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第一章 化学物质及其变化
第05 讲 氧化还原反应的计算及方程式的配平
目录:
考点一 电子守恒法计算
考点二 氧化还原反应方程式的配平和书写
考点一 电子守恒法计算
梳理归纳(
巩固知识)
►
1.电子守恒法计算的原理
氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数
2.电子守恒法计算的流程
(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
价)。
【方法指导】
有些试题涉及的氧化还原反应较多,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,即可迅速求
解。
基础自填(
理解应用)
►
一、确定元素价态或物质组成
1.现有24 mL 浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL 浓度为0.02 mol·L-1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________。
二、多元素之间得失电子守恒问题
2.在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是Pb2+和Cr2O7
2-,则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为(
)
A.3.0 mol
B.1.5 mol
C.1.0 mol
D.0.75 mol
3.在P+CuSO4+H2O―→Cu3P+H3PO4+H2SO4(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。
三、多步反应得失电子守恒问题
4.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 mL 的NO2气体和672 mL 的
1
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N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为17.02
g。则x 等于________。
体验真题(
领悟高考)
►
(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
触类旁通(
加深技巧)
►
1.向100 mL 的FeBr2溶液中,通入标准状况下Cl2 5.04 L,Cl2全部被还原,测得溶液中
c(Br-)=c(Cl-),则原FeBr2溶液的物质的量浓度是( )
A.0.75 mol·L-1
B.1.5 mol·L-1
C.2 mol·L-1
D.3 mol·L-1
2.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 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
考点二 氧化还原反应方程式的配平和书写
梳理归纳(
巩固知识)
►
1.氧化还原方程式配平的基本原则
2
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2.氧化还原方程式配平的一般步骤
3.常见的氧化还原配平类型
类型一 直接型氧化还原反应方程式的配平
【例1】配平化学方程式:
H2S+HNO3―→S↓+NO↑+H2O
分析:配平步骤如下
第一步:标变价
H2S+H NO3―→S↓+NO↑+H2O
第二步:列得失
第三步:求总数
从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(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。
3H2S+2HNO3===3S↓+2NO↑+4H2O
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
3
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守恒进行配平。
(2)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-
【规律方法】
“三步法”突破缺项型氧化还原方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平
流程为
4.信息型氧化还原反应方程式的书写“五”步骤
(1)细致分析新信息或流程图,确定反应物和部分生成物。
(2)依据元素化合价的变化,由物质氧化性、还原性确定氧化产物或还原产物。
(3)书写“残缺”方程式“氧化剂+还原剂―→还原产物+氧化产物”,并利用化合价升降总数相等,先配
平参与氧化还原反应的各物质的化学计量数。
(4)根据电荷守恒、体系环境补充其他反应物或产物配平。“补项”的一般原则为:
①酸性条件下:首先考虑补H+生成H2O,也可能补H2O 生成H+ ;
②碱性条件下:首先考虑补OH—生成H2O,也可能补H2O 生成OH— ;
③切勿出现补H+生成OH—或补OH—生成H+的错误状况。
(5)检查是否质量守恒,勿漏反应条件。
基础自填(
理解应用)
►
一、一般配平类
1.正向配平
(1)______HCl(浓)+______MnO2=====______Cl2↑+______MnCl2+______H2O
(2)______Cu+______HNO3(稀)===______Cu(NO3)2+______NO↑+______H2O
(3)______KI+______KIO3+______H2SO4===______I2+______K2SO4+______H2O
(4)______MnO+______H++______Cl-===______Mn2++______Cl2↑+______H2O
2.逆向配平
(1)____S+______KOH===______K2S+______K2SO3+______H2O
(2)______P4+______KOH+______H2O===______K3PO4+______PH3↑
3.含有未知数的配平
4
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(1)______FexS+____HCl===______S+______FeCl2+______H2S
(2)______Na2Sx+______NaClO+______NaOH===______Na2SO4+______NaCl+______H2O
4.有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
(1)______KClO3+______H2C2O4+______H2SO4===______ClO2↑+______CO2↑+______KHSO4+______H2O
(2)______C2H6O +______KMnO4 +______H2SO4===______K2SO4 +______MnSO4 +______CO2↑+
______H2O
二、缺项配平类
5.(1)______ClO-+______Fe(OH)3+________===______Cl-+______FeO+______H2O
(2)______MnO+______H2O2+________===______Mn2++______O2↑+______H2O
(3)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、CO。
请将AlN 之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。
++=====AlN+
(4)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:
NaBiO3+Mn2++____===Na++Bi3++____+____
三、氧化还原反应方程式的书写
6.+6 价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3 将废液中的Cr2O 还原成Cr3+,该反应的离子方程式为
_______________________________。
7.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取葡萄酒样品,用
碘的标准液滴定至终点。滴定反应的离子方程式为______________________。
8.SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放,其工作原理如图:
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:________________________
________________________________________________。
(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式:____________________________________。
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示
(NH4)2SO4的形成:_______________________________________。
体验真题(
领悟高考)
►
1.(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性
溶液与
发生反应,
(Ⅱ)起催化作用,过程中不同
价态含
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
5
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A.
(Ⅲ)不能氧化
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,
(Ⅱ)和
(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:
2.(2022·湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进
和
的转移(如a、b 和c),能将海洋中的
转化为
进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是
A.过程Ⅰ中
发生氧化反应
B.a 和b 中转移的
数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为
触类旁通(
加深技巧)
►
1.处理含氰
废水可以用以下两种方法:
Ⅰ:
(未配平),其中A 为参与大气循环的气体
Ⅱ:①
(未配平)
②
下列说法正确的是( )
A.
和
的电子式分别为
B.方法Ⅰ中,每生成
,转移
个电子
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C.方法Ⅱ中,
是反应②的氧化产物
D.方法Ⅱ的反应①中,
与
的物质的量之比为1∶1
2.已知还原性:HSO>I-,氧化性:IO>I2。
(1)在NaIO3溶液中滴加少量NaHSO3溶液,发生下列反应。配平反应方程式,并用单线桥标出电子转移的
方向和数目。
NaIO3+NaHSO3===I2+Na2SO4+H2SO4+H2O
(2)在NaIO3溶液中滴加过量NaHSO3溶液,反应完全,推测反应后溶液中的还原产物为__________(填化学
式)。
(3)在含5 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入NaIO3溶液,加入NaIO3的物质的量和析出I2的物质的量的关系曲
线如图所示。写出反应过程中与
AB
段曲线对应的离子方程式:
_____________________________________________________________________________;
当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶3 时,加入的NaIO3为__________mol。
3.按要求回答下列问题:
(1)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种粒子:Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾反应的离子方程式:_________________________________。
②每生成1 mol FeO 转移__________mol 电子,若反应过程中转移了0.3 mol 电子,则还原产物的物质的量
为________mol。
③低温下,在高铁酸钠溶液中加入KOH 至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),原因是
_____________________________________________________________________________。
(2)工业上从海水中提取单质溴可采用如下方法:
①向海水中通入Cl2将海水中溴化物氧化,其离子方程式为__________________________
_____________________________________________________________________________。
②向上述混合液中吹入热空气,将生成的溴吹出,用纯碱溶液吸收,其化学方程式为
_____________________________________________________________________________。
③将②所得溶液用H2SO4酸化,使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴,再用有机溶剂提取溴后,还可得
到副产品Na2SO4。这一过程可用化学方程式表示为_____________________
_____________________________________________________________________________。
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