文档内容
考点 05 氧化还原反应方程式的配平和计算
目录
................................................................................................................................................1
1.高考真题考点分布......................................................................................................................................1
2.命题规律及备考策略..................................................................................................................................1
................................................................................................................................................2
考法01 氧化还原反应方程式的配平.........................................................................................................2
考法02 电子守恒思想在化学计算中的应用.............................................................................................5
................................................................................................................................................6
1.高考真题考点分布
考点内容 考点分布
氧化还原反应的 2024浙江卷第4题,2分;2023北京卷第12题,3分;2023浙江1月卷第10题,2
计算 分;
2022浙江6月卷第10题,2分;2021浙江6月卷第8题,2分;2021湖南卷第8
题,3分;2020浙江6月卷第10题,2分
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
本专题考查类型主要涉及点为氧化还原反应的配平、得失电子守恒与氧化还原反应的相关计算等。
【备考策略】
氧化还原反应方程式配平的方法步骤
【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体为背景(如工农业生产、日常生活、科学实验、环境保护、检验检测等),考查氧化还原反应的配平、氧化还原反应的计算、化学方程式的书写等。
考法01 氧化还原反应方程式的配平
1.配平原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价 总数=化合价 总数;
(2)质量守恒:反应前后原子的 和 不变;
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数 。
2.一般氧化还原反应方程式的配平:化合价升降法
(1)标变价:标明反应前后变价元素的 ;
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素 ;
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数 ;
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的 数,观察法配平其他物质的
数;
(5)查守恒:检查 、 、 是否守恒。
3.复杂氧化还原反应方程式配平的基本方法
(1)正向配平法
适合氧化剂、还原剂是不同反应物的反应。如:
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量
数,然后确定反应物的化学计量数,最后根据质量守恒配平其他物质。如:
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以KS的化学计量数为2,KSO 的化学计量数为
2 2 3
1,然后确定S的化学计量数为3,最后根据质量守恒配平其他物质。
(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Cu S+HNO―→Cu(NO )+NO+HSO +HO,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu S中Cu、S元
2 3 3 2 2 4 2 2
素化合价均升高,看作一个整体, ,配平
得3Cu S+22HNO===6Cu(NO)+10NO↑+3HSO +8HO。
2 3 3 2 2 4 2配平下列化学方程式。
(1)____KI+____CuSO ===____I +____CuI↓+____KSO
4 2 2 4
(2)____P+____CuSO +____HO===____Cu+____HPO +____HSO
4 2 3 4 2 4
(3)____Cl +____Ca(OH) ===____CaCl +____Ca(ClO) +____HO
2 2 2 2 2
(4)____P +____KOH+____HO===____K PO +____PH ↑
4 2 3 4 3
(5)____(NH )Cr O===____N ↑+____Cr O+____HO
4 2 2 7 2 2 3 2
考向01 正向配平和逆向配平的应用
【例1】(2024·辽宁大连·一模)硫代硫酸钠溶液与氯气能发生反应:NaSO+Cl+HO===NaCl+HCl+
2 2 3 2 2
HSO 。下列说法错误的是( )
2 4
A.氧化剂、还原剂的物质的量之比为3∶1
B.若0.5 mol Na SO 作还原剂,则转移4 mol电子
2 2 3
C.当NaSO 过量时,溶液能出现浑浊
2 2 3
D.硫代硫酸钠溶液吸收氯气后,溶液的pH降低
【思维建模】
配平的基本方法
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的,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。
(5)整体配平:指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。
考向02 缺项型氧化还原方程式的配平
【例2】(2024·河北衡水·二模)NaNO 是一种食品添加剂,它能致癌。酸性KMnO 溶液与NaNO 反应的
2 4 2
化学方程式是:MnO+NO+―→Mn2++NO+HO。下列叙述中正确的是( )
2
A.该反应中NO被还原
B.反应过程中溶液的pH减小
C.生成1 mol NaNO 需消耗0.4 mol KMnO
3 4
D.中的粒子是OH-
【思维建模】
缺项型氧化还原方程式的配平技巧
(1)方法
先用“化合价升降法”配平含有变价元素物质的化学计量数,然后由原子守恒确定未知物并进行配平。
(2)补项原则条件 补项原则
酸性条
反应物缺H(氢)或多O(氧)补H+生成HO,反应物少O(氧)补HO(水)生成H+
2 2
件下
碱性条
反应物缺H(氢)或多O(氧)补HO(水)生成OH-,反应物少O(氧)补OH-生成HO
2 2
件下
【对点1】(2024·山东滨州·模拟)钢铁“发蓝”是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中,在钢铁的表面形
成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热
到130 ℃反应。其过程可以用如下化学方程式表示:
①3Fe+NaNO +5NaOH===3Na FeO+HO+NH ↑
2 2 2 2 3
②Na FeO+NaNO +HO―→NaFe O+NH ↑+NaOH(未配平)
2 2 2 2 2 2 4 3
③Na FeO+NaFe O+2HO===Fe O+4NaOH
2 2 2 2 4 2 3 4
下列说法不正确的是( )
A.碱性条件下,NaNO 的氧化性比NaFeO、NaFe O 都强
2 2 2 2 2 4
B.反应①、②是氧化还原反应,③不是氧化还原反应
C.反应②配平后,HO的化学计量数是6
2
D.整个反应过程中,每有16.8 g Fe参加反应转移0.8 mol电子
【对点2】(2024·江苏徐州·二模)某反应体系中的物质有:NaOH、Au O、NaSO、NaSO、Au O、
2 3 2 4 6 2 2 3 2
HO。下列方框中对应的物质或有关叙述正确的是( )
2
++===++
A.NaSO、HO、NaSO、Au O、NaOH
2 4 6 2 2 2 3 2
B.NaSO、NaOH、NaSO、Au O、HO
2 2 3 2 4 6 2 2
C.NaSO、HO、NaSO、Au O、NaOH
2 2 3 2 2 4 6 2
D.当1 mol Au O 完全反应时,转移电子8 mol
2 3
考法02 电子守恒思想在化学计算中的应用
1.得失电子守恒
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 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 和 ,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)找出氧化剂、还原剂及相应的 和 。
(2)找准一个原子或离子 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 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
价)。3.氧化还原反应计算的常用方法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失
电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产
物的有关计算等。
(1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。
①“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
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。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
考向01 单一氧化还原反应中得失电子守恒的应用
【例1】(2024·广东深圳·一模)某强氧化剂XO(OH)被NaSO 还原。如果还原2.4×10-3 mol XO(OH),需
2 3
用30 mL 0.2 mol·L-1的NaSO 溶液,那么X元素被还原后的价态是( )
2 3
A.+2 B.+1
C.0 D.-1
【思维建模】
(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
价)。
考向02 多步氧化还原反应中得失电子守恒的应用
【例2】(2024·湖南长沙·二模)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO 、NO、NO的混合
2 2 4
气体,将这些气体与1.68 L O (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
2
酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60 mL B.45 mL
C.30 mL D.15 mL
【思维建模】
多步连续进行的氧化还原反应的有关计算
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。【对点1】(2024·山东济南·模拟)FeS 与硝酸反应产物有Fe3+和HSO ,若反应中FeS 和HNO 物质的量
2 2 4 2 3
之比是1∶8时,则HNO 的唯一还原产物是( )
3
A.NO B.NO C.NO D.NO
2 2 2 3
【对点2】(2024·湖北·三模)二氧化锰矿粉中MnO 含量测定实验流程如图。下列说法错误的是( )
2
A.NaC O 将MnO 还原为Mn2+
2 2 4 2
B.滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色
C.MnO 含量为%
2
D.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO 含量偏小
2
题型一 氧化还原反应配平及其应用
1.(2024·山东烟台·一模)已知氧化性:Br >Fe3+。FeBr 溶液中通入一定量的Cl,发生反应的离子方程式
2 2 2
为aFe2++bBr-+cCl―→dFe3++eBr +fCl-,下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一
2 2
对应,其中不符合反应实际的是( )
A.2 4 3 2 2 6 B.0 2 1 0 1 2
C.2 0 1 2 0 2 D.2 2 2 2 1 4
2.(2024·浙江金华·一模)乙醇与酸性KCr O 溶液混合可发生如下反应:Cr O+C HOH+H+===Cr3++
2 2 7 2 2 5
CHCOOH+HO(未配平)。下列叙述不正确的是( )
3 2
A.Cr O中Cr元素化合价为+6
2
B.氧化产物为CHCOOH
3
C.KCr O 溶液常用硫酸酸化
2 2 7
D.1 mol C HOH发生上述反应转移2 mol e-
2 5
3.(2024·河北保定·一模)氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl+KOH―→KX+KY(未配
2
平),KX在一定条件下能自身反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY与KZ关系比为1∶3),以上KX、KY、
KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯的化合价是( )
A.+1 B.+3
C.+5 D.+7
题型二 氧化还原反应的计算
4.(2024·湖南长沙·二模)乙二醇的生产工艺中,需使用热的 溶液(脱碳液)脱除 ,脱碳液中含有的 能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中 的含量,操作中涉及两个反应如
下:
① ;
② 。
下列说法错误的是
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2
B.反应①生成1mol 时,反应转移1mol电子
C.V的最高价为+5价,推测 有氧化性和还原性
D.溶液酸性过强时,反应②易发生其他反应
5.(2024·浙江·三模)制备高铁酸钠( )的一种方法是:
,下列说法不正确的是
A. 作还原剂
B. 是还原产物
C. 是一种新型绿色消毒剂,可用于饮用水的处理
D.每生成 ,电子转移总数为 ( 为阿伏加德罗常数的值)
6.(2024·浙江·模拟)金星大气中如存有PH ,据此推断金星或许存在生命。利用P 与足量浓KOH溶液反
3 4
应可制备PH :
3
P+ 3 KOH(浓)+ 3 H O =3KHPO + PH ↑。下列说法正确的是
4 2 2 2 3
A.0.1 mol P 参加反应,转移0.3 mol电子 B.P 是氧化剂
4 4
C.PH 的电子式为 D.KH PO 是强电解质,属酸式盐
3 2 2
题型三 氧化还原反应综合考查
7.(2024·河北石家庄·三模)亚氯酸钠( )具有强氧化性、受热易分解,可用作漂白剂、食品消毒
剂等,以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如图所示.已知高浓度的 易爆炸.下列说法错误的
是
A.“反应1”中 是还原产物,母液中主要成分是
B.“反应1”需要通入 稀释 ,以防发生爆炸
C.“反应2”中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为D.若还原产物均为 时, 的氧化能力是等质量 的2.5倍
8.(2024·浙江·三模)水体中氨氮含量过高会导致水体富营养化,用次氯酸钠除去氨氮(以NH 表示)的反应
3
为: 。下列说法不正确的是( 为阿伏加德罗常数的值)
A.NaClO是氧化剂,NH 是还原剂
3
B.氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶3
C.反应温度越高,氨氮的去除率也越高
D.生成1molN ,反应转移电子数为
2
9.(2024·山东菏泽·一模)某化学兴趣小组利用KBr废液制备溴单质,其流程如图所示(“氧化1”时
)。下列说法正确的是
A.“吹出”时涉及氧化还原反应
B.可用乙醇从溴水中萃取溴
C.“氧化1”时若1 mol 发生反应,则转移4 mol电子
D.“氧化2”时发生反应
10.(2024·湖南邵阳·三模)亚氯酸钠 是一种重要的含氯消毒剂。马蒂逊法制备亚氯酸钠的流程如
图,下列说法错误的是
A.反应①阶段,参加反应的 和 的物质的量之比为2:1
B.反应②条件下, 的氧化性大于
C.反应②中的 可用 代替
D.若反应①通过原电池来实现,则 是正极产物
11.(2024·浙江·模拟)关于反应2Cu S+14HNO =2CuSO+2Cu(NO)+5NO↑+5NO↑+7HO,下列说法不正确
2 3 4 3 2 2 2
的是
A.HNO 在反应中体现氧化性和酸性
3
B.CuSO 和Cu(NO ) 都是氧化产物
4 3 2C.0.2mol Cu S参加反应,转移电子2mol
2
D.随着产物中NO和NO 比例的改变,CuSO 和Cu(NO ) 的比例也发生相应的改变
2 4 3 2
12.(2024·辽宁丹东·一模)高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂,湿法制备高铁酸钠的化学原理可用化学方程
式表示为: 。 为阿伏加德罗常数的值,下列
说法正确的是
A. 在该反应中作氧化剂
B. 和 中均含离子键和极性键
C. 溶液中含有 的数目为
D.当转移 时,生成的 中含有的孤电子对数为
13.(2024·重庆荣昌·模拟)黄铁矿( )在酸性条件下发生催化氧化的反应历程如图所示。下列说法错误
的是
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生氧化还原反应
B.反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C.反应Ⅱ的离子方程式为
D.该过程的总反应为
14.(2024·安徽合肥·三模)某课题组利用工业废气中的NO制备NH NO 的工艺流程如图所示,若装置Ⅰ
4 3
和装置Ⅱ中反应后 都为 (不考虑HNO 电离),下列说法错误的是
2
A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为
B.装置Ⅰ中若有5.6L(标准状况下)NO参与反应,则转移0.5mol电子
C.装置Ⅲ中 ,可实现原子利用率最大化
D.装置Ⅲ发生的氧化还原反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为
15.(2024·河北邯郸·一模)向27.2 g Cu和Cu O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反
2应,生成NO和Cu(NO )。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子
3 2
已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法错误的是( )
A.原固体混合物中Cu与Cu O的物质的量之比为2∶1
2
B.硝酸的物质的量浓度为2.4 mol·L-1
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
D.Cu、Cu O与硝酸反应后剩余HNO 为0.6 mol
2 3
1.(2024·浙江卷)汽车尾气中的 和 在催化剂作用下发生反应: ,下列
说法不正确的是( 为阿伏加德罗常数的值)
A.生成 转移电子的数目为 B.催化剂降低 与 反应的活化能
C. 是氧化剂, 是还原剂 D. 既是氧化产物又是还原产物
2.(2023·浙江卷)关于反应 ,下列说法正确的是
A.生成 ,转移 电子 B. 是还原产物
C. 既是氧化剂又是还原剂 D.若设计成原电池, 为负极产物
3.(2023·北京卷)离子化合物 和 与水的反应分别为① ;②
。下列说法正确的是
A. 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. 中阴、阳离子个数比为 , 中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的 和 的物质的量相同
4.(2022·海南卷)在2.8gFe中加入100mL3mol/LHCl,Fe完全溶解。N 代表阿伏加德罗常数的值,下列说
A
法正确的是
A.反应转移电子为0.1mol B.HCl溶液中 数为3N
A
C. 含有的中子数为1.3N D.反应生成标准状况下气体3.36L
A
5.(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的NO转化
为N 进入大气层,反应过程如图所示。
2
下列说法正确的是( )A.过程Ⅰ中NO发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程 Ⅱ 中参与反应的n(NO)∶n(NH)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+NH===N ↑+2HO
2 2
6.(双选)(2021·山东卷)实验室中利用固体KMnO 进行如图实验,下列说法错误的是( )
4
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO 只作氧化剂
4
C.Mn元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
7.(2021·湖南卷) 常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为
。下列说法错误的是
A.产生22.4L(标准状况) 时,反应中转移
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:6
C.可用石灰乳吸收反应产生的 制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中 的存在
8.(2021·浙江6月选考)关于反应KHIO +9HI===2KI+4I+6HO,下列说法正确的是( )
2 3 6 2 2
A.KHIO 发生氧化反应
2 3 6
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I 时,转移0.1 mol电子
2
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1