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使用次数:109
更新时间:2021-01-11
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1.

过二硫酸钠(Na2S2O8)也叫高硫酸钠,可用于废气处理及有害物质氧化降解.(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合可制得Na2S2O8晶体,同时还会放出氨气。某化学兴趣小组利用该原理在实验室制备Na2S2O8晶体(装置如图所示)

已知:反应过程中发生的副反应为2NH3+3Na2S2O8+6NaOH6Na2SO4+6H2O+N2

1)图中装有NaOH溶液的仪器的名称为___,反应过程中持续通入氮气的目的是__

2(NH4)2S2O8可由电解硫酸铵和硫酸的混合溶液制得,写出电解时阳极的电极反应式:__

3Na2S2O8溶于水中,会发生一定程度的水解,最终仅生成H2SO4Na2SO4和另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质,写出该反应的化学方程式:__

4Na2S2O8具有强氧化性,该兴趣小组设计实验探究不同环境下Na2S2O8氧化性的强弱。将MnSO4•H2O(1.69g)与过量Na2S2O8(10g)溶于水中形成的混合溶液煮沸3min,观察并记录加入试剂时和加热过程中的现象(如表格所示)

环境

调节溶液氧化环境时的现象

加热煮沸3min期间产生的现象

中性

加入VmL蒸馏水,无明显现象

30s时开始有大量气泡冒出,3min后溶液变深棕色,溶液中有悬浮小颗粒

碱性

加入VmL某浓度的NaOH溶液,瞬间变为棕色(MnO2)

10s后溶液逐渐变为深紫色(MnO),没有明显冒气泡现象

酸性

加入VmLH2SO4无明显现象

煮沸3min后,有气泡冒出

___(中性”“酸性碱性”)条件下,Na2S2O8的氧化能力最强。

若用0.1mol•L-1H2O2溶液滴定碱性氧化反应后的溶液(先将溶液调至酸性再滴定),滴定终点时的现象为__;达到滴定终点时,消耗H2O2溶液的体积为V1rnL。则碱性氧化后的溶液中NaMnO4的质量为__g(用含V1的代数式表示,5H2O2~2MnO)

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题型:实验,探究题
知识点:氧化还原反应方程式的配平
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【答案】

分液漏斗    将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出,减少副反应的发生    2SO-2e-=S2O    Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+H2O2    碱性    当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色    5.68×10-3V1   

【分析】

1)装有NaOH溶液的仪器为分液漏斗;由题给信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反应过程中需不断往反应液中通N2NH3尽快排出;

2)电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成

3)由Na2S2O8水解生成H2SO4Na2SO4可知,反应中硫元素化合价降低被还原,由氧化还原反应规律可知,另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质为H2O2

4由信息知,在碱性溶液中,Mn2+的反应剧烈;

②NaMnO4溶液与过氧化氢发生氧化还原反应,NaMnO4被还原生成Mn2+,溶液由紫色变为无色。

【详解】

1)由实验装置图可知,装有NaOH溶液的仪器为分液漏斗;(NH4)2S2O8溶液和一定浓度的NaOH溶液混合,发生复分解反应生成Na2S2O8NH3,由题给信息可知NH3能被Na2S2O8氧化生成N2,所以在反应过程中需不断往反应液中通N2NH3尽快排出,以减少副反应的发生,故答案为:分液漏斗;将三颈烧瓶中产生的NH3及时排出,减少副反应的发生;

2)由生成可知,硫元素的化合价升高被氧化,则电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成,电极反应式为2-2e- =,故答案为:2-2e- =

3)由Na2S2O8水解生成H2SO4Na2SO4可知,反应中硫元素化合价降低被还原,由氧化还原反应规律可知,另一种常温下为液态且具有强氧化性的物质为H2O2,则反应的化学方程式为Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2,故答案为:Na2S2O8+2H2O=H2SO4+Na2SO4+ H2O2

4由信息知,在碱性溶液中,能瞬间将Mn2+逐渐氧化为MnO2,煮沸10s就能生成说明在碱性条件下,Mn2+的反应剧烈,Na2S2O8的氧化能力最强,故答案为:碱性;

碱性氧化反应后的溶液为深紫色的NaMnO4溶液,NaMnO4溶液与过氧化氢发生氧化还原反应,NaMnO4被还原生成Mn2+,溶液由紫色变为无色,则滴定终点时的现象为当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色;由题给关系式5H2O2~2可得n()=,则m()==5.68×10-3V1g,答案为:当滴入最后一滴H2O2溶液时,溶液由紫色变为无色,且在半分钟内不变色;5.68×10-3V1

【点睛】

生成可知,硫元素的化合价升高被氧化,则电解时在阳极失去电子发生氧化反应生成是解答关键。

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 氧化还原反应的配平 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 氧化还原反应的配平的定义

配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。

◎ 氧化还原反应的配平的知识扩展
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤:
(1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。

再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
Sx  0→-2  降2×2
S2  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。


◎ 氧化还原反应的配平的知识导图

 

◎ 氧化还原反应的配平的特性
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等

配平步骤:
(1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒

配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。

再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
Sx  0→-2  降2×2
S2  0→+4  升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。


◎ 氧化还原反应的配平的知识点拨

氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:

  1. 一般方法:从左向右配。
  2. 步骤:标变价,找变化,求总数,配系数。
  • 标出元素化合价变化的始态和终态
  • 求升价元素或降价元素化合价的变化数
  • 求化合价变化数的最小公倍数,分别作为氧化剂或还原剂的系数
  • 配平变价元素
  • 用观察法配平其他元素
  • 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看电荷是否守恒)
    如:

特殊技巧:

配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。

◎ 氧化还原反应的配平的考试要求
暂无

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