氧化還原反應(yīng)的配平和計(jì)算難題賞析

1、氧化還原反應(yīng)的配平和計(jì)算難題賞析1、已知在酸性溶液中，下列物質(zhì)氧化KI時(shí)，自身發(fā)生如下變化： 如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是（ ）AFe3+ B CCl2DHNO2解析：氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是有電子得失或共用電子對(duì)的偏移，“用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多”即為每1mol氧化劑得到電子最多者，因 ，則選擇B。2、將49克Mg和Fe的混合物在一定量的稀HNO3溶液中完全溶解(溶液中有Fe2+)，得到標(biāo)況下氣體2.24L(假設(shè)全為NO氣體)，則向反應(yīng)后的溶液中加入足量的燒堿，在空氣中不斷攪拌,充分反應(yīng)后,則生成沉淀的質(zhì)量是  ( )A. 6

2、g B. 8g C. 10g D. 12g解析:最后沉淀質(zhì)量=OH-質(zhì)量+金屬質(zhì)量。由題意可知，金屬雖說全溶解，但鐵還沒有全被氧化成三價(jià)鐵，加足量的NaOH在空氣中不斷攪拌,Fe(OH)2 將全部被氧化,所以生成的沉淀一定為Mg(OH)2、Fe(OH)3 ,不可能有Fe(OH)2 .在此還要注意的是,整個(gè)過程中既有硝酸得電子又有氧氣得電子。硝酸得的電子有關(guān)系式NO3 NO3e- 為0.3mol,如再加上空氣中氧氣得的電子,那么整個(gè)過程中得電子數(shù)肯定大于0.3 mol,為此金屬失去的電子數(shù)也大于0.3mol.由于金屬陽(yáng)離子電荷總數(shù)等于金屬離子結(jié)合的OH- 數(shù).由 e-OH-可得金屬離子結(jié)合的OH

3、-也大于0.3mol.則最后沉淀大于4.9+0.3×17=10g，即生成沉淀大于10g ,選擇題中至少必須有一個(gè)選項(xiàng)符合要求,本題正確答案只能選D本題最容易受思維定勢(shì)影響,沒有注意HNO3量不足,溶液中有Fe2+,后加NaOH溶液就要考慮空氣中O2氧化Fe(OH)2 忽視了這一點(diǎn)，而錯(cuò)C選項(xiàng)。因此考慮問題要全面，要仔細(xì)分析整個(gè)變化過程。3、Cu2S與一定濃度的HNO3反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO、NO2 和水，當(dāng)NO和NO2的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，實(shí)際參加反應(yīng)的Cu2S與HNO3的物質(zhì)的量之比是多少？【解析】：本題主要考察有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算。設(shè)參加反應(yīng)的Cu2S

4、的物質(zhì)的量為x，被還原的HNO3的物質(zhì)的量為y,則根據(jù)電子得失數(shù)目相等，有：x×(2+8)=y/2×1+ y/2×3，y=5 x，起酸性作用的HNO3的物質(zhì)的量為：(2 x- x)×2=2 x，所以實(shí)際參加反應(yīng)Cu2S與HNO3的物質(zhì)的量之比為x：(y+2 x)=1：7【答案】1：7。4、羥胺(NH2OH)是一種還原劑，能將某些氧化劑還原。現(xiàn)用25.00mL 0.049 mol/L的羥胺的酸性溶液跟足量的硫酸鐵溶液在煮沸條件下反應(yīng)，生成的Fe2+恰好與24.65mL 0.020 mol/L的KMnO4酸性溶液完全作用。已知（未配平）：FeSO4+KMnO

5、4+H2SO4Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O則在上述反應(yīng)中，羥胺的氧化產(chǎn)物是（ ）。AN2 BN2O CNO DNO2解析 由題意知，KMnO4得到的電子數(shù)等于NH2OH失去的電子數(shù)。設(shè)產(chǎn)物中N為n價(jià)。24.65mL×0.020 mol/L×5=25.00 mL×0.049 mol/L×(n+1)得n=1在四個(gè)選項(xiàng)中只有B符合，故應(yīng)選B。5、下列有關(guān)硫化亞鐵跟濃硫酸反應(yīng)的方程式正確的是（ ）A. 2 FeS+6H2SO4=Fe2(SO4)3+3SO2+2S+6H2OB. 4 FeS+18H2SO4=2Fe

6、2(SO4)3+9SO2+7S+18H2OC. 6 FeS+16H2SO4=3Fe2(SO4)3+6SO2+7S+16H2OD. 8 FeS+18H2SO4=4Fe2(SO4)3+3SO2+11S+18H2O解析:此題從選項(xiàng)來看，都滿足質(zhì)量守恒定律，但是只有A項(xiàng)中FeS轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3和S的產(chǎn)物時(shí)失去的電子數(shù)，與 H2SO4轉(zhuǎn)化為SO2的產(chǎn)物時(shí)得到電子數(shù)相等, 符合轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，故選A項(xiàng)。5、硫代硫酸鈉可作為脫氯劑，已知2離子，則S5.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）Cl2完全轉(zhuǎn)化為Cl 2O32將轉(zhuǎn)化

7、成AS2    BS      CSO32     DSO42解析：（1）根據(jù)電子得失確定氧化還原關(guān)系。（2）求出氧化劑、還原劑物質(zhì)的量，并根據(jù)化合價(jià)的改變分別求出得、失電子數(shù)（3）用電子守衡列方程求解。題目指出“Cl2轉(zhuǎn)化為Cl” ，則得電子被還原的物質(zhì)是Cl2；失電子被氧化的物質(zhì)一定是Na2S2O3（其中S元素的平均化合價(jià)為+2）。設(shè)：被氧化產(chǎn)物中S元素升高n價(jià)Na2S2O3 Cl2失電子總數(shù) 得電子總數(shù)0.0100×25.0×2×n =（2

8、24/22.4）×2 n=4 故選D項(xiàng)6、已知KH和H2O反應(yīng)生成H2和KOH，反應(yīng)中1 molKH（ ）A失去1 mol電子B得到1 mol電子C失去2 mol電子D沒有電子得失解析 KHH2OH2KOH，KH為還原劑，H2O為氧化劑，1mol KH參與反應(yīng)失去1 mol電子。7、解析：本題綜合考查重要的化學(xué)基本概念氧化還原反應(yīng)的配平及計(jì)算，利用字母進(jìn)行討論分析、解決問題的能力，屬于較高要求綜合應(yīng)用層次。 （1）配平時(shí)注意不要漏掉等號(hào)。 （2）依據(jù)化合價(jià)變化情況，可較容易判斷出還原劑是HCl，再弄清氧化產(chǎn)物是對(duì)應(yīng)還原劑，即可得出結(jié)果。 （3）經(jīng)對(duì)題目涉及的反應(yīng)分析可知：a+b的最大

9、值為只產(chǎn)生氯氣時(shí)，即a=0時(shí)；則b=0.2， a+b=0.2 a+b的最小值為產(chǎn)生氧氣為最大量時(shí)，根據(jù)方程式可知產(chǎn)生氧氣0.04mol，即a=0.04時(shí)；根據(jù)電子守恒知產(chǎn)生的二氧化錳還可氧化鹽酸產(chǎn)生氯氣的量：即b為0.12，a+b0.16 （4）當(dāng)a+b0.18時(shí)，4a+2（0.18a）0.4，a0.02，即：產(chǎn)生氧氣：0.02mol×32g·mol10.64g 由質(zhì)量守恒可求出殘留固體12g。答案：（1）2 16 2 2 5 8 （2）HCl 0.5 （3）0.2 0.16 （4） 12g8、三氟化溴溶于水可發(fā)生如下反應(yīng)：BrF3H2OHBrO3Br2HFO2(1)其中發(fā)

10、生自身氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)是_；(2)當(dāng)有5.0 mol水參加反應(yīng)時(shí)，由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為_，由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為_；(3)當(dāng)有5.0 mol水作還原劑參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為_，由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為_；(4)當(dāng)有5.0 mol水未參加氧化還原反應(yīng)時(shí)，由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為_，由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為_。 解析 (1)標(biāo)出化合價(jià)可得答案。(2)配平后的化學(xué)方程式為：3BrF35H2O=HBrO3Br29HFO2當(dāng)有5.0 mol 水參加反應(yīng)時(shí)，只有2.0 mol 水作還原劑，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的水與BrF3的關(guān)系為

11、：由反應(yīng)方程式可知，5.0 mol 水參加反應(yīng)，共有2.0 mol BrF3被還原，則題設(shè)條件下被BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為：2.0 mol1.3 mol=0.7 mol。(3)由上分析：被BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量等于被還原的BrF3的總物質(zhì)的量減去3.3 mol，即：5.0 mol3.3 mol=1.7 mol。將(2)的結(jié)果放大2.5倍，得答案3.3 mol 和1.8 mol亦可(4)參加氧化還原反應(yīng)的水與未參加氧化還原反應(yīng)水的物質(zhì)的量之比為23。據(jù)此和(1)可得答案。答案：(1)BrF3(2)1.3 mol0.67 mol (3)3.3 mol 1.7 mol(或1.8

12、mol)(4)2.2 mol 1.1 mol9、在強(qiáng)堿性的熱溶液中加入足量硫粉，發(fā)生反應(yīng)生成 -和 。生成物繼續(xù)跟硫作用生成 和 。過濾后除去過量的硫，向?yàn)V液中加入一定量的強(qiáng)堿液后再通入足量的 ， 跟 反應(yīng)也完全轉(zhuǎn)化為 。（1）寫出以上各步反應(yīng)的離子方程式；（2）若有a mol硫經(jīng)上述轉(zhuǎn)化后，最終完全變?yōu)?，至少需 和 的物質(zhì)的量各是多少？（3）若原熱堿液中含 6mol，則上述a mol硫的轉(zhuǎn)化過程里生成的 中的 值為多少？選題目的：該題以信息的形式給出已知條件，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)提煉題中信息作為解題依據(jù)的能力；鍛煉學(xué)生能夠從不同角度思考問題，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)方法；復(fù)習(xí)鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和氧化還原

13、反應(yīng)方程式的配平等知識(shí)在解題中的應(yīng)用。解析：（1） （2）從氧化還原電子得失關(guān)系看，電子得失均在硫元素之間進(jìn)行。 從 ，失電子；從 ，得電子。 所以 完全轉(zhuǎn)化為 所失電子數(shù)與 轉(zhuǎn)化為 所得電子數(shù)相等，即：amol amol由 守恒， 完全轉(zhuǎn)化為 需 和 。（3）原熱堿液中含 ，則反應(yīng)中消耗 。根據(jù)反應(yīng)、，有 ，所以 。啟示：在氧化還原反應(yīng)中，元素化合價(jià)發(fā)生變化，服從氧化還原反應(yīng)規(guī)律，這是思考問題的基本方法。凡涉及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算要考慮得失電子守恒規(guī)律的合理應(yīng)用。10、將0.08mol KMnO4固體（質(zhì)量為12.64g）加熱一段時(shí)間后，收集到a molO2；向反應(yīng)后殘留的固體中

14、加入足量的濃鹽酸，又收集到b molCl2，此時(shí)Mn元素全部以Mn2+的形式存在于溶液中。 （1）請(qǐng)配平下列方程式： KMnO4+ HCl KCl+ MnCl2+ Cl2+ H2O （2）上式反應(yīng)中的還原劑是 ，當(dāng)還原劑失去1mol電子時(shí)，氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為 。 （3）a +b的最大值為 ，a +b最小值為 。 （4）當(dāng) a +b 0.18時(shí)，殘留固體的質(zhì)量為 。解析：本題綜合考查重要的化學(xué)基本概念氧化還原反應(yīng)的配平及計(jì)算，利用字母進(jìn)行討論分析、解決問題的能力，屬于較高要求綜合應(yīng)用層次。 （1）配平時(shí)注意不要漏掉等號(hào)。 （2）依據(jù)化合價(jià)變化情況，可較容易判斷出還原劑是HCl，再弄清氧化產(chǎn)物是

15、對(duì)應(yīng)還原劑，即可得出結(jié)果。 （3）經(jīng)對(duì)題目涉及的反應(yīng)分析可知：a+b的最大值為只產(chǎn)生氯氣時(shí)，即a=0時(shí)；則b=0.2， a+b=0.2 a+b的最小值為產(chǎn)生氧氣為最大量時(shí)，根據(jù)方程式可知產(chǎn)生氧氣0.04mol，即a=0.04時(shí)；根據(jù)電子守恒知產(chǎn)生的二氧化錳還可氧化鹽酸產(chǎn)生氯氣的量：即b為0.12，a+b0.16 （4）當(dāng)a+b0.18時(shí)，4a+2（0.18a）0.4，a0.02，即：產(chǎn)生氧氣：0.02mol×32g·mol10.64g 由質(zhì)量守恒可求出殘留固體12g。答案：（1）2 16 2 2 5 8 （2）HCl 0.5 （3）0.2 0.16 （4） 12g變式：取0

16、.04molKMnO4固體加熱一段時(shí)間后，收集到a mol氣體，在反應(yīng)剩余的殘留固體中加入足量的濃鹽酸并加熱，又收集到b mol氣體，設(shè)此時(shí)Mn元素全部以Mn2+形式存在于溶液中，則a+b的最小值為（ ）A0.04mol B0.08mol C0.10mol D0.20mol解析 由題意知反應(yīng)的整體結(jié)果為：KMnO4Mn2+，2O2O2，2HClCl2，因此，0.04molKMnO4分解過程中得電子數(shù)：n (e-)0.04mol×50.20mol，生成b mol Cl2過程中失電子數(shù)：n(e-)2b mol，生成a molO2過程中失電子數(shù)：n(e-)4a mol。根據(jù)得失電子守恒，有

17、：4a2b0.2，即a+b0.1。 當(dāng)a取最大值時(shí)（即KMnO4受熱完全分解），a+b可取最小值。由： 2KMnO4K2MnO4MnO2O2 2mol 1mol 0.04mol 0.02mol當(dāng)a0.02mol時(shí)，a+b0.1mol0.02mol0.08mol。故答案為B。11、工業(yè)上為從4J29合金（鐵鈷鎳合金）廢料中提取鈷和鎳，一般先用硫酸溶解合金使成為Fe2、Co2、Ni2，再把Fe2氧化為Fe3，從而使Fe3轉(zhuǎn)化為某種沉淀析出，達(dá)到與Ni2、Co2分離的目的生產(chǎn)上要使Fe2氧化為Fe3，而不使Co2、Ni2氧化的試劑是NaClO或NaClO3（均含少量H2SO4）溶液，反應(yīng)的部分化學(xué)方

18、程式如下（A為還原劑）：請(qǐng)完成以上化學(xué)方程式，并回答實(shí)際生產(chǎn)上采用NaClO3來氧化Fe2比較合算的理由。配平下列離子方程式，并回答問題：（2）已知有3.21 g Fe（OH）3參加反應(yīng)，共轉(zhuǎn)移了5.42×1022個(gè)電子，則n_，F(xiàn)eO中鐵的化合價(jià)為_。（3）根據(jù)（1）、（2）推測(cè)FeO能與下列哪些物質(zhì)反應(yīng)（只填序號(hào)）_。A. Cl2 B. SO2C. H2S D. O2解析：（1） 由于A為還原劑，氧化劑NaClO、NaClO3在酸性溶液中氧化能力增強(qiáng)知，A為FeSO4，B為H2SO4，則C一定為Fe2（SO4）3，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：NaClO2FeSO4H2SO4NaClFe

19、2（SO4）3H2ONaClO36FeSO43H2SO4NaCl3Fe（SO4）33H2O由上述反應(yīng)知1 mol的NaClO3氧化FeSO4的物質(zhì)的量為6 mol，而1 mol NaClO只氧化2 mol FeSO4，因而NaClO3合適。（2）由離子方程式：2Fe（OH）3（5n）ClO=2FeO（5n）Cl（n3）H2O知2 mol Fe（OH）3共失去2（5n） mol電子，所以有：:2 mol:2（5n） mol n2，在FeO中的Fe化合價(jià)為6。（3）由鐵及其化合物性質(zhì)知：6價(jià)的鐵價(jià)態(tài)只能降低，故FeO可與SO2、H2S反應(yīng)。答案：NaClO2FeSO4H2SO4NaClFe2（SO

20、4）3H2ONaClO36FeSO43H2SO4NaCl3Fe2（SO4）33H2O由于NaClO31 mol可氧化6mol FeSO4，而NaClO 1mol只能氧化2 mol FeSO4故用NaClO3合適。（1）2 5n 2n 2 5n n3 （2）2 6 （3）B C12、在氯氧化法處理含CN的廢水過程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一)，氰酸鹽進(jìn)一步被氧化為無毒物質(zhì)。(1)某廠廢水中含KCN，其濃度為650 mg/L?，F(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應(yīng)(其中N均為3價(jià))：KCN2KOHCl2KOCN2KClH2O。被氧化的元素是_。(2)投入過量液氯

21、，可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為氮?dú)狻Ｕ?qǐng)配平下列化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：KOCNKOHCl2CO2N2KClH2O(3)若處理上述廢水20 L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)。至少需液氯 g。解析1：本題結(jié)合含CN的廢水處理，考查氧化還原反應(yīng)的基本概念、配平、標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，根據(jù)方程式進(jìn)行定量計(jì)算，屬中等題。何種元素價(jià)態(tài)升高誰(shuí)即被氧化，不難分析。要配平方程式，同樣從元素價(jià)態(tài)的升降、電子得失守恒考慮。標(biāo)電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目可用單線橋或雙線橋表示，但必須區(qū)分兩者，第(3)題可根據(jù)兩個(gè)方程式找出KCN與Cl2的總量關(guān)系求出。(1)在KCN2KOHCl2KOCN2KClH2O反應(yīng)中，氯元素價(jià)

22、態(tài)降低，H、N、O、K四種元素的價(jià)態(tài)沒變，只有碳元素的價(jià)態(tài)升高，故被氧化的為碳元素。(2)氧化還原方程式的配平，首先要找準(zhǔn)變價(jià)元素，再利用化合價(jià)升降法配平，反應(yīng)物KOCN中N的價(jià)態(tài)升高，KOCN為還原劑，氯氣為氧化劑。mol，由兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式得出關(guān)系式：2KCN5Cl2，所以需氯氣：0.2 mol×=0.5 mol，即35.5 g。答案：(1)碳(或C) (3)35.5解析2：試題開始告訴解題者，CN-跟液氯之間的反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步反應(yīng)中CN-被氧化成毒性較弱的氰酸鹽，第二步再氧化成無毒物質(zhì)。從解題信息的取用角度分析，問題（1）只要取用該小題內(nèi)的信息就足夠了，問題（2）的解

23、答也不涉及另外的信息。但第（3）小題的解答要綜合前兩小題的結(jié)果、解答問題的條件也分散在前面的各小題中，所以要求有較強(qiáng)的信息收集能力和綜合分析能力。 （1）只是元素化合價(jià)分析，比較反應(yīng)物和生成物就容易得出，反應(yīng)前后碳元素的化合價(jià)升高了，氯元素的化合降低了。所以被氧化的元素是碳。 （2）可用化合價(jià)升降法來配平。反應(yīng)前后，氮元素的化合價(jià)從-3 價(jià)變成0價(jià)，氯元素的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?1 價(jià)，再根據(jù)化合價(jià)升、降總數(shù)相等可配平。  （3）從“氰化鉀轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)”可得出，反應(yīng)應(yīng)進(jìn)行到第二步。綜合分析兩步反應(yīng)可得出如下計(jì)算關(guān)系： 2molKCN5molCl2 。再根據(jù)（1）中“含KCN濃度為 65

24、0mg·L-1”，可計(jì)算出20L廢水中含KCN的物質(zhì)的量。所以有：2KCN        5Cl2              130g           357g             20 × 0.65g       x => x=35.5g 。13、單質(zhì)鐵溶于一定濃度的硝酸中反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：a Fe+bNO3-+cH+=d Fe2+f Fe3+g NO+h N2O +kH2O （化學(xué)計(jì)量數(shù)均為正整數(shù)） 請(qǐng)你用已掌握的知識(shí)研究出下列規(guī)律。（1）c、g、h 的關(guān)系式是 _ 。 （2）b、c、d、f 的關(guān)系式是 _ 。（3）d、f、g、h 的關(guān)系式是 _ 。（4）若a =12 ，鐵和硝酸恰好完全反應(yīng)，則b 的取值范圍是 _ 。c的取值范圍是 _ _ 。 解析：（1）這是考查反應(yīng)前后H、O 原子守恒關(guān)系。若只從“c H+ g