内容正文:
第九讲 氧化还原反应的配平、缺项配平及计算
1.氧化还原反应配平原则
(1)一般配平原则
(2)“缺项”配平原则
对于化学反应方程式,所缺物质往往是酸、碱或水、补项的两原则
条件
补项原则
酸性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H+,少O(氧)补H2O(水)
碱性条件下
缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水),少O(氧)补OH-
(3)陌生化学方程式书写步骤
特别强调:
1.理解并记忆常见氧化剂或还原剂对应的反应产物。
2.运用“有升必有降”找出隐含反应物或生成物。
3.运用电子得失守恒时要看清化学式中变价元素的原子个数(特别是同种物质中的同种元素有不同化合价的升降变化)。
4.运用电荷守恒时,要准确把握H+与OH-的使用符合题中反应环境。
课堂检测01
1.24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则铬(Cr)元素在还原产物中的化合价为( )
A.+2 B.+3 C.+4 D.+5
答案:B
【解析】题目中指出被还原的是铬元素,则得电子的物质是K2Cr2O7,失电子的物质是Na2SO3,其中硫元素的化合价从+4→+6,而铬元素的化合价将从+6→+n(设化合价为n)。根据得失电子守恒可得,0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。
2.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于( )
A.8.64 B.9.20
C.9.00 D.9.44
答案:B
【解析】反应流程为
x g=17.02 g-m(OH-),而OH-的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即n(OH-)=×1+×2×1=0.46 mol,所以x g=17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1=9.20 g。
3.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Pb2+和Cr2O72-,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为( )
A.3.0 mol B.1.5 mol
C.1.0 mol D.0.75 mol
答案:B
【解析】1 mol Cr3+反应可生成0.5 mol Cr2O72-,失去3 mol电子,1 mol PbO2得到2 mol电子生成Pb2+,根据得失电子守恒可知,1 mol Cr3+反应失去3 mol电子需1.5 mol PbO2。
4.有关反应14CuSO4+5FeS2+12H2O===7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4的下列说法中错误的是( )
A.FeS2既是氧化剂也是还原剂
B.CuSO4在反应中被还原
C.被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7
D.14 mol CuSO4氧化了1 mol FeS2
答案:C
【解析】反应中元素化合价的变化为14个CuSO4中+2价的铜得电子化合价降低为7个Cu2S中的14个+1价Cu;5个FeS2中10个-1价的S有7个化合价降低得到7个Cu2S中的-2价S,有3个化合价升高得到3个SO42-中的+6价S(生成物中有17个SO42-,其中有14来自于反应物中的CuSO4中)。所以反应中FeS2中S的化合价有升高有降低,FeS2既是氧化剂又是还原剂,A项正确;CuSO4的化合价都降低,所以CuSO4只是氧化剂,B项正确;10个-1价的S有7个化合价降低,有3个化合价升高,所以被还原的S和被氧化的S的质量之比为7∶3,C项错误;14 mol CuSO4在反应中得电子中14 mol。FeS2被氧化时,应该是-1价的S被氧化为+6价,所以1个FeS2会失去14个电子,根据得失电子守恒,14 mol CuSO4应该氧化1 mol FeS2,D项正确。
5.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60 mL B.45 mL
C.30 mL D.15 mL
答案:A
【解析】由题意可知,HNO3,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根据