高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算中的守恒與方法學(xué)案（含解析）

1、氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算中的守恒與方法李仕才一、守恒“守恒”是化學(xué)中的一個(gè)永恒規(guī)律，在氧化還原反應(yīng)中常涉及的守恒有：（1）電子守恒：電子守恒是指氧化劑得到的物質(zhì)的量（或個(gè)數(shù)）和還原劑失去電子的物質(zhì)的量（或個(gè)數(shù)）相等，即反應(yīng)前后氧化劑得到電子的總數(shù)等于還原劑失去電子的總數(shù)。（2）質(zhì)量守恒;質(zhì)量守恒是指氧化還原反應(yīng)中反應(yīng)前后各元素的種類和相應(yīng)的原子個(gè)數(shù)不變。（3）電荷守恒電荷守恒是指在離子反應(yīng)中，所有陽離子所帶正電荷總數(shù)等于所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)，即溶液呈電中性。二、方法對(duì)氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算應(yīng)根據(jù)化合價(jià)的變化，理清氧化和還原兩條線索，以得失電子守恒為切入點(diǎn)，并結(jié)合化學(xué)方程式和質(zhì)量守恒列式求解。

2、對(duì)于過程相對(duì)復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，（連續(xù)反應(yīng)或多個(gè)反應(yīng)并列發(fā)生）的計(jì)算，可以通過分析反應(yīng)前后，始終兩態(tài)涉及的所有物質(zhì)，找出所有起始物質(zhì)到終了物質(zhì)中化合價(jià)發(fā)生變化的元素，根據(jù)化合價(jià)升高總數(shù)和化合價(jià)降低總數(shù)相等列式求解，簡(jiǎn)化解題步驟。【例題1】在一定條件下的硝酸銨受熱分解的未配平的化學(xué)方程式為（）NH4NO3HNO3+ N2+ H2O，在反應(yīng)中被氧化與被還原的氮原子數(shù)之比為：A. 5 : 3B. 5 : 4 C. 1 : 1 D. 3 : 5解析：分析題意，根據(jù)化合價(jià)概念，被氧化與被還原的分別是NH4NO3中的NH4+中的N原子和NO3中的氮原子，設(shè)被氧化的N原子數(shù)為x，則失去電子為3x，設(shè)被還原的

3、N原子數(shù)為y，則得到電子為5y，那么3x5y，x : y5 : 3答案：A【例題2】12 mL濃度為0.1 mol/L的Na2SO3溶液，恰好與10 mL濃度為0.04 mol/L的K2Cr2O7溶液，完全反應(yīng)，通過計(jì)算確定Cr元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)。解析：在Na2SO3溶液與K2Cr2O7溶液發(fā)生的氧化還原反應(yīng)中，Na2SO3充當(dāng)還原劑，1 mol Na2SO3失2 mol電子，K2Cr2O7充當(dāng)氧化劑得到電子，兩者得失電子的物質(zhì)的量相等，即：12103L0.1 mol/L210103L0.04 mol/L2(6x)，解得：x+3價(jià)。答案：+3【例題3】含有a mol FeBr2的溶液中，

4、通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，其中不正確的是（）Ax0.4a，2Fe2+Cl22Fe3+2ClBx0.6a，2Br+ Cl2Br2+2ClCxa，2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4ClDx1.5a，2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl解析：由于Fe2的還原性強(qiáng)于Br，故根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知，Cl2先氧化Fe2+，然后再氧化Br。2Fe2+ Cl2 2Fe3+ 2Cl-，2Br-+ Cl2Br2+ 2Cl-2FeBr2+ 3Cl22FeCl3+ 2Br2。當(dāng)x/a0.5時(shí)，Cl2僅氧化Fe2+，故A項(xiàng)正確.當(dāng)x/

5、a1.5時(shí)，F(xiàn)e2+和Br全部被氧化，D項(xiàng)正確；當(dāng)介于兩者之間時(shí)，則要分步書寫方程式，然后進(jìn)行疊加得總反應(yīng)。如B項(xiàng)，當(dāng)x0.5a時(shí)，Cl2剛好把Fe2+全部氧化，而當(dāng)x0.6a，顯然Cl2還要氧化Br，而選項(xiàng)中沒有表示，故錯(cuò)誤。答案：B【例題4】5.12 g Cu和一定質(zhì)量的濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)Cu反應(yīng)完時(shí)，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體3.36 L，若把裝有這些氣體的集氣瓶倒立在盛水的水槽中，需通入多少升標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣才能使集氣瓶充滿溶液？解析：銅失去電子的物質(zhì)的量被還原的硝酸得到電子的物質(zhì)的量氧化還原產(chǎn)物NO、NO2消耗的氧氣的電子的物質(zhì)的量，省去中間計(jì)算過程，即可簡(jiǎn)化為：銅失去電子的物質(zhì)的量氧氣得

6、電子的物質(zhì)的量。則有：n(Cu)2n(O2)4n(O2)5.12 g/64 gmol120.04 molV(O2)0.04 mo22.4L/mol0.896 L若用常規(guī)方法，應(yīng)先求出NO、NO2物質(zhì)的量，再根據(jù)：4NO2+ O2+ 2H2O =4HNO3，4NO + 3O2+ 2H2O =4HNO3計(jì)算出氧氣的量，并求出其體積，此方法運(yùn)算量大，計(jì)算步驟多且容易出錯(cuò)，用電子守恒法能使計(jì)算過程大大簡(jiǎn)化。答案：0.896 L【例題5】15 g鎂鐵合金，溶解在一定量的某濃度的稀硝酸中，當(dāng)金屬完全反應(yīng)后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L NO氣體（假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO），在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化

7、鈉溶液，可得多少克沉淀？解析：該反應(yīng)中鐵的價(jià)態(tài)無法確定，若用常規(guī)解法需要進(jìn)行討論，但Mg、Fe失去電子的物質(zhì)的量等于氮（N）元素得到電子的物質(zhì)的量。n(得)n(失)5.6 L/22.4 Lmol130.75 molMg、Fe失去電子后，對(duì)應(yīng)的陽離子所帶的正電荷共為0.75 mol，它也等于沉淀生成的陽離子所需OH的物質(zhì)的量，即n(OH)0.75 mol.m(沉淀)m(陽) +m(OH)15 g + 0.75 mol17 g/mol27.75 g答案：27.75 g【例題6】某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X。（1）已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子，則該反應(yīng)的還原劑是。（2）已知0.2 mol KBrO3在反應(yīng)中得到1mol電子生成X，則X的化學(xué)式為。（3）根據(jù)上述反應(yīng)可推知。 a氧化性：KBrO3H3AsO4 b氧化性：H3AsO4KBrO3 c還原性：AsH3X d還原性：AsH3X（4）將氧化劑和還原劑的化學(xué)式及其配平后的系數(shù)填入下列方框中，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目： +解析：（1）分析化合價(jià)知：H3H3O4，元素的化合價(jià)升高，所以AsH3為還原劑。（2）設(shè)X中