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氧化还原反应计算专题训练

2013-12-04  720815
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NH3SO2N2H2O,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3×2↑×x 2↓×y,故有x : y 1 : 3

答案:A

【例题2R2O8n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R2O8nR的化合价为x,依据化合价升降相等原则有5×2×(x6) 2×↑(72),解得x 7,因此有

2×7 + 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N2HClNH4ClPt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3×2×x 4×y,故有x : y 2 : 3

答案:C

【例题4Cl2NaOH70)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NaClONaClO3之比4 : 1,则溶液中NaClNaClO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NaClONaClO3中氯元素的化合价分别为+1+5价,设NaClNaClO的物质的量分别为xy,依据化合价升降相等原则有1↓×x 1↑×y + 5↑××y,故有x : y 9 : 4

答案:C

【例题5nHNO3的稀溶液恰好与mFe完全反应,若HNO3只被还原为NO,则n : m可能是5 : 19 : 23 : 12 : 14 : 1

A. ②③⑤          B. ①③④           C. ②③④          D. ①③

解析: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

      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4.53之间。

答案:A

【例题6ZnHNO3反应,Zn和被还原的HNO3的物质的量之比为4 : 1HNO3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

4×21×(5x) 解得:x 3

答案:D

【例题7Mg 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           B. 4.68              C. 5.36          D. 6.38

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 Cu共失去

n(e) ×3 0.12 mol,由电荷守恒知MgCu共需要结合0.12 mol OH,故形成沉淀的质量m 2.64g + 0.12 mol×17g/mol 4.68g

答案:B

【例题8xMg Cu的合金完全溶于浓HNO3中,反应过程中HNO3被还原只产生8960mL NO2672mL 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          B. 9.20            C. 9.00         D. 9.44

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 Cu共失去

n(e) ×1 0.46 mol,由电荷守恒知Mg Cu共需要结合0.46 mol OH,因此有17.02g x + 0.46 mol×17g/mol ,解得x 9.20g

答案:B

【例题914AgCu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:AgCu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)0.05mol

w(Ag) ×100 77.14

w(Cu) 177.14 22.86

答案:合金中w(Ag)77.14%,w(Cu) 22.86%。

【例题1051.2 g Cu 完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(NO N2O4 NO2)的混合物共0.8 mol,这些气体恰好能被500 mL 2 mol/LNaOH溶液完全吸收,生成NaNO3NaNO2的混合溶液,其中生成的NaNO3的物质的量为

已知NO+NO2+2NaOH === 2NaNO2+H2O2NO2+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NaNO2 0.8 mol,由Na+守恒知:n(Na+) n(NaNO2) + n(NaNO3),得NaNO30.2 mol

答案:A

二、链接高考

【例题112013·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. 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,CD正确。

答案:CD

考点定位:本题考查氧化还原反应计算

【例题122013·上海化学·22)一定量的CuSCu2S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+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NONO2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 xmolNO2 xmol3x+x11.2,计算的x0.3。气体体积V0.6×22.413.44L;若混合物全是Cu2S,其物质的量为0.075mol,转移电子数:0.075×100.75mol,设NO xmolNO2 xmol3x+x10.75,计算得x0.1875,气体体积0.375×22.48.4L,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19.8g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 NO22.24L 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           B. 20              C. 22          D. 24

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 Al共失去

n(e)×1 + ×2 0.6 mol由电荷守恒知Mg Al共需要结合0.6 mol OH,故形成沉淀的质量m 9.8g + 0.6 mol×17g/mol 20g

答案:B

练习2】将11.2gMgCu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 NO20.3mol NO                   B. 0.2mol NO20.1mol N2O4

C. 0.1mol NO0.2mol NO20.05mol N2O4      D. 0.6mol NO

解析根据MgCu的变化MgMg2+2OHMg(OH)22eCuCu2+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/17g·mol1 0.6 mol,故反应转移的电子的物质的量也为0.6 mol。选项A转移电子的物质的量为0.3mol×1+ 0.3mol×3 1.2 mol,不正确;选项B转移电子的物质的量为0.2mol×1+ 0.1mol×2 0.4 mol,不正确;选项C转移电子的物质的量为0.1mol×3+ 0.2mol×1+ 0.05mol×2 0.6 mol,正确;选项D转移电子的物质的量为0.6mol×31.8 mol,不正确.

答案:C

 

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