一道氧化还原反应习题价态变化分析方法思考

氧化还原反应的特征是反应前后元素的化合价发生变化，定性分析时离不开化合价变化的分析；氧化还原反应的本质是反应过程中有电子转移，定量计算时离不开得失电子守恒的规律。此类题解题关键是：认真分析反应过程中元素化合价的变化。

例：Na₂Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na₂SO₄，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na₂Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x值是（   ）

A．2        B．3           C．4           D．5

解析：Na₂Sx中的硫元素价态变化是个难点，分析硫元素价态变化可从以下三种思路进行：

①常规法，由+1价的Na推理知S为－2/x价，而Na₂SO₄中硫元素为+6价，x个S共升价数为：(2/x+6)x=2+6x；

②零价态法，假设Na₂Sx中钠元素和硫元素均为0价，则2个Na升2价，x个S升6x价，共升价数为2+6x；

③化学式拆分法，将Na₂Sx视为Na₂S·S(x-1)，则Na₂S中－2价S升8价，S(x-1)中0价S升(6x－6)价，共升价数为2+6x。

NaClO中+1价Cl降2价，根据得失电子守恒有：n(Na₂Sx)×(2+6x)=n(NaClO)×2，即1×(2+6x)=16×2，故x=5。

采取写出配平的化学方程式后再计算，仍然要按上述过程分析元素价态变化，麻烦且费时。

Na₂Sx+(1+3x)NaClO+(2x－2)NaOH===xNa₂SO₄+(1+3x)NaCl+(x－1)H₂O

依题意知：1∶(1+3x)= 1∶16，x=5。

答案：D。

感悟：关于氧化还原反应的习题，不论是定性分析题或定量计算题还是综合题，均要结合具体反应分析好元素的化合价是升高还是降低，然后根据氧化剂得到的电子总数必定等于还原剂失去的电子总数(即氧化剂化合价降低的总价数必定等于还原剂化合价升高的总价数)进行解题。

训练：1．在3BrF₃+5H₂O===HBrO₃+Br₂+9HF+O₂↑中，若有5mol水发生氧化反应，则被水还原的BrF₃的物质的量为（     ）

A．2mol         B．3mol      C．10/3mol     D．5mol

提示：这是一题很容易误选的选择题，题设BrF₃有被水还原，也有被BrF₃自身还原；化学方程式中5molH₂O既有被氧化的，也有未参加氧化还原反应的。而题设5mol水是发生氧化反应，故解此题只能根据电子守恒：设被水还原的BrF₃为nmol，5×2=n×3，n=10/3。

答案：C。

2．氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程：①向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫，该反应中氧化过程的反应式为：SO₂+2H₂O－2e^-==SO₄^2-+4H⁺；②向亚氯酸钠(NaClO₂)固体中通入用空气稀释的氯气，该反应中还原过程的反应式为：Cl₂+2e^-==2Cl^-，在①和②反应中均会生成产物X，则X的化学式为（    ）

A．NaClO         B．HClO           C．ClO₂         D．NaClO₄

提示：氯酸钠NaClO₃中+5价氯元素被还原化合价下降，亚氯酸钠NaClO₂中+3价氯元素被氧化化合价上升，X中氯元素的化合价只能是在+5价与+3价之间，即+4价， X为ClO₂。

答案：C。