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1两类反应化学计量讲解
高一化学竞赛——艰苦卓绝玉汝于成
第一章两类反应化学计量
一、氧化还原反应
(一)常见的氧化还原剂及其产物(默写)
(二)常见的氧化还原剂的氧化还原性强弱规律(默写)
(三)氧化还原反应的配平及方程式的书写
【练习】1、配平下列氧化-还原反应
(1)KMnO4+SO2+H2O-MnSO4+K2SO4+H2SO4
(2)Cu(IO3)2+KI+H2SO4-CuI↓+I2+K2SO4+H2O
(3)BiO3-+Mn2++H+-Bi3++MnO4-+H2O
(4)KMnO4+H2O2+H2SO4-K2SO4+MnSO4+O2↑+H2O
(5)VO2++H2C2O4·2H2O+H+-VO2++CO2↑+H2O
(6)K2Cr2O7+Fe3O4+H2SO4-Cr2(SO4)3+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O
(7)Zn+HNO3-Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O
(8)Cu2S+HNO3-S+NO+Cu(NO3)2+H2O
(9)Fe3P+HNO3-Fe(NO3)3+NO+H3PO4+H2O
(10)F2+NH3-NH4F+N2
(11)P+CuSO4+H2O-Cu3P+H3PO4+H2SO4
(12)NH4ClO4-N2↑+HCl↑+O2↑+H2O
(13)NH4NO3-N2+HNO3+H2O
(14)□K2Cr2O7+□CH3CH2OH+□H2SO4==□Cr2(SO4)3+□CH3COOH+□K2SO4+□H2O
(15)NaClO3+HCl===ClO2↑+Cl2↑+NaCl+H2O
【配平方法】
2、写出下列氧化还原反应的离子方程式
(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程______________________________。
(2)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和Mn2+,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。
已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。
请写出该过程中两反应的离子方程式:
___________________________________________________。
(3)Na2S溶液长期放置在空气中有硫析出,原因为_____________________________。
(4)①在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量次氯酸钠碱性溶液,立即会看到溶液变蓝色,离子方程式为________________________________________________________。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中,滴加亚硫酸钠碱性溶液,发现蓝色逐渐消失,
离子方程式是_______________________________________________________。
(5)已知:
还原性HSO
>I-,氧化性IO
>I2。
分别在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液和过量NaHSO3溶液,反应的离子方程式:
______________________________________;______________________________________。
在含5molNaHSO3的溶液中逐滴加入含1.8molNaIO3的溶液。
离子方程式是__________________________________________________。
(6)已知常见的氧化剂或还原剂强弱顺序,写出下列反应的离子方程式:
①向FeI2中通入少量Cl2:
________________________________;
②向FeBr2中通入等物质的量Cl2:
________________________________;
③Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液:
________________________________;
④在100mL浓度为1mol·L-1的Fe(NO3)3的溶液中通入足量SO2______________________;
⑤向含0.1moLFeI2溶液中逐渐通入Cl2,会依次生成I2、Fe3+、IO
,当n(Cl2)=0.12mol时,溶液中的离子主要为________________________________;从开始通入Cl2到n(Cl2)=0.12mol时的总反应的离子方程式为___________________;n(Cl2)=0.2mol时呢?
【书写步骤】
(四)氧化还原反应的应用
【练习】
1、某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO
离子的物质的量之比是1∶2,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为________________________________。
2、P4+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4中,1molCuSO4可以氧化mol白磷。
3、如下反应:
2NaNO2+4HI===2NO+I2+2NaI+2H2O。
若有0.75mol的还原剂被氧化,则被还原的氧化剂有________mol。
4、ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
5、向含有1molFeCl2的溶液中通入0.2molCl2,再加入含0.1molX2O
的酸性溶液,使溶液中的Fe2+恰好全部氧化,并使X2O
还原为Xn+,则n值为________。
6、加碘盐中含碘量为20~50mg·kg-1。
制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若用KI与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2______L(标准状况,保留2位小数)。
7、6.4g铜与足量的稀硝酸反应,将产生的NO与适量的O2混合作用于水,气体恰好完全溶解,通入O2的物质的量_______________________________。
8、将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。
请回答:
欲使铜与硝酸反应生成的气体在
溶液中全部转化为
,至少需要30%的双氧水g。
9、amolFeS与bmolFeO投入到VL、cmol·L-1的硝酸溶液中充分反应,产生NO气体,所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为_______________________________。
10、2gCu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用400mL0.075mol·L-1KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8
+5Cu2S+44H+====10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6
+5CuS+28H+====5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与350mL0.1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。
混合物中Cu2S的物质的量为_________。
11、向某FeBr2溶液中,通入1.12L(标准状况)的Cl2,测得溶液中c(Br-)=3c(Cl-)=0.3mol/L。
反应过程中溶液的体积变化不计。
则下列说法中正确的是();如果改为2c(Br-)=3c(Cl-)=0.3mol/L,则原溶液的浓度是____________________。
A.原溶液的浓度为0.1mol/LB.反应后溶液中c(Fe3+)=0.1mol/L
C.反应后溶液中c(Fe3+)=c(Fe2+)D.原溶液中c(Br-)=0.4mol/L
12、汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3→K2O+5Na2O+16N2↑。
若氧化物比还原物多1.75mol,则下列判断正确的是()A.生成40.0LN2(标准状况)B.有0.250molKNO3被氧化C.转移电子的物质的量为1.25molD.被氧化的N原子的物质的量为3.75mol
【规律总结】
二、离子反应
(一)离子共存的判断
【练习】1、下列各组离子能在指定溶液中,大量共存的是()
①无色溶液中:
K+,Cl—,Na+,H2PO4—,PO43—,SO42—
②使pH=11的溶液中:
CO32—,Na+,AlO2—,NO3—,S2—,SO32—
③水电离的H+浓度C(H+)=10—12mol·L—1的溶液中:
Cl—,HCO3—,NO3—,NH4+,S2O32—
④加入Mg能放出H2的溶液中:
Mg2+,NH4+,Cl—,K+,SO42—
⑤使甲基橙变红的溶液中:
Fe3+,MnO4—,NO3—,Na+,SO42—
⑥酸性溶液中:
Fe2+,Al3+,NO3—,I—,Cl—,S2—
⑦使pH试纸呈红色的溶液中:
Fe2+、NO3-、SO42-、Na+
⑧滴加无色酚酞试液后仍无色的溶液中:
CO32-、K+、ClO-、AlO2-
⑨在c(H+)/c(OH-)=1×1013的溶液中:
NH4+、Ca2+、C1-、K+
⑩加入铝粉后产生大量氢气的溶液中:
NH4+、Na+、NO3-、SO42-
2、在溶液中能大量共存,若加入OH-就有沉淀析出,若加入H+就能放出气体的是()
A.Mg2+、Na+、Cl-、CO32- B.Ba2+、K+、OH-、NO3-
C.H+、Al3+、NH4+、SO42-D.Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
3、在溶液中加入过量Na2O2后仍能大量共存的离子组是()
A.NH4+、Ba2+、Cl-、NO3-B.K+、AlO2-、Cl-、SO42-
C.Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3-D.Na+、Cl-、CO32-、SO32-
4、某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是:
A.NH4+B.Mg2C.Fe2+D.Al3+
5、现需要检验某溶液中是否存在下列离子:
SO42-、SO32-、CO32-、Cl-,根据以下事实,分别作出适当的结论。
(1)若溶液呈强酸性,不能以较大浓度存在的离子是
(2)先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液无沉淀生成,则不存在的离子是
(3)只加BaCl2溶液,无沉淀生成,则不存在的离子是
(4)加硝酸银溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,则存在的离子是
6、将Na+、Al3+、K+、NO3-、OH-、S2-、MnO4-、Fe3+、NH4+、H+、AlO2-、CO32-,按在溶液中能大量共存的情况分成两组,每组中各含有六种离子且阳离子和阴离子分别不少于两种,则一组是,另一组是。
7、某河道两旁有甲乙两厂。
它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、C1、OH、NO3六种离子。
甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子 、
、 ,乙厂的废水中含有另外三种离子。
对于该两厂的废水,可采取下列两种方法来处理:
(1)如果在废水中加一定量 选填:
活性炭或铁粉),可以发生 反应,离子方程式是 ,并且能够回收其中的金属(填写金属元素符号)。
(2)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的某些离子转化为沉淀,写出两个离子方式:
、 。
经过滤后的废水主要含,可用来浇灌农田。
【规律】
(二)与量有关的离子方程式的书写
【练习】1、连续反应型:
判断离子方程式的正误并把错误的更正。
①Na2CO3溶液与过量的稀盐酸反应:
CO
+H+===HCO
;
②过量的CO2通入NaAlO2溶液中:
2AlO
+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
;
③用过量氨水吸收工业尾气中的SO2:
2NH3·H2O+SO2===2NH
+SO
+H2O
④已知酸性:
H2CO3>HClO>HC
向NaClO溶液中通入少量二氧化碳:
2ClO-+CO2+H2O
2HClO+C
⑤少量SO2通入苯酚钠溶液中:
C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-(已知苯酚的酸性小于亚硫酸氢根)
2、先后反应型:
判断离子方程式的正误并把错误的更正。
①(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
②NH4Al(SO4)2溶液中滴入几滴NaOH溶液:
NH
+OH-===NH3·H2O
③等物质的
量的MgCl2、Ba(OH)2和HC1溶液混合:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
④0.01mol/LNH4Al(SO4)2溶液与0.02mol/LBa(OH)2溶液等
体积混合:
NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O
⑤明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀:
2Ba2++3OH-+Al3++2SO42-
2BaSO4↓+Al(OH)3↓
⑥向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合液中加入稀盐酸。
下列离子方程式与事实不相符的是( )
A.OH-+CO
+2H+===HCO
+H2OB.2OH-+CO
+3H+===HCO
+2H2O
C.2OH-+CO
+4H+===CO2↑+3H2OD.OH-+CO
+3H+===CO2↑+2H2O
3、氧化还原类型:
判断离子方程式的正误并把错误的更正。
①..向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
②.磁性氧化铁溶于稀硝酸:
3Fe2++4H++NO
===3Fe3++NO↑+3H2O
③.向亚硫酸钠溶液中加入足量硝酸:
SO
+2H+=SO2↑+H2O
④.向次氯酸钙溶液中通入SO2气体Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
⑤.次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳:
Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
⑥.在100mL浓度为2mol·L-1的FeI2的溶液中通入标准状况下5.6L的Cl2
4Fe2++6I-+5Cl2=4Fe3++3I2+10Cl-
⑦.向Fe2O3溶液中通入HI:
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
【方法】
(三)离子反应的推断
【练习】1、某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
阴离子
CO
、SiO
、AlO
、Cl-
阳离子
Al3+、Fe3+、Mg2+、NH
、Na+
(1)若Y是盐酸,则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的,下同)是________,ab段发生反应的离子是________,bc段发生反应的离子方程式为______________。
(2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有的离子是____,ab段反应的离子方程式为__________。
2、在某无色溶液里,只含有下列8种离子中的某几种:
Na+、H+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-。
已知该溶液能跟铝粉反应,且放出的气体只有H2。
试回答:
(1)若溶液和铝粉反应后有AlO2-生成,则溶液中一定含有大量的_______离子,还可能含有大量的_________离子。
(2)若溶液和铝粉反应后有Al3+生成,则原溶液中一定不含有大量的_____________离子。
3、某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-、为鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①测得混合液呈碱性;②加HCl后,生成无色无味气体,该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;③加CCl4后,滴加少量氯水,振荡后,CCl4后层未变色;④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量盐酸,沉淀不能完全溶解;⑤加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述5个实验,写出每一步实验鉴定离子的结论与理由。
实验①;
实验②;
实验③;
实验④;
实验⑤;
4、A、B、C、D、E均为可溶于水的固体,组成它们的离子有
阳离子
Na+Mg2+Al3+Ba2+
阴离子
OH—Cl—CO32—SO42—HSO4—
分别取它们的水溶液进行实验,结果如下:
①A溶液与B溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;②A溶液与C溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;③A溶液与D溶液反应生成白色沉淀,沉淀可溶于盐酸;④B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀,加入过量D溶液,沉淀量减少,但不消失。
据此推断它们是A;B;C;D;E;
5、由几种离子化合物组成的混合物,含有以下离子中的若干种:
K+、Cl-、NH
、Mg2+、CO
、Ba2+、SO
。
将该混合物溶于水后得澄清溶液,现取3份100mL该溶液分别进行如下实验:
实验序号
实验内容
实验结果
1
加AgNO3溶液
有白色沉淀生成
2
加足量NaOH溶液并加热
收集到气体1.12L(已折算成标准状况下的体积)
3
加足量BaCl2溶液时,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加足量稀盐酸,然后干燥、称量
第一次称量读数为6.27g,第二次称量读数为2.33g
试回答下列问题:
(1)根据实验1对Cl-是否存在的判断是___________(填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验1~3判断混合物中一定不存在的离子是________。
(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满):
阴离子符号
物质的量浓度(mol/L)
(3)试确定K+是否存在?
________,判断的理由是________________________。
6、某无色溶液中可能含有:
Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO
、CO
、SO
、S2-、SO32-;现取一定量的溶液进行连续实验:
先加过量的氢溴酸溶液,得到气体甲,并生成淡黄色沉淀;过滤并向滤液中加过量的碳酸氢铵溶液,得到气体乙,并生成白色沉淀;再过滤并向滤液中加过量的氢氧化钡溶液,得到气体丙,又生成白色沉淀。
(1)气体甲的组成可能是___________________。
(2)一定存在的离子是:
______________________。
(3)写出各步一定发生反应的离子方程式:
______________________________________________________________________________
7、某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。
取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气体,同时产生红褐色衬垫;顾虑,洗涤,灼烧,得到1.6g固体;向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。
由此可知原溶液中
A.至少存在5种离子B.Cl-一定存在,且c(Cl)≥0.4mol/L
C.SO42-、NH4+、一定存在,Cl-可能不存在D.CO32-、Al3+一定不存在,K+可能存在
8、为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①测定溶液的pH,溶液显强碱性。
②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
③在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀。
④取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
根据实验以下推测正确的是
A.一定有SO32-离子B.一定有CO32-离子
C.不能确定C1—离子是否存在D.不能确定HCO3-离子是否存在
9、下列各组溶液中,不用任何其他试剂就能鉴别的是
ANa2SO4H2SO4AlCl3BaCl2BHClNaOHK2SO4NaHSO4
CNaAlO2KHCO3NaClNaHSO4DNaOHFeCl3MgCl2K2SO4
10、水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、
、
、
、
、
中的若干种离子。
某同学对该溶液进行了如下实验:
下列判断正确的是
A.气体甲一定是纯净物B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物
C.K+、
和
一定存在于溶液X中D.
和
一定不存在于溶液X中
11、现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验:
已知:
控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。
该同学得出的结论正确的是:
A.根据现象1可推出该试液中含有Na+
B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根
C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+
D.根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2+
【方法】
三、化学计量
(一)常见的计算题型
【练习】1、基本概念的计算
①如果假设12C的相对原子质量为24,且以0.024千克12C所含有的原子数为阿伏加德罗常数,则下列数值中肯定不会因此而改变的是
A.标准状况下氧气的密度B.气体摩尔体积
C.Cl2的相对分子质量D.一定质量硫酸中氧原子的物质的量
②设阿佛加德罗常数的符号为NA,标准状况下某种O2和N2的混合气体m克含有b个分子,则n克该混合气体在相同状况下所占的(L)体积应是
A.22.4nb/NAmB.22.4mb/NAC.22.4nNA/mbD.nbNA/22.4m
③ng某气体含分子数为N,则mg该气体在标准状况下体积是(NA为阿伏加德罗常数)
A.
B.
C.
D.
L
④工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应,若有标准状况下VL氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数(NA)可表示为( )
A.
B.
C.
D.
⑤在臭氧发生装置中装入氧气100mL,经反应:
3O2
2O3,最后气体体积变为95mL(体积均在标准状况下测定),则混合气体的密度是( )
A.1.3g/LB.1.5g/LC.1.7g/LD.2.0g/L
⑥在一定条件下,某化合物X受热分解:
2X
A↑+2B↑+4C↑,测得反应后生成的混合气体对H2的相对密度为11.43,相同条件下,X的相对分子质量是( )
A.11.43B.22.85C.80.01D.160.02
⑦同温同压下,CH4与H2的混合气体恰好与等体积的O2完全反应生成CO2和H2O,则原混合气体中的平均相对分子质量为
A.5.56B.6.67C.11.12D.9
2、阿伏伽德罗定律及其推论的应用
①下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A.同质量、不同密度的N2和CO
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