学考复习考点突破第二章化学物质及其变化第9讲氧化还原反应的计算及方程式的配平检测新人教版

第二章 化学物质及其变化 第9讲 氧化还原反应的计算及方程式的

配平

考纲要求 1.掌握常见氧化还原反应方程式的配平。2.掌握常见氧化还原反应的相关计算。3.理解质量守恒定律。

考点一 氧化还原反应的基本规律

1．价态规律

(1)升降规律：氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。 (2)价态归中规律

含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。 例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是

注：⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 (3)歧化反应规律

“中间价―→高价＋低价”。

具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 2．强弱规律

自发进行的氧化还原反应，一般遵循强氧化剂制弱氧化剂，强还原剂制弱还原剂，即“由强制弱”。 3．先后规律

加入氧化剂(1)同时含有几种还原剂时―――――→将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe＞Br，所以Fe先与Cl2反应。

加入还原剂3(2)同时含有几种氧化剂时―――――→将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe

＋

2＋

－

2＋

、Cu、H的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe＞Cu＞H，所以铁粉先与Fe反应，然后

2＋

＋

2＋＋3＋2＋＋3＋

依次为Cu、H。 4．电子守恒规律

1

氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。

题组一 电子转移数目判断与计算

1．下列表示反应中电子转移的方向和数目正确的是( )

答案 B

解析 B项，硫元素发生歧化反应，两个S由0降低为－2价，总共降低4价，一个S由0价升高为＋4价，总升高4价，共失去4个电子，正确；C项，根据化合价不能交叉的原则，氯酸钾中氯元素的化合价应从＋5价降到0价，盐酸中氯元素的化合价应从－1价升高到0价，转移电子数是5；D项，氯酸钾中氯元素化合价降低，得到电子，氧元素化合价升高，失去电子，箭头应该是从O指向Cl，故D错误。

2．ClO2遇浓盐酸会生成Cl2，反应方程式为2ClO2＋8HCl===5Cl2＋4H2O，该反应中若转移电子的数目为9.632×10，则产生的Cl2在标况下的体积为( ) A．11.2 L C．22.4 L 答案 C

解析 2ClO2＋8HCl===5Cl2＋4H2O中，ClO2中Cl由＋4价降低为0，HCl中Cl由－1价升高为0，

则生成5 mol Cl2转移8×6.02×10个电子， 若转移电子的数目为9.632×10， 5×9.632×10

则生成氯气为23＝1 mol，

8×6.02×10

所以产生的Cl2在标况下的体积为1 mol×22.4 L·mol＝22.4 L。

3．用下列方法制取O2：①KClO3(MnO2)受热分解；②Na2O2加水；③H2O2中加MnO2；④KMnO4受

2

－1

23

23

23

23

B．33.6 L D．44.8 L

热分解，若制得相同质量的O2，反应中上述各种物质(依编号顺序)的电子转移数目之比是( )

A．3∶2∶2∶4 C．2∶1∶1∶2 答案 C

解析 由反应可知，生成氧气时，①④中O元素的化合价均为－2价升高为0，即O元素失去电子，②③中O元素的化合价从－1升高到0价，并且都只有氧元素的化合价升高，则制得相同质量的氧气，失去电子的氧原子相同，所以制得相同质量的氧气(假设是1 mol)，反应中电子转移数目之比为4∶2∶2∶4，即2∶1∶1∶2。 题组二 价态规律的应用

4．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，在一定条件下有下列转化关系(未配平)： ①G―→Q＋NaCl 电解②Q＋H2O――→X＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O

这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( ) A．G、Y、Q、Z、X C．X、Z、Q、Y、G 答案 A

解析 由①得出Q价态高于G，因为G必介于Q和－1价的氯元素之间，－1价为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y介于Q与G之间，故有Q价态高于Y，Y价态高于G；分析②：H2O中的H元素化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必升高，则得出X价态高于Q；最后分析④：Z介于Q、X之间，则X价态高于Z，Z价态高于Q。

5．氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY(未配平)，KX在一定条件下能自身反应：KX―→KY＋KZ(未配平，KY与KZ关系比为1∶3)，以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐，由以上条件推知在KX中氯的化合价是( ) A．＋1 C．＋5 答案 C

解析 反应：Cl2＋KOH―→KX＋KY是Cl2的歧化反应，KX、KY中的氯元素分别显正价和－1价；由于KX也发生歧化反应：KX―→KY＋KZ，可断定KY为KCl，化合价高低是Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为＋a价，KZ中Cl的化合价为＋b价，依据化合价守恒原理及KX―→KY＋3KZ，有a＋1＝3(b－a)，把a＝1、a＝3、a＝5代入上式讨论，可知a＝5时，b＝7符合题意。则KX中Cl的化合价为＋5。

3

B．1∶1∶1∶1 D．1∶2∶1∶2

B．X、Z、Q、G、Y D．G、Q、Y、Z、X

B．＋3 D．＋7

题组三 先后规律的应用 6．现有下列三个氧化还原反应： ①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2 ②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

③2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

若某溶液中含有Fe、Cl和I，要除去I而不氧化Fe和Cl，可以加入的试剂是( ) A．Cl2 C．FeCl3 答案 C

解析 本题是寻找一种氧化剂，其氧化性应大于I2的氧化性，而小于Cl2和Fe的氧化性(也可等于Fe的氧化性)。由①知氧化性：Fe>I2，还原性：I>Fe；由②知氧化性：Cl2>Fe

＋

2＋

－

－

－

2＋

3＋

3＋

－

2＋

3

3＋

2＋

－

－

－

2＋

－

B．KMnO4 D．HCl

，还原性：Fe>Cl；由③知氧化性：MnO4>Cl2，还原性：Cl>Mn；由此推知氧化性强弱

－

2＋

－

2＋

－

顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2，还原性强弱顺序为I>Fe>Cl>Mn。所以KMnO4可氧化Cl、Fe及I，Cl2可氧化Fe及I，FeCl3只能氧化I。

7．已知2Fe＋2I===I2＋2Fe、2Fe＋Br2===2Br＋2Fe。现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，结果溶液变为红色，则下列叙述中正确的是( ) ①氧化性：Br2＞Fe＞I2 ②原溶液中Br一定被氧化

③通入氯气后，原溶液中的Fe一定被氧化 ④不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe

⑤若取少量所得溶液，加入CCl4后静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中Fe、Br均被完全氧化 A．①②③④ C．②④⑤ 答案 B

解析 由已知的两个化学方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性Fe＞I2、Br2＞Fe，故①正确；向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色说明溶液中含有Fe，则说明溶液中无I存在，又氧化性Cl2＞Br2＞Fe＞I2，氯气的量不确定，则Br不一定被氧化，故②错误，③正确；由上述分析可知溶液中存在Fe，但不能确定是否所有的Fe均被氧化为Fe，故④正确；上层溶液中若含Br，则产生淡黄色沉淀，若含I，则产生黄色沉淀，由题知只产生白色沉淀，则说明溶液中含Cl，即溶液中的Fe、Br

－－

－

2＋

2＋

3＋

－

－

3＋

3＋

－

3＋

3＋

3＋

2＋

－

2＋

2＋

－

3＋

3＋

－

2＋

2＋

－

3＋

2＋

－

2＋

－

－

B．①③④⑤ D．①②③④⑤

均被完全氧化，故⑤正确。

2－

2＋

－

－

8．向含S、Fe、Br、I各0.1 mol的溶液中通入Cl2，通入Cl2的体积(标准状况)和溶

4

液中相关离子的物质的量关系图正确的是( )

答案 C

解析 还原性：S>I>Fe>Br，所以发生反应的顺序：①Cl2＋S===S↓＋2Cl，②Cl2＋2I===I2＋2Cl，③Cl2＋2Fe===2Fe＋2Cl，④Cl2＋2Br===Br2＋2Cl。

－

－

2＋

3＋

－

－

－

2－

－

2＋

－

2－

－

考点二 电子守恒思想在化学计算中的应用

1．对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。 2．守恒法解题的思维流程

(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 (2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。 (3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。

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)。

题组一 两元素之间得失电子守恒问题

1．现有24 mL浓度为0.05 mol·L的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为( ) A．＋2

－1

－1

B．＋3

5

C．＋4 答案 B

D．＋5

解析 题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋

n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05 mol·L－1×0.024 L×(6－4)＝0.02

mol·L×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。

2．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为( ) A．2 B．3 C．4 D．5 答案 D

解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。

－2/x＋6

＋1

－1

－1

Na2Sx―→xNa2SO4 NaClO―→NaCl

??2??得关系式1×?6－?－??·x＝16×2，x＝5。

?

?x??

题组二 多元素之间得失电子守恒问题

3．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5 mol H2O参加反应，被水还原的溴为( )

24

A．1 mol B. mol C. mol D．2 mol

33答案 C

解析 设被水还原的溴(BrF3)的物质的量为x，5 mol H2O参加反应，失去电子4 mol，根据4

电子守恒得：3x＝4 mol，x＝ mol。

3

4．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。 答案 1.5 2.2

解析 设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x；生成1 mol Cu3P时，被氧化的P的物质的量为y

根据得失电子守恒得： 7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0)

x＝1.5 mol

1 mol×3×(2－1)＋1 mol×[0－(－3)]＝y·(5－0)

y＝1.2 mol

所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 题组三 多步反应得失电子守恒问题

6

C．＋4 答案 B

D．＋5

解析 题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋

n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05 mol·L－1×0.024 L×(6－4)＝0.02

mol·L×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。

2．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为( ) A．2 B．3 C．4 D．5 答案 D

解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。

－2/x＋6

＋1

－1

－1

Na2Sx―→xNa2SO4 NaClO―→NaCl

??2??得关系式1×?6－?－??·x＝16×2，x＝5。

?

?x??

题组二 多元素之间得失电子守恒问题

3．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5 mol H2O参加反应，被水还原的溴为( )

24

A．1 mol B. mol C. mol D．2 mol

33答案 C

解析 设被水还原的溴(BrF3)的物质的量为x，5 mol H2O参加反应，失去电子4 mol，根据4

电子守恒得：3x＝4 mol，x＝ mol。

3

4．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。 答案 1.5 2.2

解析 设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x；生成1 mol Cu3P时，被氧化的P的物质的量为y

根据得失电子守恒得： 7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0)

x＝1.5 mol

1 mol×3×(2－1)＋1 mol×[0－(－3)]＝y·(5－0)

y＝1.2 mol

所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 题组三 多步反应得失电子守恒问题

6

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