化學(xué)備考學(xué)案

31種解題方法讓你考試無憂(26)

一類氧化還原反應(yīng)的妙解

復(fù)雜氧化還原反應(yīng),氧化(或還原)數(shù)值的計算較難,但學(xué)會了本篇介紹的方法,它又顯得很容易。

●難點磁場

請試做下列題目,然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。

對于反應(yīng):

14CuSO4+5FeS2+12H2O====7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4

下列各項判斷正確的是(   )

A.反應(yīng)中的氧化劑只有CuSO4

B.7 mol CuSO4能氧化5 mol -1價的硫

C.被氧化的硫和被還原的硫物質(zhì)的量之比是3∶7

D.FeS2既是氧化劑,又是還原劑

●案例探究

[例題]白磷放入熱的CuSO4(aq)中發(fā)生如下反應(yīng)

P+CuSO4+H2OCu3P↓+H3PO4+H2SO4

試計算160 g CuSO4所氧化磷的質(zhì)量。

命題意圖:在多氧化劑的氧化還原反應(yīng)中,還原劑不是由一種氧化劑氧化的。本題已知一種氧化劑的質(zhì)量,考查學(xué)生由這種氧化劑質(zhì)量計算它能氧化的還原劑質(zhì)量的能力。

知識依托:氧化還原反應(yīng)。

錯解分析:認(rèn)為所有還原劑都是由CuSO4氧化的,忽略白磷的歧化作用,從而得出錯誤答案。

不進(jìn)行有效計算也是一種常見錯誤。

解題思路:題給反應(yīng)方程式未配平是顯而易見的。

標(biāo)出反應(yīng)中P元素的化合價

+CuSO4+H2OCu3+H3O4+H2SO4

可知,P發(fā)生了自身氧化還原反應(yīng)。此條件隱蔽性較強。

注意:本題只求CuSO4氧化磷的質(zhì)量,不求磷自身氧化的質(zhì)量,也不求反應(yīng)中被氧化的磷的總質(zhì)量。欲求CuSO4氧化磷的質(zhì)量,無須寫出配平的化學(xué)方程式,只須找出CuSO4和被其氧化的磷的關(guān)系即可,其依據(jù)自然是二者氧化還原時得失電子總數(shù)相等。具體方法如下:

①寫出如下關(guān)系式,并根據(jù)題給反應(yīng)標(biāo)出Cu元素化合價的降低及P元素化合價的升高;

②根據(jù)氧化還原方程式的配平原則,得出CuSO4和P的化學(xué)計量數(shù)5和1;

③計算出160 g CuSO4所氧化的磷的質(zhì)量

5CuSO4                   ~           P

800 g                        31 g

160 g                        m(P)

m(P)=6.20 g。

答案:6.20 g

●錦囊妙計

氧化還原反應(yīng)中,求一種物質(zhì)氧化(或還原)的另一種物質(zhì)的質(zhì)量,有一種快捷方式:只須找出已知量和欲求量的關(guān)系即可,這種關(guān)系尋找的依據(jù)是化合價的升降總值相等。一般無須寫出配平的化學(xué)方程式。

●殲滅難點訓(xùn)練

1.(★★★)高錳酸鉀和氫溴酸溶液可以發(fā)生下列反應(yīng):

KMnO4+HBrBr2+MnBr2+KBr+H2O

其中還原劑是_____。若消耗0.1 mol 氧化劑,則被氧化的還原劑的物質(zhì)的量是____mol。

2.(★★★★)根據(jù)例題反應(yīng),試求31.0 g磷做氧化劑時,所能氧化的磷的質(zhì)量。

3.(★★★★)用熱的稀HNO3與適量的Fe粉反應(yīng),反應(yīng)后溶液中加入KSCN(aq)不顯紅色,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的N2O氣體4.48 L,試求被氧化Fe粉的質(zhì)量。

4.(★★★★★)三氟化溴溶于水可發(fā)生如下反應(yīng):

BrF3+H2OHBrO3+Br2+HF+O2

(1)其中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)是____________;

(2)當(dāng)有5.0 mol水參加反應(yīng)時,由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________,由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________;

(3)當(dāng)有5.0 mol水作還原劑參加化學(xué)反應(yīng)時,由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________,由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________;

(4)當(dāng)有5.0 mol水未參加氧化還原反應(yīng)時,由水還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________,由BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為____________。

難點磁場

1.提示:標(biāo)出發(fā)生變化的元素化合價

    由于反應(yīng)前后SO的化學(xué)計量數(shù)分別為14和17(5+12),因此反應(yīng)物中的SO并沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)物中多出的SO是FeS2中-1價的S被氧化的產(chǎn)物,可見FeS2發(fā)生了自身氧化還原反應(yīng),因此氧化劑不只是CuSO4,還有Fe2?梢,D可選,A不可選。

從化合價的升降來看,7×2 mol CuSO4能氧化1 mol 的FeS2,因為:

反應(yīng)新產(chǎn)生的SO與產(chǎn)物Cu2S的物質(zhì)的量關(guān)系,即是被氧化的硫和被還原的硫的物質(zhì)的量的關(guān)系,由反應(yīng)方程式知,其比為(5+12-14)∶7=3∶7,C可選。

答案:CD

殲滅難點訓(xùn)練

1.解析:從化合價的升降變化(Mn:+7→+2,Br:-1→0),可迅速作出判斷:HRr是還原劑。

設(shè)消耗0.1 mol 氧化劑被氧化的HBr的物質(zhì)的量為x,則:

   

答案:18.6 g

答案:44.8 g

4.提示:(1)標(biāo)出化合價可得答案。

(2)配平后的化學(xué)方程式為:

3BrF3+5H2O====HBrO3+Br2+9HF↑+O2

當(dāng)有5.0 mol 水參加反應(yīng)時,只有2.0 mol 水作還原劑,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的水與BrF3的關(guān)系為:

由反應(yīng)方程式可知,5.0 mol 水參加反應(yīng),共有2.0 mol BrF3被還原,則題設(shè)條件下被BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量為:2.0 mol-1.3 mol=0.7 mol。

(3)由上分析:

被BrF3還原的BrF3的物質(zhì)的量等于被還原的BrF3的總物質(zhì)的量減去3.3 mol,即:5.0 mol-3.3 mol=1.7 mol。

[將(2)的結(jié)果放大2.5倍,得答案3.3 mol 和1.8 mol亦可]

(4)參加氧化還原反應(yīng)的水與未參加氧化還原反應(yīng)水的物質(zhì)的量之比為2∶3。據(jù)此和(1)可得答案。

答案:(1)BrF3             (2)1.3 mol      0.67 mol (3)3.3 mol  1.7 mol(或1.8 mol)

(4)2.2 mol  1.1 mol

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