2019版高考化学大一轮复习 第6讲 氧化还原反应优选学案_第1页
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文档简介

1、第6讲氧化还原反应考纲要求考情分析命题趋势1.熟悉常见元素的化合价。能根据化合价正确书写化学式(分子式),或根据化学式判断元素的化合价。2.了解氧化还原反应的本质。了解常见的氧化还原反应。3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2017,北京卷,8T2017,全国卷,13T2016,全国卷甲,28T2016,全国卷乙,28T2016,全国卷丙,28T2016,天津卷,7T本部分仍是高考中的重点考查内容。本部分内容与能量变化、电化学基础有很强的关联性,和它们一起综合考查的可能性较大。预计2019年高考利用氧化还原反应滴定原理测定物质的组成以及陌生物质的氧化还原反应方程式的书写的命题趋势较大。分

2、值:48分考点一氧化还原反应的相关概念及电子转移的表示方法1氧化还原反应 2相关概念及其关系例如,反应MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O中,氧化剂是!_MnO2_#,还原剂是!_HCl_#,氧化产物是!_Cl2_#。生成1 mol Cl2时转移的电子数目为!_2NA_#,被氧化的HCl的物质的量是!_2_mol_#,盐酸显示的性质是!_还原性_#和!_酸性_#。3氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法请用双线桥法表示Cu与稀硝酸反应:!_ _#。(2)单线桥法请用单线桥法标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目:!_ _#。4氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系5常见的

3、氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂物质类型实例还原产物活泼的非金属单质卤素单质X2!_X_#O2!_O2、O、OH_#元素处于高价时的物质KMnO4(H)!_Mn2_#HNO3!_NO或NO2_#浓硫酸!_SO2_#Fe3!_Fe2或Fe_#某些氧化物和过氧化物MnO2!_Mn2_#H2O2H2O(2)常见的还原剂物质类型实例氧化产物活泼的金属单质Na、Fe、AlNa、Fe2或Fe3、Al3某些非金属单质H2、C、SH、CO或CO2、SO2变价元素中低价态化合物或离子氧化物COCO2SO2!_SO3或SO_#氢化物NH3N2或!_NO_#H2S!_S或SO2_#离子SO!_SO_#Fe2!_Fe

4、3_#I!_I2_#(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性具有中间价态的物质氧化产物还原产物Fe2Fe3FeSOSOSH2O2O2H2O其中:Fe2、SO主要表示!_还原_#性,H2O2主要表现!_氧化_#性。(1)有单质参与或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O22O3。(2)某元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原(或被氧化),因为元素处于化合态时,其化合价可能为正价,也可能为负价。如:Cu2Cu时,铜元素被还原,ClCl2时,氯元素被氧化。(3)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂,但在氧化还原反应中一定有氧化剂和还原剂,氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以

5、是同一种物质。1判断正误,正确的划“”,错误的划“”。(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2,该反应的还原产物为MnSO4(或Mn2)。()(2)金属阳离子一定只具有氧化性。 ()(3)NO2溶于水发生氧化还原反应。 ()(4)3Cl26KOH=5KClKClO33H2O中氧化剂和还原剂的物质的量之比等于15。()2安全气囊碰撞时发生反应:10NaN32KNO3=K2O5Na2O16N2,下列判断正确的是 (D)A每生成16 mol N2转移30 mol电子BNaN3中N元素被还原CN2既是氧化剂又是还原剂 D还原产物与氧化产物质量之比为1

6、15解析 本题可根据化合价升降进行分析,NaN3中N元素化合价升高,被氧化,B项错误;KNO3中N元素化合价降低,被还原,故N2既是氧化产物又是还原产物,C项错误;还原产物与氧化产物质量之比为115,D项正确;每生成16 mol N2转移10 mol电子,A项错误。氧化还原反应概念题的分析方法(1)找变价、判类型、分升降、定其他。(2)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断:CuFeS2Cu:2Fe:2S:2; K2FeO4Fe:6;LiNH2N:3; AlNN:3;Na2S2O3S:2; C2OC:3; HCNC:2 N:3;CuHCu:1H:1; FeOFe:(8n)。(3)要利用物质的

7、化合价代数和为0的原则进行推断。Cr2O中Cr的价态为6,即6价。另外,个别非金属元素的化合物中元素的价态是正还是负,取决于非金属性的相对强弱。如Si3N4中Si显4价,N显3价。一氧化还原反应的有关概念及其关系例1 新型纳米材料MFe2Ox(3x4)中M为2价金属元素,在反应中化合价不发生变化。常温下,MFe2Ox能使工业废气(SO2)高效地还原成无公害的固体,防止环境污染。其流程为MFe2OxMFe2Oy。则下列判断正确的是(C)AMFe2Ox作催化剂BSO2是该反应的还原剂Cx2x2,即yx,故C项正确;反应物为MFe2Ox和SO2,反应前没有单质参加,不符合置换反应的定义,故SO2没有

8、发生置换反应,D项错误。二电子转移的表示方法1双线桥法(1)箭头必须由反应物指向生成物。(2)箭头方向不代表电子的转移方向,仅表示电子转移前后的变化。(3)必须注明“得到”“失去”的电子数。(4)箭头对应化合价变化的同种元素。2单线桥法(1)箭头必须由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。(2)箭头方向表示电子转移的方向。(3)在“桥”上标明转移的电子总数。(4)不需标注“得到”“失去”,只标明电子转移数目。例2 (2018武汉调研)关于反应14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4,下列说法正确的是(D)A该反应的氧化剂只有CuSO4BSO既不是氧化产物

9、也不是还原产物C1 mol CuSO4还原了 mol SD被还原的S和被氧化的S的质量比为7:3 解析 因硫酸铜中Cu元素的化合价降低,FeS2中部分S元素的化合价也降低,则硫酸铜、FeS2都是该反应中的氧化剂,A项错误;因FeS2中部分S元素的化合价由1升高到6,生成物中部分SO为氧化产物,B项错误;由得失电子守恒可知,1 mol硫酸铜得电子数为1 mol,S作还原剂时化合价由1升高到6,则1 mol硫酸铜可以氧化 mol硫,C项错误;由反应可知,5个FeS2中10个S原子中有3个S原子失去电子,7个S原子得到电子,即被氧化的硫与被还原的硫的质量比为37,D项正确。例1 (2016上海卷)O

10、2F2可以发生反应:H2S4O2F2=SF62HF4O2。下列说法正确的是()A氧气是氧化产物BO2F2即是氧化剂又是还原剂C若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子D还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A无法确定O2F2中O元素的化合价导致判断错误3C思维定势,误以为4.48 L为标况下的体积3解析 根据题中所给的方程式可知硫元素在反应后化合价升高,氧元素化合价由1变成0。A项,氧元素化合价降低,氧气属于还原产物,错误;B项,O2F2中只有氧元素化合价降低,属于氧化剂,错误;C项,没有标明状态下,无法进行计算,错误;D项,根据方程式可知,H2

11、S为还原剂,O2F2为氧化剂,还原剂和氧化剂的物质的量之比为1:4,正确。答案 D1工业上以铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠,其主要反应为:(1)4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2(2)2Na2CrO4H2SO4=Na2SO4Na2Cr2O7H2O下列说法正确的是 (B)A反应(1)和(2)均为氧化还原反应B反应(1)的氧化剂是O2,还原剂是FeOCr2O3C高温下,O2的氧化性强于Fe2O3,弱于Na2CrO4D反应(1)中每生成1 mol Na2CrO4时转移3 mol电子1(2017北京卷)下列变化中,气体

12、被还原的是(B)A二氧化碳使Na2O2固体变白B氯气使KBr溶液变黄C乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀解析 A项,在CO2与Na2O2的反应中,CO2既不被氧化又不被还原;C项,乙烯与Br2的反应既是加成反应,又是氧化还原反应,反应中乙烯作还原剂被氧化;D项,氨气与AlCl3溶液的反应是非氧化还原反应。2(双选)工业上将Na2CO3和Na2S以12的物质的量之比配成溶液,再通入SO2,可制取Na2S2O3,同时放出CO2。在该反应中(AD)A硫元素既被氧化又被还原B氧化剂与还原剂的物质的量之比为12C每生成1 mol Na2S2O3,转移4 mol电子D相同条件

13、下,每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2解析 由题意知,该反应为Na2CO32Na2S4SO2=3Na2S2O3CO2,由此可见在反应中Na2S中S被氧化,SO2中S被还原,故反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为21,当反应转移8 mol电子时生成3 mol Na2S2O3,则生成1 mol Na2S2O3时转移 mol电子,在相同条件下,气体体积之比等于物质的量之比,故每吸收10 m3 SO2放出CO2的体积为2.5 m3,故选A、D项。考点二氧化还原反应规律及应用1守恒规律氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数!_等于_#失电子总数。或者说氧化还原反应中,有

14、元素化合价升高必有元素化合价降低,且化合价降低总值必!_等于_#升高总值。应用:运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平,直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。2强弱规律氧化性!_较强_#的氧化剂与还原性!_较强_#的还原剂反应,生成还原性!_较弱_#的还原产物和氧化性!_较弱_#的氧化产物。应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质,也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。3价态规律元素处于!_最高_#价态,只有氧化性;元素处于!_最低_#价态,只有还原性;元素处于!_中间_#价态,既有氧化性又有还原性,但主要表现一种性质。

15、物质中若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。应用:判断元素或物质有无氧化性或还原性。4转化规律氧化还原反应中,元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价只!_靠近_#而不!_交叉_#;同种元素!_相邻_#价态之间不发生氧化还原反应。例如:。应用:判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。5先后规律越易失去电子的物质,失去后就越!_难_#得到电子;越易得到电子的物质,得到后就越!_难_#失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,与还原性最强的!_优先_#发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,与氧化性最强的!_优先_#发生反应,如FeBr2溶

16、液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为2Fe2Cl2=2Fe32Cl、2BrCl2=Br22Cl。应用:判断物质发生氧化还原反应的先后顺序;判断氧化还原反应中氧化性、还原性的相对强弱;判断某氧化还原反应能否发生。转化规律在两类反应中的体现(1)归中反应含不同价态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”。(2)歧化反应同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态高价态低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。如:。1判断正

17、误,正确的划“”,错误的划“”。(1)同一元素不同价态的化合物中,元素的化合价越高,氧化性越强。()(2)1 mol KClO3与足量的浓盐酸完全反应,转移的电子数为6NA。()(3)NO2和NH3之间可能发生反应产生N2。()(4)含硫化合物X、Y的转化关系SNaOHXYH2O中,硫单质的化合价最低。()(5)硝酸铜分解的产物可能是CuO、NO2、NO。()(6)在含有Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉,铁粉先与Fe3反应,然后依次为Cu2、H。()2将0.195 g锌粉加入20.0 mL的0.100 molL1 MO溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是(B)AMBM2CM3DMO2解析

18、n(Zn)0.003 mol,根据ZnZn22e可知反应中失去n(e)0.003 mol20.006 mol,而溶液中n(MO)20.0103 L0.100 molL10.002 mol,在MO中M元素的化合价为5,设还原产物中M元素的化合价为x,根据得失电子守恒有0.0060.002(5x),解得x2,故还原产物为M2。3(1)二十世纪初期,化学家合成出极易溶于水的NaBH4。在强碱性条件下,常用NaBH4处理含Au3的废液生成单质Au,已知,反应后硼元素以BO形式存在,反应前后硼元素化合价不变,且无气体生成,则发生反应的离子方程式为!_8Au33BH24OH=8Au3BO18H2O_#。(

19、2)某强氧化剂RO(OH)2能将Na2SO3氧化。已知含2.0103 mol RO(OH)2离子的溶液,恰好跟25.0 mL 0.2 mol/L 的Na2SO3溶液完全反应,则反应后R的化合价为!_0_#。解析 (1)由题意可知,离子反应可表示为BHAu3AuBO,结合守恒规律补全物质并配平该离子方程式。(2)强氧化剂RO(OH)2能将Na2SO3氧化为Na2SO4,设还原产物中R的化合价为x,据得失电子守恒可得0.025 L0.2 mol/L(64)2.0103 mol(5x),解得x0。物质氧化性、还原性强弱比较1依据反应原理判断氧化性:氧化剂氧化产物。还原性:还原剂还原产物。2依据“二表

20、”判断(1)元素周期表(2)金属活动顺序表3依据电化学原理判断(1)原电池:两种不同的金属构成原电池的两极。负极是电子流出的极,正极是电子流入的极。则通常两种金属的还原性:正极负极。(2)电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先得电子的阳离子氧化性较强,在阳极先失电子的阴离子还原性较强。4依据反应条件判断(1)当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,若氧化产物价态相同,可依据反应条件的难易程度来判断氧化性的相对强弱,一般来说反应条件越苛刻,说明反应越难发生(即氧化剂得电子越困难),则氧化性越弱。如MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25C

21、l28H2O,MnO2与浓盐酸加热时才能反应,KMnO4与浓盐酸在常温下就可以反应,因此氧化性:KMnO4MnO2。(2)根据“三度”(浓度、温度、酸碱度)判断一般情况下,浓度越大,温度越高,氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)越强,氧化性HNO3(浓)HNO3(稀),HNO3(热、浓)HNO3(冷、浓);酸碱度是影响氧化性强弱的重要因素,如KMnO4在酸性条件下具有较强的氧化性,常温下即可和浓盐酸反应制取氯气。例1 (2016北京卷)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)H2O2CrO(黄色)2H。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:结合实验,下列说法不正确的是(D)A中溶液橙色加深,中

22、溶液变黄B中Cr2O被C2H5OH还原C对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D若向中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色解析 A项,K2Cr2O7溶液中滴加70%的硫酸溶液,平衡逆向移动,中溶液橙色加深,而向K2Cr2O7溶液中滴加30%的氢氧化钠溶液,平衡正向移动,即中溶液变黄,正确;B项,中溶液滴加乙醇,二者会发生氧化还原反应生成绿色的Cr2(SO4)3,所以溶液中K2Cr2O7作氧化剂,被乙醇还原,正确;C项,溶液不变色,证明乙醇没被氧化,即K2Cr2O7酸性溶液氧化性强,正确;D项,向中加入70%的硫酸溶液,会使K2Cr2O7溶液中的平衡逆向移动,但是由于溶液中含有乙醇,

23、生成的K2Cr2O7会与乙醇发生氧化还原反应,即最终现象与中溶液相同,错误。例1 H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag还原为银,从而可用于化学镀银。(1)H3PO2中,P元素的化合价为!_#。(2) 利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为41,则氧化产物为!_#(填化学式)。答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(2)不能正确运用守恒规律计算3解析 (1)依据化合价的代数和为零进行计算,H显1价,氧显2价,所以P显1价。(2)氧化剂是Ag,还原产物是Ag,还原剂是H3PO2,n(Ag):n(H3PO2)41,设氧化产物中P元素显x价,由得失电子守恒知41x1

24、,解得x5,所以氧化产物是H3PO4。答案 (1)1(2)H3PO41LiAlH4和LiH是金属储氢材料,又是有机合成中的常用试剂,遇水均能剧烈反应释放出H2,LiAlH4在125 分解为LiH、H2和Al。下列说法正确的是(B)ALiH与D2O反应,所得氢气的摩尔质量为2 g/molB1 mol LiAlH4在125 完全分解,转移3 mol电子C1 mol LiAlH4与足量水反应生成的氢气体积为89.6 LDLiAlH4与乙醛反应可生成乙醇,其中LiAlH4作氧化剂解析 LiHD2O=LiDOHD,HD的摩尔质量为3 gmol1,A项错误;2LiAlH42LiH3H22Al,1 mol

25、LiAlH4在125 完全分解,转移3 mol e,B项正确;LiAlH4与H2O反应的化学方程式为LiAlH42H2O=LiAlO24H2,1 mol LiAlH4与H2O反应后生成4 mol H2,在标况下体积为89.6 L,C项错误;CH3CHOC2H5OH,碳原子的平均化合价由1降为2,CH3CHO作氧化剂,LiAlH4作还原剂,D项错误。1氢化铝锂(LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4)都是有机合成中非常重要的物质,可发生如下反应:LiAlH44H2O=LiOHAl(OH)34H2NaBH4NH4Cl=NH3BH3NaClH2。则下列说法错误的是(B)ALiAlH4中H元素均为1价B

26、反应中,每生成1 mol NH3BH3会转移2 mol eC两个反应中,H2均既是氧化产物,又是还原产物DNH4Cl和NaBH4所含化学键类型相同解析 氢元素失电子能力弱于金属元素,故氢化铝锂中氢显1价,A项正确;根据反应中化合价变化可知,氢元素的化合价既升高又降低,NaBH4中氢元素显1价,每生成1 mol NH3BH3转移1 mol电子,B项错误;两个反应中氢元素的化合价均是既升高又降低,故氢气均既是氧化产物又是还原产物,C项正确;NH4Cl和NaBH4都属于盐,既含离子键又含共价键,D项正确。2(2017全国卷)由下列实验及现象不能推出相应结论的是(C)选项实验现象结论A向2 mL 0.

27、1 molL1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变还原性:FeFe2B将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝NH4HCO3显碱性D向2支盛有2 mL相同浓度的银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象Ksp(AgI)Ksp(AgCl)解析 向2 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,黄色逐渐消失,加1滴KSCN溶

28、液,颜色不变,说明溶液中不含Fe3,发生反应:Fe2Fe3=3Fe2,根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知,还原性:FeFe2,A项正确;将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶,瓶内有黑色颗粒产生,说明有碳单质生成,则在反应中二氧化碳转化为碳单质,碳元素化合价降低,二氧化碳作氧化剂,具有氧化性,B项正确;加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,是因为NH4HCO3受热分解生成的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能说明NH4HCO3显碱性,C项错误;银离子的浓度相同,NaCl和NaI溶液的浓度相同,有碘化银黄色沉淀生成,而无氯化银白色

29、沉淀生成,说明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),D项正确。考点三氧化还原反应方程式的配平及计算1配平原理在氧化还原反应中,从现象看元素化合价升降总数相等,从本质看是!_电子得失总数_#相等。对离子方程式进行配平时,除满足上述要求外,还要注意电荷守恒。2一般氧化还原反应方程式的配平化合价升降法3计算电子转移守恒的公式n(氧化剂)氧化剂化学式中变价原子个数价差n(还原剂)还原剂化学式中变价原子个数价差。配平的三原则1配平下列方程式。(1)!_5_#KI!_1_#KIO3!_3_#H2SO4=!_3_#I2!_3_#K2SO4!_3_#H2O(2)!_2_#MnO!_16_#H!_10_#Cl=!

30、_2_#Mn2!_5_#Cl2!_8_#H2O(3)!_1_#MnO!_5_#Fe2!_8_#H=!_1_#Mn2!_5_#Fe3!_4_#H2O(4)!_2_#P!_5_#CuSO4!_8_#H2O=!_5_#Cu!_2_#H3PO4!_5_#H2SO42(1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2,调节pH3,Ce3通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成并配平下列离子方程式:Ce3H2O2H2O=Ce(OH)4!_H_#(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:Fe(OH)2ClO!_H2O_#=Fe(OH)3Cl一氧化还原反应方程式的配平方法1正向配平法:氧化剂、还原剂中某元

31、素化合价全部变化,一般从左边反应物着手配平。 2逆向配平法: 适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。3缺项配平法:对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H、OH或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再用其他守恒法配平,如果无法确定所缺物质,可先依据元素化合价的升降总数相等原则将已知的物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及化学计量数。4奇数配偶法:适用于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应:如SCKNO3CO2N2K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇

32、数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可在KNO3前配2,然后用观察法配平得S3C2KNO3=3CO2N2K2S。5整体配平法:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。如Cu2SHNO3Cu(NO3)2 NOH2SO4 H2O,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素的化合价均升高,看作一个整体,u2H (NO3)2OH2O4H2O,配平可得3Cu2S22HNO3=6Cu(NO3)210NO3H2SO48H2O。6有机物配平:有机化合物中,一般氢元素显1价,氧元素显2价,根据化合物中各元素化

33、合价代数和为零,碳元素按平均价态计算,如C2H6O中碳显2价。例1完成以下氧化还原反应的离子方程式:(!_2_#)MnO(!_5_#)C2O!_16H_#=(!_2_#)Mn2(!_10_#)CO2!_!_8H2O_#解析 该反应是氧化还原反应,由得失电子相等可得n(MnO)n(C2O)25,再由电荷守恒可知反应物中有H,所以生成物中有H2O,最后再由电荷守恒、质量守恒配平得2MnO5C2O16H=2Mn210CO28H2O。二氧化还原反应电子得失守恒的计算1简单反应的电子得失守恒计算解决这类试题的关键是先找出氧化剂(或还原剂)的物质的量以及每摩尔氧化剂(或还原剂)得(或失)电子的量(或化合价

34、降低与升高的总价数),然后根据得失电子守恒列出等式,求解等式中的未知量。2微粒先后反应时的电子守恒问题当一种物质同时氧化两种或两种以上的物质时,强还原剂先被氧化。当一种物质同时还原两种或两种以上物质时,强氧化剂先被还原。被氧化和被还原到何种程度,由还原剂和氧化剂的物质的量的多少来决定,具体计算时用电子守恒规律。例2 为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转化成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3的主要反应为FeS27Fe2(SO4)38H2O=15FeSO48H2SO4,不考虑其他反应。假如烧渣中的铁全

35、部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第步应加入FeCO3!_(0.011_8ab0.646c)_#kg。解析 n(Fe2O3) mol,反应生成Fe2(SO4)3,消耗H2SO4的物质的量为 mol,用活化硫铁矿还原Fe3生成H2SO4的物质的量为 mol,则剩余H2SO4的物质的量为n(H2SO4)mol(0.102ab5.571c) mol,又n(FeCO3)n(H2SO4),则应加入FeCO3的质量为116 g/mol(0.102ab5

36、.571c) mol(11.832ab646.236c) g(0.011 8ab0.646c) kg。例1 含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应,生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解成单质砷和氢气。若砷的质量为1.50 mg,则()A被氧化的砒霜为1.98 mgB分解产生的氢气为0.672 mLC和砒霜反应的锌为3.90 mgD转移的电子总数为6105NA答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A不清楚As2O3AsH3中As元素的化合价的变化情况3B忽视了0.672 mL H2所处的状况3D只计算了AsH3As的转移电子总数3解析 A项,砒霜与锌、盐酸反应得到AsH3的反应

37、中As2O3被还原,错误;B项,不知氢气所处的温度、压强等外界条件,无法确定分解产生的氢气的体积,错误;C项,AsH3分解得到n(As)0.02 mmol,利用电子守恒规律可知反应中被氧化的m(Zn)0.02 mmol6265 mg/mmol3.90 mg,正确;D项,结合C项分析可知转移的电子总数为1.2104NA,错误。答案 C1某含铬(Cr2O)废水用硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O 处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀,该沉淀干燥后得到n mol FeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是(A)A消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2x) molB

38、处理废水中Cr2O的物质的量为 molC反应中发生转移的电子的物质的量为3nx molD在FeOFeyCrxO3中,3xy解析 由铬元素守恒知废水中Cr2O的物质的量为 mol,反应中发生转移的电子数为6 mol3nx mol,由得失电子守恒知y3x,而由铁元素守恒知,消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(1y) moln(13x) mol,A项错误。1(2016上海卷)某铁的氧化物(FexO) 1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2完全氧化。x的值为(A)A0.80B0.85C0.90D0.93解析 根据电子守恒规律可知:FexO被氧化为Fe3转移的

39、电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移的电子数为0.01 mol。则有(3)x0.01。解得x0.80,故选A项。2(1)(2017全国卷节选)FeOCr2O3Na2CO3NaNO3Na2CrO4Fe2O3CO2NaNO2。上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为!_27_#。(2)(2017全国卷节选)Li2Ti5O15中Ti的化合价为4,其中过氧键的数目为!_4_#。(3)(2017天津卷节选)在一定条件下,用H2O2氧化H2S,随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同,当n(H2O2)/n(H2S)4时,氧化产物的分子式为!_H

40、2SO4_#。解析 (1)利用得失电子守恒方法配平:2FeOCr2O34Na2CO37NaNO34Na2CrO4Fe2O34CO27NaNO2,则FeOCr2O3与NaNO3的系数比为27。(2)Li2Ti5O15中,Ti的化合价为4,Li的化合价为1,所以正化合价的和为451222。设过氧键的数目为x,则x2(152x)222,解得x4。(3)当4时,反应的化学方程式为4H2O2H2S=H2SO44H2O,氧化产物为H2SO4。3(2016上海卷)NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl;NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。已知HCN(K6.31010)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成下列填空:(1)第一次氧化时,溶液的pH应调节为!_碱性_#(填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是!_防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气_#。(2)写出第二次氧化时发生反应的离子方程式:!_2OCN3ClO=COCO23ClN2_#。(3)处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO!_14_900_#

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