2019《》高考化学总复习（人教版）讲义第二章　基础课5氧化还原反应方程式的配平及计算

基础课5氧化还原反应方程式的配平及计算明确考纲理清主干1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法。2．能够利用电子守恒规律进行相关计算。考点一氧化还原反应方程式的配平1．配平原则2．配平步骤3．示例H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O分析配平步骤如下第三步：求总数，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。故H2S的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2。第四步：配系数，先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3=3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。题组一正向配平类1．(1)____HCl(浓)＋____MnO2eq\o(=,\s\up7(△))____Cl2↑＋____MnCl2＋____H2O(2)____Cu＋____HNO3(稀)=____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O(3)____KI＋____KIO3＋____H2SO4=____I2＋____K2SO4＋____H2O(4)____MnOeq\o\al(－,4)＋____H＋＋____Cl－=____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O答案：(1)41112(2)38324(3)513333(4)21610258题组二逆向配平类2．(1)____S＋____KOHeq\o(=,\s\up7(△))____K2S＋____K2SO3＋____H2O(2)____P4＋____KOH＋____H2O=____K3PO4＋____PH3(3)____Cl2＋____Ca(OH)2=____CaCl2＋____Ca(ClO)2＋____H2O(4)2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))____K2MnO4＋____MnO2＋____O2↑(5)____HNO3eq\o(=,\s\up7(△))____NO2↑＋____O2＋____H2O答案：(1)36213(2)29335(3)22112(4)111(5)4412题组三缺项配平类3．(1)____ClO－＋____Fe(OH)3＋________=____Cl－＋____FeOeq\o\al(2－,4)＋____H2O(2)____MnOeq\o\al(－,4)＋____H2O2＋________=____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O(3)____ClOeq\o\al(－,3)＋____Cl－＋________=____ClO2↑＋____Cl2↑＋____H2O(4)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内，并配平。答案：(1)324OH－325(2)256H＋258(3)224H＋212(4)Al2O33CN223CO配平的基本技能(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法：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＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH－，生成物一边加水，然后进行两边电荷数配平。(4)当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。考点二电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——得失电子守恒，即反应中氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等进行计算。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。1．应用得失电子守恒解题的一般步骤(1)“一找物质”找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)“二定得失”确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。(3)“三列关系”根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式。n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值2．多步连续进行的氧化还原反应的有关计算对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立二者之间的电子守恒关系，快速求解。现有24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为________。解析：题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n(设化合价为＋n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。答案：＋3题组一两种元素之间的电子守恒问题1．(2018·哈师大附中月考)某强氧化剂XO(OH)eq\o\al(＋,2)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10－3molXO(OH)eq\o\al(＋,2)，需用30mL0.2mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是()A．＋2 B．＋1C．0 D．－1解析：选CXO(OH)eq\o\al(＋,2)中X的化合价是＋5，Na2SO3中S的化合价从＋4升高到＋6，设X元素被还原后的化合价为a，根据氧化还原反应中化合价升降必相等：2.4×10－3×(5－a)＝0.2×0.03×(6－4)，解得a＝0。2．已知3.25g某金属X跟过量稀硝酸反应，在反应过程中未见有气体生成，反应后在所得溶液中加入热碱溶液可放出一种气体，其体积为280mL(标准状况)，则X为()A．Zn B．FeC．Cu D．Ag解析：选A求解时首先分析得出HNO3的还原产物是NH4NO3，其次根据得失电子守恒列出守恒关系，再次讨论金属化合价的升高情况和相对原子质量的关系，最后确定元素种类。由题意可知金属与硝酸的反应过程中，硝酸的还原产物为NH4NO3，物质的量为0.0125mol，设未知金属的摩尔质量为M，氧化后金属离子的化合价为＋x，根据氧化还原反应中得失电子守恒可知eq\f(3.25g,M)×x＝0.0125mol×[5－(－3)]，讨论得当x＝2时，M＝65g·mol－1比较合理，故该金属为锌。题组二多元素之间得失电子守恒问题3．在反应3BrF3＋5H2O=9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴为()A．1mol B．eq\f(2,3)molC．eq\f(4,3)mol D．2mol解析：选C设被水还原的溴(BrF3)的物质的量为x，5molH2O参加反应，失去电子4mol，根据电子守恒得：3x＝4mol，x＝eq\f(4,3)mol。4．FeS与一定浓度的HNO3反应，生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O，当NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1∶1∶1时，实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为()A．1∶6 B．1∶7C．2∶11 D．16∶25解析：选B设参加反应的FeS的物质的量为amol，被还原的HNO3的物质的量为bmol，根据得失电子守恒有：a×(1＋8)＝eq\f(b,4)×1＋eq\f(b,4)×2＋eq\f(b,4)×3，b＝6a，又因为起酸性作用的HNO3的物质的量为3n[Fe(NO3)3]＝3×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a－\f(a,3)×2))mol＝amol，故实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为a∶(a＋b)＝1∶7。题组三多步反应的电子守恒问题5．取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。则x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44解析：选B反应流程为eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up7(浓HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up7(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))x＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol，所以x＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。新情景下氧化还原反应方程式的书写“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写[示例]KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是____________________________________________________________________分析第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2第二步：按“氧化剂＋还原剂——还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnOeq\o\al(－,4)＋C2Oeq\o\al(2－,4)——Mn2＋＋CO2↑。由MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2Oeq\o\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1价，1molC2Oeq\o\al(2－,4)共失去2mole－，故在C2Oeq\o\al(2－,4)前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnOeq\o\al(－,4)前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)——2Mn2＋＋10CO2↑。第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O,2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋H＋——2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O。第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋eq\o(=,\s\up7(△))2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。题组一根据题干信息书写方程式1．按要求完成下列方程式。(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2＋和Mn2＋，为了除去这两种离子，调节溶液pH为5，然后加入高锰酸钾溶液，使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。请写出该过程中两反应的离子方程式：______________________________________________________。(2)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。在一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，并配平______________。②在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，BiOeq\o\al(－,3)反应后变为无色的Bi3＋。写出该实验中涉及反应的离子方程式______________________________。(3)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2Oeq\o\al(2－,7)与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：____________________________________________。(4)用NaClO—NaOH溶液氧化AgNO3，制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________。(5)温度高于200℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1)，该反应的化学方程式：__________________________________________________________答案：(1)MnOeq\o\al(－,4)＋3Fe2＋＋7H2O=3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnOeq\o\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋(2)①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4(浓)=6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋=2MnOeq\o\al(－,4)＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(4)2Ag＋＋ClO－＋2OH－=Ag2O2↓＋Cl－＋H2O(5)4Al(NO3)3eq\o(=,\s\up7(高温))12NO2↑＋3O2↑＋2Al2O3题组二根据图示信息书写方程式2．(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：反应Ⅰ的化学方程式：_________________________________________________。(2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________。(3)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为______________________。答案：(1)SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI(2)2Co(OH)3＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O(3)2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O1．氧化还原反应方程式的配平(1)[2015·天津卷，10(2)②]完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：eq\x()ClOeq\o\al(－,3)＋eq\x()Fe2＋＋eq\x()________=eq\x()Cl－＋eq\x()Fe3＋＋eq\x()________(2)[2015·安徽卷，27(2)]请配平下列反应的化学方程式：eq\x()NaBO2＋eq\x()SiO2＋eq\x()Na＋eq\x()H2——eq\x()NaBH4＋eq\x()Na2SiO3(3)[2015·浙江卷，27(4)]eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()C2Oeq\o\al(2－,4)＋eq\x()______=eq\x()Mn2＋＋eq\x()CO2↑＋eq\x()______(4)[2013·全国卷Ⅰ，27(3)]eq\x()LiCoO2＋eq\x()H2SO4＋eq\x()H2O2=eq\x()Li2SO4＋eq\x()CoSO4＋eq\x()O2↑＋eq\x()______答案：(1)166H＋163H2O(2)124212(3)2516H＋2108H2O(4)2311214H2O2．氧化还原方程式的书写按要求完成下列氧化还原反应的方程式(1)[2017·江苏卷，18(1)①]45～50℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O，该反应的化学方程式为____________________________________(2)[2017·全国卷Ⅰ，27(6)]在高温煅烧条件下由FePO4、Li2CO3和H2C2O4制取LiFePO4的化学方程式为____________________________________________________________(3)[2016·全国卷Ⅱ，26(2)]实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为____________________________________________________________________。(4)[2016·天津卷，9(3)]MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)其化学计量数依次为______________________。(5)[2016·四川卷，8(5)]在稀硫酸中，Cr的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化氧的一种氢化物，Cr被还原为＋3价，该反应的化学方程式是________________________________。答案：(1)4CuCl＋O2＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(45～50℃))2Cu2(OH)2Cl2·3H2O(2)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4eq\o(=,\s\up7(高温))2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O(3)NaClO＋2NH3=N2H4＋NaCl＋H2O(4)1,2,4,1,1,3(5)3H2O2＋K2Cr2O7＋4H2SO4=3O2↑＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋7H2O3．氧化还原反应的有关计算(1)(2016·上海卷，17)某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为()A．0.80 B．0.85C．0.90 D．0.93解析：选A根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mLCl2转移电子数为0.01mol。则有：eq\f(1.52,56x＋16)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3－\f(2,x)))×x＝0.01，解得x＝0.80。(2)(2015·海南卷，6)已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－=2ROeq\o\al(n－,4)＋3Cl－＋5H2O，则ROeq\o\al(n－,4)中R的化合价是()A．＋3 B．＋4C．＋5 D．＋6(3)[2015·江苏卷，18(1)]已知：MnO2＋SO2=MnSO4，则质量为17.40g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。(4)[2015·全国卷Ⅱ，28(1)]工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。答案：(2)D(3)4.48(4)2∶14．氧化还原反应的综合应用(2016·上海卷)NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：①NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl②NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2已知HCN(Ki＝6.3×10－10)有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同。完成