一类氧化还原反应的妙解
发布时间：2014-12-03 编辑：化学学法小组 来源：网络&投稿
复杂氧化还原反应，氧化(或还原)数值的计算较难，但学会了本篇介绍的方法，它又显得很容易。
●难点磁场
请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
对于反应：
14cuso4＋5fes2＋12h2o====7cu2s＋5feso4＋12h2so4
下列各项判断正确的是()
a.反应中的氧化剂只有cuso4
b.7molcuso4能氧化5mol－1价的硫
c.被氧化的硫和被还原的硫物质的量之比是3∶7
d.fes2既是氧化剂，又是还原剂
●案例探究
[例题]白磷放入热的cuso4(aq)中发生如下反应
p＋cuso4＋h2ocu3p↓＋h3po4＋h2so4
试计算160gcuso4所氧化磷的质量。
命题意图：在多氧化剂的氧化还原反应中，还原剂不是由一种氧化剂氧化的。本题已知一种氧化剂的质量，考查学生由这种氧化剂质量计算它能氧化的还原剂质量的能力。
知识依托：氧化还原反应。
错解分析：认为所有还原剂都是由cuso4氧化的，忽略白磷的歧化作用，从而得出错误答案。
不进行有效计算也是一种常见错误。
解题思路：题给反应方程式未配平是显而易见的。
标出反应中p元素的化合价
＋cuso4＋h2ocu3＋h3o4＋h2so4
可知，p发生了自身氧化还原反应。此条件隐蔽性较强。
注意：本题只求cuso4氧化磷的质量，不求磷自身氧化的质量，也不求反应中被氧化的磷的总质量。欲求cuso4氧化磷的质量，无须写出配平的化学方程式，只须找出cuso4和被其氧化的磷的关系即可，其依据自然是二者氧化还原时得失电子总数相等。具体方法如下：
①写出如下关系式，并根据题给反应标出cu元素化合价的降低及p元素化合价的升高；
②根据氧化还原方程式的配平原则，得出cuso4和p的化学计量数5和1；
③计算出160gcuso4所氧化的磷的质量
5cuso4～p
800g31g
160gm(p)
m(p)=6.20g。
答案：6.20g
●锦囊妙计
氧化还原反应中，求一种物质氧化(或还原)的另一种物质的质量，有一种快捷方式：只须找出已知量和欲求量的关系即可，这种关系寻找的依据是化合价的升降总值相等。一般无须写出配平的化学方程式。
●歼灭难点训练
1.(★★★)高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应：
kmno4＋hbrbr2＋mnbr2＋kbr＋h2o
其中还原剂是_____。若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是____mol。
2.(★★★★)根据例题反应，试求31.0g磷做氧化剂时，所能氧化的磷的质量。
3.(★★★★)用热的稀hno3与适量的fe粉反应，反应后溶液中加入kscn(aq)不显红色，收集到标准状况下的n2o气体4.48l，试求被氧化fe粉的质量。
4.(★★★★★)三氟化溴溶于水可发生如下反应：
brf3＋h2ohbro3＋br2＋hf＋o2↑
(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是____________；
(2)当有5.0mol水参加反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________；
(3)当有5.0mol水作还原剂参加化学反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________；
(4)当有5.0mol水未参加氧化还原反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________。
附：参考答案
难点磁场
1.提示：标出发生变化的元素化合价
由于反应前后so的化学计量数分别为14和17(5＋12)，因此反应物中的so并没有发生氧化还原反应，产物中多出的so是fes2中－1价的s被氧化的产物，可见fes2发生了自身氧化还原反应，因此氧化剂不只是cuso4，还有fe2。可见，d可选，a不可选。
从化合价的升降来看，7×2molcuso4能氧化1mol的fes2，因为：
反应新产生的so与产物cu2s的物质的量关系，即是被氧化的硫和被还原的硫的物质的量的关系，由反应方程式知，其比为(5＋12－14)∶7=3∶7，c可选。
答案：cd
歼灭难点训练
1.解析：从化合价的升降变化(mn:＋7→＋2，br:－1→0)，可迅速作出判断：hrr是还原剂。
设消耗0.1mol氧化剂被氧化的hbr的物质的量为x，则：
答案：18.6g
答案：44.8g
4.提示：(1)标出化合价可得答案。
(2)配平后的化学方程式为：
3brf3＋5h2o====hbro3＋br2＋9hf↑＋o2↑
当有5.0mol水参加反应时，只有2.0mol水作还原剂，发生氧化还原反应的水与brf3的关系为：
由反应方程式可知，5.0mol水参加反应，共有2.0molbrf3被还原，则题设条件下被brf3还原的brf3的物质的量为：2.0mol－1.3mol=0.7mol。
(3)由上分析：
被brf3还原的brf3的物质的量等于被还原的brf3的总物质的量减去3.3mol，即：5.0mol－3.3mol=1.7mol。
[将(2)的结果放大2.5倍，得答案3.3mol和1.8mol亦可]
(4)参加氧化还原反应的水与未参加氧化还原反应水的物质的量之比为2∶3。据此和(1)可得答案。
答案：(1)brf3(2)1.3mol0.67mol(3)3.3mol1.7mol(或1.8mol)
(4)2.2mol1.1mol
●难点磁场
请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。
对于反应：
14cuso4＋5fes2＋12h2o====7cu2s＋5feso4＋12h2so4
下列各项判断正确的是()
a.反应中的氧化剂只有cuso4
b.7molcuso4能氧化5mol－1价的硫
c.被氧化的硫和被还原的硫物质的量之比是3∶7
d.fes2既是氧化剂，又是还原剂
●案例探究
[例题]白磷放入热的cuso4(aq)中发生如下反应
p＋cuso4＋h2ocu3p↓＋h3po4＋h2so4
试计算160gcuso4所氧化磷的质量。
命题意图：在多氧化剂的氧化还原反应中，还原剂不是由一种氧化剂氧化的。本题已知一种氧化剂的质量，考查学生由这种氧化剂质量计算它能氧化的还原剂质量的能力。
知识依托：氧化还原反应。
错解分析：认为所有还原剂都是由cuso4氧化的，忽略白磷的歧化作用，从而得出错误答案。
不进行有效计算也是一种常见错误。
解题思路：题给反应方程式未配平是显而易见的。
标出反应中p元素的化合价
＋cuso4＋h2ocu3＋h3o4＋h2so4
可知，p发生了自身氧化还原反应。此条件隐蔽性较强。
注意：本题只求cuso4氧化磷的质量，不求磷自身氧化的质量，也不求反应中被氧化的磷的总质量。欲求cuso4氧化磷的质量，无须写出配平的化学方程式，只须找出cuso4和被其氧化的磷的关系即可，其依据自然是二者氧化还原时得失电子总数相等。具体方法如下：
①写出如下关系式，并根据题给反应标出cu元素化合价的降低及p元素化合价的升高；
②根据氧化还原方程式的配平原则，得出cuso4和p的化学计量数5和1；
③计算出160gcuso4所氧化的磷的质量
5cuso4～p
800g31g
160gm(p)
m(p)=6.20g。
答案：6.20g
●锦囊妙计
氧化还原反应中，求一种物质氧化(或还原)的另一种物质的质量，有一种快捷方式：只须找出已知量和欲求量的关系即可，这种关系寻找的依据是化合价的升降总值相等。一般无须写出配平的化学方程式。
●歼灭难点训练
1.(★★★)高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应：
kmno4＋hbrbr2＋mnbr2＋kbr＋h2o
其中还原剂是_____。若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是____mol。
2.(★★★★)根据例题反应，试求31.0g磷做氧化剂时，所能氧化的磷的质量。
3.(★★★★)用热的稀hno3与适量的fe粉反应，反应后溶液中加入kscn(aq)不显红色，收集到标准状况下的n2o气体4.48l，试求被氧化fe粉的质量。
4.(★★★★★)三氟化溴溶于水可发生如下反应：
brf3＋h2ohbro3＋br2＋hf＋o2↑
(1)其中发生自身氧化还原反应的物质是____________；
(2)当有5.0mol水参加反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________；
(3)当有5.0mol水作还原剂参加化学反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________；
(4)当有5.0mol水未参加氧化还原反应时，由水还原的brf3的物质的量为____________，由brf3还原的brf3的物质的量为____________。
附：参考答案
难点磁场
1.提示：标出发生变化的元素化合价
由于反应前后so的化学计量数分别为14和17(5＋12)，因此反应物中的so并没有发生氧化还原反应，产物中多出的so是fes2中－1价的s被氧化的产物，可见fes2发生了自身氧化还原反应，因此氧化剂不只是cuso4，还有fe2。可见，d可选，a不可选。
从化合价的升降来看，7×2molcuso4能氧化1mol的fes2，因为：
反应新产生的so与产物cu2s的物质的量关系，即是被氧化的硫和被还原的硫的物质的量的关系，由反应方程式知，其比为(5＋12－14)∶7=3∶7，c可选。
答案：cd
歼灭难点训练
1.解析：从化合价的升降变化(mn:＋7→＋2，br:－1→0)，可迅速作出判断：hrr是还原剂。
设消耗0.1mol氧化剂被氧化的hbr的物质的量为x，则：
答案：18.6g
答案：44.8g
4.提示：(1)标出化合价可得答案。
(2)配平后的化学方程式为：
3brf3＋5h2o====hbro3＋br2＋9hf↑＋o2↑
当有5.0mol水参加反应时，只有2.0mol水作还原剂，发生氧化还原反应的水与brf3的关系为：
由反应方程式可知，5.0mol水参加反应，共有2.0molbrf3被还原，则题设条件下被brf3还原的brf3的物质的量为：2.0mol－1.3mol=0.7mol。
(3)由上分析：
被brf3还原的brf3的物质的量等于被还原的brf3的总物质的量减去3.3mol，即：5.0mol－3.3mol=1.7mol。
[将(2)的结果放大2.5倍，得答案3.3mol和1.8mol亦可]
(4)参加氧化还原反应的水与未参加氧化还原反应水的物质的量之比为2∶3。据此和(1)可得答案。
答案：(1)brf3(2)1.3mol0.67mol(3)3.3mol1.7mol(或1.8mol)
(4)2.2mol1.1mol