1、第4课时 氧化还原反应的基本规律氧化还原反应的配平(提升课时)概念认知自主学习学习任务氧化还原反应方程式的书写与配平1配平原则：2配平步骤：3配平氧化还原反应的基本技能：(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。4缺项
2、的氧化还原反应方程式的配平方法及原则：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。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。补项原则：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OH【典例】配平下面的氧化还原反应方程式：(1)Mn2O2OHMnO(OH)2(2)MnO(OH)2IHMn2I2H2O【解析】(1)(2)答案：(1)2Mn2O24OH=2MnO(OH)2(2)MnO(OH)22I4H=Mn2I23H
3、2O【思维升级】Mn2、Bi3、BiO3、MnO4、H、H2O 组成的一个氧化还原反应体系中，发生 BiO3Bi3的反应过程。将以上物质分别填入下面对应的横线上，组成一个配平的化学方程式。_=_7H2O【解析】发生 BiO3Bi3的反应，Bi 元素由5 价降低为3 价即发生还原反应，一个氧化还原反应体系则还要发生氧化反应即 Mn2MnO4，Mn 元素由2 价升高为7 价，发生 Mn2BiO3HMnO4Bi3H2O，由电子守恒及质量守恒定律可知，该反应为 2Mn25BiO314H=2MnO45Bi37H2O。答案：2Mn2 5BiO3 14H 2MnO4 5Bi31(正向配平)HCl(浓)MnO
4、2=Cl2 MnCl2 H2O答案：4 1 1 1 22(逆向配平)(1)S KOH=K2S K2SO3 H2O(2)P4 KOH H2O=K3PO4 PH3答案：(1)3 6 2 1 3(2)2 9 3 3 53(缺项配平)(1)ClO3 Fe2 _=Cl Fe3 _。(2)MnO4 C2O24 _=Mn2 CO2 _。答案：(1)1 6 6 H 1 6 3 H2O(2)2 5 16 H 2 10 8 H2O 储氢碳纳米管的研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质-碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为 CK2Cr2O7H2SO4CO2K2SO4C
5、r2(SO4)3H2O(未配平)(1)配平上述方程式_C_K2Cr2O7_H2SO4=_CO2_K2SO4_Cr2(SO4)3_H2O。(2)上述反应中氧化剂是_(填化学式)，氧化产物是_(填化学式)。(3)H2SO4 在上反应中表现出来的性质是_(填序号)。A氧化性 B氧化性和酸性C酸性D还原性和酸性【解析】(1)反应中碳元素的化合价由 0 升高为4，铬元素的化合价由6 降低为3，由电子守恒可知，C 的化学计量数为 3，K2Cr2O7 的化学计量数为 2，由质量守恒定律可知，配平后的化学方程式为 3C2K2Cr2O78H2SO4=3CO22K2SO42Cr2(SO4)38H2O。(2)铬元素
6、的化合价降低，则 K2Cr2O7 为氧化剂，碳元素的化合价升高，则 CO2 为氧化产物。(3)该反应中，硫酸中各元素的化合价不发生变化，反应中生成硫酸盐，则硫酸在该反应中作酸，体现酸性。答案：(1)3 2 8 3 2 2 8(2)K2Cr2O7 CO2(3)C版本借鉴资源拓展【苏教版】P65【氧化还原反应中的守恒】守恒现象在化学变化过程中普遍存在。我们已经知道，参加化学反应的各物质的总质量等于反应后生成的各物质的总质量。从元素的化合价变化考察氧化还原反应，反应前后元素化合价升、降的总数相等；从电子转移的角度来认识氧化还原反应，反应中氧化剂得电子的数目等于还原剂失电子的数目。氧化还原反应中从化合
7、价变化到得失电子数守恒，体现了人们对化学反应由表及里，由片面到全面，逐渐深入本质的认识过程。爆竹中的化学原料是黑火药，其主要成分是硝石(硝酸钾)、硫黄及木炭。三者按一定比例混合点燃后生成硫化物、氮气和二氧化碳。(1)请写出反应的化学方程式，并用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目_。(2)该反应中氧化剂是_，氧化产物是_，当生成 2 个 K2S 时，转移电子数为_个。【解析】(1)硝石(硝酸钾)、硫黄及木炭按一定比例混合点燃后生成硫化物、氮气和二氧化碳，反应 S2KNO33C=K2SN23CO2中，则用双线桥法标出电子转移的方向及数目为。(2)反应 S2KNO33C=K2SN23CO2中，硫
8、元素化合价由 0 价降低到2价，则 S 为氧化剂，氮元素化合价由5 价降低到 0 价，则 KNO3 为氧化剂，碳元素化合价由 0 价升高到4 价，则 C 为还原剂，还原剂对应的氧化产物为 CO2；当生成 2 个 K2S 时，转移电子数为 24 个。答案：(1)(2)S、KNO3 CO2 24学情诊断课堂测评1(水平 1)将锌粉加入 20.0 mL 的 MO2溶液中，其中锌与 MO2的个数比为 31，则还原产物可能是()AM BM CM3 DMO2【解析】选 B。若 M 化合价由5 变为 x，则(5x)132，可得 x1。【补偿训练】已知 OCN中 C 显4 价，N 显3 价，在反应 OCNOH
9、Cl2CO2N2ClH2O(未配平)中，如果有 6 个 Cl2 完全反应，则被氧化的 OCN的个数是()A2 个 B3 个 C4 个 D6 个【解析】选 C。反应中只有 N 和 Cl 的化合价改变，根据 OCN失3e 12 N2、Cl2得2e 2Cl，由得失电子守恒：263N(OCN)，可知有 4 个 OCN被氧化，C 对。2(水平 2)水热法制 Fe3O4 纳米颗粒的总反应为 3Fe22S2O23O2xOH=Fe3O4S4O262H2O。下列说法正确的是()AO2、S2O23都是氧化剂Bx2C纳米 Fe3O4 颗粒是固溶胶D每消耗 1 mol S2O23时，转移 2 mol e【解析】选 D
10、。在反应中，Fe 的化合价从2 价部分升高到3 价，S 的化合价从2 价升高到2.5 价，氧气中 O 的化合价从 0 价降低到2 价，所以 O2是氧化剂，S2O23和 Fe2都是还原剂，故 A 错误；根据质量守恒，反应后 H 个数为 4，所以 x4，故 B 错误；固溶胶是分散剂是固体的胶体分散系，纳米 Fe3O4 颗粒分散在某种固体中才是固溶胶，故 C 错误；氧气是氧化剂，消耗 1 molO2 转移 4 mol电子，同时消耗 2 mol S2O23，所以每消耗 1 mol S2O23时，转移 2mol e，故D 正确。3(水平 1)已知离子方程式：As2S3H2ONO3AsO34SO24NO_
11、 (未配平)，下列说法错误的是()A配平后 H2O 的化学计量数为 4B反应后溶液呈酸性C配平后氧化剂与还原剂的物质的量之比为 328D氧化产物为 AsO34和 SO24【解析】选 C。根据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒，可得3As2S34H2O28NO3=6AsO349SO2428NO8H，据此可知 A、B、D 均正确。氧化剂和还原剂的物质的量之比为 283，故 C 错误。4(水平 2)若(NH4)2SO4 在强热时分解的产物是 SO2、N2、NH3 和 H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的 N 原子数之比为()A14 B12 C21 D41【解析】选 B。配平该反
12、应：3(NH4)2SO4=高温 3SO24NH3N26H2O，从而推断出化合价变化和未变化的 N 原子个数之比为 12。5(水平 2)在酸性条件下，可发生如下反应：ClO32M34H2O=M2On7Cl8H，M2On7中 M 的化合价是 ()A4 B5 C6 D7【解析】选 C。根据离子方程式中，反应前后电荷守恒，可得 618n1，解得 n2，M2O27中 M 的化合价为6 价，故 C 正确。【补偿训练】向含有 FeCl2 的溶液中通入 Cl2，再加入含 X2O27的酸性溶液，使溶液中的 Fe2恰好全部氧化，并使 X2O27还原为 Xn，Fe2、Cl2 与 X2O27三种微粒的个数之比为 10
13、21 则 n 值为()A2 B3 C4 D5【解析】选 B。反应中价态的变化为 Fe2Fe3，Cl22Cl；X2O272Xn。根据得失电子守恒可得：N(Fe2)1N(Cl2)2N(X2O27)2(6n)，即 1012212(6n)，解得 n3。6(水平 2)(2021中山高一检测)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox，3x4，MMn、Zn、Ni，且均为2 价，下同)是由铁酸盐 MFe2O4 经过高温反应得到的。(1)将纳米材料氧缺位铁酸盐分散在蒸馏水中，所形成的分散系属于_。(2)MFe2O4 中 Fe 元素的化合价为_。(3)在酸性条件下，Fe2O24容易转化为 Fe2，某反应体系中共存在
14、下列 6 种粒子：Fe2O24、Fe2、H、H2O、Cu2O、Cu2，则该反应中的氧化剂是_，还原剂是_。【解析】(1)新型纳米材料氧缺位铁酸盐属于纳米材料，微粒直径处于 1100 nm 之间，所以分散在蒸馏水中所形成的分散系属于胶体；(2)M 的化合价为2 价，氧元素为2 价，设铁元素的化合价为x，依据化合物 MFe2O4 中各元素化合价代数和为 0，则：(2)(2x)(24)0，x3，即 MFe2O4 中 Fe 元素的化合价为3；(3)在酸性条件下，Fe2O24容易转化为 Fe2，铁元素的化合价从3 价降低到2 价，化合价降低作氧化剂，作还原剂的物质中元素化合价升高，才能符合氧化还原反应的
15、特征即元素化合价有升必有降，所以应该是 Cu2O 生成 Cu2，才符合化合价升高的变化，故氧化剂为 Fe2O24、还原剂为 Cu2O。答案：(1)胶体(2)3(3)Fe2O24 Cu2O7(水平 2)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3 或浓硫酸反应生成 SeO2 以回收 Se。完成下列填空：(1)Se 和浓 HNO3 反应的还原产物为 NO 和 NO2，且 NO 和 NO2 的物质的量之比为 11，写出 Se和浓 HNO3 反应的化学方程式_。(2)回收得到的 SeO2 的含量，可以通过下面的方法测定：SeO2KIHNO3SeI2KNO3H
16、2OI22Na2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，用单线桥法标出电子转移的方向和数目。【解析】(1)硒被浓硝酸氧化后的产物是 SeO2，根据硝酸的还原产物是 NO 和 NO2且物质的量之比为 11 可以写出反应的化学方程式。(2)反应中 SeO2 被还原成 Se，Se 元素的化合价由4 价变成 0 价，KI 被氧化成 I2，I元素的化合价由1 价变成 0 价，最小公倍数是 4，因此 SeO2 与 Se 的化学计量数均为 1，KI 的化学计量数为 4，I2 的化学计量数为 2，根据元素守恒配平其他的物质。答案：(1)Se2HNO3(浓)=SeO2H2ONONO2(2)=Se2I24KNO32H2O