1、第7讲 氧化还原反应的计算及方程式配平考纲要求 1.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。高频考点 氧化还原反应的计算方法电子守恒法1(1)在Fe4HNO3Fe(NO3)3NO2H2O的反应中，HNO3表现了_性和_性，则1 mol Fe参加反应时，被还原的HNO3为_ mol，转移电子为_mol。(2)氨气与氧化铜反应的化学方程式为 3CuO2NH33CuN23H2O。完成下列填空：该反应的还原剂是_，发生还原反应的物质是_氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。若反应中转移 0.90 mol 电子，则生成铜的质量为_g。【答案】(1)酸 氧化 1 3(2)
2、NH3 CuO 32 28.8 2在KClO36HCl(浓)KCl3Cl23H2O的反应中，被氧化的氯原子与被还原的氯原子的个数比为()A16 B61 C15D51【解析】题目中的反应为 反应中被氧化的氯与被还原的氯原子个数比为 51。【答案】D1计算依据 对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，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。2守恒法解题的思维流程(1)“一找物质”找出氧化剂、还原剂及相
3、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 3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_，根据该关系式可以快速求解。电子守恒关系式考点 1 同一反应中元素间得失电子守恒(一)两元素间得失电子守恒 1(2016北京海淀区重点中学检测)在 ZnHNO3 Zn(NO3)2NH4NO3H2O
4、 的反应中，如果 2 mol Zn 完全发生反应，则被还原的 HNO3 的物质的量是()A0.5 mol B1 molC.2 mol D5 mol【解析】Zn被氧化生成 Zn(NO3)2，HNO3被还原生成NH4NO3，若 2 mol Zn 完全发生反应，生成 2 mol Zn(NO3)2，据电子得失守恒可得：2nZn(NO3)28n(NH4NO3)，则 n(NH4NO3)142 mol0.5 mol。【答案】A2(2016吉林扶余一中第一次月考)用 0.1 molL1 的 Na2SO3溶液 30 mL 恰好将 2103 mol 的 XO4 还原，则元素 X 在还原产物中的化合价是()A1 B
5、2C3 D4【解析】该反应中，S元素由4价升高为6价，设X元素由7价降低为x价，根据得失电子守恒可得：0.1 molL10.03 L(64)2103 mol(7x)，解得x4。【答案】D 3(2016北京石景山区重点中学检测)(NH4)2PtCl6晶体受热分解，生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂。在此分解反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是()A23B32 C43D13【解析】由题意可知，该反应可表示为(NH4)2PtCl6N2HClNH4ClPt，N2 是氧化产物，Pt 是还原产物，据得失电子守恒可得：n(N2)20(3)n(Pt)(40)，则有 n(N2)n(Pt)23。【答案】A(二
6、)多元素间得失电子守恒【解析】根据氧化还原反应的先后顺序知，Cl2 先氧化 Fe2，然后再氧化 Br。x0.4a 时，Cl2 不能完全氧化 Fe2，只能发生反应 2Fe2Cl22Fe32Cl，A 项正确；当 x0.6a 时，Cl2 将 Fe2完全氧化后，又能氧化 0.2a mol 的 Br，故 B 项错误；xa 时，Cl2 氧化 Fe2后又能氧化 a mol 的 Br，C 项正确；x1.5a 时，Cl2 能将 Fe2、Br完全氧化，D 项正确。【答案】B【解析】设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为 x，5 mol H2O 参加反应，失去电子 4 mol，根据电子守恒得：3x4 mol，x
7、43 mol。【答案】C考点2 多步反应中元素得失电子守恒 6(2017济南模拟)取x g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8 960 mLNO2气体和672 mL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17.02 g。则x等于()A8.64 gB9.20 g C9.00 gD9.44 g【解析】反应流程为 x g17.02 gm(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)8.96 L22.4 L mol110.672 L22.4 L mol1210.46 mol
8、 所以 x g17.02 g0.46 mol17 g mol19.20 g。【答案】B7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1.68 L O2(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5 molL1 NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60 mLB45 mL C30 mLD15 mL【解析】由题意可知，HNO3NO2N2O4，NO则 Cu 失去的电子 数 与O2 得 到 的 电 子 数 相 等。即n(Cu)2n(O2)21.68 L22.4 L mol10.15 mol。根
9、据质量守恒及 NaOH和 Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)0.3 mol，则 V(NaOH)0.3 mol5 molL10.06 L60 mL。【答案】A【反思归纳】有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，数量关系较为复杂，若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，分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。难点专攻(五)氧化还原反应方程式的配平与书写【答案】(1)1 2 4 2 1 2(2)2 5 3 1 5(3
10、)5 1 3 3 3 3(4)2 16 10 2 5 8(5)2 9 3 3 5【方法总结】直接配平氧化还原方程式的步骤和方法 如：(2016天津高考)配平下列反应的化学方程式：MnO(OH)2IHMn2I2H2O【答案】MnO(OH)22I4HMn2I23H2O【答案】(1)1 6 6H 1 6 3H2O(2)2 3 1 1 2 1 4H2O(3)1 5 8H 1 5 4H2O(4)5 2 14H 5 2 7H2O(5)2 1 1H2O 2 1(6)5 2 4 5 1 8H【方法总结】缺项配平氧化还原方程式的步骤和方法 缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸(H)或
11、碱(OH)，其配平流程为：【答案】2MnO4 5C2O24 16H2Mn210CO28H2O考点 2 信息型氧化还原反应方程式的书写3书写下列反应的方程式。(1)(2016全国甲卷)向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。(2)(2016全国丙卷)烟气中含有 SO2 和 NO，写出用 NaClO2溶液将烟气中 NO 转化成 NO3 的离子方程式：_。(3)(2016浙江高考)向无色酸性H2SO3溶液中加入I2的KI溶液(棕红色)，得到无色溶液(酸性变强)，该反应的化学方程式为_。(4)(2016四川高考)在稀硫酸中，Cr的最高价
12、含氧酸的钾盐(橙色)氧化氧的一种氢化物，铬元素被还原为3，该反应的化学方程式是_。(5)(2016 江苏高考)写出O2在碱性条件下将Mn2氧化成MnO(OH)2的离子方程式：_。(6)(2016江苏高考)一定条件下，向 FeSO4 溶液中滴加碱性NaBH4 溶液，溶液中 BH4(B 元素的化合价为3)与 Fe2反应生成纳米铁粉、H2 和 B(OH)4，其离子方程式为_。【答案】(1)2Fe2H2O22H2Fe32H2O【方法总结】信息型氧化还原反应方程式的书写方法 信息型氧化还原反应方程式是指用文字描述的方式，叙述一个化学反应的过程，需要从文字信息中提炼反应物、生成物，进而分析反应中电子得失情
13、况，其流程为：如：(2016全国乙卷)6 价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3 将废液中的 Cr2O27 还原成 Cr3，该反应的离子方程式为_。【答案】Cr2O27 3HSO3 5H2Cr33SO24 4H2O1(1)(2016甲卷节选)丁组同学向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4)，反应的化学方程式为_。【解析】(1)向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色主要是 H2O2 将 FeCl2 中的 Fe2氧化成Fe3的缘故，发生反应的离子
14、方程式为 H2O22Fe22H2Fe32H2O。NH3 中氮元素的化合价升高，则 NaClO 作氧化剂，其中氯元素化合价应降为1，由氧化还原反应规律及质量守恒定律可知，该反应的化学方程式为 2NH3NaClON2H4NaClH2O。(2)根据元素化合价变化和原子守恒配平。【答案】(1)H2O22Fe22H2Fe32H2O2NH3NaClON2H4NaClH2O(2)1 2 4 2 1 2【解析】由NaBiO3固体加入 MnSO4和 H2SO4的混合溶液中，加热，得紫色的混合溶液，则 NaBiO3 的还原产物为 Bi3，Mn2的氧化产物为 MnO4，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可得，该反
15、应的离子方程式为 5NaBiO32Mn214H5Na5Bi32MnO4 7H2O。【答案】5 2 14 H 5 5 2 MnO4 7 H2O(2)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。甲 与 AlCl3 反 应 得 到 NaAlH4 的 化 学 方 程 式：_ _。NaAlH4 与 水 发 生 氧 化 还 原 反 应 的 化 学 方 程 式：_ _。甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3
16、)，脱锈过程发生反应的化学方程式：_ _。【解析】(1)Mn 由7 价降为2 价，C 由3 价升至4 价，根据得失电子守恒确定出 MnO4 和 C2O24 前的化学计量数，再根据电荷守恒，方程式左边需要补充 H，由元素守恒知产物中有H2O 生成：2MnO4 5C2O24 16H2Mn210CO28H2O。(2)NaH 与 AlCl3 反应生成 NaAlH4，由元素守恒知，NaH与 AlCl3 以物质的量之比为 41 进行反应，同时有 NaCl 生成。NaAlH4 中 H 显1 价，与 H2O 中的 H 发生归中反应生成H2，根据元素原子个数守恒可知另一种产物为 NaAlO2。NaH 有很强的还原性，还原 Fe2O3 生成铁和 NaOH。【答案】(1)2MnO4 5C2O24 16H2Mn210CO28H2O(2)4NaHAlCl3NaAlH43NaClNaAlH42H2ONaAlO24H23NaHFe2O32Fe3NaOH