高考復(fù)習(xí)-氧化還原反應(yīng)規(guī)律、計(jì)算及方程式的配平

高中化學(xué)總復(fù)習(xí)講義專題氧化還原反應(yīng)規(guī)律、計(jì)算及方程式的配平考點(diǎn)一氧化還原反應(yīng)的三條規(guī)律及其應(yīng)用1．“優(yōu)先反應(yīng)”規(guī)律(1)在濃度相差不大的溶液中：①同時(shí)含有幾種還原劑時(shí)eq\o(→,\s\up7(加入氧化劑))將按照還原性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2時(shí)，因?yàn)檫€原性Fe2＋>Br－，所以Fe2＋先與Cl2反應(yīng)。②同時(shí)含有幾種氧化劑時(shí)eq\o(→,\s\up7(加入還原劑))將按照氧化性由強(qiáng)到弱的順序依次反應(yīng)。如：在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入鐵粉，因?yàn)檠趸訤e3＋>Cu2＋>H＋，所以鐵粉先與Fe3＋反應(yīng)。(2)應(yīng)用：判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性及反應(yīng)順序。2．“價(jià)態(tài)歸中，互不交叉”規(guī)律(1)同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)可總結(jié)為：價(jià)態(tài)相鄰能共存，價(jià)態(tài)相間能歸中，歸中價(jià)態(tài)不交叉，價(jià)升價(jià)降只靠攏。例如，不同價(jià)態(tài)硫之間可以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是(2)應(yīng)用：判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生及表明電子轉(zhuǎn)移情況。3．“歧化反應(yīng)”規(guī)律“中間價(jià)→高價(jià)＋低價(jià)”。具有多種價(jià)態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應(yīng)，如：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O。應(yīng)用：判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物及表明電子轉(zhuǎn)移情況。eq\x(◎思考與探究)(1)SO2具有較強(qiáng)的還原性，濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，二者能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)？(2)下面標(biāo)明的電子轉(zhuǎn)移正確嗎？請(qǐng)糾正。H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4(濃)=eq\o(S,\s\up6(0))得6e－↓＋eq\o(S,\s\up6(＋4))失6e－O2↑＋2H2O提示：(1)不能；因＋4價(jià)硫元素和＋6價(jià)硫元素?zé)o中間價(jià)態(tài)，二者不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)不正確，違背了“價(jià)態(tài)歸中，互不交叉”規(guī)律，應(yīng)為H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4(濃)=eq\o(S,\s\up6(0))失2e－↓＋eq\o(S,\s\up6(＋4))得2e－O2↑＋2H2Oeq\a\vs4\al(“優(yōu)先反應(yīng)”規(guī)律的應(yīng)用)1．現(xiàn)有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)：2FeCl3＋2KI=2FeCl2＋2KCl＋I(xiàn)22FeCl2＋Cl2=2FeCl32KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中含有Fe2＋、Cl－和I－，要除去I－而不氧化Fe2＋和Cl－，可以加入的試劑是()A．Cl2 B．KMnO4C．FeCl3 D．HCl解析：由①知氧化性Fe3＋>I2，還原性I－>Fe2＋；由②知氧化性Cl2>Fe3＋，還原性Fe2＋>Cl－；由③知氧化性MnOeq\o\al(－,4)>Cl2，還原性Cl－>Mn2＋。由此推知氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镵MnO4>Cl2>FeCl3>I2，還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。所以KMnO4可氧化Cl－、Fe2＋及I－，Cl2可氧化Fe2＋及I－，F(xiàn)eCl3只氧化I－。答案：C2．在100mL含等物質(zhì)的量的HBr和H2SO3的溶液中通入0.025molCl2，有一半Br－變?yōu)锽r2(已知Br2能氧化H2SO3)。則原溶液中HBr和H2SO3的濃度都等于()A．0.16mol·L－1 B．0.02mol·L－1C．0.20mol·L－1 D．0.25mol·L－1解析：由于還原性H2SO3>HBr，所以H2SO3優(yōu)先被Cl2氧化。設(shè)二者的物質(zhì)的量都為x，根據(jù)Cl2～H2SO3，Cl2～2Br－，則x＋eq\f(1,4)x＝0.025mol，x＝0.02mol，所以c(HBr)＝c(H2SO3)＝eq\f(0.02mol,0.1L)＝0.20mol·L－1。答案：Ceq\a\vs4\al(價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律的應(yīng)用)3．已知在熱的堿性溶液中，NaClO發(fā)生如下反應(yīng)：3NaClO=2NaCl＋NaClO3。在相同條件下NaClO2也能發(fā)生類似的反應(yīng)，其最終產(chǎn)物是()A．NaCl、NaClO B．NaCl、NaClO3N(＋5)→N(＋2)化合價(jià)降3×23Cu＋2HNO3(稀)——3Cu(NO3)2＋2NO↑＋eq\x()H2O。(2)根據(jù)原子守恒，觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)?；瘜W(xué)方程式為：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。通過上述示例，你能抓住化合價(jià)升降法配平氧化還原方程式兩大核心問題了嗎？提示：(1)化合價(jià)升降總數(shù)相等，(2)反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)相等。eq\a\vs4\al(正向配平含缺項(xiàng)配平)1．(1)eq\x()Al＋eq\x()NaNO3＋eq\x()NaOH=eq\x()NaAlO2＋eq\x()N2↑＋eq\x()H2O(2)eq\x()KIO3＋eq\x()KI＋eq\x()H2SO4=eq\x()K2SO4＋eq\x()I2＋eq\x()________答案：(1)10641032(2)153333H2Oeq\x(◎名師歸納)配平技巧(1)全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)全變的，一般從左邊反應(yīng)物著手配平。(2)缺項(xiàng)氧化還原反應(yīng)方程式的配平：缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)物或生成物的分子式?jīng)]有寫出來，一般為水、酸或堿。①方法先用“化合價(jià)升降法”配平含有變價(jià)元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。②補(bǔ)項(xiàng)原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H＋，少O(氧)補(bǔ)H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)，少O(氧)補(bǔ)OH－(3)配平化學(xué)方程式時(shí)，化學(xué)計(jì)量數(shù)“1”也必須填寫在空格里。eq\a\vs4\al(逆向配平)2．(1)eq\x()MnO2＋eq\x()HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))eq\x()MnCl2＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()H2O(2)eq\x()S＋eq\x()KOH=eq\x()K2S＋eq\x()K2SO3＋eq\x()H2O答案：(1)14112(2)36213eq\x(◎名師歸納)配平技巧部分變、自變均從右邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價(jià)部分變的；自身氧化還原反應(yīng)(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。eq\a\vs4\al(氧化還原方程式的書寫)3．(1)在NaOH的環(huán)境中，Cl2與NaI反應(yīng)，每lmolNaI完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)FeCl3溶液與草酸(H2C2O4)反應(yīng)，得到澄清溶液，同時(shí)生成一種能使石灰水變渾濁的氣體，此反應(yīng)的離子方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)3Cl2＋NaI＋6NaOH=6NaCl＋NaIO3＋3H2O(2)2Fe3＋＋H2C2O4=2CO2↑＋2Fe2＋＋2H＋eq\x(◎名師歸納)三步法書寫氧化還原方程式的步驟第一步：根據(jù)氧化還原順序規(guī)律確定氧化性最強(qiáng)的為氧化劑，還原性最強(qiáng)的為還原劑；根據(jù)化合價(jià)規(guī)律及題給信息和已知元素化合物性質(zhì)確定相應(yīng)的還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物；根據(jù)氧化還原反應(yīng)的守恒規(guī)律確定氧化劑、還原劑、還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物的相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)。第二步：根據(jù)溶液的酸堿性，通過在反應(yīng)方程式的兩端添加H＋或OH－的形式使方程式兩端的電荷守恒。第三步：根據(jù)原子守恒，通過在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒?？键c(diǎn)三氧化還原反應(yīng)的計(jì)算方法——電子守恒法1．應(yīng)用電子守恒解題的一般步驟——“一、二、三”(1)“一找各物質(zhì)”找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)“二定得失數(shù)”確定一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個(gè)數(shù))。(3)“三列關(guān)系式”根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式。n(氧化劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值＝n(還原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值。2．多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算：對(duì)于多步連續(xù)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，只要中間各步反應(yīng)過程中電子沒有損耗，可直接找出起始物和最終產(chǎn)物，刪去中間產(chǎn)物，建立二者之間的電子守恒關(guān)系，快速求解。eq\x(◎思考與探究)(1)1molCl2與足量冷的NaOH溶液反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是多少？(2)6.4g銅與足量的稀硝酸反應(yīng)，將產(chǎn)生的NO與適量的O2混合作用于水，氣體恰好完全溶解，你能確定通入O2的物質(zhì)的量嗎？提示：(1)1mol(2)銅與稀HNO3反應(yīng)生成NO，NO與O2混合作用于水又重新生成HNO3，故銅與O2存在下列關(guān)系：n(Cu)×2＝n(O2)×4，即n(O2)＝eq\f(6.4g,64g/mol)×eq\f(2,4)＝0.05moleq\a\vs4\al(確定氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物等物質(zhì)的化合價(jià))1．24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng)。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5解析：題目中指出被還原的元素是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價(jià)從＋4→＋6；而Cr元素的化合價(jià)將從＋6→＋n(設(shè)＋n為生成物中Cr元素的化合價(jià))，根據(jù)得失電子數(shù)目相等，有0.024L×0.05mol·L－1×(6－4)＝0.02L×0.02mol·L－1×2×(6－n)解得n＝3。答案：B2．Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16，則x的值為()A．2 B．3C．4 D．5解析：本題考查在氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。Na2eq\o(Sx,\s\up6(－2/x))→xNa2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4Naeq\o(Cl,\s\up6(＋1))O→Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))得關(guān)系式：1×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(6－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(2,x)))))·xe－＝16×2e－，解得x＝5。答案：Deq\a\vs4\al(多步連續(xù)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算)3．14g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的氣體與1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合，通入水中恰好全部被吸收，則合金中銅的質(zhì)量為()A．9.6g B．6.4gC．3.2g D．1.6g解析：根據(jù)得失電子守恒規(guī)律可直接找出已知量(O2)與未知量(Cu、Ag)之間的物質(zhì)的量關(guān)系。HNO3中的eq\o(N,\s\up6(＋5))元素相當(dāng)于電子的“二傳手”，先得到Cu、Ag失去的電子，再傳給O2，最后恢復(fù)原貌，Cu、Ag失去的電子最終傳給了O2，所以根據(jù)得失電子守恒規(guī)律，得eq\f(mCu,64g·mol－1)×2＋eq\f(14g－mCu,108g·mol－1)＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)×4，解得：m(Cu)＝3.2g。答案：C4．U常見化合價(jià)有＋4和＋6，硝酸鈾酰[UO2(NO3)2]加熱可發(fā)生如下分解：[UO2(NO3)2]——UxOy＋NO2↑＋O2↑(未配平)，將氣體產(chǎn)物收集于試管中并倒扣于盛水的水槽中，氣體全部被吸收，水充滿試管。則生成的鈾的氧化物化學(xué)式是()A．UO2 B．2UO2·UO3C．UO3 D．UO2·2UO3解析：氣體被吸收，說明二氧化氮、氧氣和水發(fā)生的反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，所以二氧化氮和氧氣的計(jì)量數(shù)之比是4∶1，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等知，U元素的化合價(jià)不變，所以生成物是UO3，故選C。答案：C5．現(xiàn)有鐵粉和氧化鐵的混合物共27.2g，加入足量的稀硫酸使之充分反應(yīng)。當(dāng)固體粉末完全溶解時(shí)，收集到2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，當(dāng)向溶液中滴加KSCN溶液時(shí)，溶液不顯血紅色。試求原樣品中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：58.8%eq\a\vs4\al(氧化還原反應(yīng)規(guī)律)1．(2013·上?；瘜W(xué)·16)已知氧化性Br2>Fe3＋。FeBr2溶液中通入一定量的Cl2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：aFe2＋＋bBr－＋cCl2→dFe3＋＋eBr2＋fCl－下列選項(xiàng)中的數(shù)字與離子方程式中的a、b、c、d、e、f一一對(duì)應(yīng)，其中不符合反應(yīng)實(shí)際的是()A．243226 B．021012C．201202 D．222214解析：排除法，由氧化性強(qiáng)弱可知，F(xiàn)e2＋先于Cl2反應(yīng)，所以Fe2＋的計(jì)量數(shù)一定不能為0，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B2．(2013·浙江理綜·26)氫能源是一種重要的清潔能源?，F(xiàn)有兩種可產(chǎn)生H2的化合物甲和乙。將6.00g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72L的H2(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。甲與水反應(yīng)也能放出H2，同時(shí)還產(chǎn)生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化劑存在下可分解得到H2和另一種單質(zhì)氣體丙，丙在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g·L－1。請(qǐng)回答下列問題：(1)甲的化學(xué)式是________；乙的電子式是________。(2)甲與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________。(3)氣體丙與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是________(用化學(xué)式表示)。(4)乙在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體丙，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。有人提出產(chǎn)物Cu中可能還混有Cu2O，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證之______________________________________。(已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O)(5)甲與乙之間________(填“可能”或“不可能”)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2，判斷理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根據(jù)題意可知，甲為AlH3，乙為NH3，丙為N2。(4)根據(jù)題給信息，要證明產(chǎn)物Cu中是否會(huì)混有Cu2O，可取少許固體產(chǎn)物于試管中，加適量稀H2SO4溶解，若溶液呈藍(lán)色，則可證明產(chǎn)物中有Cu2O，反之則無。(5)AlH3具有還原性，NH3具有氧化性，兩者可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。答案：(1)AlH3Heq\o(\s\up7(·),\s\do5(·))eq\o(N,\s\up6(··),\s\do4(\o(··))\o(\s\up7(·),\s\do5(·))H,\s\up6(H))(2)AlH3＋3H2O=Al(OH)3↓＋3H2↑(3)Mg3N2(4)2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O取樣后加稀H2SO4，如果溶液變藍(lán)，說明產(chǎn)物中含有Cu2O。反之則無Cu2O(5)可能AlH3中的氫化合價(jià)為－1價(jià)，NH3中的氫為＋1價(jià)，因而有可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣eq\a\vs4\al(氧化還原方程式的配平及方程式的書寫)3．配平下列化學(xué)方程式(1)[2013·廣東理綜·32(3)]完成煅燒過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________CuO＋__________Al2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))________CuAlO2＋__________↑。(2)[2011·福建理綜·23(6)]在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H2O2，調(diào)節(jié)pH≈3，Ce3＋通過下列反應(yīng)形成Ce(OH)4沉淀得以分離。完成反應(yīng)的離子方程式：eq\x()Ce3＋＋eq\x()H2O2＋eq\x()H2O=eq\x()Ce(OH)4↓＋eq\x()________(3)[2010·福建理綜·24(2)改編]完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：eq\x()Fe(OH)2＋eq\x()ClO－＋eq\x()________=eq\x()Fe(OH)3＋eq\x()Cl－(4)[2011·安徽理綜·27(2)改編]配平反應(yīng)的離子方程式是eq\x()Mn2＋＋eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()H2O=eq\x()MnO2↓＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()________。(5)[2010·重慶理綜·26(3)]配平用鈣線脫氧脫磷的化學(xué)方程式：eq\x()P＋eq\x()FeO＋eq\x()CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))eq\x()Ca3(PO4)2＋eq\x()Fe答案：(1)424O2(2)21626H＋(3)211H2O21(4)524518H＋(5)253154．[2012·新課標(biāo)全國卷·26(2)(3)(4)](1)在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和________反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和________反應(yīng)制備。(2)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時(shí)可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為____________________；(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。解析：(1)注意制備FeCl2選用弱氧化劑，制備FeCl3選用強(qiáng)氧化劑。(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可以寫出離子方程式。(3)Fe(OH)3可被氧化為K2FeO4，HClO具有強(qiáng)氧化性，可被還原為Cl－，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)行配平。答案：(1)鹽酸(或FeCl3溶液)氯氣(2)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2(或2Fe3＋＋3I－=2Fe2＋＋I(xiàn)eq\o\al(－,3))(3)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2FeOeq\o\al(2－,4)＋5H2O＋3Cl－5．(2013·福建理綜·24)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。該法工藝原理示意圖如下圖。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有________________(填化學(xué)式)，發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學(xué)方程式：eq\x()____＋24NaClO3＋12H2SO4=eq\x()ClO2↑＋eq\x()CO2↑＋18H2O＋eq\x()________(3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN－氧化為無毒的物質(zhì)，自身被還原為Cl－。處理含CN－相同量的電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的________倍。解析：(1)根據(jù)工藝圖，HCl合成塔中發(fā)生的是H2與Cl2的反應(yīng)，所以該工藝可以利用的單質(zhì)應(yīng)是H2和Cl2。NaClO3為氧化劑，HCl為還原劑，ClOeq\o\al(－,3)的還原產(chǎn)物為ClO2，Cl－的氧化產(chǎn)物為Cl2，則有：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。(2)纖維素的最終水解產(chǎn)物為葡萄糖(C6H12O6)，葡萄糖具有還原性，在H2SO4環(huán)境中與NaClO3反應(yīng)生成ClO2、CO2、H2O，根據(jù)原子守恒可推出另一產(chǎn)物為Na2SO4，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平反應(yīng)為：C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4=24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O＋12Na2SO4。(3)由題意知CN－轉(zhuǎn)化為無毒的N2、CO2，ClO2或Cl2轉(zhuǎn)化為Cl－，反應(yīng)中1molClO2得到5mol電子，1molCl2得到2mol電子，所以處理相同量的CN－時(shí)，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍。答案：(1)H2、Cl22NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O(2)eq\x(1)C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4=eq\x(24)ClO2↑＋eq\x(6)CO2↑＋18H2O＋eq\x(12)Na2SO4(3)2.5eq\a\vs4\al(氧化還原反應(yīng)的計(jì)算)6．(2011·新課標(biāo)全國卷·13)某含鉻(Cr2Oeq\o\al(2－,7))廢水用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理，反應(yīng)中鐵元素和鉻元素完全轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀經(jīng)干燥后得到nmolFeO·FeyCrxO3。不考慮處理過程中的實(shí)際損耗，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2－x)molB．處理廢水中Cr2Oeq\o\al(2－,7)的物質(zhì)的量為eq\f(nx,2)molC．反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3nxmolD．在FeO·FeyCrxO3中，3x＝y(tǒng)解析：nmolFeO·FeyCrxO3中鉻原子的物質(zhì)的量為nxmol，由鉻原子守恒得Cr2Oeq\o\al(2－,7)的物質(zhì)的量為eq\f(nx,2)mol，B項(xiàng)正確；nmolFeO·FeyCrxO3中鐵原子的物質(zhì)的量為(n＋ny)mol，由鐵原子守恒得消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為(n＋ny)mol，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)中鉻元素的化合價(jià)由＋6價(jià)降低為＋3價(jià)，鐵元素的化合價(jià)由＋2價(jià)升高為＋3價(jià)，所以反應(yīng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3nxmol，由電子得失守恒得ny＝3nx，則y＝3x，故C、D兩項(xiàng)均正確。答案：A7．(2013·四川理綜·7)1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí)，得到2.54g沉淀。下列說法不正確的是()A．該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2∶1B．該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0mol/LC．NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%D．得到2.54g沉淀時(shí)，加入NaOH溶液的體積是600mL解析：設(shè)1.52g銅鎂合金中含銅xmol，鎂ymol，則根據(jù)題給數(shù)據(jù)，可列方程式：64x＋24y＝1.52,98x＋58y＝2.54，解得：x＝0.02，y＝0.01，銅與鎂的物質(zhì)的量之比為2∶1，A項(xiàng)正確；根據(jù)濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度三者的換算公式可求濃度c＝(1000×63%×1.40)÷63＝14.0mol/L，B項(xiàng)正確；NO2和N2O4的總物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)得失電子守恒，設(shè)NO2為mmol，N2O4為nmol，則m＋n＝0.05，m＋2n＝0.02×2＋0.01×2，解得：m＝0.04，n＝0.01，則NO2的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(0.04,0.05)×100%＝80%，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D學(xué)科素養(yǎng)培優(yōu)(二)__從定性和定量角度探究有關(guān)氧化還原反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)一、關(guān)于物質(zhì)氧化性、還原性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)?zāi)逞芯啃詫W(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對(duì)蝕刻銀的原理進(jìn)行了如下探究：【實(shí)驗(yàn)】制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1)下列有關(guān)制備銀鏡過程的說法正確的是________(填序號(hào))。a．邊振蕩盛有2%的AgNO3溶液的試管，邊滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解為止b．將幾滴銀氨溶液滴入2mL乙醛中c．制備銀鏡時(shí)，用酒精燈的外焰給試管底部加熱d．銀氨溶液具有較弱的氧化性e．在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大【提出假設(shè)】假設(shè)1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。假設(shè)2：Fe(NO3)3溶液顯酸性，在此酸性條件下NOeq\o\al(－,3)能氧化Ag?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)】(2)甲同學(xué)從上述實(shí)驗(yàn)的生成物中檢驗(yàn)出了Fe2＋，驗(yàn)證了假設(shè)1成立。請(qǐng)寫出Fe3＋氧化Ag的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)2，請(qǐng)幫他完成下表中內(nèi)容(提示：NOeq\o\al(－,3)在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時(shí)難以觀察到氣體產(chǎn)生)。實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫具體操作過程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①②……若銀鏡消失，假設(shè)2成立；若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立【思考與交流】(4)甲同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)1成立，若乙同學(xué)驗(yàn)證了假設(shè)2也成立，則丙同學(xué)由此得出結(jié)論：Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋和NOeq\o\al(－,3)都氧化了Ag。你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論，并簡(jiǎn)述理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)ade(2)Ag＋Fe3＋=Ag＋＋Fe2＋(3)實(shí)驗(yàn)步驟(不要求寫具體操作過程)預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)用的Fe(NO3)3溶液的pH；②配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)(4)不同意。甲同學(xué)檢驗(yàn)出了Fe2＋，可確定Fe3＋一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗(yàn)證了此條件下NOeq\o\al(－,3)能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時(shí)，由于沒有檢驗(yàn)NOeq\o\al(－,3)的還原產(chǎn)物，因此不能確定NOeq\o\al(－,3)是否氧化了Ag[(3)、(4)其他合理答案均可]二、氧化還原反應(yīng)滴定時(shí)指示劑的選擇方法中學(xué)中氧化還原反應(yīng)滴定時(shí)指示劑的選擇常見的有兩類：(1)自身指示劑：有些標(biāo)準(zhǔn)溶液或被滴定物質(zhì)本身有顏色，而滴定產(chǎn)物為無色，則滴定時(shí)就無需另加指示劑，自身顏色變化可以起指示劑的作用，此類指示劑稱為自身指示劑。如MnOeq\o\al(－,4)本身在溶液中顯紫紅色，還原后的產(chǎn)物Mn2＋為無色，所以用高錳酸鉀溶液滴定時(shí)，不需要另加指示劑。(2)顯色指示劑：有些物質(zhì)本身并沒有顏色，但它能與滴定劑或被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生特殊的顏色，或開始有特殊顏色，滴定后變?yōu)闊o色，因而可指示滴定終點(diǎn)。如滴定前溶液中無單質(zhì)碘，滴定后有單質(zhì)碘生成等，可用淀粉等作為指示劑。(1)配平氧化還原反應(yīng)方程式：C2Oeq\o\al(2－,4)＋____MnOeq\o\al(－,4)＋____H＋=____CO2↑＋____Mn2＋＋____H2O(2)稱取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解，配成250mL溶液。量取兩份此溶液各25mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中。①第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25mol·L－1NaOH溶液至20mL時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H＋的總物質(zhì)的量為________mol。②第二份溶液中滴加0.10mol·L－1的酸性高錳酸鉀溶液。A．KMnO4溶液在滴定過程中作________(填“氧化劑”或“還原劑”)，該滴定過程________(填“需要”或“不需要”)另加指示劑。滴至16mL時(shí)反應(yīng)完全，此時(shí)溶液顏色由________變?yōu)開_____。B．若在接近終點(diǎn)時(shí)，用少量蒸餾水將錐形瓶沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，則所測(cè)結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。C．若在達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)，則所得結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。③原試樣中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________，KHC2O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。答案：(1)5C2Oeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋=10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O(2)①0.005②A.氧化劑不需要無色淺紫紅色B．無影響C．偏小③21%64%專題講座(二)學(xué)科思想——優(yōu)先反應(yīng)在“競(jìng)爭(zhēng)類”反應(yīng)體系中的應(yīng)用反應(yīng)物間一對(duì)多的化學(xué)反應(yīng)常有“平行反應(yīng)”和“競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)”兩類，平行反應(yīng)主要指多個(gè)反應(yīng)相互間沒有影響可同時(shí)進(jìn)行；而競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)是指由于反應(yīng)能力不同，多個(gè)反應(yīng)按一定的先后順序逐次進(jìn)行。競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)主要包括兩種基本題型：一是一種氧化劑(還原劑)與多種還原劑(氧化劑)反應(yīng)，如把Cl2通入含I－、Br－、Fe2＋的溶液中，按照還原能力由強(qiáng)到弱的順序，I－優(yōu)先反應(yīng)，其次是Fe2＋，最后是Br－；二是一種酸(堿)與多種堿性(酸性)物質(zhì)反應(yīng)，如把HCl逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照堿性由強(qiáng)到弱的順序，NaOH優(yōu)先反應(yīng)，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，此類競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)的先后順序即是其有效順序。在實(shí)際問題中有部分看似平行的反應(yīng)，由于物質(zhì)的性質(zhì)而出現(xiàn)了“有效”和“無效”兩種可能性，準(zhǔn)確地確定有效反應(yīng)就成了解題的關(guān)鍵。(一)復(fù)分解反應(yīng)型優(yōu)先反應(yīng)將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(y)的關(guān)系正確的是()解析：CO2與KOH和Ca(OH)2都會(huì)反應(yīng)，但先與哪種物質(zhì)反應(yīng)即存在著競(jìng)爭(zhēng)，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會(huì)與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會(huì)與KOH反應(yīng)，因此，是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH消耗完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。答案：Deq\x(◎名師歸納)若某一溶液中同時(shí)存在幾個(gè)可能的復(fù)分解反應(yīng)，則生成更難溶解或更難電離物質(zhì)的反應(yīng)將優(yōu)先進(jìn)行。(二)氧化還原反應(yīng)型優(yōu)先反應(yīng)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol鐵粉，經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應(yīng)是()A．鐵溶解，析出0.01molAg和0.005molCuB．鐵溶解，析出0.01molAg并放出H2C．鐵溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Fe3＋D．鐵溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Cu2＋解析：因?yàn)檠趸訟g＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以先發(fā)生反應(yīng)2Ag＋＋Fe=2Ag＋Fe2＋，其中0.005mol的鐵粉與0.01mol的AgNO3反應(yīng)，析出0.01molAg，再發(fā)生：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，其中剩余的0.005mol鐵粉與0.01mol的Fe(NO3)3反應(yīng)，溶液中不再有Fe3＋，故選C。答案：Ceq\x(◎名師歸納)若某一溶液中同時(shí)含有多種還原性(氧化性)物質(zhì)，則加入一種氧化劑(還原劑)時(shí)，優(yōu)先氧化還原性(氧化性)強(qiáng)的物質(zhì)。(三)氧化還原反應(yīng)與復(fù)分解反應(yīng)同時(shí)存在時(shí)的優(yōu)先反應(yīng)寫出向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣體的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。解析：漂白粉溶液中含有CaCl2和Ca(ClO)2，其中Ca(ClO)2水溶液能與SO2發(fā)生反應(yīng)，向漂白粉溶液中通入二氧化硫氣體后，是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成CaSO3和HClO還是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩反應(yīng)互相競(jìng)爭(zhēng)。由于次氯酸鹽及次氯酸都具有強(qiáng)氧化性而亞硫酸鹽及二氧化硫都具有還原性，所以是發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不是復(fù)分解反應(yīng)。答案：Ca(ClO)2＋2SO2＋2H2O=CaSO4↓＋2HCl＋H2SO4eq\x(◎名師歸納)(1)一般情況下，氧化還原反應(yīng)優(yōu)先于非氧化還原反應(yīng)發(fā)生。(2)考查該類型優(yōu)先反應(yīng)的載體，除上述題組中涉及到的SO