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高一化学竞赛培训教材(有讲解和答案) 2


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高中思维训练班《高一化学》
第 1 讲-----化学计算题的解题方法和技巧 『本讲要点』:常用的解难题方法 『重点掌握』: 守恒法 一 守恒法 1.某种含有 MgBr2 和 MgO 的混合物,经分析测得 Mg 元素的质量分数为 38.4%,求溴(Br)元素的质量分数。 (Br 的原子量是 80)<

br />
二 巧设数据法 2.将 w 克由 NaHCO3 和 NH4HCO3 组成的混合物充分加热, 排出气体后质量变为 w/2 克, 求混合物中 NaHCO3 和 NH4HCO3 的质量比。 (2NaHCO3 Na2CO3+H2O↑+CO2↑ NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑)

三 极植法 3.取 3.5 克某二价金属的单质投入 50 克溶质质量分数为 18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若 2 . 5 克该 金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质 量为( ) A.24 B.40 C.56 D.65

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四 估算法 4.将 13.2 克可能混有下列物质的(NH4)2SO4 样品,在加热的条件下,与过量的 NaOH 反应,可收集到 4.3 升 NH3(密度为 17 克/22.4 升),则样品中不可能含有的物质是( ) A.NH4HCO3、NH4NO3 B.(NH4)2CO3、NH4NO3 C.NH4HCO3、NH4Cl D.NH4Cl、(NH4)2CO3

『课后作业』: 5.有 4.0 克+2 价金属的氧化物与足量的稀盐酸反应后,完全转化为氯化物,测得氯化物的质量为 9.5 克,通过计算指出 该金属的名称。(差量法)

6.取 100 克胆矾,需加入多少克水才能配成溶质质量分数为 40%的硫酸铜溶液?( 十字交叉法)

Key of homework:5.24 Mg, 6.60g
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Answer sheet: 总结:有些问题用其他方法可能也可以做出,这里可能只是追求最优解 一 解析:在混合物中,元素的正价总数=元素的负价总数,因此,Mg 原子数× Mg 元素的化合价数 值=Br 原子数× Br 元素的化合价数值+O 原子数× O 元素的化合价数值。 设混合物的质量为 100 克,其中 Br 元素的质量为 a 克,则

100 ? 38 .4 ? a 38 .4 a × 2= × 1+ × 2 a=40(克) 24 80 18
故 Br%=40%。

二 解析:由 2NaHCO3

Na2CO3+H2O↑+CO2↑和 NH4HCO3

NH3↑+H2O↑+CO2↑可知,残留固体仅为 Na2CO3,

可巧设残留固体的质量为 106 克,则原混合物的质量为 106 克× 2=212 克,故 m(NaHCO3)=168 克,m(NH4HCO3)=212 克-168 克=44 克。

= 三 解析:盐酸溶液中溶质的质量为 50 克× 18.25%=9.125 克,9.125 克盐酸溶质最多产生 H2 的质量为

=0.25 克。 由题意知,产生 1 克 H2 需金属的平均质量小于 3.5 克× 4=14 克,大于 2.5 克× 4=10 克,又知该金属为二价金属, 故该金属的相对原子质量小于 28,大于 20。答案选 A。 四 解析:结晶水合物(CuSO4*5H2O)可看成 CuSO4 的溶液,其溶质质量分数为

× 100%=

× 100%=64%。设加水(溶质质量分数可看成 0%)的质量为 x,则

x=60 克 五 解析:假设样品为纯(NH4)2SO4,则由(NH4)2SO4→2NH3 可知,能产生 4.48 升 NH3,大于 4.3 升。因此样品中的杂质 造成样品 NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4 中 NH4+的含量。这就要求选项的两种物质中至少有一种物质的 NH4+ 含 量 小 于 (NH4)2SO4 中 NH4+ 的 含 量 , 都 大 于 是 不 可 能 的 。 可 将 备 选 答 案 化 学 式 变 形 后 进 行 估 算 : NH4HCO3→(NH4)2(HCO3)2,NH4NO3→(NH4)2(NO3)2 , NH4Cl→(NH4)2Cl2. 部 分 “ 式 量 ” : (HCO3)=122,(NO3)2=124,Cl2=71,CO3=60,而(NH4)2SO4 中,SO4=96,故答案选 D。 六 解析:反应后物质质量增加是由于参加反应氧化物的质量小于生成氯化物的质量。设金属氧化物化学式为 RO,式 量为 m, 则 RO→RCl2 质量增加 m 55 4.0 克 (9.5-4.0)克 m=40。故金属的相对原子质量为 40-16=24,属于镁元素。

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第 2 讲-----十字交叉法以及与之相关的规律、摩尔与浓度 『本讲要点』: 1.十字交叉法以及与之相关的规律 2.摩尔与浓度 十字交叉法的原理与推导:在化学计算中,对于某些具有平均意义的二元混合体系,可做如下的推理和归纳:设 A1、 A2(A1>A2)为两组分单位物理量的分属性,A 为混合物的混合属性即平均值.m、n 分别为两组分单位物理量的数量因子,

A ? A2 m A1 ? A ,因为 m、n 均为正值,所以 A2<A<A1.可把这种关系直观 总有如下式子:A1×m + A2×n = A(m+n),整理得 n =
的表示为十字交叉形式:即把平均值 A 放在十字的中心,分属性 A1 和 A2 分别放在线头的左下和右下,则得到十字交叉法 的图示形式:

A1 A A2

A - A2 ? ? ? ? m

A1 - A ? ? ? ? n

十字交叉法适用的题型:十字交叉法作为一种简单的算法,它特别适合于两总量、 两关系的混合计算.具体适用的题 型有:(1)质量分数的计算;(2)平均相对分子质量的计算;(3)平均相对原子质量的计算(还没学);(4)反应热的计算(还 没学);(5)混合反应的计算.下面分别用十字交叉法和常规法来解答上述题型,以探究该方法的一些规律. 1 例 有关质量分数的计算:有 a 克质量分数为 15%的硫酸钠溶液,若想将其质量分数变为 30%,需要加硫酸钠多少克?

2 例 有关平均分子量的计算:乙烯(C2H2)与氧气混合气体密度是氢气的 14.5 倍,可知其中乙烯的物质的量分数为多少?

3 例 在标况下,取甲、乙、丙各 30mL 相同浓度的盐酸,然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末,得下表中有关数据 求合金中 Mg 和 Al 的质量分数

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『摩尔与浓度专题』

4 例在一定温度下,将等物质的量 A 和 B 充入一密闭容器中,发生如下反应:A(气)+2B(气)===2C (气) ,反应达到平衡时,若 A 和 B 的物质的量之和与 C 相等,则此时 A 的转化率为( ) A.50 % B.60 % C.40 % D.70 %

5 例 R2O8n-在一定条件下可以把 Mn2+氧化成 MnO4-,若反应后 R2O8n-变为 RO42-,又知反应中氧化剂与还原剂的 物质的量之比为 5 : 2,则 n 的值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4

6 例相同温度压强下,1 体积 HCl 和 9 体积 H2O(气)组成的混合气体,经完全冷凝后,所得盐酸的质量 百分比浓度为( ) A.10% B.18.4% C.4.9×10-4% D.80.2%

『课后作业』

7.向 50 ml 18 mol·L-1 H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的 H2SO4 的物质的量 是( ) A.小于 0.45 mol B.0.45 mol C.在 0.45 mol 和 0.90 mol 之间 D.大于 0.90 mol

8.密度为 0.91g·cm-3 的氨水,质量分数为 25 %,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为 ( ) A.等于 12.5 % B.大于 12.5 % C.小于 12.5 % D.无法确定

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第 3 讲-----讨论思想在综合计算中的应用 1 例写出 H2S 燃烧的化学方程式。1.0 L H2S 气体和 a L 空气混合后点燃,若反应前后气体的温度和压强 都相同(20℃、1.01×105Pa) ,讨论当 a 的取值范围不同时,燃烧后气体的总体积 V(用含 a 的表达式 表示,假定空气中氮气和氧气的体积比为 4:1,其它成分可忽略不计) 。

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3+ 3+

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2 例现有 AlCl3 和 FeCl3 混合溶液, 其中 Al 、 Fe 的物质的量之和为 0.1mol, 在此溶液加入 90mL 4mol·L-1 的 NaOH 溶液,使其充分反应,设 Al3+物质的量与总物质的量的比值为 x。 ⑴根据反应的化学方程式计算 x = 0.4 时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量有多少? ⑵计算沉淀中只有 Fe(OH)3 的 x 取值范围,并请在图中画出沉淀总量(mol)随 x(0→1)变化的曲线。

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3 例将 n mol 的木炭粉和 1 mol 氧化亚铁在反应器中混合,隔绝空气加强热。可能发生的化学反应有① FeO+C==Fe+CO↑②2FeO+C==2Fe+CO2↑③FeO+CO==Fe+CO2 和 ④CO2+C==2CO ⑴若 n<1/4,充分反应后,反应器中的固体物质是 ,气体产物是 。 ⑵若 n>4,充分反应后,反应器中的固体物质是 ,气体产物是 。 ⑶若反应的气体产物是混合物,n 的取值范围是 。 ⑷若反应的气体产物是混合物,且混合物 CO 中 CO2 的物质的量相等,则 n 的值为 。

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『课后作业』: 4 练将 a molH2S 和 1 molO2 置于一个可变的容器内进行反应,维持容器内气体的压强不变(101kPa) , 这 120℃下测得反应前后容器内气体的密度为 d1 和 d2。若 a 的取值不同,则 H2S 的氧化产物可能有如下 三种情况: ⑴全部是 SO2 时,此时 a 的取值范围是多少? ⑵全部是 S 时,此时 a 的取值范围是;并且 d1 d2(填大于、小于、等于) ; ⑶部分是 SO2 时, 部分是 S 时, 此时 a 的取值范围是 _____ ; 反应所生成的 SO2 的物质的量是 _ mol, 容器内气体的物质的量之和为 ____ mol(以含 a 的代数式表示) 。

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Answer sheet
一 解题思路: 此题将数学的函数知识和思想引入到化学领域中。题中所涉及的化学知识是 H2S 的燃烧反应: ①2H2S+O2==2S+2H2O②2H2S+3O2==2SO2+2H2O。 从这两个反应可以看出,当反应物用量不同时,会发生不同的反应。题中 H2S 的体积是一定值 1.0L,空气中的 O2 的体积为一变量 a/5L,以①②两个反应式为依据,讨论 a 的取值范围,并建立空气 a 与反应后总体积 V 的函数关系。 反应后总体积 V 可通过反应前后气体体积的变化量来推算,即:V=1.0L+aL-Δ V。 解答: ⑴O2 不足,从①式: 2H2S+O2==2S+2H2O Δ V 2L 1L 3L a/5L 3a/5L 当 VH2S=1.0L,VO2:a/5L≤0.5L,a≤2.5 时 那么,反应后总体积 V=1.0L+aL–3a/5L。 ⑵O2 过量从②式: 2H2S+3O2==2SO2+2H2O Δ V 2L 3L 2L 3L 1.0L 1.5L 当 VH2S=1.0L,VO2:a/5L≥1.5L,a≥7.5 时 那么,反应后总体积 V=1.0L+aL–1.5L。 ⑶当 7.5≥a≥2.5 时, 发生反应:①2H2S+O2==2S+2H2O Δ V 2L 1L 3L 1.0L 1.5L ③S+O2==SO2 ΔV 1L 1L O 那么,反应后总体积 V=1.0L+aL–1.5L。 答:a≤2.5 时,V=1.0L+2a/5L。 a≥2.5 时,V=aL–0.5L 二 ⑴a≤2/3 ⑵a≥2;大于 ⑶2/3<a<2;1–a/2;1+a/2 提示:此题与例题 1 所涉及的知识点相同,只是 O2 的物质的量为定值,H2S 的物质的量为变量,在确定 a 的取值 范围时,对同样的反应分析的角度不同,在比较 d1 与 d2 的大小关系时,由于容器为定容,故只需比较反应前后气体 的平均摩尔质量。 三 ⑴0.06molFe(OH)3 ⑵0≤x≤0.6 时,沉淀只有 Fe(OH)3 x=0 时,Fe(OH)3 沉淀量为 0.1mol x=0.4 时,Fe(OH)3 沉淀量为 0.06mol x=0.6 时,Fe(OH)3 沉淀量为 0.04mol 0.6≤x≤1 时,总沉淀量=0.1mol(1-x)+0.1xmol=0.4mol(图象略) ⑶Fe(OH)3 为 A(1-x)mol,Al(OH)3 为[A(x+3)-0.36]mol 提示:根据反应 Fe3++3OH-==Fe(OH)3、Al3++3OH-==Al(OH)3、 Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O,其中 NaOH 为定值,沉淀的量与 Al3+含量 x 有关。

四 ⑴C+CO2==2CO⑵FeO 和 Fe;CO2⑶C 和 Fe;CO ⑷1/2<n<1⑸2/3 提示:由于题中给出的反应物为木炭粉和氧化亚铁,可根据反应①、②进行讨论.

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第 5 讲-----复杂的氧化还原反应方程式的配平和计算 『本讲要点』:利用得失电子守恒解决复杂的氧化还原反应问题 *1 例将 4.9 克 Mg 和 Fe 的混合物在一定量的稀 HNO3 中完全溶解(生成的溶液中有 Fe ),得到标况下气体 2.24L(假设 全为 NO 气体).向反应后的溶液中加入足量的烧碱, 在空气中不断搅拌,充分反应后,则生成沉淀的质量可能是( )单 选 A. 6g B. 8g C. 10g
2+

D. 12g

解析:最后沉淀质量=OH 质量+金属质量。由题意可知,金属虽说全溶解,但铁还没有全被氧化成三价铁,加足量的 NaOH 在空气中不断搅拌,Fe(OH)2 将全部被氧化,所以生成的沉淀一定为 Mg(OH)2、Fe(OH)3 ,不可能有 Fe(OH)2 .在此还要注 意的是,整个过程中既有硝酸得电子又有氧气得电子。硝酸得的电子有关系式 NO3 ~NO~3e 为 0.3mol,如再加上空气 中氧气得的电子,那么整个过程中得电子数肯定大于 0.3 mol,为此金属失去的电子数也大于 0.3mol.由于金属阳离子电 荷总数等于金属离子结合的 OH 数.由 e ~OH 可得金属离子结合的 OH 也大于 0.3mol.则最后沉淀大于 4.9+0.3×17=10g, 即生成沉淀大于 10g ,选择题中至少必须有一个选项符合要求,本题正确答案只能选 D 本题最容易受 2+ 思维定势影响,没有注意 HNO3 量不足,溶液中有 Fe ,后加 NaOH 溶液就要考虑空气中 O2 氧化 Fe(OH)2 忽视了这一点,而 错 C 选项。因此考虑问题要全面,要仔细分析整个变化过程。 2 例 Cu2S 与一定浓度的 HNO3 反应,生成 Cu(NO3)2、CuSO4、NO、NO2 和水,当 NO 和 NO2 的物质的量之比为 1:1 时. (1) 实际参加反应的 Cu2S 与 HNO3 的物质的量之比是多少? (2) 写出反应方程式并配平 【解析】:本题主要考察有关氧化还原反应的计算。设参加反应的 Cu2S 的物质的量为 x,被还原的 HNO3 的物质的量为 y,则根据电子得失数目相等,有:x×(2+8)=y/2×1+ y/2×3,y=5 x,起酸性作用的 HNO3 的物质的量为:(2 x- x)×2=2 x,所以实际参加反应 Cu2S 与 HNO3 的物质的量之比为 x:(y+2 x)=1:7 【答案】1:7。

3 例 NH2OH 是一种还原剂,能将某些氧化剂还原。现用含 0.001125mol 羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件 2+ 下反应,生成的 Fe 恰好与含 0.000493 mol KMnO4 酸性溶液完全作用。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 由题意知, KMnO4 得到的电子数等于 NH2OH 失去的电子数。 设产物中 N 为 n 价。 24.65mL×0.020 mol/L×5=25.00 mL×0.049 mol/L×(n+1) 得 n=1 在四个选项中只有 B 符合,故应选 B。

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**4 例单质铁溶于一定浓度的硝酸中反应的化学方程式如下:

a Fe+bNO3-+cH+==d Fe2++f Fe3++g NO↑+h N2O↑ +kH2O ,请你用已掌握的知识研究出下列规律。
(1)c、g、h 的关系式是 ______________________________ 。 (2)b、c、d、f 的关系式是 ___________________________ 。 (3)d、f、g、h 的关系式是 ___________________________ 。 (4)若 a =12 ,铁和硝酸恰好完全反应,则 b 的取值范围是 _______________________ 。c 的取值范围是 ___ _________________ __ 。 解析:(1)这是考查反应前后 H、O 原子守恒关系。若只从“c H → g NO+h N2O”去分析,似乎 H 跟 NO 、N2O + 之间没有什么联系,思路不容易展开。只要抓住“反应中 H 全部转化为 H2O”、“NO 和 N2O 全是由 NO3 转变而来”, 必有“NO3
+ +

NO+2H2O ”和

“ 2NO3

-

N2O+5H2O ”,进而总结出“c = 4g+10h”。

(2)这是考查离子电荷守恒关系。离子反应中反应物微粒所带的电荷数和生成物微粒所带的电荷数必定相等。b、 c、d、f 恰好是反应方程式中各种离子的化学计量数,因此根据“ bNO3-+cH+ → d Fe2++f Fe3+”就可计算出“c-b=2d+ 3f”。 (3)这是是考查电子守恒关系。d、f、g、h 恰好是与电子得失有关四种产物的化学计量数,其中“d Fe +f Fe + ”决定失电子总数,“g NO+h N2O ”决定得电子总数,所以有“ 2d+3f=3g+8h ”。
2+ 3

(4)可以用极限思维方法来解决。这里要注意三个前提:一是 a =12 ;二是铁和硝酸恰好完全反应;三是每种 2+ 3+ 物质的化学计量数均为正整数(即产物中既要有 Fe 、又要有 Fe ,既要有 NO 、又要有 N2O)。有 12molFe 完全反应 2+ 3+ 时,只有当“Fe → Fe 、NO3 → N2O”时消耗的 NO3 最少(计算可得需 6mol),只有当“Fe → Fe 、NO3 → NO” 时消耗的 NO3 最多(计算可得需 12mol),所以有“ 6<b<12”。从分析问题(1)的基础上可得出,有 12molFe 完全 2+ + 3+ 反应时,只有当“Fe → Fe 、 NO3 → N2O”时消耗的 H 最少(计算可得需 30mol),只有当“Fe → Fe 、NO3 → N + O”时消耗的 H 最多(计算可得需 48mol),所以有“ 30<c<48”。 评注: 各个子问题间跨度较大,要求解题者每答完一个问题就要转换到另一个新的思维角度、跳跃到另一个知识 背景中去分析研究,有的学生就是因为思维的灵活性不够、思维的慎密性不强,造成思路阻塞。 『课后作业』: *5 作业三氟化溴溶于水可发生如下反应: BrF3

?? + H2O ?

HBrO3+

Br2+

HF+

O2↑

(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是____________; (2)当有 5.0 mol 水参加反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为____________,由 BrF3 还原的 BrF3 的物质的量为 ____________; (3)当有 5.0 mol 水作还原剂参加化学反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为____________,由 BrF3 还原的 BrF3 的物质的量为____________; (4)当有 5.0 mol 水未参加氧化还原反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为____________,由 BrF3 还原的 BrF3 的物 质的量为____________。

答案:(1)BrF3

(2)1.3 mol 0.67 mol

(3)3.3 mol 1.7 mol(或 1.8 mol)
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(4)2.2 mol 1.1 mol
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第 8 讲-----氧化还原反应(二) *1例(2010·安庆模拟)如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应,其中属于 氧化还原反应,但水既不作氧化剂也不作还原剂的是( A.甲 甲 乙 丙 丁 B.乙 SO3+H2O 2F2+2H2O 3NO2+H2O 2Na+2H2O C.丙 H2SO4 4HF+O2 2HNO3+NO 2NaOH+H2↑ D.丁 不是 是 是 是 非氧化剂,非还原剂 还原剂 非氧化剂,非还原剂 氧化剂 )

2 例(2010·上海浦东区模拟)已知将 HCl 滴入 KMnO4 溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。 现有一氧化还原反应的体系中,反应物和生成物共有 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 _________________________________,化合价没有发生变化 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(需配平): _______________________________________________________________________________。

(3)上述反应中,1mol 氧化剂在反应中___________(填“得到”或“失去”)___________mol 电子。

( 4 ) 如 果 在 反 应 后 的 溶 液 中 加 入 NaBiO3 , 溶 液 又 变 紫 红 色 。 说 出 NaBiO3 的 一 个 性 质 : ________________________________________________________________________________。 【解析】根据题给信息 KMnO4 和盐酸反应生成氯气,而所给物质中 KCl 中含有 Cl-,H2SO4 中含有 H+,所 以反应物是 KMnO4、KCl 和 H2SO4,生成物是 K2SO4、MnSO4、Cl2 和 H2O。锰元素化合价由+7 价变成+2 价, 化合价降低,被还原;氯元素的化合价由-1 价变成 0 价,化合价升高,被氧化,根据化合价升降数相 等可得如下配平的化学方程式: 2KMnO4+10KCl+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O。在反应后的溶液中 加入 NaBiO3,溶液又变紫红色,说明有 MnO4-生成,即 BiO3-将 Mn2+氧化成 MnO4-,所以 NaBiO3 具有强氧 化性,其氧化性比 KMnO4 氧化性强。 【答案】 (1)KCl;H2SO4 (3)得到;5 (2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4=6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O (4)NaBiO3 具有强氧化性(比 KMnO4 氧化性强)
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*3 例(2010·通辽高一月考)某反应体系的物质有:NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列选 项正确的是( ) 。

A.Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOH C.Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOH

B.Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2O D.当 1mol Au2O3 完全反应时,转移电子的物质的量为 8mol

【解析】选 C。Au2O3 是反应物,则 Au2O 一定是生成物,其中 Au 元素化合价由+3 价变成+1 价,化合 价降低,,则必然有化合价升高的,即 Na2S2O3(硫元素为+2 价)是反应物,Na2S4O6(硫元素为+2.5 价) 是生成物。根据反应前后硫元素守恒则有:2Na2S2O3→Na2S4O6,根据钠元素守恒,则生成物这边缺少钠 元素,所以 NaOH 是生成物,再根据氢元素守恒,则水是反应物。由关系式:Au2O3~Au2O~4e-,所以当 1mol Au2O3 完全反应时,转移电子的物质的量为 4mol。

4例 (2010·苏州模拟) 一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开, 写成两个“半反应式”, 一个是“氧 化反应式”,一个是“还原反应式”。如 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应式:Cu-2e-=Cu2+, 还原反应式:2Fe3++2e-=2Fe2+。据此,回答下列问题: (1)将反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑拆写为两个“半反应式”: 氧化反应式: ______________________________, 还原反应式: ______________________________。

(2)将反应 3NO2+H2O=2H++2NO3—+NO 拆写为两个“半反应式”: 氧化反应式: ______________________________, 还原反应式: ______________________________。

(3)已知某反应的两个“半反应式”为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,O2+2H2O+4e-=4OH—,则氧化还 原 反 应 方 程 式 为

_________________________________________________________________________________。 【解析】 (2)注意电子得失守恒、原子数目守恒以及物质的选择与化学计量数调整。在反应 3NO2+H2O =2H++2NO3—+NO 中,只有 1 个 NO2 分子作氧化剂,有 2 个 NO2 分子作还原剂。2 个 NO2 分子变为 2 个 NO3


离子时,需 2 个 H2O 分子提供 2 个 O 原子,2 个 H2O 分子中的 4 个 H 原子则变为 4 个 H+离子。1 个 NO2

分子变成 1 个 NO 分子时,另 1 个 O 原子需要与 2 个 H+结合生成水。 (3)前式+后式×2 即得。 【答案】 (1)Zn-2e-=Zn2+,2H++2e-=H2↑ (3)CH4+2O2+2OH—=CO32-+3H2O (2)2NO2+2H2O-2e-=4H++2 NO3-;NO2+2 H++2e-=NO+H2O

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5 练(2010·咸阳模拟)根据 S2O82-+2e-→2SO42-、Mn2++4H2O→MnO4-+8H++5e-,推测氧化 1.5mol Mn2+需 S2O82


的物质的量为(

) 。 C.3.25mol D.3.125mol

A.1.5mol

B.3.75mol

:5S2O82-~10e-~2Mn2+,所以 n(S2O82-)=

5 5 n(Mn2+)= ×1.5mol=3.75mol。 2 2

*6 例(2010·上海虹口区模拟)已知 NH4CuSO3 与足量的 2mol/L 硫酸溶液混合微热,产生下列现象:① 有红色金属生成 ②产生刺激性气味的气体 ③溶液呈现蓝色。 据此判断下列说法正确的是 ( A.反应中硫酸作氧化剂 C.1mol NH4CuSO3 完全反应转移 0.5mol 电子
2+

) 。

B.NH4CuSO3 中硫元素被氧化 D.刺激性气味的气体是氨气

【解析】选 C。红色金属是 Cu,蓝色溶液中含 Cu ,NH3 和 SO2 都是有刺激性气味的气体,但是 NH3 能溶 于足量的硫酸溶液,所以该气体一定是 SO2,由此可写出该反应的方程式:2NH4CuSO3+2H2SO4
2

(NH4)

SO4+CuSO4+2SO2↑+Cu↓+2H2O,在该反应中铜元素的化合价由+1 价变成 0 价和+2 价,所以 NH4CuSO3 中

铜元素既被氧化又被还原,反应转移 1 个电子,即 1mol NH4CuSO3 完全反应转移 0.5mol 电子。 7 例(2010·云南师大附中模拟)煤炭中以 FeS2 形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发 生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为: ①2FeS2+7O2+2H2O ②4Fe +O2+4H ③FeS2+2Fe3+ ④2S+3O2+2H2O
2+ +

4H++2Fe2++____________; 4Fe +____________; 3Fe2++2S; 4H++2SO42-。
3+

已知:FeS2 中的硫元素为-1 价。 回答下列问题: (1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述①②离子方程式补充完整。 (2)反应③的还原剂是___________________________。 (3)观察上述反应,FeS2 最终转化为________________________从煤炭中分离出来 【解析】 (1)根据电荷守恒定律,反应①左边没有电荷,右边已有 8 个正电荷,还缺 8 个负电荷,结合 质量守恒定律,反应物中还含有 4 个 S 和 16 个 O,其个数比为 1∶4,所以缺少 4 个 SO42-。 (2)根据电 荷守恒定律,反应②左边有 12 个正电荷,右边已有 12 个正电荷,所以缺少一种电中性物质,结合质量 守恒定律,反应物中还含有 4 个 H 和 2 个 O,其个数比为 2∶1,所以缺少 2 个 H2O。 (3)从上述四个反 应可以看出,硫元素的变化过程为:FeS2→SO42-,FeS2→S→SO42-,所以硫元素最终变成 SO42-;铁元素的 变化过程为:FeS2→Fe2+→Fe3+→Fe2+,所以铁元素最终变成 Fe2+;
【答案】 (1)① 4SO42


② 2H2O(漏掉或写错系数每处扣 1 分) (2)FeS2(3)Fe2+和 SO42 或 FeSO4 和 H2SO4


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8 例(2010·郑州模拟)为了确定下列物质是否被氧化,所选试剂(括号内物质)达不到实验目的的是 ( ) 。 B.KI 溶液(淀粉溶液) D.K2SO3 溶液(BaCl2 溶液)

A.FeCl2 溶液(KSCN 溶液) C.HCHO 溶液(紫色石蕊试液)

【解析】选 D。A 项,若 FeCl2 溶液被氧化,溶液中会有 Fe3+生成,加入 KSCN 溶液后溶液变红色;B 项, KI 溶液被氧化,溶液中会有 I2 生成,加入淀粉溶液后溶液变蓝;C 项,HCHO 溶液被氧化,溶液中会有 HCOOH 生成,加入紫色石蕊试液溶液变红色;D 项,无论 K2SO3 溶液是否被氧化,加入 BaCl2 溶液后都有 白色沉淀生成。

*9 例 (2010·腾冲模拟) 下列图是一个实验示意图, 方框表示有关的仪器, 箭头表示液体或气体的流向。

图中 A 是液体,B、C 是固体。A 与 B 反应后产生的气体经过 C,得到纯气体 X。X 通过灼热 CuO,CuO 转化为 Cu。气体再通过浓 H2SO4,最后得到纯气体 Y,Y 是对环境没有污染的气体,大量排放也没有危 险。 为进行以上实验,请从下列试剂范围内选择合适的 A、B 和 C:浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、 浓盐酸、稀盐酸、锌粒、浓 NaOH 溶液、大理石、碱石灰、NH4Cl 固体。 (1)A 是________,B 是________,C 是________,X 是________。 (2)写出 A 和 B 反应的化学方程式________________________________________________。 (3)写出 X 和 CuO 反应的化学方程式______________________________________________。 【解析】C 应该是干燥剂,必然是碱石灰。由 X+CuO Cu+Y+?,CuO 被还原,说明 X 具有还原性,结

合 A+B→X,锌粒和浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸产生的 SO2、NO2、NO 及大理石和稀盐酸产生的 CO2 不能将 CuO 还原,所以 X 可能是锌粒和稀盐酸产生的 H2 或浓 NaOH 溶液和 NH4Cl 固体产生的 NH3。若 X 是 H2,则 它和 CuO 反应后生成的水蒸气能够被浓 H2SO4 完全吸收,最后不可能有气体剩余;若 X 是 NH3,则它将被 CuO 氧化成 N2,反应生成的水蒸气被浓 H2SO4 完全吸收,最后有 N2 剩余。由此可以得到答案。 【答案】 (1)浓 NaOH 溶液 (2)NaOH+NH4Cl (3)2NH3+3CuO NH4Cl 固体 碱石灰 NH3

NaCl+NH3↑+H2O 3Cu+N2+3H2O。
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