高考化学一轮考点集锦氧化还原反应的电子转移数目计算 13页

氧化还原反应的电子转移数目计算 ‎　【知识点的认识】 一、氧化还原反应的计算： （1）比较典型的计算有：求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等． （2）计算的依据是：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数，列出守恒关系式求解． 二、氧化还原反应的基本规律： 1．守恒规律 氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且失电子总数等于得电子总数．或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价升高总数必等于降低总数．有关得失电子守恒（化合价守恒）的规律有如下应用： （1）求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比，或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比． （2）配平氧化还原反应方程式． （3）进行有关氧化还原反应的计算： 2．强弱规律 较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物．应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱． 3．价态规律 元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质．物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现．‎ ‎ 4．转化规律 氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；不同价态的同种元素之间发生反应，元素的化合价只靠近，不交叉；相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应．如 5．难易规律 越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子．一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应． 【命题方向】 题型：氧化还原反应电子转移数目的计算： 典例1在下列反应过程中，有3mol电子转移的是（　　） A．1mol钠与水反应 B．27g铝与足量盐酸反应 C．22.4L氧气（标准状况）与足量镁反应 D．1.5molNa2O2与足量水反应 分析：A、钠和水反应生成氢氧化钠和水； B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气； C、金属镁在氧气中燃烧生成氧化镁； D、Na2O2与足量水反应生成氢氧化钠和氧气． 解答：A、2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，反应转移2mol电子，lmol钠与水反应，转移1mol电子，故A错误； B、27g（1mol）铝全部转化为三价，转移3mol电子，故B正确； C、22.4L（1mol）氧气全部转化为-2价，转移4mol电子，故C错误； D、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，该反应转移2mol电子，1.5molNa2O2与足量水反应转移1.5mol电子，故D错误． 故选B． 点评：本题考查学生氧化还原反应中的电子转移情况，可以根据所学知识进行回答，难度不大． 【解题思路点拨】电子转移数目计算步骤： ①标出发生变化的元素的化合价． ②找化合价升高的元素（注意：如果化合价降低的元素只有一种就用化合价降低的元素进行计算）．当升高或降低的元素不止一种时，需要根据不同元素的原子个数比，将化合价变化的数值进行叠加． ②化合价升高总数计算：化合价变化数乘以原子个数．‎ 氧化还原反应的电子转移数目计算 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共14小题）‎ ‎1．在下列反应过程中，有3mol电子转移的是（　　）‎ ‎　 A． 1mol钠与水反应 ‎　 B． 27g铝与足量盐酸反应 ‎　 C． 22.4L氧气（标准状况）与足量镁反应 ‎　 D． 1.5molNa2O2与足量水反应 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： A、钠和水反应生成氢氧化钠和水，；‎ B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气；‎ C、金属镁在氧气中燃烧生成氧化镁；‎ D、Na2O2与足量水反应生成氢氧化钠和氧气．‎ 解答： 解：A、2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，反应转移2mol电子，lmol钠与水反应，转移1mol电子，故A错误；‎ B、27g（1mol）铝全部转化为三价，转移3mol电子，故B正确；‎ C、22.4L（1mol）氧气全部转化为﹣2价，转移4mol电子，故C错误；‎ D、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，该反应转移2mol电子，1.5molNa2O2与足量水反应转移1.5mol电子，故D错误．‎ 故选B．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应中的电子转移情况，可以根据所学知识进行回答，难度不大．‎ ‎　‎ ‎2．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，其与水的离子反应是：4FeO42﹣+10H2O=4Fe（OH）3（胶体）+3O2↑+8OH﹣‎ 工业上先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入一定量的KOH就可制得高铁酸钾．制备高铁酸钠的两种方法的主要反应原理如下：‎ 湿法制备﹣﹣2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O；‎ 干法制备﹣﹣2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑．‎ 下列有关说法中错误的是（　　）‎ ‎　 A． 高铁酸钾与水反应时，水发生还原反应 ‎　 B． 湿法中每生成1molNa2FeO4共转移3mol电子 ‎　 C． 干法中每生成1molNa2FeO4共转移4mol电子 ‎　 D． K2FeO4处理水时，不仅能杀菌，并使悬浮杂质沉降 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；氧化还原反应．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： A、化合价降低元素发生还原反应；‎ B、化合价升高数=化合价降低数=转移电子数；‎ C、化合价升高数=化合价降低数=转移电子数；‎ D、氧化剂能杀菌，Fe（OH）3（胶体）具有净水作用．‎ 解答： 解：A、高铁酸钾与水反应时，水中氧元素化合价升高，所以水发生氧化反应，故A错误；‎ B、反应2Fe（OH）3+3ClO﹣+4OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O中，化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=6mol，生成了2molNa2FeO4，所以当生成1molNa2FeO4共转移3mol电子，故B正确；‎ C、反应2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑中，每生成2molNa2FeO4，转移电子数=化合价升高数=化合价降低数=8mol，还有Na2O2中的氧由﹣1价升高到0价的O2，所以每生成1molNa2FeO4共转移电子应该为4+1=5mol，故C错误；‎ D、K2FeO4具有氧化性所以能杀菌，高铁酸钾与水反应时生成的Fe（OH）3（胶体）具有净水作用，故D正确．‎ 故选AC．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应的有关知识，是对所学知识的考查，难度不大．‎ ‎　‎ ‎3．FeS与足量的稀硝酸反应，生成Fe（NO3）3、S、NO和H2O．若反应中有0.3mol的电子转移，则参加反应的硝酸中未被还原的硝酸的物质的量为（　　）‎ ‎　 A． 0.9mol B． 0.45mol C． 0.3mol D． 0.1mol 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；硝酸的化学性质．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 根据反应情况书写化学方程式，可以找出参加反应的硝酸的量，做氧化剂的硝酸氮元素化合价降低，在反应中被还原．‎ 解答： 解：依题可知FeS中铁元素化合价由+2价升到+3价，失去一个电子，S从﹣2价升高到0价，失去两个电子，一个硝酸根中的氮元素从+5价降到+2价，得到3个电子，根据电子守恒配平方程式即为：FeS+4HNO3=Fe（NO3）3+S↓+NO↑+2H2O，消耗硝酸共4mol，转移电子3mol，有1mol被还原的硝酸，3mol未被还原的硝酸，当反应中有0.3mol的电子转移时，未被还原的硝酸为0.3mol．‎ 故选C．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应的有关知识，注意电子转移数的确定，是对教材知识的考查，难度不大．‎ ‎　‎ ‎4．将二氧化硫通入溴水中发生如下的反应：SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4，反应中转移的电子数和还原剂是（　　）‎ ‎　 A． 2e﹣，H2SO4 B． 4e﹣，SO2 C． 2e﹣，Br2 D． 2e﹣，SO2‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；氧化还原反应．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 化合价降低元素所在的反应物是氧化剂，化合价升高元素所在的反应物是还原剂，根据化合价的升降来确定转移电子情况．‎ 解答： 解：在反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中，化合价降低元素Br所在的反应物Br2 是氧化剂，化合价升高元素S所在的反应物SO2是还原剂，化合价升高值=化合价降低值=2，所以反应转移电子2mol．‎ 故选D．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应的基本知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．‎ ‎　‎ ‎5．下列反应中，电子转移方向和数目正确的是（　　）‎ ‎　 A． B． C． D． ‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 氧化还原反应中失电子的元素化合价升高，得电子的元素化合价降低，化合价降低数目=化合价升高数目=转移的电子数目．‎ 解答： 解：硫和氧气的反应中，硫元素失电子化合价升高，氧元素得电子化合价降低，转移电子数=化合价降低总数目=化合价升高总数目，故A正确；‎ B、根据化合价不交叉的原则，硫化氢中硫元素化合价从﹣2价应升高到0价，硫酸中硫元素的化合价从+6价降到+4价，转移电子2mol，故B错误；‎ C、铁元素化合价升高失去电子，氢元素化合价降低得到电子，故C错误；‎ D、盐酸中的氯元素化合价升高应是失去电子，重铬酸钾中铬元素化合价降低应是得到电子，得失电子数目为6，‎ 故D错误．‎ 故选A．‎ 点评： 本题考查氧化还原反应的特征和实质知识，是对教材知识的考查，难度不大．‎ ‎　‎ ‎6．在一定条件下，RO3n﹣和I﹣可发生如下反应：RO3n﹣+6I﹣+6H+=R﹣+3I2+3H2O，则RO3n﹣中R元素的化合价为（　　）‎ ‎　 A． +1 B． +3 C． +5 D． +7‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；根据化学式判断化合价．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 根据离子方程式的电荷守恒以及化合价规则来计算．‎ 解答： 解：离子方程式前后遵循电荷守恒，所以n=1，根据化合价规则，RO3﹣中氧元素化合价为﹣2价，所以R元素的化合价为+5价．‎ 故选C．‎ 点评： 本题考查离子方程式中的电荷守恒以及化合价的有关计算知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．‎ ‎　‎ ‎7．ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂．实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O，下列说法正确的是（　　）‎ ‎　 A． KClO3在反应中失去电子 ‎　 B． ClO2是氧化产物 ‎　 C． 1个KClO3参加反应有2个电子转移 ‎　 D． H2C2O4在反应中被氧化 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；氧化还原反应．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： A、化合价升高的元素在反应中失去电子；‎ B、化合价升高的元素所在的反应物是还原剂，得到的产物是氧化产物；‎ C、根据化学方程式确定转移电子数和消耗的氯酸钾之间的关系；‎ D、还原剂在反应中被氧化．‎ 解答： 解：A、反应2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O中，化合价升高的元素是H2C2O4中的碳元素，在反应中失去电子，故A错误；‎ B、化合价升高的元素是H2C2O4中的碳元素，所在的反应物H2C2O4是还原剂，得到的产物CO2是氧化产物，故B错误；‎ C、根据化学方程式，反应转移电子为2mol，消耗的氯酸钾为2mol，所以1个KClO3参加反应有1个电子转移，故C错误；‎ D、化合价升高的元素是H2C2O4中的碳元素，所在的反应物H2C2O4是还原剂，还原剂在反应中被氧化，故D正确．‎ 故选D．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应的基本概念和电子转移知识，可以根据所学知识进行回答，难度不是很大．‎ ‎　‎ ‎8．下列化学方程式中，表示电子转移的方向和数目都正确的是（　　）‎ ‎　 A． B． C． D． ‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 化合价升高的元素的原子失去电子，化合价降低的元素的原子得到电子，得失电子数目相等，失去多少电子化合价就升高几价，得到多少电子化合价就降低几价．‎ 解答： 解：A、根据化合价不能交叉的原则，氯酸钾中氯元素的化合价应从+5价降到0价，盐酸中氯元素的化合价应从﹣1价升高到0价，转移电子数是5mol，即，故A错误；‎ B、锰元素化合价降低2价，氯元素化合价升高2价，反应转移电子2mol，故B正确；‎ C、所有碳元素共失去4mol的电子，所有氧元素共得到4mol的电子，故转移电子是应为4mol，不是2mol，故C错误；‎ D、汞和硫元素化合价均升高均失去电子，氧元素化合价降低得到电子，故D错误．‎ 故选B．‎ 点评： 本题考查氧化还原反应的实质有关知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．‎ ‎　‎ ‎9．a mol Cu与含b mol HNO3的溶液恰好完全反应，被还原的HNO3的物质的量一定是（　　）‎ ‎　 A． （b﹣2a）mol B． bmol C． amol D． 2amol 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；硝酸的化学性质．‎ 专题： 守恒法．‎ 分析： Cu与硝酸反应时生成硝酸铜，硝酸铜中的硝酸根离子没有被还原，再利用恰好完全反应及氮原子守恒可计算被还原的HNO3的物质的量．‎ 解答： 解：因a molCu与含b molHNO3的溶液恰好完全反应，‎ 则生成amolCu（NO3）2中的2amol硝酸根离子没有被还原，‎ 由氮原子守恒可知，‎ 被还原的HNO3的物质的量为bmol﹣2amol=（b﹣2a）mol，‎ 故选A．‎ 点评： 本题考查氧化还原反应中氧化剂的物质的量的计算，明确硝酸在该反应中的作用，利用硝酸铜的化学式及氮原子守恒是解答本题的关键．‎ ‎　‎ ‎10．在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72﹣和Pb2+，则与1mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为（　　）‎ ‎　 A． 3.0mol B． 1.5mol C． 1.0mol D． 0.75mol 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 计算题；守恒思想；化学实验与化学计算．‎ 分析： 根据氧化还原反应中电子守恒思想：得失电子数目相等知识来解答．‎ 解答： 解：利用电子守恒，当1molCr3+被氧化为Cr2O72﹣（0.5mol）时，所失去的电子数为3mol，这些电子被PbO2得到，而1mol PbO2被还原只得到2mol电子，因此需要PbO2的物质的量为1.5mol．‎ 故选B．‎ 点评： 本题主要考查学生氧化还原反应中电子守恒思想的应用，是考试的热点．‎ ‎　‎ ‎11．将3.48gFe3O4完全溶解于100mL1mol/L硫酸中，然后加入K2Cr2O7溶液25mL，恰好使溶液中Fe2+全部转化为Fe3+，Cr2O72﹣全部还原为Cr3+，则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为（　　）‎ ‎　 A． 0.05mol/L B． 0.1mol/L C． 0.2mol/L D． 0.3mol/L 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；物质的量浓度的相关计算．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 根据方程式：Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+3H2O，计算四氧化三铁和硫酸的反应情况，得出生成的亚铁离子的量，加入K2Cr2O7溶液使溶液中Fe2+全部转化为Fe3+，根据电子守恒计算K2Cr2O7的物质的量，进而计算K2Cr2O7溶液的物质的量浓度．‎ 解答： 解：3.48gFe3O4为0.015mol，100ml1mol/L的硫酸中硫酸的含量为0.1mol，‎ 根据方程式：Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+3H2O，‎ ‎3.48gFe3O4完全反应需要硫酸0.015mol×4=0.06mol，硫酸过量，生成Fe2+0.015mol，Fe3+0.03mol，‎ 在氧化还原反应中，0.015molFe2+变为Fe3+，电子转移0.015mol，‎ Cr2O72﹣全部还原为Cr3+，Cr由原来的+6价降为+3价，‎ 所以参加反应的Cr为：mol=0.005mol，‎ 而K2Cr2O7的物质的量就应该为0.005mol÷2=0.0025mol，物质的量浓度：=0.1mol/L．‎ 故选B．‎ 点评： 本题考查学生氧化还原反应的基本概念和电子转移知识，可以根据所学知识进行回答，难度不是很大．‎ ‎　‎ ‎12．离子M2O7X﹣与S2﹣能在酸性溶液中发生如下反应：M2O7X﹣+3S2﹣+14H+═2M3++3S↓+7H2O，则M2O7X﹣中M的化合价为（　　）‎ ‎　 A． +4 B． +5 C． +6 D． +7‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；根据化学式判断化合价．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： 根据电荷守恒确定x值，根据化合价规则来判断元素的化合价．‎ 解答： 解：反应M2O7X﹣+3S2﹣+14H+═2M3++3S↓+7H2O中，‎ 根据电荷守恒可知，右边含有6个正电荷，‎ 则（﹣x）+3×（﹣2）+14×（+1）=+6，‎ 解得x=2，‎ 根据化合价规则，M2O72﹣中氧元素是﹣2价，设M的化合价为n，‎ 则n×2+（﹣2）×7=﹣2，解得n=+6．‎ 故选C．‎ 点评： 根据化学式来判断化合价时，要注意电子守恒思想和电荷守恒思想的运用，难度不大．‎ ‎　‎ ‎13．1.92g Cu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为（　　）‎ ‎　 A． 504mL B． 336mL C． 224mL D． 168mL 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 压轴题；守恒思想；氧化还原反应专题．‎ 分析： 根据电子守恒计算，已知HNO3NO、NO2HNO3，反应前后HNO3的物质的量不变，而化合价变化的只有铜和氧气，则Cu失去电子数目等于O2得到电子的数目，以此进行计算．‎ 解答： 解：1.92g Cu的物质的量为n（Cu）==0.03mol，反应时失去电子数目为2×0.03mol=0.06mol，‎ 反应整个过程为HNO3NO、NO2HNO3，反应前后HNO3的物质的量不变，而化合价变化的只有铜和氧气，则Cu失去电子数目等于O2得到电子的数目，所以消耗氧气的物质的量为 n（O2）==0.015mol，V（O2）=0.015mol×22400ml/mol=336ml，所以通入O2的体积为336ml，‎ 故选B．‎ 点评： 本题考查氧化还原反应电子转移数目的计算，本题难度不大，根据HNO3NO、NO2HNO3，得出Cu失去电子数目等于O2得到电子的数目是解答本题的关键．‎ ‎　‎ ‎14．24毫升浓度为0.05摩/升的Na2SO3溶液，恰好与20毫升浓度为0.02摩/升的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是（　　）‎ ‎　 A． +6 B． +3 C． +2 D． 0‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算．‎ 专题： 守恒法．‎ 分析： Na2SO3溶液与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应时，Na2SO3中的硫元素被氧化，K2Cr2O7中的铬元素被还原，得失电子的总数相等．‎ 解答： 解：根据题目已知条件：Na2SO3的物质的量是0.0012mol，K2Cr2O7的物质的量是0.0004mol，也就是说参与反应的Na2SO3和K2Cr2O7的物质的量的比是3：1，作为还原剂，Na2SO3中只有S可以升价（不可能生成O2），从+4到+6，升了2价，有3mol S原子，所以一共上升了2×3=6价，根据电子守恒，氧化剂就要下降6价，K2Cr2O7中只有Cr可以降价（不可能还原出K单质），而反应前Cr的化合价容易算出是+6，又因为一共又2个Cr原子，所以下降=3价，所以反应后Cr显+3价．‎ 故选B．‎ 点评： 本题是一道关于氧化还原反应中电子转移数目的计算题，注意电子守恒思想的灵活运用．‎ ‎　‎ 二、解答题（共1小题）（选答题，不自动判卷）‎ ‎15．在 K2Cr2O7+8HCl═2KCl+2CrCl3+3Cl2+4H2O反应中．‎ ‎（1）　氯　元素被氧化，　K2Cr2O7　是氧化剂．‎ ‎　Cl2　是氧化产物，　HCl　发生氧化反应．‎ ‎（3）在参加反应的盐酸中，起还原剂（被氧化）作用的HCl与起酸性作用的HCl的质量比为　3：4　．‎ ‎（4）用线桥法标明电子转移的方向和数目．　　．‎ 考点： 氧化还原反应的电子转移数目计算；氧化还原反应．‎ 专题： 氧化还原反应专题．‎ 分析： （1）化合价升高的元素被氧化，化合价降低元素所在的反应物是氧化剂；‎ 化合价升高元素所在的生成物是氧化产物，还原剂被氧化，发生氧化反应；‎ ‎（3）化合价升高的氯元素起还原作用，化合价不变的起酸性作用；‎ ‎（4）根据氧化还原反应中化合价的升降情况来标电子转移情况．‎ 解答： 解：（1）化合价升高的元素是氯元素，被氧化，K2Cr2O7中铬元素的化合价降低，为氧化剂，故答案为：氯；K2Cr2O7；‎ 化合价升高的氯元素所在的生成物氯气是氧化产物，HCl做还原剂被氧化，发生氧化反应，故答案为：Cl2、HCl；‎ ‎（3）起还原剂（被氧化）作用的HCl为6mol，起酸性作用的HCl为8mol，物质的量之比=质量比=3：4，故答案为：3：4；‎ ‎（4）氧化还原反应的电子转移情况是：，故答案为：．‎ 点评： 本题考查学生有关氧化还原反应的知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．‎ ‎　‎ ‎ ‎