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文档简介
第5讲氧化还原反应方程式的配平和计算
1.能根据得失电子守恒、原子守恒书写并配平化学方程式。
课标解读
2.能依据得失电子守恒,列出等式进行相关计算。
氧化还原反应方程式的配平
必备知识•梳理夯实
知识梳理
1.配平氧化还原反应方程式的三个“基本原则”
(------k氧化剂和还原剂得失电子总数相等,
------1电子守恒J—化合价升高总数二化合价降低总数
〔配平原则)——(原子守恒)一反应前后原子的种类和个数不变
-3户鳖黑曜」阳离子所带电
2.配平氧化还原反应方程式的五个“关键步骤”
N标变价H标明反应前后变价元素的化合价
配
平
的
T求总数通过求最小公倍数使化合价升降总数相等
五H1
个'、4依据得失电子守恒规律
关
,—.‘确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产1
键T配系数卜物的化学计量数,利用观察法配平其他物;
步便的化学计量数,配平后把短线改等号,
骤
,依非应量守怛规,
q查守恒H检查原子、电荷、电子是否守恒:
以上方法步骤以Cu与稀HN03反应的方程式配平为例说明如下:
①标变价
0+5+2+2
Cu+HN03(稀)——Cu(NO3)2+NO+H2O
②列变化
0+5+2+2
CU+HNC)3(稀)---q,(NO3)2+N0+H20
③求总数
0+5+2+2
Cu+HNCh(稀)——Cu(NO3)2+N190+H20
④配系数
UU
3C+8HNO3(稀)==3C(NO3)2+2NOt+4H2O
⑤查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用0原子守恒来进行验证。
3.氧化还原反应方程式的配平方法
(1)正向配平法(全变从左边配):氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,
一般从反应物开始配平。
0+5+4+4
如.C+4HN()3T+CO,T+2H,()
14x111x4
(2)逆向配平法(自变从右边配):自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从
右边生成物着手配平。
0-2+4
如:3S+6K()H^=2K2S+K2S()3+3H2()
12x2|4x1
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应
物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。如CU2S+
UU
HNO3—->C(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有C、S、N三种元素的化合价变化,
Cu2s中Cu>S元素化合价均升高,看作一个整体,
+1-2+5+2+2+6
Cu2s+HNO3——M2u(N()3)2+NO+H2sO4+H20,
t(1x2+8)x3i3xio
配平得3012$+22耿03—601(?^03)2+10^401+3H2SO4+8H2Oo再如
4
+T-4+5+3+4+4
Fe3c+22HNO3=3Fe(NO3)3+C02T+13NOJ+11H,OO
T(,X3+8)11X13
=13x1
(4)缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程
式,所缺物质往往是H+、OPT或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根
据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现
有的某些物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数
(系数)。
(5)平均配平法:在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中,一般有机
物中H显+1价,0显一2价,根据物质中元素化合价代数和为零的原则,确定
碳元素的平均价态,然后进行配平。
[微点归纳](1)“缺项”配平原则
条件补项原则
酸性条件下缺H(氢)或多0(氧)补H+,少0(氧)补H20(水)
碱性条件下缺H(氢)或多0(氧)补H20(水),少0(氧)补0H
(2)组合方式
反应物生成物使用条件
组合一H+酸性溶液
H2O
组合二H2OH+酸性溶液或酸碱性未知
组合三碱性溶液
OHH20
组合四碱性溶液或酸碱性未知
H20OH
4.陌生化学方程式书写的思路
首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应
前后元素化合价有无变化判断反应类型:
元素化合
此反应为非氧化还原反应,遵循质量守恒定律
价无变化
此反应为氧化还原反应,除遵循质量守恒外,还要遵循得失
元素化合
电子守恒规律。最后根据题目要求写出化学方程式或离子方
价有变化
程式(需要遵循电荷守恒规律)即可
自主小练
1.易错辨析:正确的打“,错误的打“X”。
⑴一种有效成分为NaCICh、NaHSCU、NaHCCh的“二氧化氯泡腾片”,能
快速溶于水,逸出大量气泡,得到C102溶液。该过程中生成C102的反应为歧化
反应:3C1O5+4H+=2C1O2+C「+2H2O。(X)
[提示]应为5C1O5+4H+=4C1O2+C厂+2H20。
(2)NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O=2H++NO9+NO。(X)
[提示]应为3NO2+H2O=2H++2NO?+NO。
(3)向H2O2溶液中滴加少量FeCb:2Fe3++H2O2=O2t+2H++2Fe2+o(X)
[提示]Fe3+的氧化性弱于H2O2,不能氧化H2O2,但Fe3+能催化H2O2的分
解:2H2。2:2H2。+02to
(4)用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝:2A1+2OIT+2H2O=2A1O5+3H2t0
(J)
(5)用KMnCU标准溶液滴定草酸:2MnO4+16H++5c2O1-2Mn2++
10CO2t+8H2OO(X)
[提示]草酸为弱酸,写化学式。
+
⑹酸性溶液中KIO3与KI反应生成12:IOr+r+6H=I2+3H2Oo(X)
[提示]应为KK+5「+6H+=3b+3H2O。
2.(1)配平下列化学方程式
①@HC1(浓)+LMIIO2^=1C12t+0MnC12+SH2O
②H(NH4)2Cr2O7^=0N2t+HCr2O3+HH2O
(2)根据题给信息写出对应的方程式:
①(NH4)2S2O8是一种强氧化剂,能与Mn2+反应生成SO厂和紫色MnO;o用
(NHD2S2O8检验水中的M/+时发生反应的离子方程式为
5s2。尹+2Mn2++8H2O=2MnO不+IOSOA+16H+。
②Sb2s3在溶液中和SbCk发生氧化还原反应,生成单质硫和三价氯化锚,
反应的化学方程式为Sb2s3+3SbC15=5SbCb+3S。
③在NaOH的环境中,Cl2与Nai反应,每1molNai完全反应转移6mol
电子,写出反应的化学方程式为
Nal+3cl2+6NaOH=NaIO3+6NaCl+3H2。。
④KMnCU能与热的经硫酸酸化的Na2c2。4反应,生成M/+和CCh,该反应
的离子方程式为
2MnON+5c2。文+16H+=^=2Mn2++10CO21+8H2O。
[提示]①S2O1与Md+反应,生成MnO]和SO,,根据S2OF———^*2SOF>
Mn2+失苴JMnOL由得失电子守恒,S2OF.Mi?*的化学计量数之比为5:2,
2+
再根据电荷守恒和原子守恒,配平离子方程式为5S2OF+2Mn+
+
8H2O==2MnO4+1OSOF+16H0②Sb2s3与SbCk生成SbCb和S,其中还原产
物是SbCb。由睇原子和硫原子得失电子守恒配平反应。③在NaOH的环境中,
每1mol「完全反应转移6moi电子生成IO,,Cb转化为C「,由此可写出反应
的化学方程式。④镒元素的化合价降低,故KMnCU是氧化剂,Mn2+是还原产物;
碳元素化合价升高,故Na2c2。4(碳元素化合价为+3)是还原剂,C02是氧化产物,
配平即可。
考点突破•训练提升
微考点1常规类型方程式的配平
例1.(2023•山东泰安一模)用酸性KMnCU溶液处理硫化亚铜(CU2S)和二硫
+2+2
化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应I:MnO4+Cu2S+H―->Cu+SOF+Mn
++H2O(未配平)和反应n:MnCU+FeS2+H+—>Fe3++SO?+Mn2++H2O(未配
平)。下列说法正确的是(B)
A.反应I中Cu2s既是氧化剂又是还原剂
B.反应I中每生成ImolSO",转移电子的物质的量为10mol
c.反应n中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3
D.若反应I和反应n中消耗的KMnCU的物质的量相同,则反应I和反应
II中消耗的还原剂的物质的量之比为2:3
[解析]反应I中Cu2s中Cu的化合价从+1升高到+2,S的化合价从一2
升高到+6,Cu2s只作还原剂,A错误;反应I中每生成1molSO“,2molCu
+失去2n10I电子,1molS?一失去8moi电子,共转移10mol电子,B正确;用
双线桥法分析反应n得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:1,C错误;若
反应I和反应n中消耗的KM11O4的物质的量相同,则反应I和反应n中消耗的
还原剂的物质的量之比为3:2,D错误。
2.(高考题节选)(1)重铝酸钾是一种重要的化工原料,一般由铭铁矿制备,
铝铁矿的主要成分为FeOCnCh,还含有硅、铝等杂质。制备过程第一步如下:
四包可■需糕色熔块
该步骤的主要反应为FeOCr2O3+Na2cO3+NaNO3同选NazCrCU+FezCh+
CO2t+NaNO2o上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的化学计量数之比为2:
7O
+2+
(2)酸性条件下,MnO(OH)2将「氧化为12:MnO(OH)2+r+H—->Mn+
I2+H2O(未配平)o配平后的离子方程式为MnO(OH)2+2r+4H+=Mn2++b+
3H2。
[解析]⑴根据得失电子守恒和质量守怛,配平可得:2FeO,Cr2()3+4Na2cCh
+7NaNO3^^4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2,故FeOCr2O3与NaNO3的
计量数之比为2:7。
(2)1元素由一1价升高到0价,Mn元素由+4价降低到+2价,根据元素化
合价升高总数相等可得MnO(OH)2和「的化学计量数分别为1、2,再结合原子
+2+
守恒和电荷守恒配平:MnO(OH)2+2F+4H=Mn+l2+3H2Oo
【对点训练】
1.(2024•河南安阳第一次联考)甲硅烷(SiH”具有强还原性,将甲硅烷通入
AgNCh溶液中可发生反应:SiHd+AgNCh+HzO*AgI+S1O2I+HNO3(未配
平),下列说法错误的是(C)
A.配平后各物质的化学计量数依次为1、8、2、8、1、8
B.SiH4作还原剂,AgNO3作氧化剂
C.反应消耗32gSiH4时,转移电子的物质的量为4moi
D.Si02可作为制备光导纤维和玻璃的原料
[解析]将题给反应方程式配平:SiH4+8AgNO3+2H2O=8Ag;+SiO2;
+8HNO3,则可知各物质的化学计量数依次为1、8、2、8、1、8,A正确;SiH4
中H元素失去电子作还原剂,AgNCh中Ag元素得电子作氧化剂,B正确;消耗
1molSiH4(即32g)转移8moi电子,C错误;SiCh可作为制备光导纤维和玻璃的
原料,D正确。
2.配平下列化学方程式
(1)正向配平
①回KI+1KI03+EH2s。4=Sl2+SK2SO4+SH20
②囱MnO[+.H++同C「一囱Mp+iLbt+EH2O
(2)逆向配平
③同s+同KOH=E1K2S+IK2sCh+HH2O
④国P4+同KOH+同H2O=同K3P04+同PH3
⑶综合
⑤@KI+@CuSO4=1I2+国CuIl+臼K2s04
@^NaBO2+ilsiO2+@Na+@H2=lNaBH4+⑸NazSiCh
⑦EKCIO3+0HC1=EKC1+ECIO2+13cl2+固H20
⑧同P4+前CuS04+MH20=®Cu3P+匈H3P04+&H2sCM
⑨同生$+囱10403=同$I+^N0t+WH20
⑩,P+同FeO+'CaO^^1Ca3(PO4)2+同Fe
⑪同As2s3+囚HN03+闻H20=同H3ASO4+同H2sO4+囚NOT
⑫目NH4NO3=@N2t+旦HNO3+@H2O
⑬ilMnO4+同C201+同H+-@Mn2++讪82t+^H20
[解析]⑴①1个KI失e,1个KIO3得5e,根据得失电子守恒,KI.KIO3
的化学计量数为5、1,再根据原子守恒,配平化学方程式为5KI+KIO3+
3H2so4=3L+3K2so4+3压0。②1个MnO7得5e",1个C「失e-,根据得失
电子守恒,MnOLC厂的化学计量数为1、5,由于C厂转化为氯气,系数必须为
偶数,则Mn04、C「的化学计量数为2、10,再根据原子守恒和电荷守恒,配平
离子方程式为2MnO7+16H++10Cr=2Mn2++5C12t+8H2O。
(2)③生成1个K2s得21,生成1个K2sCh失41,根据得失电子守恒,K2S、
K2s03的化学计量数为2、1,再根据原子守恒,配平化学方程式为3S+
6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O0④生成1个K3P04失5e,生成1个PH3得3e,
根据得失电子守恒,K3Po4、PH3的化学计量数为3、5,再根据原子守恒,配平
化学方程式为2P4+9K0H+3H2O=3K3P04+5PH3o
(3)根据元素化合价升降法和相应的配平技巧进行配平。⑥、⑧二个重点题
o+io-1
目分析如下:⑥Na-NazSiCh,生成1份NazSiCh升高1X2价,H2^NaBH4,
生成1份NaBH4降低1X4价,根据化合价升降总数相等,在NazSiCh前添加系
数2,在NaBH4前添加系数1,再根据原子守恒配平其他物质的系数。⑧由于
Cu3P中存在多个变价元素,符合整体归一法配平,因此把Cu3P当作一个整体来
0+2+1-30+5
分析,P4+C11SO4-CU3P,生成1份Cu3P降低lX3+3=6价,P4-H3Po4,升
高5价,根据化合价升降总数相等,在H3P04前添加系数6,在Cu3P前添加系
数5,再根据原子守恒配平其他物质的系数。可知P4的系数为?,再将所有的系
数乘以4即可。
微考点2缺项型方程式的配平
例⑴工业上,通过如下转化可制得KC103晶体:NaCl溶液
方2D〒电虬NaCICh溶液——室温——>KC103晶体。完成I中反应的
总化学方程式:[NaCl+同比。用鲤,NaC103+同H2t。
+
(2)完成NaC103氧化FeCh的离子方程式:1C10,+同Fe?++同H
3+
=,C「+同Fe+HIH2QQ
[解析](1)反应I中,Cl元素由一1价升高到+5价,C1和0元素化合价均
处于最低价,不能被还原,据此推知H20中+1价H元素被还原,则未知产物
为H2,结合电子得失守恒和原子守恒配平:NaCl+3H2。通建NaC103+3H2t。
(2)C1元素由+5价降低到一1价,Fe元素由+2价升高到+3价,根据元素
化合价升降总数相等可知,C10I、Fe2+的化学计量数分别为1、6,再结合电荷
2++3+
守恒和原子守恒配平:CIO,+6Fe+6H=CF+6Fe+3H2O。
辔归纳拓展:
“三步法”配平缺项氧化还原反应化学方程式。
缺项化学方程式是指某些反应物或生成物在化学方程式中没有写出来,它们
一般为水、酸(H+)或碱(0H)其配平流程为
第找出变价元素,利用氧化还原反应化学;
方程式的配平方法确定含变价元素物质:
的化学计量数:
前而豕手净后耳爰获疏薪席宾瓦7):彳,
t或0H-;在酸性条件下缺H或多0补;
丁,少()补也0,在碱性条件下缺H或1
多0补凡0,少0补0H-
樵洛利而原不等;应箱就苻等苣漏莞装场:
II
[物质的化学计量数:
段
【对点训练】
1.配平下列化学方程式
⑴jlMnOi+同HQ+f6H^・国乂/++同Cht+^H20
(2)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AIN)的反应体系中的物质有AI2O3、C、
N2、AIN、COo
请将A1N之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
AIN反Q
A12O3|+|3C|+|N2—1+
[解析](1)根据MnO7-Mn2+得51,H2O2-。2失2e\MnOLH2O2的化
学计量数为2、5,再根据原子守恒、电荷守恒配平方程式为2MnO7+5H2O2+
+2+
6H=2Mn+5O2t+8H2O。
(2)根据A1N为生成物,则AI2O3、N2为反应物,根据N的化合价降低,则
碳元素化合价升高,C为反应物,CO为生成物,再配平化学方程式:A12O3+3C
+N2=2A1N+3COO
2.(2024•江西南昌模拟)某化学反应的反应物和产物如下:KMnO4+Kl+
H2SO4—>MnSO4+I2+KIO3++H2OO
⑴该反应的氧化产物是12、KIO3。
(2)如果该反应方程式中12和KIO3的化学计量数都是5o补全下面的化学方
程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目O
40e-
8KMn()4+15KI+17H?S()4^=8MnS()4
+5I,+5KIO,+9K2s(%+17H,()
[解析](1)1元素的化合价由一1价升高到0价和+5价,故l2、KIO3为氧化
产物。
(2)如果该反应方程式中12和KIO3的化学计量数都是5,根据得失电子守恒,
该方程式配平为8KMnO4+15KI+17H2SO4=8MnSO4+5b+5KIO3+9K2s。4+
17H2O,方程式中I元素转移了40个电子。
氧化还原反应的计算
必备知识•梳理夯实
知识梳理
1.氧化还原反应的计算一电子守恒法
氧化还原反应计算的基本依据是氧化剂得到电子总数=还原剂失去
电子总数。
2.“三步法”巧解氧化还原反应的计算题
自主小练
1.易错辨析:正确的打“,错误的打“X”。
(1)1molCb参与反应,转移的电子数一定是2NA。(X)
[提示]1molCb和Ca(OH)2反应,Cb既是氧化剂又是还原剂,转移电子数
应为NA。
(2)1molKIO3与足量的浓HI溶液完全反应生成12,转移电子数为6NA0(X)
[提示]1molKICh与足量的HI完全反应,转移电子数为5NA。
(3)24mL浓度为0.05mol-L_1的Na2s。3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol-L
一1的KzCrzCh溶液完全反应。已知:Na2sCh可被KzCrzCh氧化为Na2so4,则元
素铭在还原产物中的化合价为+3。(V)
[提示]题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是KzCrzCh,失
电子的物质一定是Na2so3,其中硫元素的化合价从+4—+6;而辂元素的化合
价将从+6—+〃(设+〃为生成物中辂元素的化合价),根据得失电子数目相等,
0.024LX0.05mol-L-1X(6-4)=0.02LX0.02mol[rX2X(6一〃),解得〃=3。
2.(l)在P+CuSO4+H2O—->CU3P+H3PO4+H2so4(未配平)的反应中,7.5
molCuSCU可氧化P的物质的量为1.5mol:生成ImolCu3P时,参加反应的
P的物质的量为2.2mol。
(2)64g铜与一定量的浓HNO3恰好完全反应,将产生的气体与适量的02混
合通入水中,气体完全溶解,试求02的物质的量?
[提示]⑴设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x;生成ImolCu3P时,
被氧化的P的物质的量为y
根据得失电子守恒得:
7.5molX(2-l)=x-(5-0)
x=1.5mol
1molX3X(2-1)+1molXlX[0—(-3)]=y(5—0)
1.2mol
所以参加反应的P的物质的量为1.2mol+1mol=2.2moL
(2)由电子守恒知,Cu失电子的物质的量与O2得电子的物质的量相等,据此
可求得"(Ch)」mN*2=0,5mol。
考点突破•训练提升
微考点1确定元素化合价或物质的组成
例1.(2024•河北衡水高三检测)将1.52g某铁的氧化物(Fe*O)溶于足量盐酸
中,向所得溶液中通入标准状况下112mLeL,恰好将Fe2+完全氧化,则x值为
(A)
A.0.80B.0.85
C.0.90D.0.93
[解析]Fe*。中O元素显一2价,则Fe元素的平均化合价为H■-价,通入
x
Cb将Fe2+完全氧化生成Fe3+,标准状况下C2mLeb的物质的量为0.005mol。
、,一,
根据氧化还原反应中电子得失守怛规律列式:〃(CL)><2=〃(FeQ)><Hl4义工,
12卜-
即0.005molX2=--5-力'JXx,解得x=0.80。故选A。
56x+16
2.(2024•广西高三检测)将一定量的氯气通入30mL浓度为10.00mol-L1
的氢氧化钠浓溶液中,加热一段时间后,溶液中形成NaCl、NaClO、NaCICh共
存体系。下列判断正确的是(C)
A.〃(Na+):〃(C「)可能为7:3
B.与NaOH反应的氯气一定为0.3mol
C.当转移电子为“mol时,则0,15<〃<0.25
D.«(NaCl):«(NaClO):〃(NaCICh)可能为5:1:1
[解析]根据化学方程式Cb+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、3Cb+
+
6NaOH=5NaCl+NaC103+3H2O可知,当氧化产物只有NaClO时,z?(Na):
〃(Cr)最大为2:1,当氧化产物为NaCICh时,〃(Na+):〃(C厂)最小为6:5,故6:
5<〃(Na+):〃(C「)<2:1,7:3>2:1,A错误;由于反应后体系中没有NaOH,
故NaOH反应完全,根据钠元素守恒«(NaOH)=«(NaCl)+«(NaC10)+«(NaC103)
=0.03LX10.00mol-L1=0.3mol,根据氯原子守恒有2〃(Cb)="(NaCl)+
«(NaC10)+zz(NaC103)=0.3mol,故参加反应的氯气〃(C12)=015mol,B错误;
根据化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H20,3Cl2+6NaOH=5NaCl
+NaC103+3H2。可知,氧化产物只有NaClO时,转移电子数最少,为0.3
molX-XI=0.15mol,氧化产物只有NaCICh时,转移电子数最多,为
2
0.3moIX-X1=0.25mol,则0.15<«<0.25,C正确;令〃(NaCl)=5mol,“(NaClO)
=1mol,«(NaC103)=1mol,生成NaCl获得的电子数为5moiX1=5mol,生成
NaClO,NaCICh失去的电子数为1molX1+1molX5=6mol,得失电子不相等,
D错误。
【对点训练】
1.(2024•山东青岛高三检测)24mL浓度为0.05mol-L1的Na2s。3溶液恰好
-1
与16mL浓度为0.03mol-L的KRCU溶液完全反应。已知Na2s。3可被KRO4
氧化为Na2so4,则元素R在还原产物中的化合价为(A)
A.+2价
C.+4价
B.+3价D.+5价
[解析]假设反应后R元素化合价为+x价,根据化合物中元素化合价升降
数目相等可知,24mLXIO_3LmL-1X0.05mol-L_1X(6-4)=16mLXW3LmL
-1X0.03mol-L-1X(7-x),解得x=2,故合理选项是A。
2.(2024•广东高三检测)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、
N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所
有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol-L1NaOH溶
液至Ci?卡恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(A)
A.60mLB.45mL
C.30mLD.15mL
NO2
[解析]由题意可知,HNO3黑-N2O4,则Cu失去的电子总数与
INO
02得到的电子总数相等。即〃(CU)=2〃(O2)=2X—1-68L_=0.15moL根据质
22.4L-mol-1
量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式〃(NaOH)=2〃[Cu(NO3)21=2〃(Cu)
=0.3mol,则K(NaOH溶液)=03mol°L=60mL。
5mol-L1
微考点2多步相关氧化还原反应的计算
例1.(2024•江苏苏州模拟)一定量的金属Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集
到混合气体(含NO、N2O4、NO2)^1.8mol0将上述气体平均分为两份,一份与
标准状况下8.96L02混合后,用水吸收,无气体剩余;另一份恰好能被500mL
2mol-L'NaOH溶液完全吸收,生成含NaNCh和NaNO2的盐溶液,则其中NaNO3
的物质的量为(B)
A.0.1molB.0.2mol
C.0.25molD.0.4mol
[解析]一份气体恰好能被500mL2mol[-iNaOH溶液完全吸收,生成含
NaNCh和NaNCh的盐溶液,根据元素守恒,则可知每份气体含有N元素的物质
的量是1mol;一份气体与标准状况下8.96LO2混合后,用水吸收,无气体剩余,
则完全生成硝酸,转移电子的物质的量〃(1)=4〃(O2)=4X—8,96L=1.6mol,
22.4L-mol1
若将NaNCh全部氧化为NaNCh,转移电子的物质的量为1.6mol,根据得失电子
守恒:«(NaNO2)=^«(e_)=^X1.6mol=0.8mol,根据Na原子守恒,"(NaNCh)
=1mol—«(NaNO2)=1mol—0.8mol=0.2mol,故B正确。
2.(2024•山东临沂模拟)制备的K3[Fe(C2O4)313H2O(M=491gnoT)中可能
含有H2c2O42H2O,采用KM11O4滴定法测定产品纯度,实验步骤如下。
I.取ag样品置于锥形瓶中,加入稀硫酸溶解,水浴加热至75°C。用cmoll
一的KMnCU溶液趁热滴定,消耗KMnCU溶液FimL。
H.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KMnCU溶液滴定,又消耗KMnCU溶液%mL。
(1)若省略步骤II,能否测定K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的质量分数
4^。一(^^⑸义⑼%(若能,写出表达式;若不能,说明原因);
113。
(2)若样品中不含H2c2O2H2O,则力与匕的关系为片=6%。
[解析]⑴步骤I加入标准KMnO4溶液与K3[Fe(C2O4)3]-3H2O和
H2c2O4-2H2O发生氧化还原反应生成Mn2+和CO2,设ag样品中
K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的物质的量为xmol,H2C2O4-2H2O的物质的量为ymol,则
有491X+126V=GgoK3[Fe(C2O4)3]-3H2O和H2C2O4-2H2O中所有C2OK的物质
的量3x+y=,Xc%Xloomed,联立两个方程式解得x=—mol,故
-2113
K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的质量分数为坦也二100%。因此省略步骤H,
113a
也能测定Ks[Fe(C2O4)3]的质量分数。
(2)若样品中不含H2c2。4・2比0,步骤I中由Fe元素守恒可得〃(Fe2+)=
«(K[Fe(CO4)3]-3HO)=-X-XcFiX10-3mol=-XcFiX103mol,则有5c%X10
322326
"3mol=-XcHX10_3mol,可得片与匕的关系为匕=6%。
6
鸳归纳拓展:
复杂氧化还原反应的计算
对于连续(或多个并列)氧化还原反应的计算,可以通过分析反应前后,“始
态”“终态”涉及的所有物质,找出所有“始态”物质到“终态”物质中化合价
发生变化的元素,建立关系式,列式求解,简化解题步骤。
【对点训练】
1.(2024・上海高三检测)在100mLFeBr2溶液中通入标准状况下2.24LCh,
溶液中有;的Bd被氧化成单质Br2,则原FeBr,溶液中FeBr2的物质的量浓度为
4
(C)
Q
A.4mol-L1B.-mol-L1
5
4?
C.-mol-L1D.-molL1
33
774T
[解析]标准状况下2.24L氯气的物质的量〃(CL)=-=0.1mol,
22.4Lmol1
由于还原性Fe2+>Br,氯气先氧化Fe?+,Fe2+反应完毕,再氧化Br,假设原溶
液中FeBrz的物质的量为xmol,根据得失电子守恒,xmolX(3—2)+^-X2x
molX[0-(-l)]=0.1molX2,解得x=j,所以原FeBn溶液中FeBr2的物质的
2,
——mol4
量浓度为g____=?mol-L-1,C项正确。
0.1L3
2.(2024•山东滨州高三检测)在热的稀H2s。4中溶解了11.4gFeSCU,当加
入50mL0.5mol[-iKNO3溶液后,其中的Fe?+全部转化为Fe3+,KNO3也反应
完全,并有NO1气体逸出。
@FeSO4+SKNO3+HH2s04-HK2SO4+EFe2(SO4)3+SN。t+
0H2O
=
(1)推算出x=1,y1o
(2)配平该化学方程式(化学计量数填写在上式方框内)。
⑶反应中氧化剂为KN03。
(4)用双线桥标出电子转移的方向和总数。
得6e-
II
6FeSQ,13F%(SQ,5+2N0TMH,。
If
失6e-
1
[解析]«(FeSO4)=I,4g=0.075mol,«(KN03)=0.05LX0.5mol-L-
152g-mol1
=0.025moL设NQ>中N元素的化合价为2。根据得失电子守恒有1X0.075=
0.025X(5-z),解得2=2,即NO,转化成了NO,故x=l,了=1。
3.(2024•北京昌平区调研)四氧化三铅(化学式可以写为2PbOPb02)被广泛
用作防锈漆成分。测定某样品中四氧化三铅含量的步骤如下(样品中杂质均不参
与反应):
I.称取ag样品,加酸溶解,滤去不溶物,所有的铅元素进入溶液中并得到
含有Pb2+的溶液;
H.加入过量KzCrzCh溶液,加热,生成黄色沉淀(PbCrCU),冷却,过滤;
III.将沉淀全部转移至仪器A中,加入浓HC1,沉淀溶解,溶液转为橙色;
IV.加入过量KI溶液,置于暗处5〜10min,溶液呈棕黄色;
V.加入cmol-!7Na2s2O3溶液进行滴定,当溶液转为浅黄色时,加入淀粉,
滴定至终点。进行3次平行实验,消耗Na2s2。3溶液的平均体积为「mL。
已知:
+
i.Cr2Or+H2O2CrOF+2H;
橙色黄色
ii.b在水中溶解度小,易挥发;
iii12+II3;
黄色无色棕黄色
iv,I2+2S2OF=2r+S4OFO
无色无色
(l)PbO2中Pb元素的化合价是+4。
(2)将IV中反应的离子方程式补全:
同I-+CT20p_+14H+=Hcr3++3If+7H2。(或6CnO"
14H+23b7H2O)
(3)V中滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化。
品「X10-3x685
(4)样品中四氧化三铅的质量分数为X100%(列出表达式
a
即可,M四氧化三铅=685g,mo「i)。
[解析](2)W中加入过量KI溶液,置于暗处5〜10min,溶液呈棕黄色,是
酸性条件下CnO厂将「氧化成12,12与「反应生成h,同时自身被还原为CN+,
+3+
反应的离子方程式为9「+Cr2Or+14H=3E+2Cr+7氏0或6「+Cr2OF+
+3+
14H=3I2+2Cr+7H2O。
(3)以淀粉为指示剂,用Na2s2O3标准溶液滴定生成的碘,故V中滴定终点的
现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化。
(4)由方案可知,利用Na2s2O3标准溶液确定生成的12,再根据化学反应方程
式计算Pb2+的物质的量,进而计算Pb3O4的质量,确定Pb3O4的质量分数,依据
题意得到定量关系为2Pb3。4〜2Pb2+〜CnO/〜312〜6s2。至,故样品中四氧化三
3
-CKX10-3X685
铅的质量分数为2____________xioo%0
a
一归纳拓展:
1应用电子守恒的解题步骤
找出氧化剂、还原剂及相应的还原产
找物质一
物和氧化产物
定原失I—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)
根据题中物质的物质的量和得失电子
列等式T
守恒列出等式
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没有损耗,
找关系一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
多步反应得失电子守恒计算
有的试题中反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为复杂,用
常规方法求解比较困难,若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就
变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的反
应过程,正确分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素的得失电子数,即可
迅速求解。
真题演练•明确考向
命题分析
分析近几年高考题,氧化还原反应的配平与计算一般不单独考查,往往与其
他模块的知识综合考查,一般以非选择题形式,可能与基本理论、元素化合物、
化学实验及工艺流程相结合命题,在无机推断及化工流程题中考查信息型方程式
的书写;在综合实验题中会考查氧化还原反应的相关计算等。
真题演练
1.(2023•北京卷,12,3分)离子化合物NazCh和CaH2与水的反应分别为
@2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2t;
②CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2t□
下列说法正确的是(C)
A.NazCh、Caffc中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.Na2O2中阴、阳离子个数比为1:2,CaH2中阴、阳离子个数比为2:1
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的。2和H2的物质的量相同
[解析]Na2O2的电子式为Na+[:0:0:狞Na+,含有离子键和0—0非极
性共价键,阴、阳离子个数比为1:2;Cath的电子式为[H:「Ca2+[:H「,只
含有离子键,阴、阳离子个数比为2:1,A错误,C正确;①中过氧化钠既发
生氧化反应又发生还原反应,水中各元素的化合价不发生变化;②中水中氢元素
的化合价从+1-0,发生还原反应,B错误;反应①中转移2mol生成1molO2,
反应②中转移2moi「生成2molH2,故①和②中转移的电子数相同时,产生。2
和H2的物质的量不相同,D错误。
2.(2023•湖南卷,10,3分)油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现,
在不同的空气湿度和光照条件下,颜料雌黄(As2s3)褪色的主要原因是发生了以下
两种化学反应:
空气,紫外龙
ASO+HSO
/i,,23223
As2s3(S)
、空气,自然光、
nH3ASO4+H2sO4
下列说法正确的是(D
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