化學備考學案

31種解題方法讓你考試無憂（26）

一類氧化還原反應的妙解

復雜氧化還原反應，氧化(或還原)數值的計算較難，但學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，然后自我界定學習本篇是否需要。

對于反應：

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

下列各項判斷正確的是(   )

A.反應中的氧化劑只有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

P＋CuSO₄＋H₂OCu₃P↓＋H₃PO₄＋H₂SO₄

試計算160 g CuSO₄所氧化磷的質量。

命題意圖：在多氧化劑的氧化還原反應中，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量，考查學生由這種氧化劑質量計算它能氧化的還原劑質量的能力。

知識依托：氧化還原反應。

錯解分析：認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。

不進行有效計算也是一種常見錯誤。

解題思路：題給反應方程式未配平是顯而易見的。

標出反應中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。此條件隱蔽性較強。

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

①寫出如下關系式，并根據題給反應標出Cu元素化合價的降低及P元素化合價的升高；

②根據氧化還原方程式的配平原則，得出CuSO₄和P的化學計量數5和1；

③計算出160 g CuSO₄所氧化的磷的質量

5CuSO₄                   ～           P

800 g                        31 g

160 g                        m(P)

m(P)=6.20 g。

答案：6.20 g

●錦囊妙計

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

●殲滅難點訓練

1.(★★★)高錳酸鉀和氫溴酸溶液可以發(fā)生下列反應：

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的量是____mol。

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

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

4.(★★★★★)三氟化溴溶于水可發(fā)生如下反應：

BrF₃＋H₂OHBrO₃＋Br₂＋HF＋O₂↑

(1)其中發(fā)生自身氧化還原反應的物質是____________；

(2)當有5.0 mol水參加反應時，由水還原的BrF₃的物質的量為____________，由BrF₃還原的BrF₃的物質的量為____________；

(3)當有5.0 mol水作還原劑參加化學反應時，由水還原的BrF₃的物質的量為____________，由BrF₃還原的BrF₃的物質的量為____________；

(4)當有5.0 mol水未參加氧化還原反應時，由水還原的BrF₃的物質的量為____________，由BrF₃還原的BrF₃的物質的量為____________。

難點磁場

1.提示：標出發(fā)生變化的元素化合價

    由于反應前后SO的化學計量數分別為14和17(5＋12)，因此反應物中的SO并沒有發(fā)生氧化還原反應，產物中多出的SO是FeS₂中－1價的S被氧化的產物，可見FeS₂發(fā)生了自身氧化還原反應，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：

反應新產生的SO與產物Cu₂S的物質的量關系，即是被氧化的硫和被還原的硫的物質的量的關系，由反應方程式知，其比為(5＋12－14)∶7=3∶7，C可選。

答案：CD

殲滅難點訓練

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。

設消耗0.1 mol 氧化劑被氧化的HBr的物質的量為x，則：

答案：18.6 g

答案：44.8 g

4.提示：(1)標出化合價可得答案。

(2)配平后的化學方程式為：

3BrF₃＋5H₂O====HBrO₃＋Br₂＋9HF↑＋O₂↑

當有5.0 mol 水參加反應時，只有2.0 mol 水作還原劑，發(fā)生氧化還原反應的水與BrF₃的關系為：

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

(3)由上分析：

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

[將(2)的結果放大2.5倍，得答案3.3 mol 和1.8 mol亦可]

(4)參加氧化還原反應的水與未參加氧化還原反應水的物質的量之比為2∶3。據此和(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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