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2025版高考化学一轮总复习第1章化学物质及其变化第5讲氧化还原反应方程式的配平和计算提能训练
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这是一份2025版高考化学一轮总复习第1章化学物质及其变化第5讲氧化还原反应方程式的配平和计算提能训练，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2024·河北衡水高三检测)在4M2＋＋nH＋＋O2===xM3＋＋yH2O的离子方程式中，化学计量数x和n的值分别是( C )
A．6,4 B.8,8
C.4,4 D.10,1
[解析] 在4M2＋＋nH＋＋O2===xM3＋＋yH2O的离子方程式中，由M原子守恒可知，x＝4，根据氧原子守恒，所以y＝2，根据氢原子守恒，所以n＝4，所以C符合。
2．(2024·山东青岛高三检测)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：
____KMnO4＋____FeSO4＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____Fe2(SO4)3＋____H2O
下列说法正确的是( D )
A．MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是还原产物
B．Fe2＋的氧化性强于Mn2＋的
C．取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有红色沉淀生成
D．化学计量数依次为2、10、8、1、2、5、8
[解析] 该反应中Mn元素由＋7价降至＋2价，Fe元素由＋2价升至＋3价，即MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是氧化产物，A错误；FeSO4作还原剂，MnSO4为还原产物，即还原性Fe2＋>Mn2＋，B错误；反应后的溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液会变成红色，C错误；根据化合价升降法可配平该氧化还原反应为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，D正确。
3．(2023·山东聊城模拟)已知：
反应1：Ba(NO3)2＋8H2eq \(=====,\s\up7(催化剂))BaO＋2NH3＋5H2O
反应2：3Ba(NO3)2＋10NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))3BaO＋8N2＋15H2O
下列说法不正确的是( C )
A．反应1和反应2中Ba(NO3)2都作氧化剂
B．反应2中N2既是氧化产物又是还原产物
C．等质量的Ba(NO3)2发生反应1、2，完全反应转移的电子数相等
D．反应2中氧化产物比还原产物多14 g时，生成0.75 ml BaO
[解析] 反应1、2中，硝酸钡中氮元素的化合价都降低了，故硝酸钡都作氧化剂，故A正确；反应2中N2既是氧化产物又是还原产物，故B正确；反应1中1 ml硝酸钡完全反应转移16 ml电子，反应2中1 ml硝酸钡完全反应转移10 ml电子，故C错误；生成3 ml BaO时氧化产物为5 ml N2，还原产物为3 ml N2，当氧化产物比还原产物多14 g(0.5 ml)时，生成0.75 ml BaO，故D正确。
4．(2023·辽宁协作校一模)已知反应：aFeSO4＋bNa2O2===cNa2FeO4＋2Na2O＋dNa2SO4＋eO2↑，a＝2。下列有关说法错误的是( D )
A．Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化
B．Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．3a＝b
D．每生成1 ml Na2FeO4，转移4 ml电子
[解析] Na2FeO4具有强氧化性，可以对水体进行杀菌消毒，反应后产生的Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体，可以净水，A项正确；反应中有O2生成，FeSO4为还原剂，则Na2O2中O的化合价既升高又降低，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；a＝2，根据Fe和S守恒可知，c＝2，d＝2，再根据Na守恒可知，b＝6，则3a＝b，C项正确；反应的化学方程式为2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，则每生成1 ml Na2FeO4，转移5 ml电子，D项错误。
[误区警示] 杀菌消毒过程中蛋白质变性，属于化学变化；净水原理是胶体的聚沉，属于物理变化。二者原理不同，不能混为一谈。
5．(2024·重庆万州二中三检)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂，对酸性污水中的Mn2＋也有明显的去除效果，其反应原理为ClO2＋Mn2＋―→MnO2↓＋Cl－(部分反应物和产物省略、未配平)。下列有关该反应的说法正确的是( C )
A．工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B．利用该原理处理含Mn2＋的污水后溶液的pH升高
C．该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶2
D．理论上处理含1 ml Mn2＋的污水，需要标准状况下的ClO2 8.96 L
[解析] 氯气是有毒的气体，ClO2安全、无毒，A项错误；反应的离子方程式为2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，故处理后溶液的pH减小，B项错误；该反应的氧化产物为MnO2，还原产物为Cl－，由B项离子方程式可知，二者的物质的量之比为5∶2，C项正确；5Mn2＋～2ClO2，则处理1 ml Mn2＋，需要0.4 ml的ClO2，但在标准状况下ClO2呈液态，D项错误。
6．(2023·上海闵行一模)一定量的某黄铁矿(主要成分为FexS，S为－2价)与100 mL盐酸恰好完全反应(杂质不与盐酸反应)，生成0.01 ml硫单质、0.04 ml FeCl2和一定量的某种气体，且反应后溶液中无Fe3＋。下列有关说法正确的是( D )
A．c(HCl)＝0.4 ml/L
B．生成了896 mL气体
C．x＝4
D．FexS中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶1
[解析] 100 mL盐酸恰好完全反应，生成0.04 ml FeCl2，没有其他氯化物生成，根据氯原子守恒，n(HCl)＝n(Cl－)＝0.04 ml×2＝0.08 ml，c(HCl)＝eq \f(nHCl,Vaq)＝eq \f(0.08 ml,0.1 L)＝0.8 ml/L，A错误；FexS和盐酸反应，生成硫单质、FeCl2和H2S气体，根据氢原子守恒，生成的H2S为0.04 ml，标准状况下体积为896 mL，但题中没有注明是否为标准状况，B错误；反应的化学方程式为5FexS＋8HCl===S↓＋4FeCl2＋4H2S↑，根据铁原子守恒，得出x＝0.8，C错误；在FexS中S为－2价，设该化合物中Fe2＋和Fe3＋的物质的量分别为a ml和b ml，则a＋b＝0.8,2a＋3b＝2，解得a＝b＝0.4，则n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶1，D正确。
7．(2023·河北石家庄期末)氧化还原反应在日常生活中有着广泛的应用。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关化学方程式和相关说法均正确的是( D )
[解析] 反应中Cl元素的化合价降低，O元素的化合价升高，氧气是氧化产物，氯酸钾既是氧化剂又是还原剂，2 ml KClO3参与反应时转移电子数为12NA，故A错误；Zn与Cu2＋反应时，Zn元素的化合价升高，Zn被氧化，是单质被氧化的置换反应，故B错误；反应中O元素的化合价从－2价升高到0价，反应中每生成1 ml O2转移4NA个电子，故C错误；反应中Na2O2是氧化剂，Na2FeO4是氧化产物，则氧化性：Na2O2>Na2FeO4，故D正确。
8．(2024·江西宜春模拟)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌，酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为MnOeq \\al(－,4)＋NOeq \\al(－,2)＋H＋―→Mn2＋＋eq \x( )＋H2O(未配平)。下列叙述正确的是( D )
A．反应后溶液pH下降
B．通常用盐酸酸化高锰酸钾溶液
C．方框中粒子为NO2
D．当生成1 ml Mn2＋需消耗2.5 ml NOeq \\al(－,2)
[解析] 该反应中Mn元素化合价由＋7价变为＋2价，所以MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，NOeq \\al(－,2)应该是还原剂，生成NOeq \\al(－,3)，根据转移电子相等、原子守恒配平离子方程式为2MnOeq \\al(－,4)＋5NOeq \\al(－,2)＋6H＋===2Mn2＋＋5NOeq \\al(－,3)＋3H2O。反应过程中H＋浓度减小，溶液的pH增大，故A错误；HCl具有还原性，能被高锰酸钾溶液氧化，所以不能用盐酸酸化高锰酸钾溶液，应该用稀硫酸，故B错误；通过以上分析知，方框中粒子为NOeq \\al(－,3)，故C错误；根据离子方程式知，生成1 ml Mn2＋需消耗2.5 ml NOeq \\al(－,2)，故D正确。
9．(2023·湖南衡阳师范学院祁东附属中学月考)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有关于银针验毒的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法不正确的是( C )
A．X的化学式为Ag2S
B．银针验毒时，空气中氧气得到电子
C．反应中Ag和H2S均是还原剂
D．每生成1 ml X，反应转移2 ml e－
[解析] 根据元素守恒可知X的化学式为Ag2S，A正确；O2中O元素的化合价降低，所以银针验毒时，空气中O2得到电子，B正确；反应时，Ag元素的化合价升高，所以Ag是还原剂，S元素的化合价不变，H2S不是还原剂，C错误；根据Ag元素的化合价变化，每生成1 ml Ag2S，转移电子的物质的量为2 ml，D正确。
10．(2024·辽宁沈阳模拟)已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋。向FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为xFe2＋＋yBr－＋zCl2===xFe3＋＋eq \f(y,2)Br2＋2zCl－。其中x、y、z的值不符合实际反应的是( B )
A．x＝4、y＝6、z＝5 B.x＝1、y＝5、z＝1
C．x＝3、y＝1、z＝2 D.x＝2、y＝2、z＝2
[解析] 氧化还原反应的离子方程式中满足电子守恒和电荷守恒，xFe2＋＋yBr－＋zCl2===xFe3＋＋eq \f(y,2)Br2＋2zCl－中电子守恒关系式为x＋y＝2z、电荷守恒关系式为2x－y＝3x－2z，即关系式均为x＋y＝2z，将x、y、z的数值代入关系式x＋y＝2z中检验：x＝4、y＝6、z＝5时，4＋6＝2×5，符合实际反应，故A正确；x＝1、y＝5、z＝1时，1＋5>2×1，不符合实际反应，故B错误；x＝3、y＝1、z＝2时，3＋1＝2×2，符合实际反应，故C正确；x＝2、y＝2、z＝2时，2＋2＝2×2，符合实际反应，故D正确。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2023·上海松江二模)冰壶比赛称为“冰上的国际象棋”，制作冰壶用的标准砥石的化学成分为石英碱长正长岩，常见的组分有钾长石{K[AlSi3O8]}和钠长石{Na[AlSi3O8]}等。回答下列问题：
(1)用一个化学方程式比较钠和铝的金属性的强弱： NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O 。
(2)我国科学家发展了一种在200 ℃熔盐体系中，采用金属Al还原二氧化硅或硅酸盐、钾长石等制备纳米硅材料的方法，将该材料应用于锂离子电池负极材料，展示出优异的电化学性能，配平下列化学方程式。
4 Al＋ 1 K[AlSi3O8]＋ 2 AlCl3=== 3 Si＋ 6 AlOCl＋ 1 KAlO2
上述反应中若生成14 g Si，转移 2 ml电子。
[解析] (1)氢氧化铝能溶于NaOH，说明氢氧化铝的碱性弱于NaOH，以此可以说明Na的金属性强于Al。
(2)该反应中Al元素化合价由0升高为＋3，K[AlSi3O8]中Si元素化合价由＋4降低为0，根据得失电子守恒和原子守恒进行配平，化学方程式为4Al＋K[AlSi3O8]＋2AlCl3===3Si＋6AlOCl＋KAlO2。14 g Si的物质的量为0.5 ml，生成1 ml Si转移4 ml电子，则生成14 g Si转移2 ml电子。
12．已知工业盐中含有NaNO2，外观和食盐相似，有咸味，人若误食会引起中毒，致死量为0.3～0.5 g。已知NaNO2能发生如下反应(离子方程式已配平)：2NOeq \\al(－,2)＋xI－＋yH＋===2NO↑＋I2＋zH2O，请回答下列问题。
(1)上述反应中，x＝ 2 ，y＝ 4 ，z＝ 2 ，氧化剂是 NOeq \\al(－,2) 。
(2)某工厂废弃液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成水污染，但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2，该物质是 D (填字母)。
A．NaCl B.KMnO4
C．浓硫酸 D.NH4Cl
(3)饮用水中的NOeq \\al(－,3)对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NOeq \\al(－,3)的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NOeq \\al(－,3)还原为N2，其化学方程式：
10 Al＋ 6 NaNO3＋ 4 NaOH=== 10 NaAlO2＋ 3 N2↑＋ 2 H2O。
①请配平化学方程式；
②用双线桥法标出反应中转移电子的方向和数目：
＋2H2O ；
③若反应过程中转移0.5 ml电子，则生成标准状况下的N2体积为 1.12 L 。
[解析] (1)由反应中碘原子守恒可知x＝2，由电荷守恒可计算y＝4，由氢原子守恒可知z＝2，该反应中氮元素的化合价降低，则NOeq \\al(－,2)为氧化剂。
(2)因NaNO2转化为不引起污染的N2的过程中N的化合价降低，另一物质化合价必升高，物质具有还原性，只有NH4Cl符合。
(3)①由信息可知，生成氮气，碱性条件下还生成NaAlO2，铝元素化合价升高，被氧化，氮元素化合价降低，被还原，由电子守恒和原子守恒可知，反应为10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O。②根据反应前后Al、N元素的化合价变化，可标出电子转移方向和数目为
＋2H2O。
③若反应过程中转移0.5 ml电子，则生成标准状况下的N2体积为0.5 ml×eq \f(3,30)×22.4 L·ml－1＝1.12 L。
13．(2024·福建龙岩模拟)五氧化二钒(V2O5)在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下：
已知：含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：
请回答下列问题：
(1)含钒废料中的有机化合物主要在 焙烧 工序中除去。
(2)“焙烧”产物之一是Mg(VO3)2，写出它在“酸浸”(溶液pH<2)过程中发生反应的化学方程式： Mg(VO3)2＋2H2SO4===(VO2)2SO4＋MgSO4＋2H2O 。
(3)“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为 会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率 。
(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3，写出生成Mg2(OH)2CO3的离子方程式： 2Mg2＋＋3COeq \\al(2－,3)＋2H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋2HCOeq \\al(－,3) 。
(5)“煅烧”时，除生成V2O5外，还生成了参与大气循环的气体，写出煅烧时的化学方程式： 4NH4VO3＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2V2O5＋8H2O＋2N2 。
[解析] 含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)加入足量碳酸镁粉末焙烧，除去有机化合物，并将V2O3氧化为V2O5，之后加入硫酸酸溶，金属元素进入溶液，然后加入适量氨水调节pH可生成氢氧化物除去Fe3＋、Cu2＋、Al3＋，过滤后滤液中含有VOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)、Mg2＋等离子，根据后续产物可知净化Ⅱ加入碳酸铵主要是除去Mg2＋，过滤后滤液中再加入足量碳酸铵得到NH4VO3沉淀，空气中煅烧可生成V2O5。
(1)焙烧过程中有机化合物会被氧化为CO2、H2O等，从而除去有机化合物。
(2)溶液pH<2，根据题目所给信息可知酸浸后生成(VO2)2SO4，结合元素守恒可得化学方程式为Mg(VO3)2＋2H2SO4===(VO2)2SO4＋MgSO4＋2H2O。
(3)加入过量的(NH4)2CO3，铵根离子浓度过大，且溶液碱性增强，会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率。
(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3，说明部分Mg2＋和COeq \\al(2－,3)发生相互促进的水解反应，但由于COeq \\al(2－,3)浓度较大，溶液碱性较强，故COeq \\al(2－,3)的水解不彻底，有HCOeq \\al(－,3)生成，则离子方程式为2Mg2＋＋3COeq \\al(2－,3)＋2H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋2HCOeq \\al(－,3)。
(5)根据元素守恒，煅烧NH4VO3时产生的参与大气循环的气体应为N2，结合元素守恒和电荷守恒可得化学方程式为4NH4VO3＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2V2O5＋8H2O＋2N2。
14．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)亚氯酸钠可用作纸浆、纸张和各种纤维的漂白剂，是一种高效漂白剂，主要原因是亚氯酸钠具有 氧化 性。
(2)制备ClO2气体的化学方程式为2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O；制备时可用S代替H2O2，写出该反应的离子方程式： 6ClOeq \\al(－,3)＋S＋4H＋===6ClO2↑＋SOeq \\al(2－,4)＋2H2O 。
(3)可从“废液”中回收的主要物质是 Na2SO4 (填化学式)，“结晶”后经过滤即可获得粗产品。
(4)测定某亚氯酸钠样品的纯度：准确称取亚氯酸钠样品m g，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量稀硫酸(发生反应ClOeq \\al(－,2)＋4I－＋4H＋===2I2＋Cl－＋2H2O)，配成250 mL待测液。移取25.00 mL待测液置于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c ml·L－1的Na2S2O3标准溶液进行滴定，消耗Na2S2O3标准溶液V mL(已知：I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))。
①移取25.00 mL待测液的仪器的名称是 酸式滴定管(或移液管) 。
②该样品中NaClO2的质量分数为 eq \f(0.226 25cV,m)×100% (用含m、c、V的代数式表示)；在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其可能的原因是 I－被空气中的氧气氧化成了碘单质 。
[解析] (2)制备ClO2时，H2O2是还原剂，用S代替H2O2，S是还原剂，由于＋4价的硫也具有还原性，则该反应中的硫被氧化成SOeq \\al(2－,4)，根据守恒规律可得，反应的离子方程式为6ClOeq \\al(－,3)＋S＋4H＋===6ClO2↑＋SOeq \\al(2－,4)＋2H2O。
(3)制备ClO2时用浓硫酸酸化，后续流程中用NaOH溶液吸收ClO2，根据元素守恒可知废液中含有较多Na2SO4，可以回收。
(4)②根据题意可得关系式：ClOeq \\al(－,2)～2I2～4S2Oeq \\al(2－,3)，所以样品中NaClO2的质量分数为eq \f(\f(1,4)×c ml·L－1×V×10－3 L×90.5 g·ml－1×\f(250 mL,25.00 mL),m g)×100%＝eq \f(0.226 25cV,m)×100%。由于碘离子具有较强的还原性，能够被空气中的氧气氧化成为碘单质，导致消耗的Na2S2O3的量增多，进一步导致NaClO2的质量分数偏高。选项
化学方程式
相关说法
A
2KClO3eq \(=====,\s\up7(△))2KCl＋3O2↑
KClO3既是氧化剂又是还原剂，2 ml KClO3参与反应时转移电子数为6NA
B
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
均为单质被还原的置换反应
C
4CuOeq \(=====,\s\up7(高温))2Cu2O＋O2↑
每生成1 ml O2转移2NA个电子
D
2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
氧化性：Na2O2>Na2FeO4
溶液pH
<4.0
6.0～8.0
8.0～10.0
钒元素主要
存在形式
VOeq \\al(＋,2)
VOeq \\al(－,3)
V2Oeq \\al(4－,7)
1．(2024·河北衡水高三检测)在4M2＋＋nH＋＋O2===xM3＋＋yH2O的离子方程式中，化学计量数x和n的值分别是( C )
A．6,4 B.8,8
C.4,4 D.10,1
[解析] 在4M2＋＋nH＋＋O2===xM3＋＋yH2O的离子方程式中，由M原子守恒可知，x＝4，根据氧原子守恒，所以y＝2，根据氢原子守恒，所以n＝4，所以C符合。
2．(2024·山东青岛高三检测)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式如下(未配平)：
____KMnO4＋____FeSO4＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____Fe2(SO4)3＋____H2O
下列说法正确的是( D )
A．MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是还原产物
B．Fe2＋的氧化性强于Mn2＋的
C．取反应后的溶液加KSCN溶液，可观察到有红色沉淀生成
D．化学计量数依次为2、10、8、1、2、5、8
[解析] 该反应中Mn元素由＋7价降至＋2价，Fe元素由＋2价升至＋3价，即MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，Fe3＋是氧化产物，A错误；FeSO4作还原剂，MnSO4为还原产物，即还原性Fe2＋>Mn2＋，B错误；反应后的溶液中含有Fe3＋，滴加KSCN溶液，溶液会变成红色，C错误；根据化合价升降法可配平该氧化还原反应为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，D正确。
3．(2023·山东聊城模拟)已知：
反应1：Ba(NO3)2＋8H2eq \(=====,\s\up7(催化剂))BaO＋2NH3＋5H2O
反应2：3Ba(NO3)2＋10NH3eq \(=====,\s\up7(催化剂))3BaO＋8N2＋15H2O
下列说法不正确的是( C )
A．反应1和反应2中Ba(NO3)2都作氧化剂
B．反应2中N2既是氧化产物又是还原产物
C．等质量的Ba(NO3)2发生反应1、2，完全反应转移的电子数相等
D．反应2中氧化产物比还原产物多14 g时，生成0.75 ml BaO
[解析] 反应1、2中，硝酸钡中氮元素的化合价都降低了，故硝酸钡都作氧化剂，故A正确；反应2中N2既是氧化产物又是还原产物，故B正确；反应1中1 ml硝酸钡完全反应转移16 ml电子，反应2中1 ml硝酸钡完全反应转移10 ml电子，故C错误；生成3 ml BaO时氧化产物为5 ml N2，还原产物为3 ml N2，当氧化产物比还原产物多14 g(0.5 ml)时，生成0.75 ml BaO，故D正确。
4．(2023·辽宁协作校一模)已知反应：aFeSO4＋bNa2O2===cNa2FeO4＋2Na2O＋dNa2SO4＋eO2↑，a＝2。下列有关说法错误的是( D )
A．Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化
B．Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．3a＝b
D．每生成1 ml Na2FeO4，转移4 ml电子
[解析] Na2FeO4具有强氧化性，可以对水体进行杀菌消毒，反应后产生的Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体，可以净水，A项正确；反应中有O2生成，FeSO4为还原剂，则Na2O2中O的化合价既升高又降低，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；a＝2，根据Fe和S守恒可知，c＝2，d＝2，再根据Na守恒可知，b＝6，则3a＝b，C项正确；反应的化学方程式为2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，则每生成1 ml Na2FeO4，转移5 ml电子，D项错误。
[误区警示] 杀菌消毒过程中蛋白质变性，属于化学变化；净水原理是胶体的聚沉，属于物理变化。二者原理不同，不能混为一谈。
5．(2024·重庆万州二中三检)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂，对酸性污水中的Mn2＋也有明显的去除效果，其反应原理为ClO2＋Mn2＋―→MnO2↓＋Cl－(部分反应物和产物省略、未配平)。下列有关该反应的说法正确的是( C )
A．工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B．利用该原理处理含Mn2＋的污水后溶液的pH升高
C．该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶2
D．理论上处理含1 ml Mn2＋的污水，需要标准状况下的ClO2 8.96 L
[解析] 氯气是有毒的气体，ClO2安全、无毒，A项错误；反应的离子方程式为2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，故处理后溶液的pH减小，B项错误；该反应的氧化产物为MnO2，还原产物为Cl－，由B项离子方程式可知，二者的物质的量之比为5∶2，C项正确；5Mn2＋～2ClO2，则处理1 ml Mn2＋，需要0.4 ml的ClO2，但在标准状况下ClO2呈液态，D项错误。
6．(2023·上海闵行一模)一定量的某黄铁矿(主要成分为FexS，S为－2价)与100 mL盐酸恰好完全反应(杂质不与盐酸反应)，生成0.01 ml硫单质、0.04 ml FeCl2和一定量的某种气体，且反应后溶液中无Fe3＋。下列有关说法正确的是( D )
A．c(HCl)＝0.4 ml/L
B．生成了896 mL气体
C．x＝4
D．FexS中，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶1
[解析] 100 mL盐酸恰好完全反应，生成0.04 ml FeCl2，没有其他氯化物生成，根据氯原子守恒，n(HCl)＝n(Cl－)＝0.04 ml×2＝0.08 ml，c(HCl)＝eq \f(nHCl,Vaq)＝eq \f(0.08 ml,0.1 L)＝0.8 ml/L，A错误；FexS和盐酸反应，生成硫单质、FeCl2和H2S气体，根据氢原子守恒，生成的H2S为0.04 ml，标准状况下体积为896 mL，但题中没有注明是否为标准状况，B错误；反应的化学方程式为5FexS＋8HCl===S↓＋4FeCl2＋4H2S↑，根据铁原子守恒，得出x＝0.8，C错误；在FexS中S为－2价，设该化合物中Fe2＋和Fe3＋的物质的量分别为a ml和b ml，则a＋b＝0.8,2a＋3b＝2，解得a＝b＝0.4，则n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶1，D正确。
7．(2023·河北石家庄期末)氧化还原反应在日常生活中有着广泛的应用。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关化学方程式和相关说法均正确的是( D )
[解析] 反应中Cl元素的化合价降低，O元素的化合价升高，氧气是氧化产物，氯酸钾既是氧化剂又是还原剂，2 ml KClO3参与反应时转移电子数为12NA，故A错误；Zn与Cu2＋反应时，Zn元素的化合价升高，Zn被氧化，是单质被氧化的置换反应，故B错误；反应中O元素的化合价从－2价升高到0价，反应中每生成1 ml O2转移4NA个电子，故C错误；反应中Na2O2是氧化剂，Na2FeO4是氧化产物，则氧化性：Na2O2>Na2FeO4，故D正确。
8．(2024·江西宜春模拟)NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌，酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为MnOeq \\al(－,4)＋NOeq \\al(－,2)＋H＋―→Mn2＋＋eq \x( )＋H2O(未配平)。下列叙述正确的是( D )
A．反应后溶液pH下降
B．通常用盐酸酸化高锰酸钾溶液
C．方框中粒子为NO2
D．当生成1 ml Mn2＋需消耗2.5 ml NOeq \\al(－,2)
[解析] 该反应中Mn元素化合价由＋7价变为＋2价，所以MnOeq \\al(－,4)是氧化剂，NOeq \\al(－,2)应该是还原剂，生成NOeq \\al(－,3)，根据转移电子相等、原子守恒配平离子方程式为2MnOeq \\al(－,4)＋5NOeq \\al(－,2)＋6H＋===2Mn2＋＋5NOeq \\al(－,3)＋3H2O。反应过程中H＋浓度减小，溶液的pH增大，故A错误；HCl具有还原性，能被高锰酸钾溶液氧化，所以不能用盐酸酸化高锰酸钾溶液，应该用稀硫酸，故B错误；通过以上分析知，方框中粒子为NOeq \\al(－,3)，故C错误；根据离子方程式知，生成1 ml Mn2＋需消耗2.5 ml NOeq \\al(－,2)，故D正确。
9．(2023·湖南衡阳师范学院祁东附属中学月考)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有关于银针验毒的记载，“银针验毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，下列说法不正确的是( C )
A．X的化学式为Ag2S
B．银针验毒时，空气中氧气得到电子
C．反应中Ag和H2S均是还原剂
D．每生成1 ml X，反应转移2 ml e－
[解析] 根据元素守恒可知X的化学式为Ag2S，A正确；O2中O元素的化合价降低，所以银针验毒时，空气中O2得到电子，B正确；反应时，Ag元素的化合价升高，所以Ag是还原剂，S元素的化合价不变，H2S不是还原剂，C错误；根据Ag元素的化合价变化，每生成1 ml Ag2S，转移电子的物质的量为2 ml，D正确。
10．(2024·辽宁沈阳模拟)已知氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋。向FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为xFe2＋＋yBr－＋zCl2===xFe3＋＋eq \f(y,2)Br2＋2zCl－。其中x、y、z的值不符合实际反应的是( B )
A．x＝4、y＝6、z＝5 B.x＝1、y＝5、z＝1
C．x＝3、y＝1、z＝2 D.x＝2、y＝2、z＝2
[解析] 氧化还原反应的离子方程式中满足电子守恒和电荷守恒，xFe2＋＋yBr－＋zCl2===xFe3＋＋eq \f(y,2)Br2＋2zCl－中电子守恒关系式为x＋y＝2z、电荷守恒关系式为2x－y＝3x－2z，即关系式均为x＋y＝2z，将x、y、z的数值代入关系式x＋y＝2z中检验：x＝4、y＝6、z＝5时，4＋6＝2×5，符合实际反应，故A正确；x＝1、y＝5、z＝1时，1＋5>2×1，不符合实际反应，故B错误；x＝3、y＝1、z＝2时，3＋1＝2×2，符合实际反应，故C正确；x＝2、y＝2、z＝2时，2＋2＝2×2，符合实际反应，故D正确。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2023·上海松江二模)冰壶比赛称为“冰上的国际象棋”，制作冰壶用的标准砥石的化学成分为石英碱长正长岩，常见的组分有钾长石{K[AlSi3O8]}和钠长石{Na[AlSi3O8]}等。回答下列问题：
(1)用一个化学方程式比较钠和铝的金属性的强弱： NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O 。
(2)我国科学家发展了一种在200 ℃熔盐体系中，采用金属Al还原二氧化硅或硅酸盐、钾长石等制备纳米硅材料的方法，将该材料应用于锂离子电池负极材料，展示出优异的电化学性能，配平下列化学方程式。
4 Al＋ 1 K[AlSi3O8]＋ 2 AlCl3=== 3 Si＋ 6 AlOCl＋ 1 KAlO2
上述反应中若生成14 g Si，转移 2 ml电子。
[解析] (1)氢氧化铝能溶于NaOH，说明氢氧化铝的碱性弱于NaOH，以此可以说明Na的金属性强于Al。
(2)该反应中Al元素化合价由0升高为＋3，K[AlSi3O8]中Si元素化合价由＋4降低为0，根据得失电子守恒和原子守恒进行配平，化学方程式为4Al＋K[AlSi3O8]＋2AlCl3===3Si＋6AlOCl＋KAlO2。14 g Si的物质的量为0.5 ml，生成1 ml Si转移4 ml电子，则生成14 g Si转移2 ml电子。
12．已知工业盐中含有NaNO2，外观和食盐相似，有咸味，人若误食会引起中毒，致死量为0.3～0.5 g。已知NaNO2能发生如下反应(离子方程式已配平)：2NOeq \\al(－,2)＋xI－＋yH＋===2NO↑＋I2＋zH2O，请回答下列问题。
(1)上述反应中，x＝ 2 ，y＝ 4 ，z＝ 2 ，氧化剂是 NOeq \\al(－,2) 。
(2)某工厂废弃液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成水污染，但加入下列物质中的某一种就能使NaNO2转化为不引起污染的N2，该物质是 D (填字母)。
A．NaCl B.KMnO4
C．浓硫酸 D.NH4Cl
(3)饮用水中的NOeq \\al(－,3)对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NOeq \\al(－,3)的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NOeq \\al(－,3)还原为N2，其化学方程式：
10 Al＋ 6 NaNO3＋ 4 NaOH=== 10 NaAlO2＋ 3 N2↑＋ 2 H2O。
①请配平化学方程式；
②用双线桥法标出反应中转移电子的方向和数目：
＋2H2O ；
③若反应过程中转移0.5 ml电子，则生成标准状况下的N2体积为 1.12 L 。
[解析] (1)由反应中碘原子守恒可知x＝2，由电荷守恒可计算y＝4，由氢原子守恒可知z＝2，该反应中氮元素的化合价降低，则NOeq \\al(－,2)为氧化剂。
(2)因NaNO2转化为不引起污染的N2的过程中N的化合价降低，另一物质化合价必升高，物质具有还原性，只有NH4Cl符合。
(3)①由信息可知，生成氮气，碱性条件下还生成NaAlO2，铝元素化合价升高，被氧化，氮元素化合价降低，被还原，由电子守恒和原子守恒可知，反应为10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O。②根据反应前后Al、N元素的化合价变化，可标出电子转移方向和数目为
＋2H2O。
③若反应过程中转移0.5 ml电子，则生成标准状况下的N2体积为0.5 ml×eq \f(3,30)×22.4 L·ml－1＝1.12 L。
13．(2024·福建龙岩模拟)五氧化二钒(V2O5)在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下：
已知：含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：
请回答下列问题：
(1)含钒废料中的有机化合物主要在 焙烧 工序中除去。
(2)“焙烧”产物之一是Mg(VO3)2，写出它在“酸浸”(溶液pH<2)过程中发生反应的化学方程式： Mg(VO3)2＋2H2SO4===(VO2)2SO4＋MgSO4＋2H2O 。
(3)“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH4)2CO3，可能导致的后果为 会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率 。
(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3，写出生成Mg2(OH)2CO3的离子方程式： 2Mg2＋＋3COeq \\al(2－,3)＋2H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋2HCOeq \\al(－,3) 。
(5)“煅烧”时，除生成V2O5外，还生成了参与大气循环的气体，写出煅烧时的化学方程式： 4NH4VO3＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2V2O5＋8H2O＋2N2 。
[解析] 含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机化合物等)加入足量碳酸镁粉末焙烧，除去有机化合物，并将V2O3氧化为V2O5，之后加入硫酸酸溶，金属元素进入溶液，然后加入适量氨水调节pH可生成氢氧化物除去Fe3＋、Cu2＋、Al3＋，过滤后滤液中含有VOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)、Mg2＋等离子，根据后续产物可知净化Ⅱ加入碳酸铵主要是除去Mg2＋，过滤后滤液中再加入足量碳酸铵得到NH4VO3沉淀，空气中煅烧可生成V2O5。
(1)焙烧过程中有机化合物会被氧化为CO2、H2O等，从而除去有机化合物。
(2)溶液pH<2，根据题目所给信息可知酸浸后生成(VO2)2SO4，结合元素守恒可得化学方程式为Mg(VO3)2＋2H2SO4===(VO2)2SO4＋MgSO4＋2H2O。
(3)加入过量的(NH4)2CO3，铵根离子浓度过大，且溶液碱性增强，会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率。
(4)“滤渣2”中含有Mg2(OH)2CO3，说明部分Mg2＋和COeq \\al(2－,3)发生相互促进的水解反应，但由于COeq \\al(2－,3)浓度较大，溶液碱性较强，故COeq \\al(2－,3)的水解不彻底，有HCOeq \\al(－,3)生成，则离子方程式为2Mg2＋＋3COeq \\al(2－,3)＋2H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋2HCOeq \\al(－,3)。
(5)根据元素守恒，煅烧NH4VO3时产生的参与大气循环的气体应为N2，结合元素守恒和电荷守恒可得化学方程式为4NH4VO3＋3O2eq \(=====,\s\up7(高温))2V2O5＋8H2O＋2N2。
14．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，制备亚氯酸钠的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)亚氯酸钠可用作纸浆、纸张和各种纤维的漂白剂，是一种高效漂白剂，主要原因是亚氯酸钠具有 氧化 性。
(2)制备ClO2气体的化学方程式为2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O；制备时可用S代替H2O2，写出该反应的离子方程式： 6ClOeq \\al(－,3)＋S＋4H＋===6ClO2↑＋SOeq \\al(2－,4)＋2H2O 。
(3)可从“废液”中回收的主要物质是 Na2SO4 (填化学式)，“结晶”后经过滤即可获得粗产品。
(4)测定某亚氯酸钠样品的纯度：准确称取亚氯酸钠样品m g，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量稀硫酸(发生反应ClOeq \\al(－,2)＋4I－＋4H＋===2I2＋Cl－＋2H2O)，配成250 mL待测液。移取25.00 mL待测液置于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c ml·L－1的Na2S2O3标准溶液进行滴定，消耗Na2S2O3标准溶液V mL(已知：I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))。
①移取25.00 mL待测液的仪器的名称是 酸式滴定管(或移液管) 。
②该样品中NaClO2的质量分数为 eq \f(0.226 25cV,m)×100% (用含m、c、V的代数式表示)；在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，其可能的原因是 I－被空气中的氧气氧化成了碘单质 。
[解析] (2)制备ClO2时，H2O2是还原剂，用S代替H2O2，S是还原剂，由于＋4价的硫也具有还原性，则该反应中的硫被氧化成SOeq \\al(2－,4)，根据守恒规律可得，反应的离子方程式为6ClOeq \\al(－,3)＋S＋4H＋===6ClO2↑＋SOeq \\al(2－,4)＋2H2O。
(3)制备ClO2时用浓硫酸酸化，后续流程中用NaOH溶液吸收ClO2，根据元素守恒可知废液中含有较多Na2SO4，可以回收。
(4)②根据题意可得关系式：ClOeq \\al(－,2)～2I2～4S2Oeq \\al(2－,3)，所以样品中NaClO2的质量分数为eq \f(\f(1,4)×c ml·L－1×V×10－3 L×90.5 g·ml－1×\f(250 mL,25.00 mL),m g)×100%＝eq \f(0.226 25cV,m)×100%。由于碘离子具有较强的还原性，能够被空气中的氧气氧化成为碘单质，导致消耗的Na2S2O3的量增多，进一步导致NaClO2的质量分数偏高。选项
化学方程式
相关说法
A
2KClO3eq \(=====,\s\up7(△))2KCl＋3O2↑
KClO3既是氧化剂又是还原剂，2 ml KClO3参与反应时转移电子数为6NA
B
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
均为单质被还原的置换反应
C
4CuOeq \(=====,\s\up7(高温))2Cu2O＋O2↑
每生成1 ml O2转移2NA个电子
D
2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑
氧化性：Na2O2>Na2FeO4
溶液pH
<4.0
6.0～8.0
8.0～10.0
钒元素主要
存在形式
VOeq \\al(＋,2)
VOeq \\al(－,3)
V2Oeq \\al(4－,7)
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