高中化学 第二章 物质变化及其分类 重难点13 氧化还原反应的有关计算（含解析）新人教版必修11

重难点13 氧化还原反应的有关计算用电子守恒法解题的一般步骤（1）找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物；（2）找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。（3）根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式：n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。【重难点考向一】电子守恒规律的应用【例1】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸若向所得硝酸铜溶液中加入6molL-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60 mL B45 mL C30 mL D50 mL 【答案】D【解析】生成NO2、NO的混合气体与1.68L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，纵观整个过程，由电子转移守恒，可知Cu提供电子等于氧气获得的电子，即Cu提供电子为2=0.15mol，向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，由电荷守恒可知，Cu提供电子物质的量等于氢氧化铜中氢氧根的物质的量，故n(NaOH)=0.15mol2=0.3mol，故消耗氢氧化钠溶液体积为=0.05L=50mL，故选D。【名师点睛】向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，沉淀为Cu(OH)2，由电荷守恒可知，Cu提供电子物质的量等于氢氧化铜中氢氧根的物质的量，生成NO2、NO的混合气体与1.68L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，纵观整个过程，由电子转移守恒，可知Cu提供电子等于氧气获得的电子，据此计算n(NaOH)，进而计算消耗氢氧化钠溶液体积。【重难点考向二】电子守恒与原子守恒综合应用【例2】Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为2：1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为()A1：10 B1：8 C1：6 D1：5【答案】Bn(Cu2S)6-(-2)+ 12=2mol(5-4)+1mol(5-2)，解得n(Cu2S)=0.5mol由硫元素守恒可知n(CuSO4)=n(Cu2S)=0.5mol，根据铜元素守恒可知溶液中nCu(NO3)2=2n(Cu2S)-n(CuSO4)=20.5mol-0.5mol=0.5mol由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n(HNO3)=2nCu(NO3)2+n(NO2)+n(NO)=20.5mol+2mol+1mol=4mol所以实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为n(Cu2S)：n(HNO3)=0.5mol：4mol=1：8；故选B。【名师点睛】Cu2S与一定浓度的HNO3反应中，Cu2S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价，硝酸起氧化剂与酸的作用，起氧化剂作用HNO3中氮元素被还原为NO2和NO，起酸作用的硝酸生成Cu(NO3) 2令NO2和NO的物质的量分别为2mol、1mol，根据电子转移守恒计算参加反应的Cu2S的物质的量，由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n(HNO3)=2nCu(NO3)2+n(NO2)+n(NO)，根据铜元素守恒可知溶液中nCu(NO3)2=2n(Cu2S)-n(CuSO4)，由硫元素守恒可知n(Cu2S)=n(CuSO4)，据此计算参加反应的硝酸的物质的量据此计算判断。【重难点考向三】还原产物或氧化产物的价态判断【例3】用0.1mol/L的Na2SO3溶液30mL，恰好将210-3molXO4-还原，则元素X在还原产物中的化合价是()A+4 B+3 C+2 D+1 【答案】A1某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112ml Cl2，恰好将Fe2+完全氧化，x值为()A0.80 B0.85 C0.90 D0.93 【答案】A【解析】FexO中Fe的平均化合价为+2/x，被氧化为Fe3+，根据电子守恒可知，转移的电子数和Cl2转移的电子数相等标准状况下112mL Cl2转移电子数为2=0.01mol则有：(3-2/x)x=0.01mol，解得x=0.8，故选A。2将1.12g铁粉加入25mL2molL-1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是().A铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl-基本保持不变B往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色CFe2+和Fe3+物质的量之比为5：1D氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：5【答案】B【解析】n(Fe)=0.02mol，n(FeCl3)=2mol/L0.025L=0.05mol，二者反应方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2，根据方程式知，0.02molFe完全反应需要FeCl30.04mol0.05mol，所以FeCl3有剩余，剩余n(FeCl3)=0.05mol-0.04mol=0.01mol；A根据以上分析知，氯化铁有剩余，Fe完全反应，故A错误；B溶液中氯化铁有剩余，所以加入KSCN溶液时会生成硫氰化铁络合物而使溶液呈血红色，故B正确；C根据Fe和氯化亚铁的关系式知，生成n(FeCl2)=3n(Fe)=0.02mol3=0.06mol，溶液中n(FeCl3)=0.01mol，所以Fe2+和Fe3+物质的量之比=0.06mol：0.01mol=6：1，故C错误；D该反应中氧化产物和还原产物都是氯化亚铁，氧化产物和还原产物的物质的量之比=1：2，故D错误；故选B。3将11.2g的Mg-Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的x气体再向所得溶液中加入适量的NaOH溶液，产生21.4g沉淀根据题意推断气体x的成分可能是()A0.3mol NO2 和0.3mol NO B0.2mol NO2和0.1mol N2O4 C0.1mol NO、0.2mol NO2和0.05mol N2O4 D0.6mol NO 【答案】C4某强氧化剂XO(OH)2+能被Na2SO3还原到较低价态如果还原含2.410-3molXO(OH)2+的溶液至较低价态，需要30mL0.2mol/L的Na2SO3溶液，那么X元素的最终价态是()A+2 B+1 C0 D-1【答案】C【解析】Na2SO3还原2.410-3molXO(OH)2+到X元素的低价态，则Na2SO3被氧化为Na2SO4，反应中S元素的化合价由+4价升高为+6价，令X元素在还原产物中的化合价为a，由电子守恒可知，2.410-3mol(5-a)=0.03L0.2molL-1(6-4)，解得a=0，故选C。5已知：2Fe2+Br22Fe3+2Br-、2Fe3+2I-2Fe2+I2，向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示则下列有关说法中，不正确的是().A还原性：Fe2+I-Br-B原溶液中：n(Fe2+)：n(I-)：n(Br-)=2：2：3C原混合溶液中FeBr2的物质的量为6molD当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2+2I-+2Cl22Fe3+I2+4Cl-【答案】D