氧化还原反应计算专题训练

氧化还原反应计算专题训练 河北省宣化县第一中学栾春武依据氧化还原反应的电子守恒，可以计算化学反应中某物质的化合价、溶液中溶质的浓度、反应中各物质的比值、电化学中求某元素的相对原子质量、溶液的pH值等。这部分内容是高考中的常规考点，在各种题型中都可以出现。解题方法：氧化剂得到电子化合价降低转变为还原产物，还原剂失去电子化合价升高转变为氧化产物。在同一个氧化还原反应中得失电子数相等，即化合价升高总价数等于化合价降低总价数。一、例题分析【例题1】(NH4)2SO4在强热条件下分解，生成NH3、SO2、N2、H2O，反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为A. 1 : 3 B. 2 : 3 C. 1 : 1 D. 4 : 3解析：(NH4)2SO4在强热条件下分解，氧化产物为N2，还原产物为SO2，依据化合价升降相等原则有32x 2y，故有x : y 1 : 3答案：A【例题2】R2O8n在一定条件下可把Mn2+氧化为MnO4，若反应中R2O8n变为RO42，又知反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为5:2，则n值为：A. 4 B. 3 C. 2 D. 1解析：依题意有5R2O8n + 2Mn2+ = 2MnO4 + 10RO42，设R2O8n中R的化合价为x，依据化合价升降相等原则有52(x6) 2(72)，解得x 7，因此有27 + 8(2) n，解得n 2.答案：C【例题3】(NH4)2PtCl6在强热条件下分解，生成N2、HCl、NH4Cl、Pt反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为A. 1 : 2 B. 1 : 3 C. 2 : 3 D. 3 : 2解析：(NH4)2PtCl6在强热条件下分解，氧化产物为N2，还原产物为Pt，依据化合价升降相等原则有32x 4y，故有x : y 2 : 3答案：C【例题4】Cl2与NaOH（70）的溶液中，能同时发生两个自身氧化还原反应，完全反应后，测得溶液中NaClO、NaClO3之比4 : 1，则溶液中NaCl和NaClO的物质的量之比为A. 11:2 B. 1:1 C. 9:4 D. 5:1解析：Cl2中氯元素的化合价为0价，而在NaClO、NaClO3中氯元素的化合价分别为+1、+5价，设NaCl和NaClO的物质的量分别为x和y，依据化合价升降相等原则有1x 1y + 5y，故有x : y 9 : 4答案：C【例题5】含n克HNO3的稀溶液恰好与m克Fe完全反应，若HNO3只被还原为NO，则n : m可能是5 : 1、9 : 2、3 : 1、2 : 1、4 : 1A. B. C. D. 解析：当Fe恰好完全转变为+2价时，3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O，有 解得：n : m 3 : 1 当Fe恰好完全转变为+3价时，Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO+ 2H2O，有 解得：n : m 9 : 2结合选项分析n : m的取值范围在4.5至3之间。答案：A【例题6】Zn与HNO3反应，Zn和被还原的HNO3的物质的量之比为4 : 1则HNO3的还原产物可能为A. NO2 B. NO C. N2O D. NH4NO3解析：设还原产物中氮元素的化合价为x，依据化合价升降相等原则有421(5x) 解得：x 3答案：D【例题7】将Mg和 Cu的合金2.64克，投入适量的稀HNO3中恰好反应，固体全部溶解时，收集的还原产物为NO，体积为0.896L(SPT)，向反应后的溶液中加入2mol/L NaOH溶液60mL时，金属离子恰好完全沉淀，则形成沉淀的质量为A. 4.32克 B. 4.68克 C. 5.36克 D. 6.38克解析：依据在同一个氧化还原反应中得失电子数相等原则，解得Mg和 Cu共失去n(e) 3 0.12 mol，由电荷守恒知Mg和Cu共需要结合0.12 mol OH，故形成沉淀的质量m 2.64g + 0.12 mol17g/mol 4.68g答案：B【例题8】取x克Mg和 Cu的合金完全溶于浓HNO3中，反应过程中HNO3被还原只产生8960mL NO2和672mL N2O4气体(SPT)，向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，形成沉淀质量为17.02克，则X的值为A. 8.64克 B. 9.20克 C. 9.00克 D. 9.44克解析：依据在同一个氧化还原反应中得失电子数相等原则，解得Mg和 Cu共失去n(e) 1 0.46 mol，由电荷守恒知Mg和 Cu共需要结合0.46 mol OH，因此有17.02g x + 0.46 mol17g/mol ，解得x 9.20g答案：B【例题9】将14克Ag和Cu的合金与一定浓度的HNO3反应，全部溶解后，产生的气体再通入1.12L(SPT)O2，恰好完全吸收，求合金中各成分的含量？解析：Ag和Cu失去电子的总数等于O2得到电子的总数，依题意有解得n(Ag) 0.1mol n(Cu)0.05molw(Ag) 100 77.14w(Cu) 177.14 22.86答案：合金中w(Ag)为77.14，w(Cu)为 22.86。【例题10】将51.2 g Cu 完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO、 N2O4 、NO2)的混合物共0.8 mol，这些气体恰好能被500 mL 2 mol/L的NaOH溶液完全吸收，生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，其中生成的NaNO3的物质的量为（已知NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH = NaNO3 +NaNO2 +H2O ）A. 0.2 mol B. 0.4 mol C. 0.6 mol D. 0.8 mol解析：51.2 g Cu即为0.8 mol Cu，失去的电子等于NaNO2 生成时得到的电子，则NaNO2 为0.8 mol，由Na+守恒知：n(Na+) n(NaNO2) + n(NaNO3)，得NaNO3为0.2 mol。答案：A二、链接高考【例题11】（2013上海化学18）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1.25mol D. 被氧化的N原子的物质的量为3.75mol解析：根据反应方程式可知，每当生成16molN2，则氧化物比还原物多14mol。转移电子的物质的量为10mol，被氧化的N原子的物质的量为30mol，有2mol KNO3被还原，现氧化物比还原物多1.7mol，则生成2molN2，转移电子的物质的量为1.25mol，被氧化的N原子的物质的量为3.75mol，因此，C、D正确。答案：C、D考点定位：本题考查氧化还原反应计算【例题12】（2013上海化学22）一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体VL（标准状况），向反应后的溶液中（存在Cu2+和SO42）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO12.0g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为A. 9.0L B. 13.5L C. 15.7L D. 16.8L答案：A解析：若混合物全是CuS，其物质的量为12/800.15mol，转移电子数：0.15（6+2）1.2mol。两者体积相等，设NO xmol，NO2 xmol，3x+x11.2，计算的x0.3。气体体积V0.622.413.44L；若混合物全是Cu2S,其物质的量为0.075mol，转移电子数：0.075100.75mol，设NO xmol，NO2 xmol，3x+x10.75，计算得x0.1875，气体体积0.37522.48.4L，因此选A。考点定位：本题考查氧化还原反应计算（极限法）三、跟踪练习【练习1】9.8g镁、铝混合物溶解在一定量的热浓硝酸中，当金属完全溶解后收集到标准状况下8.96L NO2和2.24L N2O4气体，向反应的溶液中加入足量的氨水，则生成的沉淀有A. 18克 B. 20克 C. 22克 D. 24克解析：依据在同一个氧化还原反应中得失电子数相等原则，解得Mg和 Al共失去n(e)1 + 2 0.6 mol。由电荷守恒知Mg和 Al共需要结合0.6 mol OH，故形成沉淀的质量m 9.8g + 0.6 mol17g/mol 20g答案：B【练习2】将11.2g的Mg和Cu的混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体X，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A. 0.3mol NO2和0.3mol NO B. 0.2mol NO2和0.1mol N2O4C. 0.1mol NO、0.2mol NO2和0.05mol N2O4 D. 0.6mol NO解析：根据Mg、Cu的变化：MgMg2+2OHMg(OH)22e、CuCu2+2OHCu(OH)22e知增加的质量为OH的质量，转移电子的物质的量与OH的物质的量相等，则有n(OH)21.4g11.2g/17gmol1 0