1、第7讲氧化还原反应方程式的配平及计算【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。考点一|氧化还原反应方程式的配平(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第30页核心知识大通关氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。考向精练提考能考向一直接型氧化还原反应方程式的配平示例配平化学方程式：H2SHNO3SNOH2O第一步：标变价，H2HO3OH2O第三步：求总数，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂
2、(或氧化产物)的化学计量数。故H2S的化学计量数为3，NO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。3H2S2HNO3=3S2NO4H2O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。类型1正向配平答案：(1)41112(2)513333(3)21610258类型2逆向配平答案：(1)36213(2)29335考向二缺项型氧化还原反应方程式的配平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、酸或碱。1配平方法先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未知物，再根据原子守恒进行配平。2补项原
3、则条件补项原则酸性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H，少O(氧)补H2O(水)碱性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH3将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3无色)。配平该反应的离子方程式：NaBiO3Mn2_NaBi3_。解析：(1)由溶液显紫色可推知有MnO生成，确定变价元素物质的化学计量数：化合价分析如下：Bi(53)25(化学计量数5配在NaBiO3和Bi3前)，Mn(27)52(化学计量数2配在Mn2和MnO前)(2)利用原子守恒确定缺项物质及其他物质的化学计量数。5NaBiO32Mn2_5Na5Bi32
4、MnO_。(3)据补项原则，在酸性条件下，方程式左边多O，故应补H，而方程式右边少O，故应补H2O，再根据原子守恒配平H和H2O之前的化学计量数：5NaBiO32Mn214H=5Na5Bi32MnO7H2O。答案：5214H552MnO7H2O4配平下列方程式。(1)ClOFe2_=ClFe3_。(2)MnOC2O_=Mn2CO2_。(3)LiCoO2H2SO4H2O2=Li2SO4CoSO4O2_。(4)ClOFe(OH)3_=ClFeOH2O(5)MnOH2O2_=Mn2O2H2O(6)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A
5、lN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)166H163H2O(2)2516H2108H2O(3)2311214H2O(4)324OH325(5)256H258(6)Al2O33CN2=2AlN3CO考向三信息型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_。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是氧化产物。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：MnOC2OMn2
6、CO2。由MnOMn2，锰元素降了5价；由C2OCO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e，故在C2O前面配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2前配2，即2MnO5C2O2Mn210CO2。第三步；反应在硫酸中进行，故在左边补充H，右边补充H2O,2MnO5C2OH2Mn210CO2H2O。第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：2MnO5C2O16H2Mn210CO28H2O。5按要求书写方程式：(1)把图b的碎纸片补充到图a中，可得到一个完整的离子方程式。则此离子方程式为_。(2)化合物K2FeO4可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂，可
7、由FeCl3和KClO在强碱性条件下反应制得，其反应的离子方程式为_。答案：(1)3S6OH=2S2SO3H2O(2)2Fe33ClO10OH=2FeO3Cl5H2O或2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO3Cl5H2O考点二|氧化还原反应的计算方法电子守恒法(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第32页核心知识大通关解题的思维流程(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低
8、价)。考向精练提考能考向一氧化还原反应的计算应用得失电子守恒解题的一般步骤“一、二、三”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类型1两元素之间得失电子守恒型124 mL浓度为0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL1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()
9、A2B3C4 D5解析：题目中指出被还原的元素是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46；而Cr元素的化合价将从6n(设n为生成物中Cr元素的化合价)，根据得失电子数目相等，有0.024 L0.05 molL1(64)0.02 L0.02 molL12(6n)，解得n3。答案：B2(2016全国高考卷节选)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)。解析：由信息知，要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化
10、能力，先求得1 g NaClO2变为Cl转移的电子数为190.54，再设x g Cl2变为Cl的氧化能力与1 g NaClO2的氧化能力相当，列方程得190.54x712，解得x1.57，即为有效氯含量。答案：1.573(2016全国高考卷节选)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2_kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是_。解析：N2H4吸收O2时的化学方程式为N2H4O2=N22H2O，由化学方程式可知参加反应的N2H4和O2的质量相等，故1 kg N2H4理论上可除去水中溶解的O2 1
11、kg。Na2SO3吸收O2生成Na2SO4：2Na2SO3O2=2Na2SO4，两者相比较，N2H4的用量少，且不产生其他杂质。答案：1N2H4的用量少，不产生其他杂质(产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4)类型2多元素之间得失电子守恒型4在反应3BrF35H2O=9HFBr2HBrO3O2中，若有5 mol H2O参加反应，被水还原的溴元素为()A1 mol B molC. mol D2 mol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 mol。答案：C5在PCuSO4H2OCu3PH3
12、PO4H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4可氧化P的物质的量为_ mol。生成1 mol Cu3P时，参加反应的P的物质的量为_mol。答案：1.52.2考向二多步反应得失电子守恒问题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。614 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为()A9.6 g B6.4 gC3.2 g D1.6 g解析：根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知
13、量(Cu、Ag)之间的物质的量关系。HNO3中的元素相当于电子的“二传手”，先得到Cu、Ag失去的电子，再传给O2，最后恢复原貌，Cu、Ag失去的电子最终传给了O2，所以根据得失电子守恒规律，得24，解得：m(Cu)3.2 g。答案：C7U常见化合价有4和6，硝酸铀酰UO2(NO3)2加热可发生如下分解：UO2(NO3)2UxOyNO2O2(未配平)，将气体产物收集于试管中并倒扣于盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成的铀的氧化物化学式是()AUO2 B2UO2UO3CUO3 DUO22UO3解析：气体被吸收，说明二氧化氮、氧气和水发生的反应为4NO2O22H2O=4HNO3，所以二
14、氧化氮和氧气的计量数之比是41，根据氧化还原反应中得失电子数相等知，U元素的化合价不变，所以生成物是UO3，故选C。答案：C真题发掘知识串联串线索固双基回扣关键知识以剧毒物质砒霜(As2O3)为载体串联电子守恒规律的应用授课提示：对应学生用书第33页高考载体(上海高考卷)含有砒霜(As2O3)的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢(AsH3)在热玻璃管中完全分解生成单质砷和氢气。知识串联高考还可以这样考(1)砒霜(As2O3)和锌、盐酸混合反应的离子方程式为_；砷化氢(AsH3)完全分解生成单质砷和氢气的化学方程式为_。(2)As2O3和Zn2的氧化性强弱顺序为_；Zn和AsH3的还原性强弱顺
15、序为_。(3)假设砒霜(As2O3)和锌、盐酸恰好充分反应，所得溶液中Zn2的浓度为0.05 molL1，则反应前盐酸的pH为_。(反应前后不考虑溶液体积的变化)(4)若生成砷的质量为1.50 g，则被还原的As2O3的质量为_。(5)若生成标准状况下的氢气为1.344 L，则转移电子总数为_，和砒霜反应的锌的物质的量为_。答案：(1)As2O36Zn12H=2AsH36Zn23H2O(2)As2O3Zn2ZnAsH3(3)1(4)1.98 g(5)0.36NA0.12 mol课时作业(授课提示：对应学生用书第249页)1已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)33ClO4OH=2RO3C
16、l5H2O。则RO中R的化合价是()A3B4C5 D6解析：根据离子反应中反应前后电荷守恒，可得342n3，解得n2。所以RO中R元素的化合价为6价。答案：D2已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：H2O2H2OIOI2MnOMn2HNO2NO。如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是()AH2O2 BIOCMnO DHNO2解析：KI被氧化得到I2,1 mol KI在反应中失去1 mol电子，再据题中所给信息：H2O2H2O1 mol H2O2得2 mol e，IOI21 mol IO得5 mol e，MnOMn21 mol MnO可得 5 mo
17、l e，HNO2NO 1 mol HNO2得1 mol e。虽然B、C项中的1 mol IO、MnO均可得5 mol e，但B中生成物I2可来自IO和I，故得I2最多者应是IO与I的反应。答案：B3工业上将Na2CO3和Na2S以12的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中()A硫元素被氧化B氧化剂与还原剂的物质的量之比为12C每生成1 mol Na2S2O3，转移4 mol电子D相同条件下，每吸收10 m3 SO2就会放出2.5 m3 CO2解析：A在反应物Na2S中S元素的化合价为2价，在SO2中S元素的化合价为4价，反应后产生的物质Na2S2
18、O3中，S元素的化合价为2价，介于2价与4价之间，因此硫元素既被氧化又被还原，错误。B.根据题意可得在溶液中发生反应的方程式是Na2CO32Na2S4SO2=3Na2S2O3CO2，在反应中氧化剂SO2与还原剂Na2S的物质的量之比为4221，错误。C.根据B选项的化学方程式可知，每生成3 mol Na2S2O3，转移8 mol电子，则产生1 mol Na2S2O3，转移 mol电子，错误。D.根据反应方程式可知消耗的SO2与产生的CO2的物质的量之比是41，相同条件下，消耗SO2与产生的CO2的体积之比也为41，故D项正确。答案：D4已知二氧化硒是一种氧化剂，它可由Se2H2SO4(浓)=2
19、SO2SeO22H2O制取。又知离子方程式aSeO2bSO2cH2O=aSeb_X_d_Y_；则关于下列叙述正确的是()Aab11BY为OHC氧化性为SeO2H2SO4(浓)D若每生成0.2 mol X则该反应转移0.4NA个电子解析：根据题意SeO2是氧化剂，则可将二氧化硫氧化为硫酸，根据原子守恒知X是硫酸，Y不含Se、S，则没有Y生成，根据得失电子相等知ab12，A、B错误，D正确；根据氧化性：氧化剂氧化产物知C错误。答案：D5NaNO2是一种食品添加剂，它能致癌。酸性高锰酸钾溶液与亚硝酸钠的反应的离子方程式是下列叙述正确的是()A该反应中NO被还原B反应过程中溶液的pH变小C生成1 mo
20、l NaNO3需要消耗0.4 mol KMnO4D中的粒子是OH解析：反应中氮元素的化合价从3价升高到5价，失去2个电子，被氧化，做还原剂，A不正确；Mn元素的化合价从7价降低到2价，得到5个电子，根据电子得失守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比是25，所以选项C正确；再根据电荷守恒可知，反应前消耗氢离子，所以B和D都是错误的，答案为C。答案：C6把图2中的物质补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)。 图1 图2对该氧化还原型离子方程式说法不正确的是()AIO做氧化剂B若1 mol Mn2参加反应时则转移5 mol电子C氧化剂与还原剂的物质的量之比为52D配平后Mn2、
21、H的化学计量数分别为2、3解析：分析图1、图2可知，Mn2做还原剂，那么IO做氧化剂，配平后的氧化还原反应方程式为2Mn25IO3H2O=6H2MnO5IO，若有1 mol Mn2参加反应时则转移5 mol电子，氧化剂与还原剂的物质的量之比为52，配平后Mn2、H的化学计量数分别为2、6，故A、B、C项正确，D项错误。答案：D7a mol Cu与含b mol HNO3的溶液恰好完全反应，被还原的HNO3的物质的量一定是()A(b2a)mol Bb molC.a mol D2a mol解析：表现酸性的HNO3为2a mol，所以被还原的HNO3为(b2a) mol。答案：A8配平下列化学方程式：
22、(1)在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH3，Ce3通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式： (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：(3)配平反应的离子方程式是答案：(1)21626H(2)211H2O21(3)524518H9(1)用浓硝酸清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式为_。(2)Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为_(用离子方程式表示)。(3)纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是纤维素水解得到的最终产物与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：_24NaClO312H2SO4=ClO2CO218H2O_。答案：(1)A
23、g2HNO3(浓)=AgNO3NO2H2O(2)2S2O22H2O=4OH2S(3)1C6H12O624612Na2SO410新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。生产K2FeO4的工艺流程如图所示；(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：_FeCl3_NaOH_NaClO_Na2FeO4_。其中氧化剂是_(填化学式)。(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为_。解析：(1)反应中NaClO是氧化剂，还原产物是NaCl，根据元素守恒，可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平方程式为2FeCl310NaOH3
24、NaClO=2Na2FeO49NaCl5H2O。(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物，可知“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解度更小的K2FeO4。答案：(1)210329NaCl5H2ONaClO(2)Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH11(2017四川乐山质检)高锰酸钾是一种典型的强氧化剂。完成下列填空：.在用酸性KMnO4溶液处理Cu2S和CuS的混合物时，发生的反应如下：MnOCu2SHCu2SO2Mn2H2O(未配平)MnOCuSHCu2SO2Mn2H2O(未配平) (1)下列关于反应的说法中错误的是_(填字母序号)。a被氧
25、化的元素是Cu和Sb氧化剂与还原剂的物质的量之比为85c生成2.24 L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8 mold还原性的强弱关系是Mn2Cu2S(2)标出反应配平后2种反应物前面的系数：_MnO_CuS.在稀硫酸中，MnO和H2O2也能发生氧化还原反应。氧化反应：H2O22e=2HO2还原反应：MnO8H5e=Mn24H2O(3)反应中若有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子的个数为_。(4)已知：2KMnO47H2O23H2SO4=K2SO42MnSO46O210H2O，则被1 mol KMnO4氧化的H2O2是_ mol。.实验室可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备K
26、MnO4，方法如下：高温下使软锰矿与过量KOH(s)和KClO3(s)反应，生成K2MnO4(锰酸钾)和KCl；用水溶解，滤去残渣；酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；再滤去沉淀MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。请回答：(5)用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是_。(6)K2MnO4转化为KMnO4的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。并用单线桥法表示电子的转移情况：_。解析：(1)a项，铜元素的化合价由1价升到2价，硫元素的化合价由2价升到4价，均被氧化，正确；b项，设氧化剂的物质的量为x，还原剂的物质的量为y，则5x(26)y，正确；c项，根据b项，当生成5 mol
27、 SO2时，转移电子40 mol，所以当有0.1 mol SO2生成时，转移电子0.8 mol，正确；d项，氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性，则根据方程式，还原性：Cu2SMn2，错误。(2)由可得，锰元素化合价由7价降到2价，硫元素化合价由2价升到4价，根据得失电子守恒得：6MnO5CuS(3)由H2O22e=2HO2得，当有0.5 mol H2O2参加此反应，转移电子个数为NA。(4)1 mol KMnO4得5 mol e，1 mol H2O2被氧化为O2失2 mol e，故被氧化的H2O2为2.5 mol。(5)利用电子守恒配平6KOHKClO33MnO2高温,3K2MnO4KCl3H2O。(6)K2MnO4转为KMnO4的反应的离子方程式为3MnO4H=MnO22MnO2H2O，氧化剂和还原剂的物质的量之比为12，K2MnO4既是氧化剂又是还原剂。答案：(1)d(2)65(3)6.021023 (或NA)(4)2.5(5)KClO33MnO26KOH3K2MnO4KCl3H2O(6)12
