守恒思想在多步氧化还原反应中的应用

1、守恒思想在多步氧化还原反应中的应用四川省什邡市七一中学 黄良华有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若用常规方法求解比较困难，若抓住失电子总数等于得电子总数（或某些元素的质量守恒）这一关系，则解题就变得很简单。解这类试题时，注意不要遗漏某个化学反应，要理清具体的反应过程，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目、失电子数目以及哪些元素在反应前后的质量保持不变。例1：（2013年四川）1.52g铜镁合金完全溶于50mL密度为1.40g/ mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2、N2O4的混合气体1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol /

2、L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到 2.54g 沉淀。下列说法不正确的是（ ）A、该合金中铜与镁的物质的量之比为2：1B、该浓硝酸中硝酸的物质的量浓度为14mol/LC、 NO2、N2O4的混合气体中NO2的体积分数为80%D、得到2.54g 沉淀时，加入NaOH溶液的体积为600mL解析：分析清楚反应过程，充分利用守恒思想来解决问题。A项向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH的质量，且有n(OH)n(e)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有解得，则该合金中铜、镁的物质的量之比为21。B项该硝酸的浓度c14.0 molL1。C

3、项NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x(0.05 molx)20.06 mol，x0.04 mol，NO2的体积分数为80%。D项得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)0.7 mol0.04 mol0.02 mol0.64 mol，则NaOH溶液的体积是640 mL。 本题选D。例2：(2012年四川)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO 和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 molL1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为

4、39.2 g。下列有关说法不正确的是( )ACu与Cu2O 的物质的量之比为21B硝酸的物质的量浓度为2.6 molL1C产生的NO在标准状况下的体积为4.48 LDCu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol解析:解题的关键是会利用守恒法解题，包括元素守恒和得失电子守恒。Cu(OH)2的质量为39.2 g，其物质的量为0.4 mol，设Cu、Cu2O的物质的量分别为x、y，则x2y0.4 mol，64 gmol1x144 gmol1y27.2 g，解得：x0.2 mol，y0.1 mol，故A正确；Cu和Cu2O中的Cu都变成了2价，转移的电子的物质的量为(0.40.2) mol0

5、.6 mol，根据得失电子守恒可知，生成的NO应为0.2 mol，故C正确；n(NaOH)1 mol，生成0.4 mol Cu(OH)2时消耗了0.8 mol NaOH，另外0.2 mol NaOH中和了硝酸，故D正确；硝酸总的物质的量为0.2 mol(剩余的)0.2 mol(表现氧化性的)0.8 mol(表现酸性的)1.2 mol，其物质的量浓度为2.4 molL1，故B错。 本题选B。例3：（2014届绵阳二诊）将11.9 g Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量NaOH溶液中，产生的气体在标准状况下体积为3.36 L。另取等质量合金溶于过量稀硝酸中，生成NO气体，向反应后的溶液中加入过量N

6、aOH溶液，得到沉淀19.4 g，则上述反应中生成NO气体的体积为（标准状况下） A6.72 L B11.2 L C22.4 L D4.48 L解析：由3.36 L氢气得到11.9 g合金中含Al 0.1mol即2.7g，Mg、Fe的质量之和为9.2g，19.4 g沉淀中OH-的物质的量为0.6mol即Mg、Fe的失电子总数为0.6mol，合金的失电子总数为0.6mol+0.1mol3=0.9mol。由合金的失电子总数等于N元素从+5价变成+2价的得电子数，从而得到NO的物质的量为0.3mol。本题选A。例4：足量Cu与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO、NO2、N2O4的混合气体，这些气

7、体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得的硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗5mol/LNaOH溶液的体积是（ ）A、60mL B、45mL C、30mL D、15mL解析：本题抓住1.68LO2的得电子总数等于Cu的失电子总数，等于Cu（OH）2沉淀中OH-所带的负电荷总数即为0.3mol，进而知OH-的物质的量为0.3mol，从而得到NaOH的物质的量为0.3mol。本题选A。例5：将51.2gCu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、NO2、N2O4）的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500m

8、L2mol/L NaOH溶液完全吸收，溶液中生成NaNO3和NaNO2，下列说法不正确的是（ ）A、生成NaNO2 0.8mol B、生成NaNO3 0.5molC、生成NO 0.3mol D、生成NO2 0.3mol解析：本题抓住51.2gCu的失电子总数等于N元素从+5价变成NaNO2中的+3价时的得电子总数，可得NaNO2的物质的量为0.8mol，进而得到NaNO3的物质的量为0.2mol，再由51.2gCu的失电子总数等于硝酸变成NO、NO2、N2O4的得电子总数，可得到NO、NO2的物质的量都为0.3mol。本题选B。例6：14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为( )A9.6 g B6.4 g C3.2 g D1.6 g解析:根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2