氧化还原反应的配平专题讲解及答案详解.doc

高一化学 教师：邓老师 宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。氧化还原反应的配平及简单计算一、考点、热点回顾氧化还原反应的配平及简单计算(1)奇数配偶法：此法适用于简单的氧化还原反应方程式的配平，其步骤为“一看、二找、三定、四平、五查”(内容略)。例如：Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O。(2)逆向配平法： 对于歧化反应方程式的配平可用化合价升降法在反应式右边进行配平。例如：3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O(3)合一配平法：当三种物质参与氧化还原反应或分解反应的氧化和还原产物有三种时，应将其中两种合并作为一种来看，这样配平就显得简单了。例如：KNO3+S+C K2S+N2+CO2。因为右边的K2S中，K与S分别来自左边的KNO3和S，故左边KNO3与S的系数比必须满足21，所以先在KNO3前添上系数2，然后将2KNO3和S看作一个整体来配平： 2KNO3+ S +3C K2S+3CO2+N2。(4)平均化合价法：此法适用于有机氧化还原方程式的配平，步骤为：先根据氢 +1 价，氧 -2 价来确定碳原子平均化合价，再用化合价升降法配平。例如：5C2H4O+2KMnO4+3H2SO45C2H4O2+K2SO4+2MnSO4+3H2O(5)离子方程式配平法：此法适用于较复杂的氧化还原反应方程式的配平。例如FeS2+CuSO4+H2OFeSO4+Cu2S+H2SO4中元素化合价变化错综复杂，给配平带来了麻烦，若将其改写为离子方程式，化合价变化情况就清楚了，即： 5FeS2+14Cu2+12H2O5Fe2+3SO42-+7Cu2S+24H+然后，将离子方程式改写为化学方程式，即：5FeS2+14CuSO4+12H2O 5FeSO4+7Cu2S+12H2SO4。(6)零价配平法：对于如Fe3C的复杂化合物，可假定Fe、C均为零价，然后用化合价升降法配平。例如：3 Fe3C+ 40 HNO3 9Fe(NO3)3+3 CO2+13NO+20H2O。2、 典型例题【1】下列变化过程需要加入还原剂的是（ ） A. KClO3KClB. KClAgCl C. H+H2D. CCO2 【答案】C 【解析】根据题意，“要加入还原剂实现”此变化，则说明各选项变化为氧化剂的变化，即变化中有元素化合价降低的情况，判断各项知A、C项符合这一点；但对于A项还要注意，实现KClO3KCl的变化有多种方式，如KClO3受热分解也能得到KCl，即实现A项转化不一定要加入还原剂。故答案为C项。 【易错点点睛】 选A、C项。错因是对KClO3KCl的多种变化方式没有把握好。【延伸题】标准状况下，往100mL 0.2mol/L的FeBr2溶液中通入一定体积的Cl2，充分反应后，溶液中有50%的Br-被氧化。则通入的氯气的体积是（ ）A、0.224L B、0.336L C、0.448L D、0.672L 【答案】C 【解析】由于Fe2+还原性比Br-强，当往FeBr2中通入氯气，发生的反应依次为：1）Cl2+2Fe2+=2Cl+2Fe3+；2）Cl2+2Br=2Cl+Br2。因此溶液反应中反应的情况应该是：Fe2+被完全氧化并有50% Br 被氧化。根据电子得失关系，Fe2+、Br离子失去的电子总数（0.02mol+0.02mol=0.04mol）等于Cl2得到的电子总数。由于每个Cl2在反应中得到2个电子，因此Cl2的物质的量为0.02mol，其体积为0.448L。本题正确答案为C。（注：分析多种离子共存的溶液体系的电解问题时，也必须考虑离子反应次序对于氧化性或还原性越强的离子，电解过程中一般优先放电。） 【易错点点睛】忽略离子还原性强弱。在氧化还原反应中，还原性（氧化性）越强的物质（或微粒）优先参与氧化还原反应。由于2Br- + Cl2=Br2 + 2Cl-，根据题意，有50%的Br-被氧化，即有0.02mol被氧化，因此通入的氯气的体积为0.224L。错选A。【2】取17.4 g MnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸（含溶质0.4mol）共热制取氯气（假设HCl挥发损失不计），下列叙述中正确的是（ ）A、反应过程中MnO2作催化剂 B、盐酸未完全反应C、参加反应的盐酸有一半被氧化 D、反应产生2.24L氯气（标况）【答案】C 【解析】随反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，对应的还原性逐渐减弱，直至发生的氧化还原反应被停止。因此该反应过程中，虽然MnO2过量，盐酸也不可能完全反应，同样的，收集到的气体也不可能是2.24L。但是不论如何，参与反应的盐酸一定有一半被氧化（对应的量一定少于0.2mol）。因此正确选项为C。（注：许多物质的氧化（还原）性会受浓度变化的影响，并在一些具体的反应中表现出来。例如，浓硫酸具有氧化性，在加热的条件下与铜能够发生反应，随反应的进行，硫酸浓度变小，氧化性逐渐减弱，最终反应将停止；若参加反应的金属为Zn等活泼金属，则当浓度降低到一定程度（转化为稀硫酸）时，又会有H2产生。又如，浓硝酸具有强氧化性，与铜反应生成NO2，随反应进行，浓度减小，氧化性将有所减弱。当浓度减小到一定程度，反应产物变为NO。在解此类问题时，必须要打破常规，“动态”地考虑反应进行问题。这类问题也常在化学计算中出现。） 【易错点点睛】静态考虑反应问题，忽略盐酸浓度变化引起还原性变化的事实。错选C、D。根据该反应中量的关系：MnO24HCl可知，该反应中MnO2过量，因此HCl完全反应。又因该反应中只有一半的HCl作还原剂（另一半为起到酸的作用），因此参加反应的盐酸有一半被氧化（0.2mol），得到2.24L的氯气。 【延伸题】 在反应中，有19.2g Cu被氧化，则被还原的HNO3的质量为多少？【解析】根据元素化合价变化情况可知，题设反应中HNO3有一部分是作酸，转化为Cu(NO3)2，另一部分被还原，转化为NO，则被氧化的Cu与被还原的HNO3的关系式为3Cu2HNO3，则。 【易错点点睛】 根据化学反应方程式列比例式，得【答案】BC 【解析】 氧化还原反应过程中，氧化剂得到电子被还原，而还原剂失去电子被氧化；2）置换反应不仅有单质参加，而且有新单质生成，反应过程中一定有电子转移，因此一定是氧化还原反应；3）电解质导电过程，实质就是电解的过程，而电解反应一定是氧化还原反应；4）阳离子得到电子生成单质时，发生还原反应（被还原）；而阴离子转化为单质，因失去电子而被氧化。本题正确选项为B、C。【易错点点睛】对电解质溶液导电实质不理解以及对元素化合态形式存在时的化合价的理解不够全面。 【3】下列四类反应：置换反应，复分解反应，没有单质参加的化合反应，没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是（ ）A、只有 B、只有 C、 D、 【答案】A 【解析】本题只有A选项正确。根据置换反应的概念和实质可以推知它一定是氧化还原反应。对于化合反应和分解反应，只要有单质参加或生成，则一定是氧化还原反应；而没有单质参加或生成的化合反应和分解反应，则有些是氧化还原反应，有些不是氧化还原反应。例如，这样的两个反应：Na2O2+SO2=Na2SO4、NH4NO3=N2O+2H2O，虽然没有单质参加或生成，但它们仍然属于氧化还原反应。 【易错点点睛】对四种基本反应类型和氧化还原反应关系的理解不够深入【延伸题】 X、Y、Z为三种单质。已知：Y能将Z从其化合物的水溶液中置换出来，而Z又能将X从其化合物中置换出来。由此可以推断下列说法中可能正确的是（ ）单质的氧化性：YZX； 单质的还原性：YZX；对应离子的氧化性：XZY； 对应离子的还原性：XZYA、只有 B、只有 C、只有 D、【答案】D 【解析】由于置换反应既可有金属间的置换、又可在非金属之间置换，因此X、Y、Z既可以是金属、也可以是非金属。对于这两种情况，说法都可以是正确的；它们对应的离子，如果这些元素金属性（非金属）性越强，则对应的离子的氧化性（还原性）也越弱，因此的说法也可以是正确的。【易错点点睛】思维不够慎密、全面，只把X、Y、Z当作金属或非金属一种情况考虑。 【4】铁屑溶于过量的盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（ ）A、硫酸 B、氯水 C、硝酸锌 D、氯化钙 【答案】BC 来源:Zxxk.Com【解析】本题正确选项为B、C。对于B的分析同上。解答本题时还应该注意的是：题干中指明盐酸过量，因此反应后溶液呈酸性。再往溶液中添加硝酸锌时，由于溶液中存在H+，硝酸根离子将显强氧化性，可以将亚铁离子氧化，反应为：4H+NO3+2Fe2+=3Fe3+NO+2H2O因此选项C也是正确的。（注意：在考虑离子共存问题时，一定不要忽视下列离子的氧化性（或在酸性条件下具有氧化性）：NO3-、ClO-、MnO4-、Fe3+等。） 【易错点点睛】忽略酸性条件下NO3具有强氧化性而漏选。【延伸题】化合物A、B、C都只含有两种元素，且A、B均含X元素。已知一定条件下可发生反应：A+BX+C，X是一种单质，由此可知X元素（ ） A、一定是金属元素 B、一定是非金属元素C、可能是金属元素，也可能是非金属元素 D、无法确定 【答案】B 【解析】根据题意：1）A、B、C都是化合物；2）A、B均含X元素；3）反应生成单质X，可以推知该反应为“归中型”氧化还原反应。即化合物A、B中X元素的化合价“一高一低”（一个高于0价、一个低于0价），两者共同作用生成X单质（化合价为0）。由于金属元素在化合物中只呈现正价态，不可能有负价态，因此可以肯定X不是金属元素；只有非金属元素在化合物中才既可呈正价态，又可呈负价态，并在一定条件下可以发生归中反应。例如：2H2S+SO2=3S+2H2O，4NH3+6NO=5N2+6H2O，所以X应该是非金属，即该题的答案为B。 【易错点点睛】对“归中型”氧化还原反应及元素性质的认识不够深入。错选C或D。 【11】 下列关于氧化还原反应中的有关说法中正确的是（ ）A、被氧化的物质是氧化剂 B、置换反应一定是氧化还原反应C、电解质溶液导电过程发生氧化还原反应D、元素由化合态转化为游离态时，该元素一定被还原3、 过关训练1.下列试剂的浓溶液在空气中久置都会变质。在变质过程中既发生了氧化还原反应，又发生了非氧化还原反应的是（ ）A.氢氧化钠 B.硫化氢 C.次氯酸钙 D.硫酸亚铁解析：A项：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，为非氧化还原反应；B项：2H2S+O2=2S+2H2O，为氧化还原反应；C项：Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO2+2HClO为非氧化还原反应，2HClO2HCl+O2为氧化还原反应；D项：Fe2+被氧化为Fe3+，氧化还原反应。答案：C2.下列反应中硫酸既表现了氧化性，又表现了酸性的是（ ）A.2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2来源:学&科&网Z&X&X&KB.2H2SO4(浓)+CCO2+2H2O+2SO2C.H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HClD.H2SO4+Na2SO3Na2SO4+H2O+SO2解析：本题通过硫酸的性质，考查了氧化性、酸性与主要化合价的关系。硫酸既表现氧化性，又表现酸性，这说明硫酸中S元素化合价部分降低而表现氧化性，部分不变生成硫酸盐而表现酸性。答案：A3.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是（ ）A.3Cl2+6FeI2=2FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2=FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2+3H2OD.2Fe3+2I-=2Fe2+I2解析：由于氧化性Cl2Fe3+I2，还原性I-Fe2+Cl-，Cl2能把Fe2+氧化为Fe3+，就一定能把I-氧化为I2；少量Cl2通入FeI2溶液中，可以只氧化I-而不氧化Fe2+；又因氧化性Co2O3Cl2，所以Co2O3可以氧化HCl生成Cl2。答案：A4.金属铜的提炼多从黄铜矿开始。黄铜矿在焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为：2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2，下列说法不正确的是（ ）A.O2只作氧化剂B.CuFeS2既是氧化剂又是还原剂C.SO2既是氧化产物又是还原产物D.若有1 mol O2参加反应，则反应中共有4 mol电子转移答案：D5.已知氧化还原反应：2Cu（IO3）2+24KI+12H2SO4=2CuI+13I2+12K2SO4+12H2O其中1 mol氧化剂在反应中得到的电子为（ ）A.10 mol B.11 mol C.12 mol D.13 mol解析：根据氧化剂的概念，由及知Cu（IO3）2化合价降低，为氧化剂，又由得1e-I2 得5e-2知1 mol Cu（IO3）2参加反应时，转移电子的物质的量为11 mol。答案：B6.（2009山东德州期中，7）在一定条件下，分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢（H2O2）为原料制取氧气，当制得同温、同压下相同体积的O2时，三个反应中转移的电子数之比为（ ）A.111 B.221 C.231 D.432解析：KMnO4和KClO3中的氧都为-2价，H2O2中的氧为-1价，故生成1 mol O2，前二者转移4 mol电子，而后者转移2 mol电子，因此三反应中转移电子数之比为221。答案：B7.（10分）由稀有气体元素Xe（氙）形成的一种共价化合物XeO3极不稳定，易转化为单质而呈强氧化性。将适量的XeO3投入30 mL Mn2+浓度为0.1 molL-1的水溶液中，刚好完全反应，放出的唯一气体是Xe单质，其在标准状况下的体积为56 mL，在反应过程中溶液的pH不断减小。（1）已知Mn2+在不同条件下，可被氧化为+4、+6、+7等不同价态，依据题目所给出的数据推算氧化产物中锰元素的化合价为_。（2）试写出有关的离子方程式：_。（3）若将反应后的溶液稀释至90 mL，则稀释后溶液的pH为_。解析：（1）XeO3Xe设Mn2+升高了x价，根据电子得失守恒故升高到+7价。（2）溶液pH减小，有H+生成，H2O参加反应。（3）5XeO3+6Mn2+9H2O=5Xe+6+18H+ 5 18 9010-3c（H+） mol所以c（H+）=0.1 molL-1，pH=-lgc（H+）=1。答案：（1）+7（2）5XeO3+6Mn2+9H2O=5Xe+6+18H+（3）18.（10分）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox,3x4,