高三化學一輪復習課件：氧化還原反應的計算及方程式的配平

氧化還原反應的計算及方程式的配平第9講第二章

化學物質及其變化考綱要求KAOGANGYAOQIU掌握常見氧化還原反應的配平和相關計算。內容索引NEIRONGSUOYIN考點一電子守恒思想在氧化還原反應計算中的應用考點二氧化還原反應方程式的書寫與配平探究高考明確考向課時作業(yè)01考點一電子守恒思想在氧化還原反應計算中的應用知識梳理ZHISHISHULI1.對于氧化還原反應的計算，要根據氧化還原反應的實質——反應中氧化劑得到的電子總數與還原劑失去的電子總數相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應過程，可不寫化學方程式，不追究中間反應過程，只要把物質分為始態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進行整體思維，便可迅速獲得正確結果。2.守恒法解題的思維流程(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。(2)找準一個原子或離子得失電子數(注意化學式中粒子的個數)。(3)根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出等式。n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價－低價)。題組一常規(guī)計算1.現有24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產物中的化合價為

A.＋2 B.＋3 C.＋4 D.＋5解題探究JIETITANJIU解析題目中指出被還原的物質是Cr，則得電子的物質必是K2Cr2O7，失電子的物質一定是Na2SO3，其中S元素的化合價從＋4→＋6；而Cr元素的化合價將從＋6→＋n(設化合價為＋n)。根據氧化還原反應中得失電子守恒規(guī)律，有0.05mol·L－1×0.024L×(6－4)＝0.02mol·L－1×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3?！?.Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應中Na2Sx與NaClO的物質的量之比為1∶16，則x的值為

A.2 B.3 C.4 D.5解析

本題考查在氧化還原反應中利用得失電子守恒進行相關的計算?！填}組二多步反應得失電子守恒問題有的試題反應過程多，涉及的氧化還原反應也多，數量關系較為復雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數等于得電子總數這一關系，則解題就變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應，要理清具體的反應過程，分析在整個反應過程中化合價發(fā)生變化的元素得電子數目和失電子數目。3.取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應過程中硝酸被還原只產生8960mL的NO2氣體和672mL的N2O4氣體(均已折算為標準狀況)，在反應后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質量為17.02g。則x等于

A.8.64 B.9.20 C.9.00 D.9.44√xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物質的量等于鎂、銅失去電子的物質的量，等于濃HNO3得電子的物質的量，即：所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。4.足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68LO2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是

A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL√02考點二氧化還原反應方程式的書寫與配平1.氧化還原方程式配平的基本原則知識梳理ZHISHISHULI2.氧化還原方程式配平的一般步驟[示例]配平化學方程式：H2S＋HNO3―→S↓＋NO↑＋H2O分析配平步驟如下第二步：列得失，第三步：求總數，從而確定氧化劑(或還原產物)和還原劑(或氧化產物)的化學計量數。故H2S的化學計量數為3，HNO3的化學計量數為2。第四步：配系數，先配平變價元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平時相等，最后利用O原子守恒來進行驗證。解題探究JIETITANJIU題組一正向配平類1.____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O2.____＋____H＋＋____Cl－===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O題組二逆向配平類3.____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O4.____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH35.____(NH4)2Cr2O7===____N2＋____Cr2O3＋____H2O5

1

3

3

3

32

16

10

2

5

83

6

2

1

32

9

3

3

51

1

1

4題組三缺項配平類6.____ClO－＋____Fe(OH)3＋______===____Cl－＋____＋____H2O7.____＋____H2O2＋_____===____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O8.____Mn2＋＋____＋____H2O===____MnO2↓＋____Cl2＋_____3

2

4OH－

3

2

52

5

6H＋

2

5

85

2

4

5

1

8H＋9.某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應體系中的物質有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。請將AlN之外的反應物與生成物分別填入以下空格內，并配平。Al2O3

3C

N2

2

3CO解析根據氮元素、碳元素的化合價變化，N2是氧化劑，C是還原劑，AlN為還原產物，CO為氧化產物。配平的基本技能(1)全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價是全變的，一般從左邊反應物著手配平。(2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(3)缺項配平法：先將得失電子數配平，再觀察兩邊電荷。若反應物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應物這邊缺負電荷，一般加OH－，生成物一邊加水，然后進行兩邊電荷數配平。(4)當方程式中有多個缺項時，應根據化合價的變化找準氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物。解題技巧03探究高考明確考向12341.[2017·全國卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反應配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數比為______。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_____________________________。陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應2∶7解析首先標出變價元素的化合價，分析價態(tài)變化可知：1molFeO·Cr2O3失去7mol電子，1molNaNO3得到2mol電子，則由得失電子守恒可知二者系數比應為2∶7；該步驟中主要反應的反應物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融時反應，故不能使用陶瓷容器。2.[2017·全國卷Ⅰ，27(6)]已知

LiFePO4，寫出該反應的化學方程式_____________________________________________________。解析反應物為FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，鐵元素的化合價降低，則H2C2O4中碳元素的化合價升高，產物為CO2，配平。12343.[2016·全國卷Ⅱ，26(2)]實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨(N2H4)，反應的化學方程式為__________________________________。1234NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O解析次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯氨的反應中，氮元素的化合價由氨分子中的－3價升高到聯氨分子中－2價，氯元素的化合價由次氯酸鈉中的＋1價降低到－1價，根據化合價升高與降低總數相等和原子守恒配平化學方程式為NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。12344.[2016·天津理綜，9(4)]MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)，其化學計量數依次為__________。1,2,4,1,1,3解析Mn元素的化合價由＋4價降低到＋2價，碘元素的化合價由－1價升高到0價，根據化合價升降總數相等，配平后化學方程式為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O，故其化學計量數依次為1,2,4,1，1,3。04課時作業(yè)1.宋代著名法醫(yī)學家宋慈的《洗冤集錄》中有“銀針驗毒”的記載，“銀針驗毒”的原理是4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O。下列說法正確的是

A.X的化學式為AgSB.銀針驗毒時，空氣中氧氣失去電子C.反應中Ag和H2S均是還原劑D.每生成1molX，反應轉移2mole－√123456789101112131415解析根據原子守恒，X的化學式為Ag2S，A項錯誤；銀針驗毒時，氧元素化合價降低，空氣中氧氣得到電子，B項錯誤；反應中Ag是還原劑，氧氣是氧化劑，H2S既不是氧化劑又不是還原劑，C項錯誤；銀的化合價升高1，每生成1molX，反應轉移2mole－，D項正確。1234567891011121415132.(2018·黑龍江哈師大附中高三第一次月考)某強氧化劑

被Na2SO3還原。如果還原2.4×10－3mol，需用30mL0.2mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被還原后的價態(tài)是

A.＋2 B.＋1 C.0 D.－1√12345678910111214解析

中X的化合價是＋5，Na2SO3中S的化合價從＋4升高到＋6，設X元素被還原后的化合價為a，根據氧化還原反應中化合價升降必相等：2.4×10－3×(5－a)＝0.2×0.03×(6－4)，解得a＝0。15133.向100mL的FeBr2溶液中，通入標準狀況下Cl25.04L，Cl2全部被還原，測得溶液中c(Br－)＝c(Cl－)，則原FeBr2溶液的物質的量濃度是

A.0.75mol·L－1 B.1.5mol·L－1C.2mol·L－1 D.3mol·L－112345678910111214√解析標準狀況下Cl2的物質的量是

＝0.225mol，由于Fe2＋的還原性強于Br－，通入氯氣后，Cl2先氧化Fe2＋再氧化Br－，設原FeBr2溶液的物質的量濃度是xmol·L－1，則0.225×2＝0.1x×1＋(0.1x×2－0.225×2)，解得x＝3。15134.若(NH4)2SO4在強熱時分解的產物是SO2、N2、NH3和H2O，則該反應中化合價發(fā)生變化和未發(fā)生變化的N原子數之比為

A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶112345678910111214解析反應方程式是3(NH4)2SO4 3SO2↑＋N2↑＋4NH3↑＋6H2O，該方程式中銨根離子和氨氣分子中氮原子的化合價都是－3價，化合價不變，則該反應中化合價發(fā)生變化和未發(fā)生變化的N原子數之比為(1×2)∶(4×1)＝1∶2?！?513123456789101112145.(2018·湖北教學合作高三10月聯考)將一定質量的鎂、銅合金加入稀硝酸中，兩者恰好完全反應，假設反應過程中還原產物全是NO，向所得溶液中加入物質的量濃度為3mol·L－1NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則下列有關敘述中正確的是

A.加入合金的質量可能為9.6gB.沉淀完全時消耗NaOH溶液體積為150mLC.參加反應的硝酸的物質的量為0.4molD.溶解合金時產生NO氣體體積0.224L(以標準狀況)√151312345678910111214解析生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，說明OH－質量為5.1g，即0.3mol，金屬結合氫氧根離子的物質的量與反應轉移的電子的物質的量相等，所以反應轉移的電子為0.3mol，生成的NO為0.1mol，根據氮原子守恒計算參加反應的硝酸的物質的量為0.4mol，C正確；消耗NaOH溶液體積應為100mL，B錯誤；產生NO氣體體積標況下應為2.24L，D錯誤；根據電荷守恒，鎂、銅合金共0.15mol，用極端假設法，如果全部是銅，質量為9.6g，所以合金質量應比9.6g小，A錯誤。15136.(2018·湖北重點高中高三上學期期中聯考)現有CuO和Fe3O4的混合物7.6g，向其中加入1mol·L－1的H2SO4溶液100mL恰好完全反應，若將15.2g該混合物用足量CO還原，充分反應后剩余固體質量為

A.13.6g B.12g C.6g D.3.2g√123456789101112141513123456789101112147.(2018·長沙長郡中學高三上學期第二次月考)汽車劇烈碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應：10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化產物比還原產物多1.75mol，則下列判斷正確的是

A.生成40.0LN2(標準狀況)B.有0.250molKNO3被氧化C.轉移電子的物質的量為1.75molD.被氧化的N原子的物質的量為3.75mol√151312345678910111214解析根據方程式，氧化產物和還原產物都是氮氣，假設氧化產物有15mol，則還原產物有1mol，10NaN3＋2KNO3===K2O＋5Na2O＋15N2↑(氧化產物)＋N2↑(還原產物)

Δn15114

x

y1.75解得：x＝1.875，y＝0.125。生成N2標準狀況下的體積是(1.875＋0.125)mol×22.4L·mol－1＝44.8L，故A錯誤；KNO3被還原，故B錯誤；轉移電子的物質的量為0.125×2×5＝1.25mol，故C錯誤；被氧化的N原子的物質的量為1.875mol×2＝3.75mol，故D正確。1513123456789101112148.某反應體系中的物質有：NaOH、Au2O3、Na2S4O6、Na2S2O3、Au2O、H2O。下列方框中對應的物質或有關敘述正確的是

A.Na2S4O6、H2O、Na2S2O3、Au2O、NaOHB.Na2S2O3、NaOH、Na2S4O6、Au2O、H2OC.Na2S2O3、H2O、Na2S4O6、Au2O、NaOHD.當1molAu2O3完全反應時，轉移電子8mol√1513解析Au2O3是反應物，則Au2O一定是生成物，其中Au的化合價由＋3變成＋1，化合價降低，則必然有化合價升高的元素，即Na2S2O3(硫元素為＋2價)是反應物，Na2S4O6(硫元素為＋2.5價)是生成物。根據反應前后硫元素守恒有2Na2S2O3―→Na2S4O6，根據鈉元素守恒，可知生成物中缺少鈉元素，所以NaOH是生成物，再根據氫元素守恒，可知水是反應物。由關系式：Au2O3～Au2O～4e－，所以當1molAu2O3完全反應時，轉移電子的物質的量為4mol。123456789101112141513123456789101112149.(2018·上海市普陀區(qū)高三一模)取一定量FeO和Fe2O3的混合物，在H2流中加熱充分反應。冷卻，稱得剩余固體比原混合物質量減輕1.200g。若將同量的該混合物與鹽酸反應完全，至少需1mol·L－1鹽酸的體積為

A.37.5mL B.75mL C.150mL D.300mL√n(HCl)＝2n(H2O)＝2n(O)＝0.15mol，151312345678910111214A.配平后水的化學計量數為4B.反應后溶液呈酸性C.配平后氧化劑與還原劑的物質的量之比為3∶28√151312345678910111214氧化劑與還原劑的物質的量之比為28∶3，則C不正確。151311.(2018·上海市普陀區(qū)高三12月質量調研)在一定量的Na2S(aq)中，慢慢通入一定量Cl2，圖示變化關系正確的是

12345678910111214√151312345678910111214解析Na2S＋Cl2===S↓＋2NaClA項，Na2S溶液呈堿性，NaCl溶液呈中性，Cl2過量時，pH繼續(xù)減小，溶液呈酸性，錯誤；B項，氧化產物為S單質，還原產物為NaCl，其物質的量之比為1∶2，錯誤；D項，在Na2S＋Cl2===S↓＋2NaCl過程中導電能力不變，若Cl2過量，則Cl2＋H2O

HCl＋HClO，此時，導電能力增強，錯誤。15131234567891011121412.(2018·上海十三校高三第二次聯考)足量銅溶于一定量濃硝酸，產生NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體若與1.12LO2(標準狀況)混合后通入水中，氣體被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5mol·L－1H2SO4溶液100mL，則繼續(xù)溶解的Cu的質量為

A.6.4g B.9.6g C.19.2g D.24g√151312345678910111214解析設溶解Cu的物質的量為x，x＝0.1mol15131234567891011121413.按要求回答下列問題：(1)濕法制備高鐵酸鉀(K2FeO4)的反應體系中有六種粒子：Fe(OH)3、ClO－、OH－、

、Cl－、H2O。①寫出并配平濕法制高鐵酸鉀反應的離子方程式：_______________________________________________。解析濕法制備高鐵酸鉀時，Fe(OH)3失電子被氧化生成K2FeO4，則ClO－作氧化劑被還原生成Cl－，氫氧化鐵必須在堿性條件下存在，所以該反應是在堿性條件下進行，離子方程式為2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===＋3Cl－＋5H2O。151312345678910111214②每生成1mol轉移____mol電子，若反應過程中轉移了0.3mol電子，則還原產物的物質的量為______mol。解析由反應的離子方程式知每生成1molK2FeO4轉移電子的物質的量為3mol。30.15③低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀(K2FeO4)，原因是___________________________________。該溫度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小解析低溫下，在高鐵酸鈉溶液中加入KOH至飽和可析出高鐵酸鉀，說明相同條件下高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉的溶解度小。1513(2)工業(yè)上從海水中提取單質溴可采用如下方法：①向海水中通入Cl2將海水中溴化物氧化，其離子方程式為________________________。②向上述混合液中吹入熱空氣，將生成的溴吹出，用純堿溶液吸收，其化學方程式為_________________________________________________________________________________________。解析純堿(Na2CO3)溶液顯堿性，類比Cl2與NaOH溶液的反應，可推出Br2在純堿溶液中會發(fā)生歧化反應生成溴化物，從③中的溴化物中可知另外生成的是溴酸鹽，

轉化為CO2。Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－解析Cl2將海水中的Br－氧化生成Br2。3Na2CO3＋3Br2===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2(或6Na2CO3＋3Br2＋3H2O===5NaBr＋NaBrO3＋6NaHCO3)12345678910111214151312345678910111214③將②所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴轉化為單質溴，再用有機溶劑提取溴后，還可得到副產品Na2SO4。這一過程可用化學方程式表示為_______________________________________________。5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O151314.(2018·襄陽調研)鉻及其化合物常被應用于冶金、化工、電鍍、制藥、紡織等行業(yè)，但使用后的廢水因其中含高價鉻的化合物而毒性很強，必須進行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染：(1)上述各步反應中屬于氧化還原反應的是______(填序號)。12345678910111214①④解析①中鉻元素由＋6價降至＋3價，④中鉻元素由＋3價升至＋6價。(2)第①步，含

的廢水在酸性條件下用綠礬FeSO4·7H2O處理，寫出并配平反應的離子方程式：____________________________________________。解析亞鐵離子具有還原性，與重鉻酸根離子反應生成鉻離子和鐵離子。151312345678910111214(3)第②步，向上述反應后的溶液中加入適量的堿石灰，使鉻離子轉變?yōu)镃r(OH)3沉淀。處理后，沉淀物中除了Cr(OH)3外，還有________、_______(寫化學式)。已知Cr(OH)3性質類似Al(OH)3，是既能與強酸反應又能與強堿反應的兩性物質，寫出從該沉淀物中分離出Cr(OH)3的離子方程式：____________________________、______________________________________。Fe(OH)3CaSO4解析加入綠礬反應后，溶液中有鐵離子和硫酸根離子，再加入堿石灰，除生成Cr(OH)3外，還會生成氫氧化鐵和硫酸鈣。氫氧化鉻類似氫氧化鋁，具有兩性，能與氫氧化鈉反應生成NaCrO2：Cr(OH)3＋NaOH===NaCrO2＋2H2O，NaCrO2類似偏鋁酸鈉，通入過量的CO2生成氫氧化鉻、碳酸氫鈉：NaCrO2＋CO2＋2H2O===Cr(OH)3↓＋NaHCO3。1513(4)回收所得的Cr(OH)3，經③④⑤步處理后又可轉變成K2Cr2O7。純凈的K2Cr2O7常用于準確測定Na2S2O3溶液的物質的量濃度，方法如下：準確稱取純凈的K2Cr2O70.1225g，配成溶液，用上述方法滴定，消耗Na2S2O3溶液25.00mL。則Na2S2O3溶液的物質的量濃度為________________(保留四位有效數字)。0.1000mol·L－112345678910111214151315.(2019·武漢第三次聯考)亞氯酸鈉(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白劑。通常情況下，ClO2是一種具有強氧化性的黃色氣體，常用于水的凈化和紙漿、紡織品的漂白。ClO2易發(fā)生爆炸，在生產、使用時可用其他氣體進行稀釋。ClO2易與堿反應生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。(1)草酸(H2C2O4)是一種弱酸，利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉，可較安全地生成ClO2，反應的離子方程式為__________________________________________________。1234567891011122H2O解析H2C2O4被強氧化劑氧化時一般被氧化成CO2，CO2和ClO2同時生成，CO2對ClO2起到稀釋作用，符合“安全地生成ClO2”的要求，因此該反應的離子方程式是H2C2O4＋

＋2H＋===2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。141513(2)自來水用ClO2處理后，有少量ClO2殘留在水中，可用碘量法作如下檢測(已知