氧化还原反应的计算
【考点归纳】
氧化还原反应计算的基本规律： 对于一个氧化还原反应，元素化合价升高总数与降低总数相等，还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等，反应前后电荷总数相等（离子反应）． 【命题方向】
题型一：求氧化剂与还原剂物质的量或质量之比 典例1：（2010?海南模拟）在3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O反应中，作氧化剂的S原子与作还原剂的S原子的物质的量之比是（ ） A.1：2 B.2：1 C.1：3 D.3：1
分析：在3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O反应中，部分硫元素由0价升高为+4价，被氧化，部分硫元素由0价降低为-2价，被还原，所以硫既作氧化剂又作还原剂，根据还原产物与氧化产物的化学计量数进行判断．
解答：在3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O反应中，部分硫元素化合价由0价升高为+4价，被氧化，氧化产物为K2SO3，部分硫元素由0价降低为-2价，被还原，还原产物为K2S，所以硫既作氧化剂又作还原剂，氧化剂被还原生成还原产物，还原剂被氧化生成氧化产物，根据还原产物与氧化产物的化学计量数可知作氧化剂的S原子与作还原剂的S原子的物质的量之比为2：1． 故选：B．
点评：本题考查氧化还原反应概念与计算，难度不大，根据化合价判断氧化剂与还原剂、还原产物与氧化产物是关键，判断后也可根据电子转移守恒计算氧化剂与还原剂的物质的量之比．
题型二：计算参加反应的氧化剂或还原剂的量 典例2：（2008?海南）锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水．当生成1mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（ ） A.2mol B.1mol C.0.5mol D.0.25mol
分析：硝酸具有氧化性，可以将金属氧化到最高价，被还原的硝酸就是被还原成硝酸铵，据此结合方程式来计算回答．
解答：因为硝酸很稀，所以硝酸被氧化成NH3（氨气）而不是NO2（二氧化氮），然后氨气极易溶于水，就与稀硝酸反应生成硝酸铵，所以没有NO2 就只生成硝酸锌、硝酸铵和水， 反应的方程式可以表达为：4Zn+10HNO3（稀）=4Zn（NO3）2 +NH4NO3+3H2O，所以被还原的硝酸就是被还原成氨气的那部分，也就是生成硝酸铵的那份，所以生成1mol的硝酸锌， 相对应的生成硝酸铵物质的量就是0.25mol，所以硝酸还原成氨气的部分就是0.25mol． 故选：D． 点评：本题考查学生氧化还原反应中的有关知识，应该知道被还原的硝酸即为化合价降低的氮元素所在的产物，即生成铵根离子的那部分硝酸，根据方程式来分析最简单． 题型三：确定反应前后某一元素的价态变化 典例3：（2013?哈尔滨模拟）R2O8n-离子在一定条件下可以把Mn2+离子氧化为MnO4-，若R2O8n-离子变为RO42-离子，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：2，则n的值为（ ） A.4 B.3 C.2 D.1
分析：先根据化合价的变化判断氧化剂和还原剂，然后根据原子守恒配平方程式，再根据电荷守恒判断n值．
解答：该反应中，锰元素的化合价变化为+2价→+7价，失电子化合价升高，锰离子作还原剂；氧元素的化合价不变，所以R元素得电子化合价降低，R2O8n-作氧化剂，即R2O8n-与Mn2+的物质的量之比为5：2，根据各元素的原子守恒写出并配平该方程式为
8H2O+5R2O8n-+2Mn2+=2MnO4-+10RO42-+16H+，根据电荷守恒得-5n+2×2=-1×2+（-2×10）+1×16，n=2， 故选C．
点评：本题考查氧化还原反应的计算，根据原子守恒和电荷守恒即可分析解答本题，难度不大．
题型四：转移电子数的计算 典例4：（2012?河南一模）三氟化氮（NF3）是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体．它无色、无臭，在潮湿的空气中能发生下列反应：3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF．下列有关说法正确的是（ ）
A．反应中NF3是氧化剂，H2O是还原剂 B．反应中被氧化与被还原的原子的物质的量之比为2：1
C．若反应中生成0.2mol HNO3，则反应共转移0.2mol e-D．NF3在潮湿的空气中泄漏会产生白雾、红棕色气体等现象
分析：反应3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF中，只有N元素的化合价发生变化，自身发生氧化还原反应，当有3molNF3参加反应，生成2molNO，1molHNO3，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，结合方程式以及对应物质的性质解答该题．
解答：A．只有N元素的化合价发生变化，自身发生氧化还原反应，故A错误；
B．当有3molNF3参加反应，生成2molNO，1molHNO3，反应中被氧化与被还原的原子的物质的量之比为1：2，故B错误； C．若反应中生成0.2molHNO3，N元素化合价由+3价升高到+5价，则反应共转移0.4mole-，故C错误；
D．反应中生成NO，与氧气反应生成红棕色的NO2，同时生成硝酸，易与空气中的水蒸气结合形成白雾，故D正确． 故选D．
点评：本题考查氧化还原反应知识，侧重于氧化还原反应反应的概念和计算的考查，题目难度不大，注意反应中元素化合价的变化，为解答该类题目的关键． 【解题思路点拨】
电子守恒法解题的步骤：
（1）找出氧化剂、还原剂及其物质的量及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量； （2）根据电子守恒列出等式；
（3）计算公式：氧化剂的物质的量×一个分子内被还原的原子的个数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×一个分子内被氧化的原子的个数×化合价的变化值． 一、选择题（共15小题）
1．在100mL含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入标准状况224mlCl2，有一半Br变
2﹣
为Br2．则反应后溶液中SO4的浓度等于（假设反应前后溶液体积忽略不计）（ ） A． 0.08mol/L B． 0.0018mol/L C． 0.075mol/L D． 0.0075mol/L
2．Na2S2O3可作为脱氧剂，已知25.0mL0.100mol?LNa2S2O3溶液恰好与224mL（标准状
2﹣
况下）Cl2完全反应，则S2O3将转化成（ ）
2﹣2﹣2﹣
A． S B． S C． SO3 D． SO4
﹣1
﹣
3．测定铁铵矾[x（NH4）2SO4?yFe2（SO4）3?zH2O]组成的实验如下：准确称取2.892g样品，配制成100mL溶液A；准确量取25mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，
3+
经过滤、洗涤、干燥，称得白色固体0.699g；另量取25mL溶液A，用适量的Zn，将Fe
﹣1 2+2+
还原为Fe，生成的Fe恰好可与0.010mol?L25.0mL K2Cr2O7溶液完全反应
2+2﹣+3+3+
（6Fe+Cr2O7+14H═6Fe+2Cr+7H2O）．由计算知：x：y：z的值为（ ） A． 1：1：24 B． 1：1：12 C． 1：2：6 D． 3：4：6
4．在8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2反应中，若有10.2gNH3被氧化，则反应用去的氯气在标准状况下体积为（ ）
A． 5.04L B． 6.72L C． 20.16L D． 40.32L
5．（NH4）2SO4在一定条件下发生如下反应：4（NH4）
2SO4→N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中，发现溶液有白色沉淀生成，还有部分气体从溶液中逸出，检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味，溶液中氯化钡恰好完全反应．下列说法正确的是（ ） A． 生成沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3，且n（BaSO4）：n（BaSO3）约为1：1 B． 生成沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3，且n（BaSO4）：n（BaSO3）约为1：2 C． 生成沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3，且n（BaSO4）：n（BaSO3）约为1：3 D． 从溶液中逸出的气体只有N2，最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
6．将51.2g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N2O4、NO2）的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500mL NaOH溶液完全吸收，生成NaNO2和NaNO3两种盐溶液，其中NaNO3的物质的量为0.2mol，则NaOH的浓度为（ ）（已知：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O、NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O） A． 2mol/L B． 1.8mol/L C． 2.4 mol/L D． 3.6 mol/L
7．一定质量铜和适量的浓硝酸反应，随着反应的进行，所生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕后，共收集到11.2L气体（标况），将该气体与0.325molO2混合溶于水，恰好无气体剩余．则反应中消耗硝酸的物质的量（ ） A． 1.2mol B． 1.1mol C． 1.8 mol D． 1.6mol
8．12ml NO和NH3的混合气体在一定条件发生可逆反应：6NO+4NH3?5N2+6H2O（g）．若还原产物比氧化产物多1ml（气体体积在相同状况下测定），则原混合气体中NO和NH3的物质的量之比可能是 （ ）
A． 2：1 B． 1：1 C． 3：2 D． 4：3
9．向VmLFeBr2溶液中缓慢通入amolCl2，结果溶液中有50% 的Br﹣被氧化为溴单质，则原FeBr2溶液的物质的量浓度为（ ） A． C．
mol/L B． mol/L D．
mol/L mol/L
10．单质硫在NaOH的热溶液中发生歧化反应：3S+6NaOH→2Na2S+Na2SO3+3H2O，若硫过量，进一步生成Na2Sx（x≤5）和Na2S2O3，将2.56g硫与含0.06molNaOH的热溶液充分反应恰好生成amolNa2S3和bmol Na2S2O3，再加入足量NaClO﹣NaOH的混合溶液，硫元素全部转化为Na2SO4，转移电子n mol，则以下正确的是（ ） A． a=2b B． 2a=b C． n=0.48 D． b=0.02
11．6.4g铜与过量硝酸（8mol/L，50mL）充分反应，硝酸的还原产物为NO和NO2，反应
+
后溶液中含有H 0.05mol．（假定反应前后溶液体积不变），下列说法不正确的是（ ） A． NO与NO2的物质的量之比为1：5
﹣
B． 反应后溶液中所含NO3的物质的量浓度为0.5 mol/L C． 被还原的硝酸的物质的量为0.15 mol
D． 上述过程转移电子总的物质的量为0.2 mol 12．将1.28g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，收集到气体1.12L（标准状况），则所消耗硝酸的物质的量为（ ）
A． 0.08mol B． 0.09mol C． 0.11mol D． 0.12mol
13．已知Cu2S与某浓度的硝酸反应时，生成硝酸铜和硫酸，若反应中Cu2S与HNO3的物质的量之比为2：13，则该反应的还原产物为（ ） A． N2O B． NO C． NO2 D． N2O3
14．某温度下，将Cl2通入氢氧化钾溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，经测定ClO与ClO
﹣
离子的物质的量之比是1：2，则Cl2与氢氧化钾反应时，被还原的
氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为（ ） A． 2：3 B． 4：3 C． 10：3 D． 11：3
15．硫酸铵在强热条件下分解，生成氨、二氧化硫、氮气和水．反应中生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比是（ ）
A． 1：3 B． 2：3 C． 1：1 D． 4：3
二、填空题（共5小题）（除非特别说明，请填准确值） 16．（1）在3Cu+8HNO3（稀）═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O反应中， 是氧化剂； 是还原剂；被还原的HNO3与参加反应的HNO3物质的量之比
是 ；若有1molCu被氧化，则被还原的硝酸质量为 g；若参加反应的硝酸为1.6mol，则放出气体的体积（在标准状况下）为 L．
将下面的反应用单线桥或双线桥法标出电子转移的方向和数目：3Cu+8HNO3（稀）═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
3+
已知Fe的氧化性强于I2，请你从所给试剂中选择所需试剂，设计一个实验加以证明．（提示：请写出实验步骤、现象及结论）
①FeCl3溶液 ②碘水 ③KI溶液 ④稀H2SO4 ⑤淀粉溶液 Ⅰ所需试剂编号
Ⅱ实验步骤、现象及结论 ．
17．已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生反应，化学方程式如下（已配平）：Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+A↑+2H2O试通过计算和推理完成下面的问题：
（1）在参加反应的硫酸中，被还原的硫酸与未被还原的硫酸的物质的量之比
为 ．A物质可以与强碱反应生成盐和水．则A应该属于 （用字母代号填写）．
a．酸 b．碱 c．盐 d．酸性氧化物 e．碱性氧化物 一定量的铜片与含1.8mol H2SO4的浓H2SO4充分反应（浓H2SO4过量），如果该反应过程中转移了0.2mol电子，生成的CuSO4的质量为 g，生成的A气体在标准状况下体积为 L（假设气体全部逸出）．
（3）将中反应后所得到的溶液稀释后与足量Ba（OH）2溶液反应，所得沉淀的质量为 g． 写出此过程中发生反应的离子方程式： ， ．
18．实验室可以用氯酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应式如下： KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O
（1）用双线桥法表示上述反应中电子转移的方向和数目． 反应中发生氧化反应的物质是 （填化学式），被还原的元素是 （填元素名称）．
（3）氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ．
（4）若反应中被氧化的盐酸为1mol，则生成的氯气体积为 （标准状况下）．
19．三氟化溴溶于水可发生如下反应：BrF3+H2O→HBrO3+Br2+HF+O2↑ （1）其中发生自身氧化还原反应的物质是 ；
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 ．
20．已知离子反应：RO3+6I+6H═R+3I2+3H2O，试根据离子方程式必须“质量守恒，
n﹣
电荷守恒”等判断：n= ，R元素在中RO3的化合价是 ．
三、解答题（共3小题）（选答题，不自动判卷） 21．金属作为一种能源受到越来越多的关注．
（1）起始阶段，金属主要作为燃料的添加剂．如航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料，加热铝粉使其氧化并放出大量热量，促使混合物中另一种燃料分解：4NH4ClO4
6H2O↑+2N2↑+4HCl↑+5O2↑，在该反应中还原产物与氧化产物的
n﹣
﹣
+
﹣
物质的量比为 ，每有1molNH4ClO4分解，转移电子的物质的量为 ．