2024年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊 第1章　第3節(jié)　第4課時　氧化還原反應(yīng)方程式的配平

第4課時氧化還原反應(yīng)方程式的配平[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.掌握氧化還原反應(yīng)方程式配平的依據(jù)，學(xué)會配平氧化還原反應(yīng)方程式的一般步驟。2.掌握配平氧化還原反應(yīng)方程式的常用技巧。一、正向配平氧化還原反應(yīng)方程式的依據(jù)及步驟1．氧化還原反應(yīng)方程式配平的依據(jù)(1)得失電子守恒：氧化劑和還原劑得失電子總數(shù)相等，化合價升高總數(shù)＝化合價降低總數(shù)。(2)質(zhì)量守恒：反應(yīng)前后元素的種類和原子的個數(shù)不變。(3)電荷守恒(離子方程式)：反應(yīng)前后電荷總數(shù)不變。2．氧化還原反應(yīng)方程式配平的一般步驟以H2O2＋H2CrO4——O2↑＋Cr(OH)3↓＋H2O為例(1)標(biāo)價態(tài)：標(biāo)出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的元素的化合價。H2eq\o(O,\s\up6(－1))2＋H2eq\o(Cr,\s\up6(＋6))O4——eq\o(O,\s\up6(0))2↑＋eq\o(Cr,\s\up6(＋3))(OH)3↓＋H2O(2)列變化：標(biāo)出反應(yīng)前后元素化合價的變化，分析“1分子氧化劑→還原產(chǎn)物”化合價降低數(shù)值，“1分子還原劑→氧化產(chǎn)物”化合價升高數(shù)值。(3)求總數(shù)：配出氧化劑、還原劑及氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計量數(shù)。計算化合價升高總數(shù)與降低總數(shù)的最小公倍數(shù)為6，使化合價升高和降低的總數(shù)相等，即得失電子守恒。“×”后面的數(shù)字就是反應(yīng)物或生成物的化學(xué)計量數(shù)。(4)根據(jù)原子守恒配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。3H2O2＋2H2CrO4——3O2↑＋2Cr(OH)3↓＋2H2O(5)查守恒：原子個數(shù)是否守恒，配平后，把單線改成等號，標(biāo)注反應(yīng)條件。3H2O2＋2H2CrO4=3O2↑＋2Cr(OH)3↓＋2H2O配平下列化學(xué)方程式。(1)____Mg＋____CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))____C＋____MgO答案2112(2)____Na2SO3＋____KIO3＋____H2SO4=____Na2SO4＋____K2SO4＋____I2＋____H2O答案5215111解析反應(yīng)中各元素化合價的變化：S元素由Na2SO3中的＋4價升高為Na2SO4中的＋6價，共升高2價，I元素由KIO3中的＋5價降低為I2中的0價，共降低10價，化合價變化值的最小公倍數(shù)為10，故Na2SO3的化學(xué)計量數(shù)為5，I2的化學(xué)計量數(shù)為1。(3)____FeS＋____O2eq\o(=,\s\up7(高溫))____Fe2O3＋____SO2答案4724解析FeS中兩元素的化合價均升高，是還原劑，“1分子FeS”共升高7價，O2是氧化劑，“1分子O2”共降低4價，化合價變化的最小公倍數(shù)為28，因而FeS化學(xué)計量數(shù)為4，O2的化學(xué)計量數(shù)為7，再根據(jù)原子守恒配Fe2O3和SO2，化學(xué)計量數(shù)分別為2和4。(4)____KClO3＋____HCl(濃)=____KCl＋____Cl2↑＋____H2O答案16133二、配平氧化還原反應(yīng)方程式的常用技巧1．逆向配平法分解反應(yīng)、歧化反應(yīng)、部分氧化還原反應(yīng)，一般使用逆向配平的方法，即先從氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物開始配平。例1____S＋____KOHeq\o(=,\s\up7(△))____K2S＋____K2SO3＋____H2O分析：硫單質(zhì)既是氧化劑又是還原劑，K2S是還原產(chǎn)物，K2SO3是氧化產(chǎn)物。(1)化合價的變化，生成“1個K2S”化合價降低2價，生成“1個K2SO3”化合價升高4價，化合價變化的最小公倍數(shù)為4，因而K2S化學(xué)計量數(shù)為2，K2SO3的化學(xué)計量數(shù)為1。(2)根據(jù)S原子守恒確定單質(zhì)硫的化學(xué)計量數(shù)為3。(3)再根據(jù)K原子守恒配出KOH的化學(xué)計量數(shù)為6。(4)最后定H2O的化學(xué)計量數(shù)為3。2．離子方程式的配平首先根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，根據(jù)電荷守恒，配平離子方程式兩邊電荷數(shù)，最后根據(jù)原子守恒配平未變價元素的原子。例2____MnOeq\o\al(－,4)＋____H＋＋____H2O2=____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O分析先根據(jù)得失電子守恒確定氧化劑MnOeq\o\al(－,4)、還原劑H2O2、還原產(chǎn)物Mn2＋、氧化產(chǎn)物O2的化學(xué)計量數(shù)分別是2、5、2、5；根據(jù)電荷守恒確定H＋的化學(xué)計量數(shù)為6，根據(jù)H原子守恒確定H2O的化學(xué)計量數(shù)為8，最后用O原子守恒檢驗。3．缺項配平類[一般缺的為酸(H＋)、堿(OH－)、水](1)先將得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應(yīng)物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一般加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加OH－，生成物一般加水，然后根據(jù)兩邊電荷數(shù)進(jìn)行配平。(2)當(dāng)化學(xué)方程式中有多個缺項時，應(yīng)根據(jù)化合價的變化找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。例3__MnOeq\o\al(－,4)＋__I－＋__=____Mn2＋＋__I2＋__H2O答案21016H＋258配平下列氧化還原反應(yīng)方程式。(1)正向配平①________KI＋________KIO3＋________H2SO4=________I2＋________K2SO4＋________H2O答案513333②________MnOeq\o\al(－,4)＋________H＋＋________Cl－=________Mn2＋＋________Cl2↑＋________H2O答案21610258(2)逆向配平①________P4＋________KOH＋________H2O=________K3PO4＋________PH3↑答案29335②________Cu＋________HNO3(稀)=________Cu(NO3)2＋____NO↑＋________H2O答案38324(3)缺項配平①__ClO－＋__Fe(OH)3＋__=__Cl－＋__FeOeq\o\al(2－,4)＋__H2O②__Mn2＋＋__ClOeq\o\al(－,3)＋__H2O=__MnO2↓＋__Cl2↑＋__答案①324OH－325②524518H＋氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧(1)根據(jù)得失電子守恒配平氧化劑和還原劑(或還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物)。(2)根據(jù)原子守恒配平變價元素原子。(3)根據(jù)電荷守恒和溶液的環(huán)境，常用H＋或OH－平衡電荷。(4)根據(jù)原子守恒，配平未變價元素原子。1．配平下列離子方程式。(1)____Fe3＋＋____SO2＋____H2O=____Fe2＋＋____SOeq\o\al(2－,4)＋____H＋答案212214(2)____C2Oeq\o\al(2－,4)＋____MnOeq\o\al(－,4)＋______=____CO2↑＋____Mn2＋＋____H2O答案5216H＋10282．配平下列化學(xué)方程式。(1)____KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))____KCl＋____O2↑答案223(2)____Cl2＋____NaOHeq\o(=,\s\up7(△))____NaCl＋____NaClO3＋____H2O答案36513(3)____Fe＋____HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))____Fe(NO3)3＋____NO2↑＋____H2O答案16133(4)__KMnO4＋____FeSO4＋____H2SO4=____K2SO4＋____MnSO4＋____Fe2(SO4)3＋____H2O答案21081258(5)____Au2O3＋____Na2S2O3＋____NaOH=____Au2O＋____Na2SO4＋____H2O答案212221題組一配平氧化還原反應(yīng)方程式的基礎(chǔ)——判斷化合價1．NH4HP2O4可用作木材阻燃劑和森林滅火劑，其中P元素的化合價為()A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5答案B解析NH4HP2O4由NHeq\o\al(＋,4)和HP2Oeq\o\al(－,4)構(gòu)成，設(shè)P元素的化合價為x，則有1＋2x－8＝－1，解得x＝＋3。2．(2022·吉林延邊高一期末)“民以食為天，食以安為先”。人們?nèi)绻`食工業(yè)用鹽亞硝酸鈉(NaNO2)，會引起食物中毒。NaNO2中氮元素的化合價為()A．－1B．＋1C．＋3D．＋5答案C解析NaNO2中Na為＋1價，O為－2價，設(shè)N元素的化合價為x，化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為零，則有(＋1)＋x＋(－2)×2＝0，解得x＝＋3。題組二氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的判斷3．(2022·沈陽高一檢測)宋代著名法醫(yī)學(xué)家宋慈所著的《洗冤集錄》中有“銀針驗毒”的記載?！般y針驗毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2=2Ag2S＋2H2O。下列關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是()A．Ag是還原劑B．H2S發(fā)生氧化反應(yīng)，作還原劑C．Ag2S既是氧化產(chǎn)物，也是還原產(chǎn)物D．O2被氧化答案A解析Ag元素化合價升高，被氧化，作還原劑，A正確；H2S中H、S元素化合價均沒有發(fā)生變化，既沒有發(fā)生氧化反應(yīng)，也沒有發(fā)生還原反應(yīng)，既不是氧化劑，也不是還原劑，B錯誤；Ag元素化合價升高，被氧化為Ag2S，Ag2S是氧化產(chǎn)物，但不是還原產(chǎn)物，C錯誤；O元素化合價降低，O2被還原，D錯誤。4．ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應(yīng)制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列說法不正確的是()A．KClO3在反應(yīng)中得到電子B．反應(yīng)前后Cl元素化合價降低C．H2C2O4發(fā)生氧化反應(yīng)D．1個KClO3參加反應(yīng)有2個電子轉(zhuǎn)移答案D解析反應(yīng)中Cl元素的化合價由＋5價降低到＋4價，則KClO3在反應(yīng)中得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，A、B正確；C元素的化合價由＋3價升高到＋4價，則H2C2O4在反應(yīng)中被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，C正確；1個KClO3參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1×(5－4)＝1，D錯誤。5．(2022·江蘇常州高一期中)一定條件下，硝酸銨受熱分解的化學(xué)方程式(未配平)為NH4NO3eq\o(→,\s\up7(△))HNO3＋N2↑＋H2O，下列說法錯誤的是()A．配平后H2O的系數(shù)為6B．NH4NO3既是氧化劑又是還原劑C．該反應(yīng)既是分解反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)D．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為5∶3答案A解析利用化合價升降法，配平化學(xué)方程式為5NH4NO3eq\o(=,\s\up7(△))2HNO3＋4N2↑＋9H2O。由配平后的化學(xué)方程式可知，H2O的化學(xué)計量數(shù)為9，A錯誤；NH4NO3中NHeq\o\al(＋,4)所含N元素化合價升高，部分NOeq\o\al(－,3)所含N元素化合價降低，則NH4NO3既是氧化劑又是還原劑，B正確；該反應(yīng)中反應(yīng)物只有一種，則屬于分解反應(yīng)，該反應(yīng)中有元素化合價改變，則屬于氧化還原反應(yīng)，C正確；氧化產(chǎn)物(eq\o(5N,\s\up6(－3))Heq\o\al(＋,4)→eq\f(5,2)eq\o(N,\s\up6(0))2)和還原產(chǎn)物(eq\o(3N,\s\up6(＋5))Oeq\o\al(－,3)→eq\f(3,2)eq\o(N,\s\up6(0))2)的質(zhì)量之比為eq\f(5,2)∶eq\f(3,2)＝5∶3，D正確。題組三氧化還原反應(yīng)方程式配平的原則及方法6．某反應(yīng)的化學(xué)方程式為aFeCl2＋bKNO3＋cHCl=dFeCl3＋eKCl＋fX＋gH2O，若b＝1，d＝3，則X的化學(xué)式為()A．N2 B．NOC．NO2 D．NH4Cl答案B解析根據(jù)原子守恒：a＝d＝3、e＝b＝1，根據(jù)氯原子守恒得，c＝4，再由氫原子守恒得，g＝2，最后根據(jù)N、O原子守恒，推出X的化學(xué)式為NO。7．已知aM2＋＋bO2＋4H＋=cM3＋＋dH2O，則化學(xué)計量數(shù)c的值為()A．1B．2C．3D．4答案D8．已知2MOeq\o\al(x－,y)＋5S2－＋16H＋=2M2＋＋5S↓＋8H2O。下列敘述正確的是()A．x＝2B．y＝3C．MOeq\o\al(x－,y)中M的化合價為＋7D．S2－在反應(yīng)中得到電子答案C解析由電荷守恒可知，－2x－10＋16＝4，x＝1，故A錯誤；設(shè)MOeq\o\al(－,y)中M的化合價為a，由化合價升降總數(shù)相等知，2×(a－2)＝5×2，a＝＋7，又化合價代數(shù)和為0可得，1＋7＝2×y，y＝4，故B錯誤、C正確；S2－中S元素的化合價從－2價變?yōu)?價，化合價升高被氧化，作還原劑，在反應(yīng)中失去原子，故D錯誤。9．(2022·呼和浩特高一檢測)已知在酸性溶液中，下列物質(zhì)氧化KI時，自身發(fā)生如下變化：Fe3＋→Fe2＋，Cl2→Cl－，MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋，HNO3→NO，如果分別用相同數(shù)目的這些微粒氧化足量的KI，得到I2最多的是()A．Fe3＋ B．Cl2C．MnOeq\o\al(－,4) D．HNO3答案C解析10．在焊接銅器時可用NH4Cl溶液除去銅器表面的氧化銅以便焊接，其反應(yīng)為CuO＋NH4Cleq\o(→,\s\up7(△))Cu＋CuCl2＋N2↑＋H2O(未配平)。下列說法正確的是()A．反應(yīng)中被氧化和被還原的元素分別為Cu和NB．配平后，CuO和NH4Cl的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶2C．反應(yīng)中產(chǎn)生2個N2分子時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6D．該反應(yīng)中被還原的CuO占參與反應(yīng)的CuO的eq\f(3,4)答案D解析部分Cu元素由＋2價降低到0價，N元素由－3價升高到0價，則Cu元素被還原，N元素被氧化，A錯誤；結(jié)合得失電子守恒和原子守恒配平可得4CuO＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋CuCl2＋N2↑＋4H2O，則CuO和NH4Cl的化學(xué)計量數(shù)之比為2∶1，B錯誤；N元素由－3價升高到0價，則產(chǎn)生2個N2分子時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為12，C錯誤；根據(jù)配平后的化學(xué)方程式可知，4個CuO參與反應(yīng)時，有3個CuO被還原為Cu，故被還原的CuO占參與反應(yīng)的CuO的eq\f(3,4)，D正確。11．(2023·南昌質(zhì)檢)檢驗加“碘”鹽含“KIO3”可通過在酸性條件下，加入碘化鉀溶液和淀粉來實現(xiàn)。反應(yīng)原理如下：KIO3＋KI＋HCl→I2＋KCl＋H2O(未配平)。下列有關(guān)說法正確的是()A．KI是氧化劑B．KIO3被氧化C．該反應(yīng)配平后化學(xué)計量數(shù)依次為1,5,6,3,6,3D．每生成3個I2分子，轉(zhuǎn)移6個電子答案C解析反應(yīng)中，KIO3中I元素的化合價從＋5價降低到0價，KI中I元素的化合價從－1價升高到0價，配平化學(xué)方程式為KIO3＋5KI＋6HCl=3I2＋6KCl＋3H2O；KI為還原劑，KIO3為氧化劑被還原，反應(yīng)中每生成3個I2分子，轉(zhuǎn)移5個電子。12．對于反應(yīng)O3＋I(xiàn)－＋H＋→I2＋O2＋H2O(未配平)，下列說法正確的是()A．O2和H2O是還原產(chǎn)物B．該反應(yīng)能說明O2的氧化性大于I2C．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的個數(shù)之比為1∶1D．配平后的化學(xué)方程式為2O3＋2I－＋4H＋=I2＋2O2＋H2O答案C解析此反應(yīng)中氧化劑是O3，還原劑是I－，氧化產(chǎn)物是I2，還原產(chǎn)物是H2O，故A錯、C正確；由題意可知氧化性：O3>I2，不能說明氧化性：O2>I2，故B錯；D中電荷不守恒，應(yīng)為O3＋2I－＋2H＋=I2＋O2＋H2O，故D錯。13．(1)配平下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。①______Cu＋______HNO3(濃)=______Cu(NO3)2＋______NO2↑＋______H2O。②______Na＋______H2O=______NaOH＋______H2↑。(2)補全并配平下列化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)出此反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：______H2O2＋______Cr2(SO4)3＋______KOH=____K2CrO4＋______K2SO4＋______反應(yīng)中氧化劑是________，被氧化的元素是______。答案(1)①14122②2221(2)3110238H2O＋10KOH=2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2OH2O2Cr14．FeCl2、FeCl3和K2FeO4(高鐵酸鉀)都是鐵的重要化合物?；卮鹣铝袉栴}：(1)K2FeO4所含鐵元素的化合價是__________。(2)FeCl2、FeCl3和K2FeO4的氧化性強弱順序是______＞________＞________。(3)在酸性溶液中，F(xiàn)e2＋和FeOeq\o\al(2－,4)發(fā)生反應(yīng)生成Fe3＋，該反應(yīng)的離子方程式是_______________。答案(1)＋6(2)K2FeO4FeCl3FeCl2(3)3Fe2＋＋FeOeq\o\al(2－,4)＋8H＋=4Fe3＋＋4H2O解析(1)K2FeO4中K和O的化合價分別是＋1和－2，設(shè)Fe的化合價是x，根據(jù)化合物中各元素正、負(fù)化合價代數(shù)和等于零，得2×(＋1)＋x＋4×(－2)＝0，x＝＋6。(2)FeCl2、FeCl3和K2FeO4所含鐵元素的化合價依次升高，則氧化性強弱的順序是K2FeO4＞FeCl3＞FeCl2。(3)Fe2＋＋FeOeq\o\al(2－,4)→Fe3＋是在酸性溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，也是離子反應(yīng)。根據(jù)鐵元素