考點(diǎn)1.氧化還原反應(yīng)及其配平

1.復(fù)習(xí)重點(diǎn):1、氧化還原反應(yīng)概念。

     2、電子守恒原理的應(yīng)用。

     3、根據(jù)化合價升降總數(shù)守恒配平化學(xué)反應(yīng)方程式。

2.難點(diǎn)聚焦

氧化還原反應(yīng)中的概念與規(guī)律:

一、         五對概念

  在氧化還原反應(yīng)中,有五對既相對立又相聯(lián)系的概念。它們的名稱和相互關(guān)系是:

  

二、         五條規(guī)律

1、表現(xiàn)性質(zhì)規(guī)律

同種元素具有多種價態(tài)時,一般處于最高價態(tài)時只具有氧化性、處于最低價態(tài)時只具有還原性、處于中間可變價時既具有氧化性又具有還原性。

2、性質(zhì)強(qiáng)弱規(guī)律

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3、反應(yīng)先后規(guī)律

在濃度相差不大的溶液中,同時含有幾種還原劑時,若加入氧化劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的還原劑作用;同理,在濃度相差不大的溶液中,同時含有幾種氧化劑時,若加入還原劑,則它首先與溶液中最強(qiáng)的氧化劑作用。例如,向含有FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2+

      4、價態(tài)歸中規(guī)律

含不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價+低價→中間價”的規(guī)律。

  5、電子守恒規(guī)律

在任何氧化―還原反應(yīng)中,氧化劑得電子(或共用電子對偏向)總數(shù)與還原劑失電子(或共用電子對偏離)總數(shù)一定相等。

 

(1)由元素的金屬性或非金屬性比較
<1>金屬陽離子的氧化性隨其單質(zhì)還原性的增強(qiáng)而減弱

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三.物質(zhì)氧化性或還原性強(qiáng)弱的比較:

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非金屬陰離子的還原性隨其單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)而減弱

(2)由反應(yīng)條件的難易比較
不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時,反應(yīng)條件越易,其氧化劑的氧化性越強(qiáng)。如:

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前者比后者容易發(fā)生反應(yīng),可判斷氧化性: 。同理,不同的還原劑與同一氧化劑反應(yīng)時,反應(yīng)條件越易,其還原劑的還原性越強(qiáng)。

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(3)根據(jù)被氧化或被還原的程度不同進(jìn)行比較
當(dāng)不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時,還原劑被氧化的程度越大,氧化劑的氧化性就越強(qiáng)。如 ,根據(jù)鐵被氧化程度的不同 ,可判斷氧化性: 。同理,當(dāng)不同的還原劑與同一氧化劑反應(yīng)時,氧化劑被還原的程度越大,還原劑的還原性就越強(qiáng)。

(4)根據(jù)反應(yīng)方程式進(jìn)行比較

氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物

氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物

(5)根據(jù)元素周期律進(jìn)行比較

一般地,氧化性:上>下,右>左;還原性:下>上,左>右。

(6)某些氧化劑的氧化性或還原劑的還原性與下列因素有關(guān):

溫度:如熱的濃硫酸的氧化性比冷的濃硫酸的氧化性強(qiáng)。

濃度:如濃硝酸的氧化性比稀硝酸的強(qiáng)。

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酸堿性:如中性環(huán)境中 不顯氧化性,酸性環(huán)境中 顯氧化性;又如 溶液的氧化性隨溶液的酸性增強(qiáng)而增強(qiáng)。

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注意:物質(zhì)的氧化性或還原性的強(qiáng)弱只決定于得到或失去電子的難易,與得失電子的多少無關(guān)。如還原性: ,氧化性:。

3.例題精講

1、(2000廣州測試題)制備氰化鈣的化學(xué)方程式為

CaCO3  +  2HCN  =  Ca(CN)2  +  CO↑+ H2↑ + CO2↑,在反應(yīng)中( )

A. 氫元素被氧化,碳元素被還原

B. HCN既是氧化劑又是還原劑

C. Ca(CN)2是氧化產(chǎn)物,H2 是還原產(chǎn)物

D. CO為氧化產(chǎn)物,H2 為還原產(chǎn)物

解析:本題考查氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。

CaCO3  +  2HCN  =  Ca(CN)2  +  CO↑+ H2↑ + CO2↑(注意生成物中CO2碳元素來自CaCO3,它的化合價在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化),即氫元素化合價降低,碳元素化合價升高,故HCN既是氧化劑又是還原劑,Ca(CN)2  是氧化產(chǎn)物,H2是還原產(chǎn)物。答案:B、C。

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一、氧化還原反應(yīng)中的概念辨析:

點(diǎn)評:此類結(jié)合實(shí)例確定氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念的試題,其解題方法是:找變價 判類型 分升降定其他。其中“找變價”是非常關(guān)鍵的一步,特別是反應(yīng)物中含有同種元素的氧化還原反應(yīng)(如本題反應(yīng)物均含有碳元素),必須弄清它的變化情況。

2. (1997年全國高考題)下列敘述正確的是( )

A.    含金屬元素的離子不一定都是陽離子

B.     在氧化還原反應(yīng)中,非金屬單質(zhì)一定是氧化劑

C.     某元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)時,該元素一定被還原

D.    金屬陽離子被還原不一定得到金屬單質(zhì)

解析:本題主要是考查氧化還原反應(yīng)概念正誤的判斷。

答案:A、D。

點(diǎn)評:解此類有關(guān)概念辨析的試題應(yīng)遵循“理解概念抓實(shí)質(zhì)”的原則,若是再輔以具體實(shí)例,會使抽象的問題具體化,其判斷結(jié)果更具有可靠性。

試題詳情

例3:(98高考試測題)120℃、101.3KPa條件下,有2LH2O、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH2組成的混合氣體。將混合氣體通過分別放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三個灼熱的反應(yīng)管。假設(shè)氣體通過每個反應(yīng)管都能充分反應(yīng),且不論三個反應(yīng)管以何種順序排列,問: 

⑴尾氣是否有可能是單一氣體?         (填“可能”或“不可能”)。若可能,該氣體是                     

⑵原氣體中是否有幾種(或一種),不可能再存在于尾氣之中:        (填“有”或“沒有”。若有,它們(或它)是                  。

⑶原氣體中是否有幾種(或一種)肯定存在于尾氣中?          (填“有”或“沒有”。若有,它們(或它)是                  。

解答:題時若將放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三個反應(yīng)管排列組合,共有6種情況,逐一分析,固然可以求解,但相當(dāng)費(fèi)時費(fèi)力。如運(yùn)用發(fā)散思維從還原劑Cu粉、C粉可將O2、CO2、H2O還原成CO、H2;氧化劑CuO可將CO、H2氧化成CO2、H2O等角度來考慮,就能找到一個新角度,發(fā)現(xiàn)新的解法:

 

反應(yīng)管盛放物質(zhì)

可吸收氣體

能反應(yīng)產(chǎn)生新氣體

灼熱Cu粉(還原劑)

O2

灼熱C粉(還原劑)

CO2、H2O、O2

CO、H2

灼熱CuO粉(氧化劑)

CO、H2

CO2、H2O

不難發(fā)現(xiàn)Cu粉、C粉和CuO粉的三個反應(yīng)管無論如何排列,O2一定不再存在,尾氣之中有CO2、H2O或CO、H2存在。

答案:⑴不可能 ⑵有,O2、菦]有

二、氧化性或還原性強(qiáng)弱判斷:

4. (1998年上海高考試題)根據(jù)下列反應(yīng)判斷有關(guān)物質(zhì)還原性由強(qiáng)到弱的順序是( )

試題詳情

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解析:本題是根據(jù)物質(zhì)氧化性或還原性強(qiáng)弱的規(guī)律解題。在同一氧化還原反應(yīng)中,氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物,還原性:還原劑>還原產(chǎn)物;氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物,概括為:左>右。據(jù)此規(guī)律,由反應(yīng)式(1)可知還原性 ,由(2)可知還原性 ,由(3)可知還原性 。綜合(1)(2)(3)得: 。答案:A

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5. (2000年南京調(diào)研試題)已知均有還原性,它們在酸性溶液中還原性的強(qiáng)弱順序為 。則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是( )

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解析:本題實(shí)質(zhì)上是例3的逆向思維題,解題時可先假設(shè)各選項反應(yīng)均能發(fā)生,推出選項中相應(yīng)微粒還原性的強(qiáng)弱順序,然后對照已知微粒還原性強(qiáng)弱順序,從而確定反應(yīng)能否發(fā)生。

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由還原性強(qiáng)弱順序的判斷規(guī)律可知,各選項有關(guān)微粒還原性強(qiáng)弱順序為:A.,對比 ,C、D與此相違背,故C、D反應(yīng)不能發(fā)生。

答案:C、D。

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點(diǎn)評:氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生,其規(guī)律是:強(qiáng)氧化劑+強(qiáng)還原劑 弱氧化劑+弱還原劑,或者說氧化性、還原性體現(xiàn)“以強(qiáng)制弱”的原則。根據(jù)氧化還原反應(yīng),判斷有關(guān)微粒的氧化性、還原性的強(qiáng)弱是化學(xué)中的一條重要規(guī)律的應(yīng)用,也是高考考查的熱點(diǎn)知識。

1、配平原則:在氧化還原反應(yīng)元素間得失電子總數(shù)(或化合價升降總數(shù))相等。

2、配平方法:一標(biāo)、二找、三定、四平、五查

(1)       定項配平:

5(03年上海高考試題)實(shí)驗室為監(jiān)測空氣中汞蒸氣的含量;往往懸掛涂有CuI的濾紙,根據(jù)濾紙是否變色或顏色發(fā)生變化所用去的時間來判斷空氣中的含汞量,其反應(yīng)為:4CuI+Hg→Cu2HgI4+2Cu

(1)上述反應(yīng)產(chǎn)物Cu2HgI4中,Cu元素顯       價。

(2)以上反應(yīng)中的氧化劑為      ,當(dāng)有1molCuI參與反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子     mol。

(3)CuI可由Cu2與I直接反應(yīng)制得,請配平下列反應(yīng)的離子方程式。

  Cu2+  I→  CuI+  I3

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三、           氧化還原反應(yīng)方程式配平:

解答:根據(jù)元素間化合價升降總數(shù)相等得:(1)+1。2)CuI     0.5

(3)2    5    2    1

(2)       缺項配平:

6(上海高考試題)KClO3+   HCl(濃)→   KCl+   ClO2↑+   Cl2↑+    A  

  (1)請完成該化學(xué)方程式并配平(未知物化學(xué)式和系數(shù)填入框內(nèi))

(2)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是           (填寫編號,多選倒扣)。

①只有還原性       ②還原性和酸性

③只有氧化性       ④氧化性和酸性

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(3)產(chǎn)生0.1molCl2,則轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為          mol。

(4)ClO2具有很強(qiáng)的氧化性。因此,常被用作消毒劑,其消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是Cl2         倍。

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解析:(1)HCl中一部分Cl-化合價不變,表現(xiàn)為酸性,一部分Cl-化合價升高到+1價,表現(xiàn)為還原性,KClO3化合價降低到+4價。先配平發(fā)生元素化合價變化的系數(shù),觀察得缺項為H20。配平得2、4、2、2、1、2 H20。(2) ②、(3)0.2 (4)根據(jù)得電子能力::=2.63

(3)       依題意書寫氧化還原反應(yīng)方程式:

7在KI和H2SO4 溶液中加入H2O2 ,放出大量不溶于水的無色氣體(氣泡從溶液內(nèi)部放出),同時溶液呈紫紅色,且可使淀粉變藍(lán),寫出化學(xué)方程式.

解析:這是一道頗為簡單但卻很容易出錯的化學(xué)題,錯誤的原因大多是把實(shí)驗現(xiàn)象看成只是一個反應(yīng)的現(xiàn)象,其實(shí),實(shí)驗現(xiàn)象往往是若干個反應(yīng)共同體現(xiàn)出來的,該題就是如此.有的同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)物中有I2 和O2 ,這沒有錯,但如果認(rèn)為這兩種物質(zhì)均是由一個反應(yīng)得到的話,這就錯了,因為在這個反應(yīng)中,這兩種物質(zhì)均是氧化產(chǎn)物,哪么還原劑是什么呢?如果還原劑是H2SO4 ,則應(yīng)該有SO2生成,與題意不符,而且稀H2SO4 也沒有這么強(qiáng)的氧化性.

               H2O2 +2KI+H2SO4 =I2 +K2SO4 +2H2O

2H2O2 =2H2O+O2

點(diǎn)評:解此類題方法是:先依據(jù)題意設(shè)法找出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì),根據(jù)元素化合價變化總數(shù)守恒配平其系數(shù),再根據(jù)電荷、元素守恒配平找出并其它物質(zhì)。

4.實(shí)戰(zhàn)演練

1[03年上海高考試題]是一種廣譜型的消毒劑,根據(jù)世界環(huán)保聯(lián)盟的要求ClO2將逐漸取代Cl2成為生產(chǎn)自來水的消毒劑。工業(yè)上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反應(yīng)制得,在以上反應(yīng)中NaClO3和Na2SO3的物質(zhì)的量之比為

A  1:1    B  2:1    C  1:2    D  2:3

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2. [2000年天津調(diào)考試題]對于反應(yīng) 的正確說法是( )

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A. 屬于置換反應(yīng)     B. 是還原劑
C. 是還原劑     D. 既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物

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3. [2000年福州測試題]常溫下,在下列溶液中發(fā)生如下反應(yīng):

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由此判斷,下列說法錯誤的是( )

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A.    反應(yīng) 可以進(jìn)行

B. Z元素在(1)(3)反應(yīng)中均被還原

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C. 氧化性由強(qiáng)到弱順序是

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D. 還原性由強(qiáng)到弱順序是

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4. [1999年長沙聯(lián)考試題]今有下列三個氧化還原反應(yīng):

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若某溶液中有,可加入的試劑是( )。

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5. [2001年南昌測試題] 五種物質(zhì),它們是硫及其化合物,已知在一定條件下有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(未配平):

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則這些物質(zhì)中硫元素的化合價或平均化合價由低到高的順序是( )

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6. [2001年全國高考試題] 某金屬與足量的稀硫酸反應(yīng),生成該金屬的三價正鹽和 氫氣。則該金屬的相對原子質(zhì)量為( )

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7. [2001年全國高考試題]已知在酸性溶液中,下列物質(zhì)氧化 時,自身發(fā)生如下變化:

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如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的,得到 最多的是( )

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8. [1999年上海高考試題]某溫度下,將 通入 溶液中,反應(yīng)得到 的混合液,經(jīng)測定的濃度之比為1:3,則 溶液反應(yīng)時被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為( )

A.    21:5    B. 11:3    C. 3:1    D. 4:1

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9. [1997年全國高考試題]某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng),假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2:1時,還原產(chǎn)物是( )

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10[2003年江蘇高考試題]在一定條件下,RO3n和氟氣可發(fā)生如下反應(yīng):RO3n+F2+2OH=RO42F+H2O。從而可知在RO3n中,元素R的化合價是

A  +4    B  +5    C  +6    D  +7

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11、(2003南京測試題)已知IBr的性質(zhì)與鹵素相似,的結(jié)構(gòu)為 ,的結(jié)構(gòu)為 ,次氟酸的結(jié)構(gòu)為H-O-F,下列反應(yīng)中屬于氧化-還原反應(yīng)的是    (   )

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①IBr+=HIO+HBr  ②+2=S¯+­+

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    ③+4+2=2+5  ④ 2HOF=2HF+

      A、①②③④     B、只有②③④     C、只有④     D、只有②

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12. (2003北京測試題) 保險粉是連二亞硫酸鈉()的工業(yè)俗名,年產(chǎn)量達(dá)30萬噸,是最大量生產(chǎn)的無機(jī)鹽之一。生產(chǎn)保險粉主要用甲酸法,其最主要的步驟上是把甲酸與溶于甲醇和水混合溶劑里的NaOH混合,再通入氣體,所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是:HCOONa+2+NaOH=++,以下有關(guān)敘述中錯誤的是 (   )

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A、在此反應(yīng)中,HCOONa是還原劑,是氧化劑

B、保險粉的還原性比HCOONa的還原性強(qiáng)

C、NaOH未被氧化也未被還原

D、甲醇雖未參加反應(yīng),但有助于保險粉的結(jié)晶、分離

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13.(2003高考試測題)油畫所用顏料含有某種白色的鉛化合物,置于空氣中,天長日久就會生成黑色PbS,從而使油畫的色彩變暗。若用H2O2來“清洗”,則可將PbS轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨腜bSO4而使油畫“復(fù)原”。請?zhí)羁眨孩偕鲜觥扒逑础狈磻?yīng)的化學(xué)方程式為                             

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②若有0.1mol 的PbS參與反應(yīng),則在此反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子               為               mol

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14. (2003淮安測試題) 在熱的稀硫酸溶液中溶解了11.4gFeSO4。當(dāng)加入50ml0.5mol/LKNO3溶液后,使其中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化成Fe3+,KNO3也反應(yīng)完全,并有NxOy氮氧化物氣體逸出。

   FeSO4+   KNO3+   H2SO4 →  K2SO4+   Fe2(SO4)3+   NxOy+   H2O

  (1)推算出x=          y=              。        

(2)配平該化學(xué)方程式(系數(shù)填寫在上式方框內(nèi))。

(3)反應(yīng)中氧化劑為         。

(4)用短線和箭頭標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù)。

試題詳情

15.(2003南通市四縣聯(lián)考)化學(xué)實(shí)驗中,如果使某步驟中的有害產(chǎn)物作為另一步的反應(yīng)物,形成一個循環(huán),就可不再向環(huán)境排放該種有害物質(zhì)。例如:

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Na2Cr2O7―①→CrCl3―②→Cr(OH)3

⑤       ④           ③↓

Na2CrO4←――――― NaCrO2

  (1)在上述有編號的步驟中,需用還原劑的是        ,需用氧化劑的是         (填編號)。

(2)在上述循環(huán)中有一種難溶物質(zhì)既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)寫出相關(guān)離子反程式             、           。

(3)步驟①是重鉻酸鈉與碘化鉀在鹽酸存在下的反應(yīng),產(chǎn)物是三氯化鉻、碘單質(zhì)等,請寫出化學(xué)方程式并配平                       

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16. (2003淮安測試題)已知氧化性Cl2>Br2>Fe3+。往500毫升2.0摩/升的FeBr2溶液中通入a摩氯氣,試確定a不同取值范圍時的氧化產(chǎn)物及其對應(yīng)的物質(zhì)的量,填入下表:

a值的范圍

氧化產(chǎn)物及其物質(zhì)的量

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0<a≤

 

試題詳情

<a≤

 

試題詳情

a≥

 

   

 

【試題答案】

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1.    B  2. BD  3. B  4. C  5. C 6. C  7. B  8. D  9. C  10. B  11.D  12.B

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13. ①PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O  ② 0.8  

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14、(1) x=    1     y=   1          。

(2)6FeSO4+ 2KNO3+ 4H2SO4 →K2SO4+ 3Fe2(SO4)3+ 2NO+ 4H2O

   (3) KNO3            (4)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)6

試題詳情

15. (1) ①、④ 

(2) Cr(OH)3 + 3 H+  = Cr3+ + 3H2O 、Cr(OH)3 + OH- = CrO2- + 2H2O

(3) Na2Cr2O7+ 6KI+ 14HCl  = 2 CrCl3+ 2NaCl+ 6KCl+ 3I2 + 7 H2O

試題詳情

16.

a值的范圍

氧化產(chǎn)物及其物質(zhì)的量

試題詳情

0<a≤

試題詳情

FeBr3=摩,F(xiàn)eCl3=摩(或Fe3+=2a

試題詳情

<a≤

試題詳情

FeBr3=摩,Br2=摩,F(xiàn)eCl3=

試題詳情

(或 Fe3+=1摩, Br2=摩)

試題詳情

a≥

答:FeCl3=1摩, Br2=1摩

試題詳情

       〖提示〗:當(dāng)<a≤時,可采用直接配平法:

試題詳情

                     FeBr2+aCl2 = FeBr3+Br2+FeCl3

 

試題詳情


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