氧化还原反应的规律及配平高一化学讲义习题（原卷版）

1.3.2氧化还原反应的规律及配平1.理解并熟练应用氧化还原反应的规律；2.熟练掌握氧化还原反应的配平；3.利用氧化还原反应配平的基本原则，能够进行简单的计算。一、氧化还原反应的规律1．守恒规律氧化还原反应中，原子得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，即有关系式：还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数。元素化合价降低的总数＝元素化合价升高的总数。【应用】氧化还原反应方程式的配平，氧化还原反应的相关计算。【例1】M2O7x与S2在酸性溶液中发生如下反应：M2O7x+3S2+14H+=2M3++3S↓+7H2O，则M2O7x中M的化合价是（）A．+6B．+1C．+3D．+4【例2】(1)在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2Oeq\o\al(2－,7)和Pb2＋，则Cr3＋与PbO2反应的化学计量数之比为________。(2)已知Na2SO3溶液能与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应，且Na2SO3被氧化为Na2SO4，Na2SO3与K2Cr2O7反应的化学计量数之比为3∶1，则铬元素在还原产物中的化合价为________。2．价态规律(1)高低规律：元素处于最高价态时，只有氧化性；元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性；元素处于最低价态时，只有还原性，即“高价氧，低价还，中间价态两边转”。【应用】判断元素或物质的氧化性、还原性。【微点拨】元素的化合价处于最高(最低)价态时，具有氧化(还原)性，但不一定具有强氧化(还原)性，如：Na＋(F－)。(2)价态归中规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，元素的化合价“只靠拢，不交叉”，即：高价态＋低价态―→中间价态。如：H2S中S元素为－2价，与生成物中单质S的0价近，所以H2S生成S。【应用】标明电子转移的方向与数目，判断氧化产物、还原产物等。(3)歧化规律：氧化还原反应中，有原子化合价升高，必然有原子化合价降低。某物质发生歧化反应时，中间价态―→高价态＋低价态。如：Cl2+2NaOHAUTOTEXT=====NaCl+NaClO+H2O(4)邻位不反应规律：同种元素相邻价态不发生氧化还原反应规律如Fe3＋和Fe2＋不反应，H2SO4和SO2不反应等。【例1】(1)已知氯元素有－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7价等多种常见化合价，氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应：①Cl2＋KOH―→KX＋KY＋H2O(未配平)。②KX―→KY＋KZ(氯元素歧化反应，未配平)，KX、KY、KZ均是含氯元素的钾盐，Cl元素在a.KX、b.KY、c.KZ中的价态由高到低的顺序是________(填字母)。(2)已知氮元素有多种可变化合价，常见的有－3、＋2、＋3、＋4、＋5价等。某同学写出以下三个化学方程式(未配平)：①NO＋HNO3―→N2O3＋H2O②NH3＋NO―→HNO2＋H2O③N2O4＋H2O―→HNO3＋HNO2根据价态规律，判断上述反应是否有可能实现，说明判断的理由。3．强弱规律：还原剂＋氧化剂===氧化产物＋还原产物(强还原性)(强氧化性)(弱氧化性)(弱还原性)还原性：还原剂>还原产物；氧化性：氧化剂>氧化产物。即“强制弱”或“前强后弱”。【应用】物质间氧化性(或还原性)强弱的比较或判断氧化剂(或还原剂)和有还原性(或氧化性)的物质在一定条件下能否发生反应。【例1】已知下列反应：①Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2②2KI＋Br2===2KBr＋I2③Na2S＋I2===2NaI＋S↓(1)Cl－、Br－、I－、S2－的还原性由强到弱的顺序是______________________。(2)Cl2、Br2、I2、S的氧化性由强到弱的顺序是____________________________。(3)判断Cl2与Na2S能否反应？______(填“能”或“否”)。(4)判断I2与NaCl能否共存？______(填“能”或“否”)。4．先后规律（强者优先）：(1)同一氧化剂与多种还原剂混合时，还原性强的先被氧化。例如：已知还原性：I－>Fe2＋>Br－，当把氯气通入FeBr2溶液时，因为还原性：Fe2＋>Br－，所以氯气的量不足时首先氧化Fe2＋；把氯气通入FeI2溶液时，因为还原性：I－>Fe2＋，所以氯气的量不足时首先氧化I－。(2)同一还原剂与多种氧化剂混合时，氧化性强的先被还原。例如：在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性：Fe3＋>Cu2＋>H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后再依次与Cu2＋、H＋反应。【应用】判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。【例1】向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则滤液中一定存在()A．Fe2＋ B．Cu2＋、Fe2＋C．Ag＋、Fe2＋ D．Ag＋、Cu2＋、Fe2＋【例2】在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()A．MgB．CuC．AgD．H25.发生氧化还原反应的离子不能大量共存：氧化性离子[如Fe3＋、NO3(H+)、MnO4、ClO—等]与还原性离子[如S2、I、Fe2+、SO32等]不能大量共存。【例1】下列离子在pH=1溶液中能大量共存的是（）A．K＋、NO3、Fe2+、Na+B．Fe3＋、SO42－、I、K+C．K+、MnO4、OH、SO32D．Ba2＋、NH4+、NO3－、Cl－【例2】下列水溶液中的各组离子因为发生氧化还原反应而不能大量共存的是（）A．Na+、Ba2+、Cl、SO42 B．Ca2+、HCO3、C1、K+C．MnO4、K+、I、H+ D．H+、Cl、Na+、CO32二、氧化还原反应方程式的配平1．氧化还原反应方程式配平的基本原则(1)得失电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高总数＝化合价降低总数。(2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变。(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带电荷总数相等。2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤以C＋HNO3(浓)——NO2↑＋CO2↑＋H2O为例：(1)标变价：写出反应物和生成物的化学式，标出反应前后变价元素的化合价。eq\o(C,\s\up6(0))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3(浓)——eq\o(N,\s\up6(＋4))O2↑＋eq\o(C,\s\up6(＋4))O2↑＋H2O(2)列变化：标出反应前后元素化合价的变化值。(3)求总数：通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。(4)配系数：确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，观察法配平其他物质的化学计量数。C＋4HNO3(浓)——4NO2↑＋CO2↑＋2H2O(5)查守恒：检查电荷是否守恒，原子个数是否守恒，配平后，把单线改成等号，标注反应条件。C＋4HNO3(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋CO2↑＋2H2O【例1】配平下列氧化还原反应的化学方程式：①HCl(浓)＋MnO2eq\o(=====,\s\up7(△))Cl2↑＋MnCl2＋H2O②KMnO4＋FeSO4＋H2SO4==K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O③____Na2SO3＋____KIO3＋____H2SO4===____Na2SO4＋____K2SO4＋____I2＋____H2O3．配平氧化还原反应方程式的常用技巧(1)逆向配平法：分解反应、歧化反应、部分氧化还原反应，一般使用逆向配平法，即先从氧化产物和还原产物开始配平。【例1】配平下列方程式：①S＋KOHeq\o(=====,\s\up7(△))K2S＋K2SO3＋H2O②KClO3eq\o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))KCl＋O2↑③Fe＋HNO3(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))Fe(NO3)3＋NO2↑＋H2O(2)氧化还原型离子方程式的配平：首先根据得失电子守恒配平氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，在此基础上根据电荷守恒，配平两边离子所带电荷数，最后根据质量守恒配平其余物质的化学计量数。【例1】配平下列离子方程式①Fe3＋＋SO2＋H2O===Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H＋②C2Oeq\o\al(2－,4)＋MnOeq\o\al(－,4)＋H＋===CO2↑＋Mn2＋＋H2O(3)缺项配平类[一般缺的为酸(H＋)、碱(OH－)、水]①先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H＋，生成物一般加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一般加水，然后两边电荷数进行配平。②当化学方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。【例1】配平下列离子方程式①MnOeq\o\al(－,4)＋H2O2＋===Mn2＋＋O2↑＋H2O②ClO－＋Fe(OH)3＋===Cl－＋FeOeq\o\al(2－,4)＋H2O③Mn2＋＋ClOeq\o\al(－,3)＋H2O===MnO2↓＋Cl2↑＋④MnOeq\o\al(－,4)＋Fe2＋＋===Mn2＋＋Fe3＋＋4.信息型氧化还原反应方程式的书写及配平书写步骤：①一判：根据题给信息，联想所学知识，判断主要的反应物、生成物。若反应物、生成物中主要元素化合价不一致的，要考虑是否为氧化还原反应，就要写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。②二平：根据质量守恒定律和氧化还原反应规律配平主要物质的化学计量数。③三补：根据溶液的介质条件以及电荷守恒补足反应物或生成物，一般酸性环境可以消耗或生成酸，碱性环境可以消耗或生成碱。【例1】(1)某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O，已知氧化性：K2Cr2O7＞Cl2，写出并配平该化学方程式：____________________________________。(2)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为_______________________________________________________________。(3)在稀盐酸中，NaNO2会与Fe2＋反应生成一种无色气体M，气体M对该反应有催化作用，其催化反应过程如图所示：①反应过程Ⅱ中，铁元素的化合价未发生变化，则M的化学式为__________，过程Ⅱ的离子方程式为___________________________________________________________。②根据图示信息，写出反应过程Ⅰ的离子方程式：________________________________________________________________________。③写出在酸性条件下，O2氧化Fe2＋的离子方程式：________________________________________________________________________。三、氧化还原反应的计算计算依据：①守恒规律即电子守恒、电荷守恒、质量守恒。②化学方程式中计量系数之比等于物质个数之比。【例1】(1)在氧化还原反应：3S＋6KOH===K2SO3＋2K2S＋3H2O中，被氧化与被还原的硫原子数目之比是______。(2)在反应2H2O＋Cl2＋SO2===H2SO4＋2HCl中，氧化产物和还原产物的质量之比为________。(3)在反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O中，氧化剂与还原剂个数之比为______，浓HCl表现出的性质是________(填字母)。A．还原性B．酸性C．氧化性【例2】已知OCN－中氮元素显－3价，在反应OCN－＋OH－＋Cl2―→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6个Cl2完全反应，则被氧化的OCN－的微粒数是()A．2B．3C．4D．6【例3】在焊接铜器时可用NH4Cl溶液除去铜器表面的氧化铜以便焊接，其反应为CuO＋NH4Cleq\o(――→,\s\up7(△))Cu＋CuCl2＋N2↑＋H2O(未配平)。下列说法正确的是()A．反应中被氧化和被还原的元素分别为Cu和NB．配平后，CuO和NH4Cl的化学计量数之比为1∶2C．反应中生成2个N2分子时，转移电子数为6D．该反应中被还原的CuO占参与反应的CuO的eq\f(3,4)若锌与稀硝酸反应时，其反应的化学方程式为4Zn＋10HNO3===aZn(NO3)2＋bM＋cH2O，则a、b、c、M可能分别为()A．4、5、5、NO2↑ B．4、2、4、NO2↑C．4、1、3、NH4NO3 D．4、3、5、NO↑用高铁酸钠(Na2FeO4)对河、湖水消毒是城市饮水处理的新技术。一种生成Na2FeO4的反应如下：Fe2O3＋Na2O2(O为－1价)―→Na2FeO4＋Na2O(未配平)，下列说法不正确的是()A．Na2O2既是氧化剂又是还原剂B．Fe2O3在反应中失去电子C．配平后反应为Fe2O3＋3Na2O2===2Na2FeO4＋Na2OD．Na2FeO4能杀菌消毒是因其具有强氧化性在酸性条件下，可发生如下反应：ClOeq\o\al(－,3)＋2M3＋＋4H2O===M2Oeq\o\al(n－,7)＋Cl－＋8H＋，M2Oeq\o\al(n－,7)中M的化合价是()A．＋4B．＋5C．＋6D．＋7反应MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，氧化产物与还原产物的质量之比是()A．71∶(2×126) B．71∶126C．(2×71)∶126 D．(4×71)∶126检验加“碘”盐含“KIO3”可通过在酸性条件下，加入碘化钾溶液和淀粉来实现。反应原理如下：KIO3＋KI＋HCl―→I2＋KCl＋H2O(未配平)。下列有关说法正确的是()A．KI是氧化剂B．KIO3被氧化C．该反应配平后化学计量数依次为1、5、6、3、6、3D．每生成3个I2分子，转移6个电子(1)配平下列反应的化学方程式。①______Cu＋______HNO3(浓)===______Cu(NO3)2＋______NO2↑＋______H2O②______Na＋______H2O===______NaOH＋______H2↑(2)补全并配平下列化学方程式，并用单线桥标出此反应中电子转移的方向和数目：____H2O2＋_____Cr2(SO4)3＋______KOH===____K2CrO4＋______K2SO4＋______eq\x()反应中氧化剂是___________