适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第1章物质及其变化第5讲氧化还原反应方程式的配平和计算课件

第5讲氧化还原反应方程式的配平和计算【课标指引】

1.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。2.能利用得失电子守恒法进行氧化还原反应方程式的配平和计算。3.掌握质量守恒定律及其应用。考点一氧化还原反应方程式的配平考点二氧化还原反应的计算目录索引

素养发展进阶考点一氧化还原反应方程式的配平必备知识•梳理1.配平氧化还原反应方程式的三个“基本原则”氧化剂

还原剂

升高

降低

种类

个数

总数

2.配平氧化还原反应方程式的五个“关键步骤”化合价

相等

电荷

【应用示例】实验室中常用KMnO4固体与浓盐酸反应制取Cl2,配平该反应的离子方程式:第二步(列得失):5e-e-×2第三步(求总数):第五步(查守恒):符合原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。

第四步(配系数):5e-×2e-×2×55e-×2e-×2×5关键能力•提升考向1常规类型方程式的配平例1(高考题节选)(1)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备过程第一步如下:该步骤的主要反应为FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

Na2CrO4+Fe2O3+CO2↑+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数之比为__________。

2∶7(2)酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)。配平后的离子方程式为________________________________。MnO(OH)2+2I-+4H+═Mn2++I2+3H2O解析

(1)根据得失电子守恒和质量守恒,配平可得:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,故FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数之比为2∶7。(2)I元素由-1价升高到0价,Mn元素由+4价降低到+2价,根据得失电子守恒可得MnO(OH)2与I-的化学计量数之比为1∶2,再结合原子守恒和电荷守恒配平:MnO(OH)2+2I-+4H+═Mn2++I2+3H2O。[对点训练1]

配平下列氧化还原反应方程式。

51333321610258293352122222考向2缺项型方程式的配平例2(1)(2023·北京卷,节选)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合溶液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。将“浸银”反应的离子方程式补充完整:24Cl-2Fe2+1313H2↑解析

(1)Ag2S中S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒可得,该离子方程式为2Fe3++Ag2S+4Cl-

2Fe2++2[AgCl2]-+S。(2)反应Ⅰ中,Cl元素由-1价升高到+5价,反应物中Cl和O元素的化合价均处于最低价,不能被还原,据此推知H2O中+1价H元素被还原,则未知产物为H2,结合得失电子守恒和原子守恒配平:NaCl+3H2O

NaClO3+3H2↑。[对点训练2](高考题节选)(1)完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:166H+63H2O2516H+2108H2O考点二氧化还原反应的计算必备知识•梳理1.氧化还原反应的计算——电子守恒法氧化还原反应计算的基本依据是________得到电子总数=________失去电子总数。

氧化剂

还原剂

2.“三步法”巧解氧化还原反应的计算题还原产物

氧化产物

化合价

化合价

【应用示例】实验室中可用Na2SO3溶液吸收Cl2尾气,发生反应:Na2SO3+Cl2+H2O═Na2SO4+2HCl。现有500mL1.0mol·L-1Na2SO3溶液,则最多吸收Cl2的体积为________L(标准状况)。

11.2解析

第一步:根据化合价变化,找出“两剂”“两产物”:Na2SO3→Na2SO4,S元素化合价升高,则Na2SO3是还原剂,Na2SO4是氧化产物。Cl2→HCl,Cl元素化合价降低,则Cl2是氧化剂,HCl是还原产物。第二步:确定单个粒子得失电子数:Na2SO3→Na2SO4~2e-,Cl2→2HCl~2e-。第三步:根据得失电子守恒列出关系式:n(Na2SO3)×(6-4)=n(Cl2)×2,代入数据:0.5

L×1.0

mol·L-1×2=n(Cl2)×2,n(Cl2)=0.5

mol,在标准状况下的体积为0.5

mol×22.4

L·mol-1=11.2

L。关键能力•提升考向1多步相关氧化还原反应的计算例1(2021·山东卷,13改编)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是(

)A.G与H均为氧化产物B.实验中KMnO4既是氧化剂也是还原剂C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应D.G与H的物质的量之和可能为0.25molD解析

KMnO4固体受热分解生成K2MnO4、MnO2和O2,K2MnO4、MnO2均具有氧化性,在加热条件下都能与浓盐酸发生氧化还原反应,反应过程中Cl-被氧化为Cl2,K2MnO4、MnO2被还原为MnCl2,因此气体单质G为O2,气体单质H为Cl2,O2和Cl2均为氧化产物,A正确;KMnO4固体受热分解过程中,Mn元素化合价降低被还原,部分O元素化合价升高被氧化,因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂,B正确;含Mn物质的变化:KMnO4→K2MnO4+MnO2,K2MnO4→MnCl2,MnO2→MnCl2,Mn元素化合价均降低,故Mn元素至少参加3个氧化还原反应,C正确;生成1

mol

O2转移4

mol电子,生成1

mol

Cl2转移2

mol电子,若KMnO4转化为MnCl2过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去,则得到气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,n(气体)max=0.25

mol,但该气体中一定含有O2,故最终所得气体的物质的量小于0.25

mol,D错误。[对点训练1]

实验室中利用洁净的铜片和浓硫酸进行如图实验,经检测所得固体中含有Cu2S和白色物质X,下列说法正确的是(

)A.白色物质X为CuSO4B.NO和Y均为还原产物C.参加反应的浓硫酸中,表现氧化性的占75%D.NO与Y的物质的量之和可能为2molA考向2氧化还原滴定的计算例2(2022·重庆卷,15节选)电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等,对其处理的流程如图。(1)沉淀1的主要成分是SnO2,焙烧时,与NaOH反应的化学方程式为________________________________________。

(2)产品中锡含量的测定称取产品1.500g,用大量盐酸溶解,在CO2保护下,先用Al片将Sn4+还原为Sn2+,再用0.1000mol·L-1KIO3标准溶液滴定,以淀粉作指示剂滴定过程中

被还原为I-,终点时消耗KIO3溶液20.00mL。①终点时的现象为_______________________________________________,产生I2反应的离子方程式为______________________________。

②产品中Sn的质量分数为_______________%。

滴入最后半滴KIO3标准溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色47.6[对点训练2](2020·山东卷,20节选)某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:Ⅰ.取mg样品于锥形瓶中,加入稀硫酸溶解,水浴加热至75℃。用cmol·L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀硫酸酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。样品中所含H2C2O4·2H2O(M=126g·mol-1)的质量分数表达式为________________________。

下列关于样品组成分析的说法,正确的是_______________(填字母)。

A.=3时,样品中一定不含杂质B.越大,样品中H2C2O4·2H2O含量一定越高C.若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高BD素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱D进阶2练热点·提素能C

B进阶3研真题·明考向4.(2022·辽宁卷,17节选)取2.50gH2O2产品,加蒸馏水定容至100mL摇匀,取20.00mL置于锥形瓶中,用0.0500mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98mL、20.90mL、20.02mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为________。

17%5.(2022·山东卷,18节选)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验。实验Ⅰ:称取m1g样品,用足量稀硫酸溶解后,用cmol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗VmL(