氧化還原反應(yīng)的特征是反應(yīng)前后元素的化合價(jià)發(fā)生變化,定性分析時(shí)離不開化合價(jià)變化的分析;氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)過(guò)程中有電子轉(zhuǎn)移,定量計(jì)算時(shí)離不開得失電子守恒的規(guī)律。此類題解題關(guān)鍵是:認(rèn)真分析反應(yīng)過(guò)程中元素化合價(jià)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(yīng)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(jià)態(tài)變化是個(gè)難點(diǎn),分析硫元素價(jià)態(tài)變化可從以下三種思路進(jìn)行:
①常規(guī)法,由+1價(jià)的Na推理知S為-2/x價(jià),而Na2SO4中硫元素為+6價(jià),x個(gè)S共升價(jià)數(shù)為:(2/x+6)x=2+6x;
②零價(jià)態(tài)法,假設(shè)Na2Sx中鈉元素和硫元素均為0價(jià),則2個(gè)Na升2價(jià),x個(gè)S升6x價(jià),共升價(jià)數(shù)為2+6x;
③化學(xué)式拆分法,將Na2Sx視為Na2S·S(x-1),則Na2S中-2價(jià)S升8價(jià),S(x-1)中0價(jià)S升(6x-6)價(jià),共升價(jià)數(shù)為2+6x。
NaClO中+1價(jià)Cl降2價(jià),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(xué)方程式后再計(jì)算,仍然要按上述過(guò)程分析元素價(jià)態(tài)變化,麻煩且費(fèi)時(shí)。
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(guān)于氧化還原反應(yīng)的習(xí)題,不論是定性分析題或定量計(jì)算題還是綜合題,均要結(jié)合具體反應(yīng)分析好元素的化合價(jià)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(jià)降低的總價(jià)數(shù)必定等于還原劑化合價(jià)升高的總價(jià)數(shù))進(jìn)行解題。
訓(xùn)練:1.在3BrF3+5H2O===HBrO3+Br2+9HF+O2↑中,若有5mol水發(fā)生氧化反應(yīng),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(shè)BrF3有被水還原,也有被BrF3自身還原;化學(xué)方程式中5molH2O既有被氧化的,也有未參加氧化還原反應(yīng)的。而題設(shè)5mol水是發(fā)生氧化反應(yīng),故解此題只能根據(jù)電子守恒:設(shè)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(yīng)實(shí)際上包含氧化和還原兩個(gè)過(guò)程:①向氯酸鈉的酸性水溶液中通入二氧化硫,該反應(yīng)中氧化過(guò)程的反應(yīng)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(yīng)中還原過(guò)程的反應(yīng)式為:Cl2+2e-==2Cl-,在①和②反應(yīng)中均會(huì)生成產(chǎn)物X,則X的化學(xué)式為( )
A.NaClO B.HClO C.ClO2 D.NaClO4
提示:氯酸鈉NaClO3中+5價(jià)氯元素被還原化合價(jià)下降,亞氯酸鈉NaClO2中+3價(jià)氯元素被氧化化合價(jià)上升,X中氯元素的化合價(jià)只能是在+5價(jià)與+3價(jià)之間,即+4價(jià), X為ClO2。
答案:C。
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