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微專題二　氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算
第一章 物質(zhì)及其變化
[專題精講]
一、學(xué)科核心素養(yǎng)
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算在高考中經(jīng)
常出現(xiàn)，對于這一類計(jì)算，應(yīng)先通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)氧化
還原反應(yīng)的本質(zhì)，建立認(rèn)知模型，再運(yùn)用模型揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和
規(guī)律。
二、方法指導(dǎo)
對于氧化還原反應(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。利用守恒思想，可以拋開多步的反應(yīng)過程，可不
寫化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過程，只要把物質(zhì)分為初態(tài)和終
態(tài)，從得電子與失電子兩個(gè)方面進(jìn)行整體思考，便可迅速獲得正
確結(jié)果。
第一步 找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物
第二步 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))
第三步 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)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))＝n(還
原劑)×變價(jià)原子個(gè)數(shù)×化合價(jià)變化值(高價(jià)－低價(jià))
三、解題步驟
守恒法解題的思維流程。
[典例精析]
角度 1 兩元素之間的得失電子守恒計(jì)算
【典例1】24 mL 濃度為 0.05 mol·L-1 的 Na2SO3 溶液恰好與
20 mL濃度為0.02 mol·L-1 的 K2Cr2O7 溶液完全反應(yīng)。已知 Na2SO3
可被 K2Cr2O7 氧化為 Na2SO4，則元素 Cr 在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為
(
)
A.＋2
B.＋3
C.＋4
D.＋5
第一步 由題意可知Na2SO3為還原劑，K2Cr2O7為氧化劑，Na2SO4為氧化產(chǎn)物，求還原產(chǎn)物中Cr元素的化合價(jià)
第二步
第三步 根據(jù)電子守恒：
0.02×20×10-3×2×(6－n)＝0.05×24×10-3×1×(6－4)　n＝3
解析：
答案：B
[思維建模]化合價(jià)升降(電子得失相等)是解決問題的關(guān)鍵，首
先確定變價(jià)元素，其次確定各物質(zhì)的物質(zhì)的量，最后依據(jù)電子守
恒(化合價(jià)升降相等)確定元素化合價(jià)(生成物或產(chǎn)物中的)。
[變式訓(xùn)練 1]在硫酸溶液中 NaClO3 和 Na2SO3 按 2∶1 的物質(zhì)
的量之比完全反應(yīng)，生成一種棕黃色氣體 X。則 X 為(
)
A.Cl2
C.ClO2
B.Cl2O
D.Cl2O5
解析：由題意設(shè)氣體中氯的化合價(jià)為 x 價(jià)，得 2×1×(5－x)
＝1×1×(6－4)，x＝4，ClO2 中氯的化合價(jià)為＋4 價(jià)。
答案：C
[變式訓(xùn)練2]聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)可用于處理高壓
鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上 1 kg 的聯(lián)氨可除去水中
溶解的 O2________kg；與使用 Na2SO3 處理水中溶解的 O2 相比，
聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________
________________________________________________________
__________________________________________。
解析：N2H4 吸收 O2 時(shí)的化學(xué)方程式為 N2H4 ＋O2===N2 ＋
2H2O，由化學(xué)方程式可知參加反應(yīng)的 N2H4 和 O2 的質(zhì)量相等，故
1 kg N2H4 理論上可除去水中溶解的 O2 1 kg。Na2SO3 吸收 O2 生成
Na2SO4：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，兩者相比較，N2H4 的用量少，
且不產(chǎn)生其他雜質(zhì)。
答案：1 N2H4 的用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)(或產(chǎn)物為 N2 和
H2O，而 Na2SO3 產(chǎn)生 Na2SO4)
角度 2 多元素之間的得失電子守恒計(jì)算
【典例2】已知 NaClO 溶液與 Ag 反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCl、NaOH
和 O2，下列說法正確的是(
)
A.氧氣是還原產(chǎn)物
B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為 1∶1
C.反應(yīng)物中有水，且反應(yīng)方程式中水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為 2
D.若生成 4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移 0.8 mol 電子
解析：反應(yīng)中 O 元素的化合價(jià)升高，氧氣是氧化產(chǎn)物，A 錯(cuò)
誤；此反應(yīng)中 NaClO 既是氧化劑，又是還原劑，則還原劑與氧化
劑的物質(zhì)的量之比為 6∶4＝3∶2，B 錯(cuò)誤；反應(yīng)物中有水，由反
應(yīng)方程式 4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑，可知
水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為 2，C 正確；4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2 的物質(zhì)的量
為 0.2 mol，則反應(yīng)轉(zhuǎn)移 1.6 mol 電子，D 錯(cuò)誤。
答案：C
[思維建模]根據(jù)反應(yīng)物和生成物確定變價(jià)元素，尤其多個(gè)變價(jià)
的時(shí)候一般采用以少定多(即確定升高或降低的元素種類最少的作
為轉(zhuǎn)移電子數(shù)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn))的原則。
[變式訓(xùn)練3]在 P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未
配平)的反應(yīng)中，7.5 mol CuSO4 可氧化 P 的物質(zhì)的量為______mol。
生成 1 mol Cu3P 時(shí)，參加反應(yīng)的 P 的物質(zhì)的量為________mol。
解析：設(shè) 7.5 mol CuSO4 氧化 P 的物質(zhì)的量為 x，生成 1 mol
Cu3P 時(shí)，被氧化的 P 的物質(zhì)的量為 y。根據(jù)得失電子守恒得：
7.5 mol×(2－1)＝x×(5－0)，解得 x＝1.5 mol；1 mol×3×(2－1)
＋{1 mol×[0－(－3)]}＝y(tǒng)×(5－0)，解得 y＝1.2 mol。所以參加反
應(yīng)的 P 的物質(zhì)的量為 1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。
答案：1.5 2.2
角度 3 多步反應(yīng)得失電子守恒計(jì)算
【典例 3】14 g 銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出
的氣體與 1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氧氣混合，通入水中恰好全部被吸
)
收，則合金中銅的質(zhì)量為(
A.9.6 g
C.3.2 g
B.6.4 g
D.1.6 g
解析：根據(jù)得失電子守恒規(guī)律可直接找出已知量(O2)與未知量
“二傳手”，先得到 Cu、Ag 失去的電子，再傳給 O2，最后恢復(fù)
原貌，Cu、Ag 失去的電子最終傳給了 O2，所以根據(jù)得失電子守
m(Cu)＝3.2 g。
答案：C
[思維建模]巧妙利用多個(gè)電子守恒的特定轉(zhuǎn)化是解決問題的
關(guān)鍵，首先確定每個(gè)氧化還原反應(yīng)的電子守恒，其次找出電子轉(zhuǎn)
移相等的轉(zhuǎn)化，通過這個(gè)橋梁進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移多個(gè)守恒的巧妙
轉(zhuǎn)化。
[變式訓(xùn)練4]為測定某血液樣品中鈣離子的含量，可取該樣品
2.00 mL 用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量草酸銨(NH4)2C2O4 晶
體，反應(yīng)生成 CaC2O4 沉淀。將沉淀用稀硫酸處理得 H2C2O4 后，
再用 1.000×10-4 mol·L-1 酸性 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)終點(diǎn)時(shí)
用去 20.00 mL 標(biāo)準(zhǔn)液。
(1)用酸性 KMnO4(aq)滴定 H2C2O4(aq)的離子方程式為______
_______________________________________________________。
(2)KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)用________式滴定管盛裝。
(3)滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為________________________________
_______________________________________________________。
(4)該樣品中鈣離子的濃度為____________________g· mL-1。
解析：(4)根據(jù)電子守恒可知：
(2)酸
(3)滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn) KMnO4 溶液，錐形瓶中溶液由無色變?yōu)?br/>淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色
(4)1.000×10-4

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