一道氧化還原反應習題價態(tài)變化分析方法思考

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)

氧化還原反應的特征是反應前后元素的化合價發(fā)生變化,定性分析時離不開化合價變化的分析;氧化還原反應的本質(zhì)是反應過程中有電子轉(zhuǎn)移,定量計算時離不開得失電子守恒的規(guī)律。此類題解題關鍵是:認真分析反應過程中元素化合價的變化。

例:Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4,而NaClO被還原為NaCl,若反應中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16,則x值是(   )

A.2        B.3           C.4           D.5

解析:Na2Sx中的硫元素價態(tài)變化是個難點,分析硫元素價態(tài)變化可從以下三種思路進行:

①常規(guī)法,由+1價的Na推理知S為-2/x價,而Na2SO4中硫元素為+6價,x個S共升價數(shù)為:(2/x+6)x=2+6x;

②零價態(tài)法,假設Na2Sx中鈉元素和硫元素均為0價,則2個Na升2價,x個S升6x價,共升價數(shù)為2+6x;

③化學式拆分法,將Na2Sx視為Na2S·S(x-1),則Na2S中-2價S升8價,S(x-1)中0價S升(6x-6)價,共升價數(shù)為2+6x。

NaClO中+1價Cl降2價,根據(jù)得失電子守恒有:n(Na2Sx)×(2+6x)=n(NaClO)×2,即1×(2+6x)=16×2,故x=5。

采取寫出配平的化學方程式后再計算,仍然要按上述過程分析元素價態(tài)變化,麻煩且費時。

Na2Sx+(1+3x)NaClO+(2x-2)NaOH===xNa2SO4+(1+3x)NaCl+(x-1)H2O

依題意知:1∶(1+3x)= 1∶16,x=5。

答案:D。

感悟:關于氧化還原反應的習題,不論是定性分析題或定量計算題還是綜合題,均要結(jié)合具體反應分析好元素的化合價是升高還是降低,然后根據(jù)氧化劑得到的電子總數(shù)必定等于還原劑失去的電子總數(shù)(即氧化劑化合價降低的總價數(shù)必定等于還原劑化合價升高的總價數(shù))進行解題。

訓練:1.在3BrF3+5H2O===HBrO3+Br2+9HF+O2↑中,若有5mol水發(fā)生氧化反應,則被水還原的BrF3的物質(zhì)的量為(     )

A.2mol         B.3mol      C.10/3mol     D.5mol

提示:這是一題很容易誤選的選擇題,題設BrF3有被水還原,也有被BrF3自身還原;化學方程式中5molH2O既有被氧化的,也有未參加氧化還原反應的。而題設5mol水是發(fā)生氧化反應,故解此題只能根據(jù)電子守恒:設被水還原的BrF3為nmol,5×2=n×3,n=10/3。

答案:C。

2.氧化還原反應實際上包含氧化和還原兩個過程:①向氯酸鈉的酸性水溶液中通入二氧化硫,該反應中氧化過程的反應式為:SO2+2H2O-2e-==SO42-+4H+;②向亞氯酸鈉(NaClO2)固體中通入用空氣稀釋的氯氣,該反應中還原過程的反應式為:Cl2+2e-==2Cl-,在①和②反應中均會生成產(chǎn)物X,則X的化學式為(    )

A.NaClO         B.HClO           C.ClO2         D.NaClO4

提示:氯酸鈉NaClO3中+5價氯元素被還原化合價下降,亞氯酸鈉NaClO2中+3價氯元素被氧化化合價上升,X中氯元素的化合價只能是在+5價與+3價之間,即+4價, X為ClO2。

答案:C。


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