5. 有关氧化还原反应的计算

[例6] 在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑反应中,若有5mol水作还原剂时,则由水还原的BrF3的物质的量为多少?

答案:见解析

解析:对于本题的回答,很多同学会稍加思索后回答为3 mol,该答案是错误的。因为仔细分析本反应就可发现反应物BrF3既作氧化剂,又作还原剂,而H2O只有一部分作还原剂,还有一部分仅作反应物而没有发生化合价的变化。在该反应中3mol BrF3,其中1 mol作还原剂,2 mol作氧化剂,5 mol H2O中只有2 mol H2O作还原剂,也就是在反应中是2 mol H2O、1 mol BrF3共同还原2mol BrF3。因此要回答5 mol H2O还原多少BrF3可从得失电子数目来计算。5 mol H2O共失去电子2e×5 mol=10 mol e,而1 mol 得电子3e×1 mol=3 mol e,根据电子守恒则由水还原的BrF3的物质的量为mol。

a. 判断反应是否属于氧化还原反应,并判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,配平氧化还原反应的方程式,计算电子转移的数目,比较氧化剂的氧化性或还原剂的还原性的强弱,这些常规考点的题型以选择题和填空题为主。

[例7](2002·上海)在氯氧化法处理含CN的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一),氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。

(1)某厂废水中含KCN,其浓度为650mg·L-1,现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为-3价):KCN+2KOH+Cl2→KOCN+2KCl+H2O,被氧化的元素是_______。

(2)投入过量液氯,可将氰酸盐进一步氧化为氮气,请配平下列化学方程式,并标出电子转移方向和数目:____KOCN+___KOH+___Cl2→____CO2+____N2+____KCl+____H2O

(3)若处理上述废水20L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯_____g。

答案:(1)碳  (2)2,4,3,2,1,6,2  (3)35.5

解析:

(1)在反应KCN+2KOH+Cl2→____KOCN+2KCl+H2O中,碳元素的化合价从+2价上升到+4,失电子,被氧化。

(2)从KOCN+KOH+Cl2→CO2+N2+KCl+H2O可知,N元素的化合价从-3升至0,而Cl元素的化合价从0降至-1,根据氧化还原反应中元素化合价升降数相等的规律,即可配得:     

2KOCN+4KOH+3Cl2→2CO2+N2+2H2O+6KCl。

(3)从KCN+2KOH+Cl2→KOCN+2KCl+H2O和2KOCN+4KOH+3Cl2→2CO2+N2+6KCl+2H2O可知2KCN+8KOH+5Cl2→2CO2+N2+10KCl+4H2O即2KCN→5Cl2

处理上述20L废水,使得KCN完全转化为无毒物质、至少需液氯质量为=35.5g

b. 依据质量守恒、电子守恒、电荷守恒等解决一些计算型问题

[例8](2000·全国)在一定条件下,NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现在NO与NH3的混合物1 mol,充分反应后得产物中经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。

(1)写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。

(2)若以上反应进行完全,试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少?

答案:

(2)0.3mol NO和0.7mol NH3或0.2mol NH3和0.8mol NO

解析:

(1)略。

(2)6 mol NO还原得到3 mol N2,4 mol NH3氧化得到2 mol N2,两者相差1 mol N2,现相差N2 1.4g,即0.05mol,相当于0.3mol NO和0.2NH3反应。依题意NO和NH3的总质量的量为1 mol, 其中必有一种为过量,所以有两种情况:0.3mol NO和0.7mol NH3;0.2mol NH3和0.8mol NO。

[模拟试题]

 0  24232  24240  24246  24250  24256  24258  24262  24268  24270  24276  24282  24286  24288  24292  24298  24300  24306  24310  24312  24316  24318  24322  24324  24326  24327  24328  24330  24331  24332  24334  24336  24340  24342  24346  24348  24352  24358  24360  24366  24370  24372  24376  24382  24388  24390  24396  24400  24402  24408  24412  24418  24426  447348 

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