高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)微專題09“守恒法”在氧化還原反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用（解析版）

微專題09“守恒法”在氧化還原反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用一、在高中化學(xué)計(jì)算中通常要遵循三大守恒規(guī)律：得失電子守恒質(zhì)量守恒電荷守恒二、守恒思想在氧化還原反應(yīng)計(jì)算中的應(yīng)用1．對(duì)于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒的思想，可以拋開(kāi)繁瑣的反應(yīng)過(guò)程，可不寫(xiě)化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過(guò)程，只要把物質(zhì)分為始態(tài)和終態(tài)，從得電子和失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。2．守恒法解題的思維流程（1）找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。（2）找準(zhǔn)一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)（注意化學(xué)式中粒子的個(gè)數(shù)）。（3）根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。n(氧化劑)SKIPIF1<0變價(jià)原子個(gè)數(shù)SKIPIF1<0化合價(jià)變化值（高價(jià)-低價(jià)）=n(還原劑)SKIPIF1<0變價(jià)原子個(gè)數(shù)SKIPIF1<0化合價(jià)變化值（高價(jià)-低價(jià)）三、考查角度（1）考查兩元素之間得失電子守恒計(jì)算【典型精析】1．關(guān)于反應(yīng)SKIPIF1<0，下列說(shuō)法正確的是A．SKIPIF1<0中C的化合價(jià)為SKIPIF1<0B．反應(yīng)中SKIPIF1<0和SKIPIF1<0表現(xiàn)氧化性C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之為5∶2D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之為5∶1【答案】D【解析】A．化合物中所有元素化合價(jià)的代數(shù)和是0，H是+1價(jià)，O是-2價(jià)，所以C是+3價(jià)，A項(xiàng)不符合題意；B．Mn元素由KMnO4中的+7價(jià)降低到MnSO4中的+2價(jià)，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，KMnO4是氧化劑，具有氧化性，H2SO4中元素的化合價(jià)都沒(méi)有變化，不體現(xiàn)氧化性也不體現(xiàn)還原性，B項(xiàng)不符合題意；C．KMnO4是氧化劑，C元素由H2C2O4中的+3價(jià)升高到CO2中的+4價(jià)，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，H2C2O4是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是系數(shù)之比，即2:5，C項(xiàng)不符合題意；D．與KMnO4對(duì)應(yīng)的MnSO4是還原產(chǎn)物，與H2C2O4對(duì)應(yīng)的CO2是氧化產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為10：2=5:1，D項(xiàng)符合題意；故正確選項(xiàng)為D。2．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將3.84g銅粉投入一定量濃HNO3中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L，則反應(yīng)消耗HNO3的物質(zhì)的量為A．0.17mol B．0.15mol C．0.12mol D．無(wú)法計(jì)算【答案】A【解析】根據(jù)原子守恒法可知：被還原的硝酸物質(zhì)的量即為氣體NO2與NO物質(zhì)的量的總和，SKIPIF1<0，未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于Cu(NO3)2中NO3-的物質(zhì)的量，SKIPIF1<0，所以n[Cu(NO3)2]=0.06mol，故消耗的HNO3的物質(zhì)的量為SKIPIF1<0，故A項(xiàng)正確。（2）考查多步反應(yīng)得失電子守恒計(jì)算3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種解毒藥，用于氟化物、砷、汞、鉛、錫、碘等中毒，臨床常用于治療蕁麻疹，皮膚瘙癢等病癥.硫代硫酸鈉在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在酸性溶液中分解產(chǎn)生S和SO2實(shí)驗(yàn)I：Na2S2O3的制備。工業(yè)上可用反應(yīng)：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得，實(shí)驗(yàn)室模擬該工業(yè)過(guò)程的裝置如圖所示：實(shí)驗(yàn)Ⅲ：標(biāo)定Na2S2O3溶液的濃度(5)稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品配制成硫代硫酸鈉溶液，并用間接碘量法標(biāo)定該溶液的濃度：用分析天平準(zhǔn)確稱取基準(zhǔn)物質(zhì)K2Cr2O7(摩爾質(zhì)量為294g?mol-1)0.5880g。平均分成3份，分別放入3個(gè)錐形瓶中，加水配成溶液，并加入過(guò)量的KI并酸化，發(fā)生下列反應(yīng)：6I-+Cr2O72-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O，再加入幾滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，三次消耗Na2S2O3溶液的平均體積為25.00mL，則所標(biāo)定的硫代硫酸鈉溶液的濃度為_(kāi)______mol?L-1【答案】0.1600【解析】(5)間接碘量法滴定過(guò)程中涉及兩個(gè)反應(yīng)：①SKIPIF1<0；②SKIPIF1<0；反應(yīng)①I(mǎi)-被氧化成I2，反應(yīng)②中第一步所得的I2又被還原成I-，所以①與②電子轉(zhuǎn)移數(shù)相同，那么滴定過(guò)程中消耗的SKIPIF1<0得電子總數(shù)就與消耗的SKIPIF1<0失電子總數(shù)相同；在做計(jì)算時(shí)，不要忽略取的基準(zhǔn)物質(zhì)重鉻酸鉀分成了三份進(jìn)行的滴定。所以假設(shè)c(Na2S2O3)=amol/L，列電子得失守恒式：SKIPIF1<0，解得a=0.1600mol/L。歸納總結(jié)有的試題涉及的氧化還原反應(yīng)較多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變的很簡(jiǎn)單。解這類試題時(shí)，注意不要遺漏某個(gè)氧化還原反應(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過(guò)程，分析在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中化合價(jià)發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目，即可迅速求解?！緦?shí)戰(zhàn)演練】1．關(guān)于反應(yīng)8NH3+6NO2=7N2+12H2O，下列說(shuō)法正確的是A．NH3中H元素被氧化B．NO2在反應(yīng)過(guò)程中失去電子C．還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為4：3D．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為3：4【答案】C【分析】由反應(yīng)8NH3+6NO2==7N2+12H2O可知，其中NH3的N元素的化合價(jià)由-3升高到0、NO2中的N元素的化合價(jià)由+4降低到0，因此，NH3是還原劑，NO2是氧化劑，據(jù)此分析解題?！窘馕觥緼．NH3中H元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，故其未被氧化，被氧化的是N元素，A不正確；B．NO2在反應(yīng)過(guò)程中得到電子，B不正確；C．該反應(yīng)中，NH3是還原劑，NO2是氧化劑。由化學(xué)方程式可知，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為4：3，C正確；D．該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為N2。還原劑被氧化后得到氧化產(chǎn)物，氧化劑被還原后得到還原產(chǎn)物，還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為4：3，因此，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為4：3，D不正確。故選C。2．已知K2MnO4+8HCl(濃)SKIPIF1<02KCl+MnCl2+2Cl2↑+4H2O，下列說(shuō)法正確的是A．K2MnO4發(fā)生氧化反應(yīng)B．還原劑為MnCl2C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶8D．當(dāng)有0.4molHCl被氧化時(shí)，產(chǎn)生Cl2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為4.48L【答案】D【解析】A．K2MnO4所含錳元素化價(jià)降低、是氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B．所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑，氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)得到還原產(chǎn)物，則還原劑為HCl、還原產(chǎn)物是MnCl2，B錯(cuò)誤；C．HCl中所含元素氯化合價(jià)升高轉(zhuǎn)變?yōu)槁葰馐浅洚?dāng)還原劑，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:4，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)有0.4molHCl被氧化時(shí)，消耗0.8molHCl，產(chǎn)生Cl20.2mol，體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為4.48L，D正確；答案選D。3．Cu在稀硝酸中可以發(fā)生反應(yīng)：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，下列敘述正確的是A．HNO3在反應(yīng)中失去電子B．氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶3C．發(fā)生氧化反應(yīng)的硝酸占參加反應(yīng)的硝酸的SKIPIF1<0D．每1molHNO3參加反應(yīng)，有SKIPIF1<0mol電子轉(zhuǎn)移【答案】D【解析】A．HNO3中N元素化合價(jià)降低，HNO3在反應(yīng)中得電子，故A錯(cuò)誤；B．銅元素化合價(jià)由0升高為+2，硝酸銅是氧化產(chǎn)物，N元素化合價(jià)由+5降低為+2，NO是還原產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3∶2，故B錯(cuò)誤；C．HNO3中N元素化合價(jià)降低，硝酸發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生還原反應(yīng)的硝酸占參加反應(yīng)的硝酸的SKIPIF1<0，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)方程式，8mol硝酸參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子，每1molHNO3參加反應(yīng)，有SKIPIF1<0mol電子轉(zhuǎn)移，故D正確；選D。4．關(guān)于反應(yīng)SKIPIF1<0，下列說(shuō)法不正確的是A．硫元素既被氧化又被還原B．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：1C．每生成1molSKIPIF1<0，轉(zhuǎn)移8mol電子D．相同條件下，每吸收5SKIPIF1<0SKIPIF1<0就會(huì)放出1.25SKIPIF1<0SKIPIF1<0【答案】C【解析】A．由反應(yīng)可知，SKIPIF1<0硫元素的化合價(jià)由Na2S中-2價(jià)變?yōu)镹a2S2O3中的+2價(jià)，化合價(jià)升高被氧化，硫元素的化合價(jià)由SO2中+4價(jià)變?yōu)镹a2S2O3中的+2價(jià)，化合價(jià)降低被還原，故硫元素既被氧化又被還原，A正確；B．氧化劑在反應(yīng)中得到電子，化合價(jià)降低，還原劑在反應(yīng)中失去電子，化合價(jià)升高，故氧化劑SO2與還原劑Na2S的物質(zhì)的量之比為2：1，B正確；C．由A項(xiàng)分析可知，每生成3molSKIPIF1<0，轉(zhuǎn)移8mol電子，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)相同條件下氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比，也等于化學(xué)方程式中的計(jì)量系數(shù)比，根據(jù)反應(yīng)方程式SKIPIF1<0可計(jì)算出，每吸收5SKIPIF1<0SKIPIF1<0就會(huì)放出SKIPIF1<0=1.25SKIPIF1<0SKIPIF1<0，D正確；故答案為：C。5．FeS與一定量的稀硝酸反應(yīng)，生成的Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO和H2O，當(dāng)反應(yīng)完全時(shí)，實(shí)際參加的硝酸與生成的NO的物質(zhì)的量之比為A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【解析】FeS與一定量的稀硝酸反應(yīng)，生成的Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO和H2O，設(shè)FeS為3mol，3molFeS反應(yīng)，根據(jù)硫守恒生成1molFe2(SO4)3，根據(jù)鐵守恒生成1molFe(NO3)3，失去電子物質(zhì)的量為3mol×(1+8)=27mol，根據(jù)得失電子守恒得到生成NO物質(zhì)的量為SKIPIF1<0，參與反應(yīng)的硝酸物質(zhì)的量為1mol×3+9mol=12mol，因此當(dāng)反應(yīng)完全時(shí)，實(shí)際參加的硝酸與生成的NO的物質(zhì)的量之比為12mol：9mol=4:3，故A符合題意。綜上所述，答案為A。6．將標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L僅含NO和NO2混合氣體的尾氣通入Na2CO3溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為：NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2；2NO2+2Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2。氣體被完全吸收，則消耗的Na2CO3的物質(zhì)的量為A．2mol B．3mol C．1.5mol D．1mol【答案】D【解析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L混合氣體的物質(zhì)的量n=SKIPIF1<0，根據(jù)反應(yīng)方程式可知：氣體與Na2CO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生NaNO3、NaNO2，Na與N原子個(gè)數(shù)比是1：1，氣體物質(zhì)的量是2mol，則Na+是2mol，根據(jù)Na原子守恒，可知需Na2CO3的物質(zhì)的量是1mol，故合理選項(xiàng)是D。7．在處理廢水時(shí)，某特定反應(yīng)體系中反應(yīng)物和生成物共有6種粒子：NOSKIPIF1<0、HCOSKIPIF1<0、ClO-、CNO-（N的價(jià)態(tài)為-3）、H2O、Cl-，在反應(yīng)過(guò)程中部分離子濃度與反應(yīng)進(jìn)程關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是A．在上述反應(yīng)體系中，CNO-是氧化劑B．還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶3C．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生4.48LN2時(shí)轉(zhuǎn)移0.8mol電子D．上述反應(yīng)中，只有兩種元素化合價(jià)發(fā)生了變化【答案】D【分析】由圖可知，ClO-濃度減小，HCOSKIPIF1<0濃度增加，則還原反應(yīng)為ClO-→Cl-，氧化反應(yīng)為CNO-→N2，由電子、電荷守恒可知離子反應(yīng)為3ClO-+2CNO-+H2O=N2+2HCOSKIPIF1<0+3Cl-，以此來(lái)解答?！窘馕觥緼．N元素的化合價(jià)升高，則CNO-是還原劑，故A錯(cuò)誤；

B．發(fā)生3ClO-+2CNO-+H2O=N2+2HCOSKIPIF1<0+3Cl-，Cl-為還原產(chǎn)物，N2為氧化產(chǎn)物，則還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為3:1，故B錯(cuò)誤；

C．由反應(yīng)可知生成1mol氮?dú)廪D(zhuǎn)移6mol電子，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，產(chǎn)生4.48LN2時(shí)轉(zhuǎn)移電子為n=V/Vm=4.48L/22.4L/mol×6=1.2mol，故C錯(cuò)誤；

D．由分析可知，只有Cl、N元素的化合價(jià)變化，故D正確；

故選D。8．亞硝酰硫酸(HOSO3NO)是一種淺黃色或藍(lán)紫色液體，能溶于濃硫