24S等物质的量反应,故 NH4+与 H+分别与 OH 反应,故 A 正确。对于 B,氢溴酸是强酸,Fe(OH)3 为难溶物,故也正确。对于 C,由于 NaHCO3 溶解度小于 Na2CO3,且 Na2CO3 为饱和溶液,故析出的是 NaHCO3 晶体,故 C 错误。对于 D,Ca(OH) 2 少量,故溶液中还有5存在,若 Ca(OH)2 过量,则不能有 存在。故 D 正确。本题答案为 C。23CO 23CO注:本题结合元素化合物的知识,从多个侧面
9、考查对离子方程式正误的判断。有的同学对 D 选项产生怀疑:产物中的阴离子是 还是 OH ?仔细分析可发现,加入的石灰23水是少量,n(OH ) 因此 OH 与 的反应将全部消耗,故 D 选项不符合题3(HCO),nHCO意。4、下列反应的离子方程式书写正确的是( )A向氢氧化钠溶液中通入少量 CO2:OH CO 2= 3HCOB用氨水吸收少量 SO2:2NH 3H2OSO 2= 42NSC向硝酸铝溶液中加入过量氨水:Al 3+4NH 3H2O= 2H 2O4AlD向 Fe2(SO4)3 的酸性溶液中通入足量 H2S:Fe 3+H 2S=Fe2+S 2H +解析:A 选项因为 CO2 量少,只能
10、生成 ,错误;C 选项中生成的 Al(OH)3 沉淀不3O与弱碱氨水反应生成 ,错误;D 选项中的离子方程式电荷不守恒,故 B 选项正确。lO注:要掌握离子方程式的书写规则,且电荷守恒原理是判断离子方程式的一条重要原理,务必熟悉其应用。5、 (1)向 NaHSO4 溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式:_。(2)在以上中性溶液中继续滴加 Ba(OH)2 溶液,请写出此步反应的离子方程式:_。解析:因 NaHSO4 是二元强酸的酸式盐,可以理解成全部电离。当反应后溶液是中性时其反应式为 2NaHSO4Ba(OH) 2=BaSO4Na 2SO42H 2O,离子方程
11、式是2H+ Ba 2+2OH =BaSO42H 2O。此时中性溶液中只有 Na2SO4 溶液,加入24SOBa(OH)2 的离子方程式应为:Ba 2+ =BaSO4。S6注:酸式盐与碱的反应,情况比较复杂。因为由加入碱的量不同,其产物有所不同,所以建议先写成化学式方程式再改写成离子方程式。6、某待测液中可能含有 Fe2+、Fe 3+、Ag +、Al 3+、Ba 2+、Ca 2+、 等离子,进行了下4NH述实验(加入的酸、碱、氨水、溴水都过量):根据实验结果:(1)判定待测液中有无 Ba2+、Ca 2+离子,并写出理由。_。(2)写出沉淀 D 的化学式: _。(3)写出从溶液 D 生成沉淀 E
12、离子反应方程式:_。解析:溴水能将 Fe2+氧化成 Fe3+,因而无论原待测液含 Fe2+、Fe 3+中的一种或二种,最终沉淀 D 均为 Fe(OH)3,而沉淀 E 则一定为 Al(OH)3,沉淀 C 中有 Fe(OH)3、Al(OH) 3 两种沉淀。在此 Fe3+、Al 3+与强、弱碱反应的相似性和差异性得到了很好的体现。答案为:(1)至少含 Ba2+、Ca 2+中一种,因为 CaSO4 微溶,BaSO 4 难溶;(2)Fe(OH) 3(3)2AlO 2 CO 23H 2O=2Al(OH)3 2CO7(3)对反应,因 ng=1,所以压力增大,有利于反应逆向移动。对反应,因 ng=1,所以压力
13、增大,有利于反应正向移动。对反应,因 ng=1,所以压力增大,有利于反应正向移动。3、多硫化钠 Na2Sx(x 2)在结构上与 Na2O2、FeS 2、CaC 2 等有相似之处。Na 2Sx 在碱性溶液中可被 NaClO 氧化为 Na2SO4,而 NaClO 被还原为 NaCl,反应中 Na2Sx 与 NaClO 的物质的量之比为 116,则 x 的值是( )A5 B4 C3 D2解析:ClO 变成 Cl ,需得到 2e ,则ClO H 2O2e =Cl 2OH 而 需失去 (x2)6e 27e =(6x2) e ,这个结果可这们理解, 中 2 个 SSx x的化合价为1 价,由1 价变成 的
14、6 价需失去 7e ,则另外(x 2)个 S 的化合价为4SO0 价,由 0 价变成 的6 价需失去 6e ,因此 1 个 共需失去(6 x2) e ,反应式为:24 2S8 xOH (6x 2) e = 24x4x H2O2S由这两个电极反应式及 116,可得到以下关系式:2(6x 2)=116 得 x=5所以,本题答案为 A。4、反应 NOO 2NO 2H 2OHNO 3(未配平)是一个有多组计量数(即系数)的化学方程式,当氧气有 1/3 被 NO 还原时,参加反应的各物质计量数之比为( )A4、9、24、14、28 B1、1、1、1、2C8、9、12、10、20 D任意比均可解析:由于题
15、中氧化还原是有条件的,就必须按条件特殊处理,不能按常规配平。常规配平:8即为 B,但不符合题意。题意要求有 1/3 的氧气被 NO 还原,应按此配平,具体如下:所以应选 A。5、次磷酸(H 3PO2)是一种强还原剂,将它加入 CuSO4 水溶液,加热到 4050,析出一种红棕色的难溶物 A。经鉴定:反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;X 射线衍射证实 A 是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿( ZnS) ,组成稳定,A 的主要化学性质如下:温度超过 60,分解成金属铜和一种气体;在氯气中着火;与盐酸反应放出气体。(1)写出 A 的化学式。(2)写出 A 的生成反应方程式。(3)写出 A 与 Cl2
16、 反应的化学方程式。(4)写出 A 与盐酸反应的化学方程式。解析:由题意得知反应为:H 3PO2CuSO 4H 3PO4A (未配平) 。还原剂 H3PO4 中 P(1 价)被氧化成 P(5 价) ,而 S 的价态没变,那么氧化剂只可能是 Cu2+,但只可能被还原为 Cu+说明 A 中没有 Cu+,因为 A 在温度超过 60时会分解成 Cu 和一种气体,反过来也说明 A 中还有一种非金属原子,且分解时生成气体;而在反应体系中非金属元素只有 O、 S、P、H 四种,O 、P 和 S 都不可 Cu2O、Cu 3P 和 Cu2S 都已9不像 ZnS 那样由不同元素组成的双原子化合物(习惯上称这样的化
17、合物为二元化合物) ,唯一可能的是 CuH,它属于二元化合物,且分解后生成 Cu 和 H2,可以在氯气中燃烧生成氯化铜和氯化氢,与盐酸生成 H2。所以 A 是 CuH。具体解答如下:(1)CuH(2)4CuSO 4 3H3PO26H 2O=4CuH3H 3PO44H 2SO4(3)2CuH3Cl 2=2CuCl22HCl(4)CuHHCl=CuClH 2或 CuH2HCl=HCuCl 2H 2或CuH3HCl=H 2CuCl3H 2若盐酸浓度不够,Cu(I) 会发生歧化反应;若在较浓的盐酸中,Cl 是配位体,可形成酸配位酸6、长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是自 1971 年斯图尔杰和阿佩
18、里曼(美)成功地合成了次氟酸后,这种论点被强烈地动摇了。他们是在 0以下将氟化物从细冰末的上面通过,得到了毫克量的次氟酸。(1)写出次氟酸的结构式并指出各元素的氧化数。写出斯图杰尔和阿佩里曼方法制备该酸的反应方程式。(2)下面给出了几个分子和基团化学键的键能:H2 O2 F2 OH OF HFE(kJmol1)432 494 155 424 220 566试计算次氟酸的生成热(即从单质生成 1mol 该酸反应的热效应) 。(3)为什么次氟酸不稳定?试预测它分解的可能途径,求出次氟酸分解的热效应值。10(4)次氟酸刹那间能被热水所分解,此时得到的溶液既表现有氧化性(对于碘化钠) ,又表现有还原性
19、(对于高锰酸盐) ,试推断次氟酸在水解时能生成什么产物?写出全部反应的方程式。解析:(1)氟与冰反应,生成 HOF,当 1mol F2 与 1mol 水作用时,除生成 1 mol HOF 外,还剩 1 mol 氟原子和 1 mol 氢原子,因此还有另一产物为 HF,所以反应方程式为 F2H 2O=HFHOF ,HOF 为共价化合物,只有两个未成对电子,故氧原子应位于氢原子和氟原子的中间,分别与氢原子和氟原子各形成一个共价键,故其结构式为 HOF。它的结构与 HOCl 酸相似,其中氟的氧化数是否与次氯酸中 Cl 的氧化数一样,显1 价呢?因氟的电负性比氧大,吸引电子能力比氧强,它们之间的共用电子
20、对偏向氟,而不偏向氧,所以氟显1 价。对于氧原子而言,除与氟共用一对电子外,还与氢共用一对电子,其吸电子能力强于氢,故电子对偏向氧。因为一对共用电子对偏向氧,另一对共用电子对偏离氧,故氧的氧化数为 0,次氟酸中各元素的氧化数为: 10HOF(2)生成热是指由稳定单质生成 1 摩尔该酸的反应的热效应。计算生成热时,可写出由单质生成该化合物的反应方程式,不管该反应是否能发生。该反应可写出如下反应方程式: 22ri(B)ri()ri(B)111OHFO43954010.(kJmol)EEE:反 应 物 生 成 物(3)由于 HOF 分子中存在电中性的氧原子以及易极化的带正电荷的氢原子和带负电荷的氟原子,从而易分解成单质 O2 和氟化氢:2HOF=2HF O 2,反应物热效应同样可由键能值求得。