氧化还原反应的计算讲义

1【例题2】.某含铬Cr2O72－废水用硫亚铁铵［FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O］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nmolFeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是A．消耗硫酸亚铁铵的物质量为n(2-x)molB．处理废水中Cr2O72－的物质量为nx2molC．反应中发生转移的电子数为3nxmolD．在FeO·FeyCrxO3中3x=y〖难度分级〗C类〖试题来源〗(2011全国II卷13)〖选题意图〗对应知识点：氧化还原反应中的守恒规律〖解题思路〗由铬元素守恒知废水中Cr2O72－的物质量为nx2mo，反应中发生转移的电子数为6×nx2mo＝3nxmol。由得失电子守恒知y＝3x，而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为n×（1+y）mol＝n(3x+1)mol，因此选项A是错误的。【答案】：A【例题3】.雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。根据题意完成下列填空：（1）As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。若As2S3和SnCl2正好完全反应，As2S3和SnCl2的物质的量之比为。（2）上述反应中的氧化剂是，反应产生的气体可用吸收。（3）As2S3和HNO3有如下反应：As2S3+10H++10NO3—=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O若生成2molH3AsO4，则反应中转移电子的物质的量为。若将该反应设计成一原电池，则NO2应该在（填“正极”或“负极”）附近逸出。（4）若反应产物NO2与11.2LO2（标准状况）混合后用水吸收全部转化成浓HNO3，然后与过量的碳反应，所产生的CO2的量（选填编号）。a．小于0.5molb．等于0.5molc．大于0.5mold．无法确定〖难度分级〗C类〖试题来源〗（2011上海24）2〖选题意图〗对应知识点：氧化还原反应规律的应用〖解题思路〗（1）根据电子得失守恒知1molAs2S3作氧化剂得到2mol电子，而1molSnCl2作还原剂失去2mol电子，所以二者的物质的量之比是1：1；（2）H2S是还原性气体可用碱液吸收或硫酸铜溶液吸收；（3）As2S3作还原剂，转移电子的个数是2×（5－3）+3×（0+2）＝10。NO2属于还原产物，在正极生成；（4）根据电子守恒可知生成CO2的量是0.5mol×4/4＝0.5mol，但考虑到随着反应到进行，硝酸的浓度会降低而稀硝酸不与碳反应。【答案】：（1）1：1（2）As2S3氢氧化钠溶液或硫酸铜溶液（3）10mol正极（4）a【搭配课堂训练题】1．工业上生产MnO2和Zn的主要反应有①MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O②MnSO4+ZnSO4+2H2O电解MnO2+Zn+2H2SO4下列说法不正确的是A．①中MnO2和H2SO4都是氧化剂B．①中析出16gS时转移1mol电子C．②中MnSO4发生氧化反应D．硫酸在该生产中可循环使用〖难度分级〗B类【答案】：A2．火法炼铜可以从黄铜矿（CuFeS2）或辉铜矿（Cu2S）中提取铜，发生如下反应：①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO②2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2③2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑下列说法正确的是A．反应②、③中，Cu2S都只做还原剂B．1molCuFeS2生成1molCu，理论上消耗2.5molO2C．1molCu2S和O2反应生成2molCu转移的电子数为4molD．反应①中，共转移的电子数为16mol，CuFeS2中铜元素的化合价为+21200℃1200℃3〖难度分级〗C类【答案】：C3．已知Fe3O4可表示成（FeO·Fe2O3），水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为：O2+3Fe2++2S2O32－+4OH－=Fe3O4+S4O62－+2H2O，下列说法正确．．的是A．O2和S2O62－是氧化剂，Fe2+是还原剂B．每生成1molFe3O4，则转移电子数为2molC．参加反应的氧化剂与还原剂的物质的最之比为1：1D．若有2molFe2+被氧化，则被Fe2+还原的O2为0.5mol〖难度分级〗B类【答案】：D【例题4】常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.1.0mol·L－1的KNO3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO42－B.甲基橙呈红色的溶液：NH4＋、Ba2＋、AlO2－、Cl－C.pH＝12的溶液：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－D.与铝反应产生大量氢气的溶液：Na＋、K＋、CO32－、NO3－〖难度分级〗A类〖试题来源〗（2011江苏高考4）〖选题意图〗对应知识点：离子共存〖解题思路〗本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2－不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度，考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力【答案】：C【例题5】下列与处理方法对应的反应方程式不正确．．．的是A．用Na2S去除废水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－=HgS↓B．用催化法处理汽车尾气中的CO和NO：CO＋NO催化剂C＋NO2C．向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H4＋D．用高温催化氧化法去除烃类废气（CxHy）：〖难度分级〗B类〖试题来源〗（2011北京高考9）〖选题意图〗对应知识点：离子方程式〖解题思路〗S2－和Hg2＋易结合形成难溶性物质，A正确；NO的氧化性强于CO，反应的方程式为2CO＋2NO催化剂N2＋2CO2，因此B不正确；明矾在溶液中电离出的Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，C正确；碳、氢化合物在高温下可被氧气氧化生成二氧化碳和水，D正确。【答案】：B【例题6】能正确表示下列反应的离子方程式为A.硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS+2H+=Fe2++H2SB.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中：HCO3-+OH-=CO32-+H2OC.少量SO2通入苯酚钠溶液中：C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-D.大理石溶于醋酸中：CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O〖难度分级〗B类〖试题来源〗（2011新课标全国）〖选题意图〗对应知识点：离子方程式的正确书写〖解题思路〗硝酸具有氧化性，能氧化FeS，因此产物应该是硝酸铁、硫酸和一氧化氮，A不正确；NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中除了生成碳酸钠外还有氨气生成，方程式为：NH4＋＋HCO3－＋2OH－=CO32－＋2H2O＋NH3↑，B不正确；SO2不足产物应该是SO32－，C不正确。所以答案是D。7.常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2+2H+下列说法正确的是（）A．H2O2的氧化性比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降5C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+8.含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确．．．的是（）A．x＝0.4a，2Fe2-+Cl2＝2Fe3++2Cl-B．x＝0.6a，2Br－+Cl2＝Br2+2Cl－C．x＝a，2Fe2＋+2Br－+2Cl2＝Br2+2Fe3＋+4Cl－D．x＝1.5a，2Fe2＋+4Br－+3Cl2＝2Br2+2Fe3＋+6Cl－9.常温下，在下列溶液中发生如下反应①16H＋＋10Z－＋2XO4=2X2＋＋5Z2＋8H2O②2A2＋＋B2＝2A3＋＋2B－③2B－＋Z2＝B2＋2Z－由此判断下列说法错误的是（）A.反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行B.Z元素在①③反应中均被还原C.氧化性由强到弱的顺序是XO4、Z2、B2、A3＋D.还原性由强到弱的顺序是A2＋、B－、Z－、X2＋10钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（）A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀参考答案1D2C3C4C5BD6BD7CD8B9B10A9.某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变成灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入含0.001molKMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。请回答以下问题：6⑴该结晶水合物中含有的两种阳离子是和，阴离子是。⑵试通过计算确定该结晶水合物的化学式10.A、B、C属于周期表前4周期的元素，它们的原子序数依次增大。Ａ、Ｂ属于同一周期，Ａ、C是生活中常见的金属元素。C的原子序数是Ａ的2倍，Ｂ的单质常温下为黄色粉末。（1）C在周期表中位于___________周期____________族。（2）在加热条件下B单质与C单质反应的化学方程式是___________。（3）Ａ的氧化物是某矿物的主要成分，由该矿物提取A元素的第一步是用NaOH溶液处理矿物，使A元素变为可溶性盐，该反应的离子方程式是____________________。（4）B与C形成的化合物CB2，在有水存在的条件下用氧气氧化该化合物，得到强酸性溶液，低温下从该强酸性溶液中还可结晶出浅绿色的C的低价盐，该氧化还原反应的化学方程式是______________________。参考答案1CD2A3B4CD5D6BD7C8D9⑴NH4+和Fe2+，SO42-⑵（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O或（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O10（1）第4；Ⅷ（2）S+FeFeS（3）Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O（4）2FeS2+7O2+2H2O=2H2SO4+2FeSO4氧化还原反应有关的计算例1硫代硫酸钠可作为脱氯剂，已知25.0mL0.100mol·L-1Na2S2O3溶液恰好把224mL（标准状况下）Cl2完全转化为Cl－离子，则S2O32－将转化成A．S2－BSC．SO32－D．SO42－[变式1]用0.1mol/L的Na2SO3溶液30mL，恰好将2×10-3mol的XO4-离子还原,则元素X在还原产物中的化合价是A.+1B.+2C.+3D.+47[变式2]24毫升浓度为0.05摩/升的Na2SO4溶液,恰好与20毫升浓度为0.02摩/升的K2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在被还原的产物中的化合价是A.+6B.+3C.+2D.0[变式3]某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物.当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是A.NO2B.NOC.N2OD.N2例238.4毫克铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体22.4毫升(标状况),反应消耗的HNO3的物质的量可能是A.1.0×10-3molB.1.6×10-3molC.2.2×10-3molD.2.0×10-3mol例3在反应As2S3+ClO3-+H2O→H3AsO4+SO42-+Cl-中，氧化1molAs2S3中的As所需的ClO3-的物质的量的数目为A.28/5B.14/3C.2/3D.19/2变式：在Cu2S+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+H2SO4+H2O反应中（1）氧化1molCu2S中的Cu需HNO3多少？（2）