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#01
非氧化還原反應
1、實驗室中若以CaO和碳酸銨為原料生產氨,用化學反應式表達其反應原理。
[分析] 熱分解產物為NH3、CO2和H2O,CaO能吸收CO2和H2O。
+2CaO=NH3↑+CaCO3+Ca(OH)2
2.“溶液中的離子交換反應一般總是按離子濃度降低的方向進行。”這句話其實有幾個反例,請舉出一個典型的反例,并用化學反應方程式(或離子方程式)表達出來。
【答案】NH3·H2O+→NH4++-+H2O
3.當向Na2S溶液中通入過量的CO2時,反應產物為和。
[分析] 碳酸雖然比H2S酸性強,但此反應不會生成H2S和。一般來說,多元酸的正鹽不能與酸(包括弱酸)共存。反應產物為NaHS和。
4. 將等體積的0.3 mol/L NaOH溶液與0.1 mol/L Ca(H2PO4)2溶液混合,充分攪拌,靜置至反應完全進行。寫出該反應的離子方程式。
【分析】NaOH與Ca(H2PO4)2以3:1的比例發生反應,Na+實際上并不參與反應。
3OH-+ Ca2++-
H2O是最弱的電解質,所以它往往是離子反應中第一個生成的產物。本例中OH-有3份,最多生成3份H2O。
3OH-+ Ca2++-→3H2O
剩余粒子中仍有1份Ca2+、1份HPO42-和1份PO43-,先結合成溶解度最小的Ca3(??PO4)2(1/3份),剩下1/3份PO43-和1份HPO42-,3OH-+Ca2++-→3H2O+1/3Ca3(PO4)2↓+1/3PO43-+HPO42-
兩邊乘以3,結果為:3Ca2++-+ 9OH-= Ca3(PO4)2↓+PO43-+-+ 9H2O
5. BiCl3水解生成BiOCl。
(1)寫出水解的化學反應式。 (2)有些人稱 BiOCl 為次氯酸鉍。你認為這種說法有什么錯誤?
【解析】水解的前提是H2O溶解成二,比較熟悉的是“充分水解”(如AlCl3):BiCl3 + 3H2O = Bi(OH)3 + 3HCl
事實上,BiCl3 中還剩下一個 Cl,看上去只交換了兩個 OH-:BiCl3 + 2H2O = Bi(OH)2Cl + 2HCl
堿式鹽脫水后變成BiOCl,結果為:BiCl3 + H2O = BiOCl + 2HCl
BiOCl 是堿性鹽,其中的 Cl 是 -1 價,而次氯酸中的 Cl 應該是 +1 價。(如果有次氯酸鉍這種鹽,它的化學式應該是 Bi(ClO)3。)
6. 當該溶液與Al2(SO4)3溶液混合時,寫出該反應的離子方程式。
【分析】已知在酸性條件下,發生“歧化反應”高中物理的化學方程式,生成SO2和S,Al2(SO4)3在這里起酸化作用:Al3+ + 3H2O ≒ Al(OH)3 + 3H+
答案:- + 2Al3 + + 3H2O = 3SO2↑ + 2Al(OH)3↓ + 3S↓
7、光氣又稱光氣,在水中能發生水解,在氨中能發生氨解。分別寫出光氣水解和氨解反應的化學反應式。
[分析] 水解是H2O分解成兩個,而氨分解是NH3分解成兩個(-NH2和-H)。
COCl2+H2O→2HCl+CO2 ;COCl2+4NH3→CO(NH2)2+
8、固體V2O5是兩性氧化物,在強酸性溶液中以氧化釩離子(VO2+)存在,在強堿性溶液中以釩酸根離子(VO3-)存在。VO2+具有強氧化性,能將Cl-氧化為Cl2,被還原為VO+。寫出V2O5溶解在下列溶液中的反應離子方程式。
(1)溶于硫酸
(2)溶于氫氧化鈉溶液
(3)溶于鹽酸
[回答]
(1)V2O5 + 2H+ → 2VO2+ + H2O;
(2)V2O5+2OH-→2VO3-+H2O;
(3)V2O5 + 6H+ + 4Cl- → 2VO+ + 2Cl2 + 3H2O
#02
氧化還原半反應
9、氫氧燃料電池以H2為還原劑,O2為氧化劑,30%KOH溶液為電解液,電極不發生反應。寫出該電池負極反應方程式。
【解析】負極反應是失去電子,H失去電子變成H+,H+自動與OH-結合變成H2O,H2+2OH--2e-→2H2O
10、一個完整的氧化還原反應方程式,可以拆分成兩個“半反應”方程式,一個為“氧化反應”,一個為“還原反應”。例如2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+的拆分結果為:氧化反應,Cu-2e- = Cu2+;還原反應,Fe3+ + e- = Fe2+。(E為轉移的電子)據此,請將反應方程式3NO2 + H2O = 2H+ + 2NO3- + NO拆分成兩個半反應方程式:
氧化反應:
還原反應:
【分析】氧化劑和還原劑都是NO2,失去電子后的氧化產物為NO3-,NO2-e-+→NO3-
為了平衡兩側的電荷,在右側添加 2H+,NO2-e-→NO3- + 2H+
最后用H2O來平衡等式兩邊的H和O原子,NO2-e- + H2O → NO3- + 2H+
獲得電子后的還原產物為NO,NO2 + 2e- → NO
為了平衡兩側的電荷,在左側添加 2H+,NO2 + 2e- + 2H+ → NO
最后用 H2O 平衡等式兩邊的 H 和 O 原子,NO2 + 2e- + 2H+ → NO + H2O
11、一種新型燃料電池,以多孔鎳板為電極,以KOH溶液為電解液,在兩電極內分別通入乙烷和氧氣,寫出該電池負極的反應方程式。
【分析】負極失去電子,C2H6發生氧化反應,C2H6中的C視為“-3”,最穩定的氧化產物應為CO32-(堿性條件下),增加7個價數,每個C2H6分子失去14個電子。
C2H6-14e-→2CO32- 由于電荷平衡的需要,在方程式左邊加入18個OH-,最后加入H2O。
C2H6+18OH--14e-→2CO32-+12H2O
12. 將 Ag2O + Zn + H2O = = 2Ag + Zn(OH)2 分解為兩個半反應方程式。
如果依據此反應構造堿性原電池,則電池的正極材料為。
【答案】負極:Zn-2e- + 2OH- = Zn(OH)2;正極:Ag2O + 2e- + H2O = Ag + 2OH-
13、常用的干電池叫鋅錳干電池,其正極材料是石墨棒,鋅筒既是容器又是負極材料,電解液是含有NH4Cl、ZnCl2和MnO2的糊狀物。
其正極反應可表示為:2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑。生成的NH3和H2通過以下兩個反應被吸收:Zn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+;2MnO2+H2=2MnO(OH)。請寫出包括兩個產物[Zn(NH3)4]2+和MnO(OH)的總電池反應方程式。
2Zn+4NH4++4MnO2→Zn2++[Zn(NH3)4]2++4MnO(OH)
14、鋰電池負極材料為鋰,正極材料包括SOCl2,置于鋰鹽非水溶液中,電池反應為4Li+→4Li++4Cl-+S+SO2。寫出正極反應方程式。
【答案】+4e-→4Cl-+S+SO2
15、鉛酸電池負極材料為鉛,正極材料為鍍有PbO2的鉛,電池反應為Pb+PbO2+2SO42-+4H+→+2H2O。寫出負極、正極反應方程式。
【答案】Pb-2e-+SO42-→PbSO4 PbO2+2e-+SO42-+4H+→PbSO4+2H2O
16. 鎳鎘電池是一種堿性電池,其電池反應式為:Cd + 2NiO(OH) + 2H2O → Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2,寫出負極和正極的反應方程式。
【答案】Cd-2e-+2OH-→Cd(OH)2
NiO(OH)+e-+H2O→Ni(OH)2+OH-
#03
關于鹵素
17. CuH 是一種難溶物質??。(1)它在氯氣中能燃燒;(2)它能與鹽酸反應放出氣體。請寫出這兩個反應的化學反應式。
[分析] Cl2是強氧化劑,與CuH劇烈反應,生成物應為最高價態的Cu(Ⅱ)和H(Ⅰ):
2CuH+3Cl2=+2HCl
HCl不是強氧化劑,反應放出的氣體只能是H2:CuH+HCl=CuCl+H2
18.將H2S通入KI和KIO3的混合溶液中,生成I2和SO42-,該反應包含兩個獨立的氧化還原反應。
(1)寫出兩個獨立的氧化還原反應的離子方程式。
(2)如果反應完成后,溶液的pH仍為中性,寫出總反應的離子方程式。
【分析】氧化劑有一種(KIO3),還原劑有兩種(KI和H2S),因此有兩個獨立的氧化還原反應:
5I-+IO3-+6H+→3I2+3H2O
5H2S+8IO3-→5SO42-+4I2+2H+-4H2O
合并兩式中的H+,消去二者,得:I-+3H2S+5IO3-→3I2+3SO42-+3H2O
可以看出,參加反應的IO3-和I-的比例為5:1,如果這個比例發生變化,總的反應方程的結果也會發生變化,可見該類反應方程的配平結果是不確定的。
19. 某化學反應的反應物與產物為:KMnO4 + KI + H2SO4 → MnsO4 + I2 + KIO3 + K2SO4 + H2O。為平衡該化學反應式高中物理的化學方程式,你認為應先解決什么問題?
[答案] 確定兩種氧化產物(I2和KIO3)的比例。
20. KClO3與濃硫酸反應生成ClO2。請寫出該反應的化學方程式。
【分析】ClO2是KClO3的還原產物,這里沒有還原劑,只能是自身氧化還原,H2SO4在這里的作用是酸化。
+H2SO4→KClO4+2ClO2+K2SO4+H2O
21.已知在酸性條件下,KBrO3的氧化性比KIO3強。將KBrO3、KIO3、KI三種溶液兩兩混合,分別酸化。寫出可能反應的離子方程式。(鹵素的價數為0和+5,其他價態不考慮。)
[答案] 2BrO3- + 10I- + 12H+ → 5I2 + Br2 + 6H2O
6BrO3-+5I-+6H+→5IO3-+3Br2-3H2O
IO3-+5I-+6H+→3I2+3H2O
22、在強堿性條件下,NaBH4能將許多金屬離子還原為金屬元素,生成BO2-。在冶金工業中常用它來處理含Au3+的廢液。完成此反應的離子方程式。
【答案】8Au3++3BH4-+24OH-→8Au+3BO2-+18H2O (注意BH4-中的H為-1)
#04
關于硫和氧
23. 喂金魚的自來水需在陽光下暴曬或放在開口容器中放置一晝夜后再使用。若急需,可在自來水中溶解少量小蘇打。請用離子方程式表達小蘇打的效果。
【答案】S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO42- + 8Cl- + 10H+
24、保險粉是的工業俗稱,廣泛應用于漂白、印染工業。保險粉的生產方法之一是將甲酸和燒堿混合在溶液中,然后通入SO2進行反應。請寫出該反應的化學反應式。
【解析】HCOOH中的C可視為“+2價”,HCOOH中的S可視為“+3價”,因此C的價數增加2價,S的價數減少1價,二者反應比例為1:2:
甲酸+2SO2+4NaOH=++3H2O
25、過硫酸鹽及其鹽類都是氧化劑,其氧化能力比KMnO4強,有人認為其中S的價數為+7,有人不同意,反對的理由是什么?
寫出酸性溶液中過硫酸銨氧化Mn2+的離子方程式。
【解析】過氧化物基團中兩個O的氧化數為-1貝語網校,而不是-2(類似H2O2)。但平衡時S仍可算作“+7”。S減少1,Mn增加5。
-+2Mn2+-8H2O=-+2MnO4-+16H+
26、S2O在堿性條件下發生歧化反應,反應產物有S2-、S2O42-和SO32-,該反應包含兩個獨立的歧化反應。
(1)寫出歧化反應的兩個獨立的離子方程式。
(2)若兩個歧化反應生成等量的S,寫出總反應的離子方程式。
[回答]
(1)5S2O + 14OH- → 4S2- + - + 7H2O
S2O+4OH-→S2-+SO32-+2H2O
(2)9S2O + 30OH- → 8S2- + - + 4SO32- + 15H2O
27. 將黃鐵礦和焦炭充分混合(FeS2與C的質量比為5:2),在有限的空氣中緩慢燃燒。結果得到硫(副產物是Fe和C的氧化物)。請寫出此燃燒反應的化學反應式。
【分析】空氣的“有限量”,即氧氣不足,是為了得到硫磺(加焦炭也是為了不讓硫磺燃燒),既然氧氣不足,燃燒的主要產物不應該是Fe和C,而是它們的最高價。
2FeS2+8C+5O2=2FeO+8CO+4S
或3FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO+6S
28. 王水能溶解難溶性HgS。反應產物包括-、SO2和NO。請寫出此反應的離子方程式。
【分析】S的價數增加了6個,N的價數減少了3個。HgS與NO3-以1:2的比例反應。HgS + 2NO3- + 4Cl- = - + SO2 + 2NO
因為需要平衡電荷,所以在等式左邊添加4H+,最后用H2O來平衡H和O原子。
HgS+4H++2NO3-+4Cl-=-+SO2-2NO-2H2O
此反應說明了王水的作用。由于 HgS 極難溶解,硝酸本身無法將其氧化,因此它與鹽酸聯手,因為 Cl- 絡合物“綁架”了 Hg2+(形成絡合離子 -),促使平衡向正方向移動。
29. 將氣態碳氫化合物CxHy、O2和適量Na2O2粉末放入密閉容器中,用電火花點燃,在高溫下,容器內壓力幾乎為零。忽略中間產物,用反應方程式表達反應結果。
【分析】 壓力為零,即產物中不含CO2、CO和H2O,高溫條件下不考慮的生成,產物只能是(含C)和NaOH(含H)。
2CxHy+xO2+(2x+y)Na2O2= +
30. 當少量O3通入酸性KI溶液中時,溶液會變紅。寫出該反應的離子方程式。
【分析】I-的氧化產物和O3的還原產物均清晰,問題是O3是完全還原還是部分轉化為O2。考慮到O3不穩定,容易分解成O2,而O2穩定,在室溫下不表現出強氧化性。
O3+2I-+2H+→O2+I2+H2O (按照O+2I-+2H+→I2+H2O更容易配平)
31. 已知碳酸鹽MCO3在空氣中煅燒時會發生價數變化,若1mol的MCO3與足量的O2反應,固體質量減少28g,則MCO3的價數將變為____。
【分析】根據質量差,反應方程式為MCO3+(1/2)O2→MO2+CO2
[答案] +4
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