高中化学必修1氧化还原反应的计算及方程式的配平.docx
《高中化学必修1氧化还原反应的计算及方程式的配平.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学必修1氧化还原反应的计算及方程式的配平.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高中化学必修1氧化还原反应的计算及方程式的配平
氧化还原反应的计算及方程式的配平
[考纲要求]1.掌握氧化还原反应方程式的简单配平方法。
2.能利用得失电子守恒原理进行相
关计算。
考点一氧化还原反应方程式的配平方法
氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子总数（或元素化合价降低总数）必然等于还原剂失电子总数（或元素化合价升高总数），根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。
配平的步骤：
（1）标好价：
正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。
（2）列变化：
列出元素化合价升高和降低的数值。
（3）求总数：
求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。
（4）配系数：
用观察法配平其他各物质的化学计量数。
（5）细检查：
利用“守恒”三原则（即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒），逐项检查配
平的方程式是否正确。
典例根据FeS2＋O2―→Fe2O3＋SO2回答下列问题
（1）氧化剂，还原剂，氧化产物，还原产物。
（2）元素化合价升高的元素为，元素化合价降低的元素为。
（3）1“分子”还原剂化合价升高总数为，1“分子”氧化剂化合价降低总数为
（4）配平后各物质的系数依次为。
答案
（1）O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2
（2）Fe、SO
（3）114
（4）
1“分子”氧化剂
4、11、2、8
失误防范配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出化合价，找准
化合价降低总数，1“分子”还原剂化合价升高总数，在计算时，往往容易忽略氧化剂、
还原剂中的粒子个数。
题组一正向配平类
1．
（1）__
__HCl（浓）＋_
___MnO2
=====Cl2↑＋___
_MnCl2＋___
H2O
（2）__
__Cu＋___
_HNO3（稀）=
==Cu（NO3）2＋___
_NO↑＋___
H2O
（3）__
__KI＋___
_KIO3＋
H2SO4===
I2＋__
_K2SO4＋__
__H2O
（4）__
__MnO4＋
H＋＋
__Cl===_
___Mn2＋＋
Cl2↑＋_
___H2
答案
（1）41
1
12
（2）383
24
（3）5
133
3
3（4）2
1610
258
题组
逆向配平类
2．
（1）__
__S＋
KOH===
K2S＋___
K2SO3＋_
__H2O
（2）__
__P4＋___
KOH＋
H2O===__
__K3PO4＋
PH3
答案
（1）36
2
13
（2）293
35
题组
三
缺项配平类
3．
（1）__
__ClO－＋_
_Fe（OH）3＋===_
___Cl－＋_
___FeO42－＋_
___H2
（2）__
__MnO4＋
H2O2＋
===___
2＋
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、AlN、
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＋
答案
（1）324OH－325
（2）256H＋258
（3）Al2O3＋3C＋N2===2AlN＋3CO
解析（3）根据氮元素、碳元素的化合价变化，N2是氧化剂，C是还原剂，AlN为还原产
物，CO为氧化产物。
题组四信息型氧化还原反应方程式的书写4．按要求书写方程式：
（1）已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。
在一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种
物质。
①写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式，并配平
②在反应后的溶液中加入NaBiO3（不溶于冷水），溶液又变为紫红色，BiO3－反应后变为无
色的Bi3＋。
写出该实验中涉及反应的离子方程式
（2）＋6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O27－，可以用绿矾除去。
测得
反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。
写出该反应的离子方程式
（3）KMnO4的氧化性随pH的减小而增大，在酸性介质中还原产物是Mn2＋；在中性或碱
性介质中还原产物主要是MnO2。
三氯乙烯（C2HCl3）是地下水有机污染物的主要成分，研究显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去，氧化产物只有CO2，写
出反应的化学方程式
（4）已知：
①MnO4－＋e－―→MnO24－（绿色）（强碱性条件）②MnO4－＋8H＋＋5e－―→Mn2＋（无色）＋4H2O（强酸性条件）
将KMnO4溶液滴入NaOH溶液中微热，得到透明的绿色溶液，写出反应的离子方程式
答案
（1）①2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O
②2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===2MnO4－＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O
（2）Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
（3）2KMnO4＋C2HCl3===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2＋HCl
－－△2－
（4）4MnO4－＋4OH－=====4MnO24－＋2H2O＋O2↑
解析
（1）①根据信息，KMnO4在H2SO4作用下，把KCl氧化成Cl2，本身被还原成Mn2＋。
②注意NaBiO3不能拆写成离子形式。
NaBiO3作为氧化剂，把Mn2＋氧化成MnO4－，本身被还原成Bi3＋。
（3）根据信息，MnO4－的还原产物为MnO2，C2HCl3中C被氧化为CO2，H、Cl的化合价不发生变化。
（4）根据信息，在强碱性条件下，MnO4－得电子生成
2
MnO42－，－2价的氧失电子生成O2。
解题技巧
配平的基本技能
（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：
先使得失电子数配平，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。
考点二氧化还原反应计算题中重要的解题思想
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总数相等，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，只要把物质分为初态和终态，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。
题组一简单反应的得失电子守恒问题
1．Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为（）
A．2B．3C．4D．5
答案D
解析本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
-2/x＋6+1+1
Na2Sx―→xNa2SO4NaClO―→NaCl
得关系式1×6－－2x·xe－＝16×2e－，x＝5。
－1－1
2．现有24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·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（）A．＋2B．＋3C．＋4D．＋5
答案B解析题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6；而Cr元素的化合价将从＋6→＋n（设化合价为＋n）。
根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有0.05molL·－1×0.024L×（6－
4）＝0.02molL·－1×0.020L×2×（6－n），解得n＝3。
思维建模
守恒法解题的思维流程
（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）。
题组二多元素参与反应的得失电子守恒问题
3．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4（未配平）的反应中，7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为mol。
生成1molCu3P时，参加反应的P的物质的量为
mol。
答案1.52.2
解析设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x；生成1molCu3P时，被氧化的P的物质的量为y
根据得失电子守恒得：
7．5mol×（2－1）＝x·（5－0）
x＝1.5mol
1mol×3×（2－1）＋1mol×[0－（－3）]＝y·（5－0）
y＝1.2mol
所以参加反应的P的物质的量为1.2mol＋1mol＝2.2mol。
4．四氧化三铁（Fe3O4）磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是3Fe2＋＋
2S2O3＋O2＋xOH===Fe3O4↓＋S4O6＋2H2O。
请回答下列问题。
（1）水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应中，还原剂是。
（2）反应的化学方程式中x＝。
（3）每生成1molFe3O4，反应转移的电子为mol，被Fe2还原的O2的物质的量为
mol。
答案
（1）Fe2＋、S2O32－
（2）4（3）40.5
解析
（2）根据电荷守恒得：
x＋2×2－3×2＝2，解得x＝4。
（3）根据还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数，当生成1molFe3O4时，转移的电子
数即是1molO2得电子总数，为4mol。
设被Fe2＋还原的O2的物质的量为x，根据电子
8
守恒得：
4x＝1mol×3×（3－2），解得x＝0.5mol。
3
题组三多步反应的得失电子守恒问题
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。
5．取xg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8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体（都已折算到标准状态），在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。
则x等于（）A．8.64B．9.20
C．9.00D．9.44
答案B
解析反应流程为
xg＝17.02g－m（OH－），
而OH－的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，
即：
8.96L0.672L
n（OH－）＝1×1＋1×2×1＝0.46mol
22.4Lm·ol－22.4Lm·ol－1
答案3
解析开始加入KIO3溶液时，最先与IO3－反应的微粒是HSO3－，还原产物为I－，氧化产物为SO4－；当HSO3－反应完后，b点到c点发生反应的离子方程式为IO3－＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
所以0点到b点参加反应的HSO3－的物质的量可利用电子守恒求解：
n（HSO3－）×2e－＝n（IO3－）×6e－，即xmol×2＝1mol×6，所以x＝3。
考点三氧化还原反应原理的综合应用
题组一从定性和定量两个角度探究有关氧化还原反应的实验
（一）关于物质氧化性、还原性强弱的实验
1．某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱，设计如下实验（夹持仪器已略去，
装置的气密性已检验）。
实验记录如下：
实验操作
实验现象
Ⅰ
打开活塞a，滴加氯水，关闭活塞a
A中溶液变为红棕色
Ⅱ
吹入热空气
A中红棕色明显变浅；B中有气泡，产生大量白色沉淀，混合液颜色无明显变化
Ⅲ
停止吹入空气，打开活塞b，逐滴加入H2O2溶液
开始时颜色无明显变化；继续滴加
H2O2溶液，一段时间后，混合液逐渐变成红棕色
请回答下列问题：
（1）A中反应的离子方程式是
（2）实验操作Ⅱ吹入热空气的目的是。
（3）装置C的作用是，C中盛放的药品是。
（4）实验操作Ⅲ，混合液逐渐变成红棕色，其对应的离子方程式是
（5）由上述实验得出的结论是。
（6）实验反思：
①有同学认为实验操作Ⅱ吹入的热空气，会干扰（5）中结论的得出，你认为是否干扰，理由是。
②实验操作Ⅲ，开始时颜色无明显变化的原因是（写出一条即可）
答案
（1）2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
（2）吹出单质Br2
（3）吸收尾气NaOH溶液
（4）H2O2＋2Br＋2H===Br2＋2H2O
（5）氧化性：
H2O2>Br2>H2SO3
（6）①不干扰，无论热空气是否参加氧化H2SO3，只要观察到产生白色沉淀的同时混合液
颜色无明显变化，即能证明Br2氧化了H2SO3
②H2SO3有剩余（H2O2浓度小或Br－与H2O2反应慢等因素都可）
解析操作Ⅰ的反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－；操作Ⅱ，吹入热空气的目的是吹出Br2，然后在B中，Br2把H2SO3氧化成H2SO4，H2SO4和BaCl2反应生成BaSO4沉淀；操作Ⅲ，H2O2把Br－氧化成Br2而使溶液变成红棕色。
综上所述，氧化性H2O2>Br2>H2SO3。
（6）①若是O2氧化H2SO3，则溶液颜色有变化（变为红棕色）。
（二）氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法中学中氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类：
（1）自身指示剂：
有些标准溶液
或被滴定物质本身有颜色，而滴定产物为无色，则滴定时就无需另加指示剂，自身颜色变化可以起指示剂的作用，此类指示剂称为自身指示剂。
如MnO4－本身在溶液中显紫红
色，还原后的产物Mn2＋为无色，所以用高锰酸钾溶液滴定时，不需要另加指示剂。
（2）
显色指示剂：
有些物质本身并没有颜色，但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色，或开始有特殊颜色，滴定后变为无色，因而可指示滴定终点。
如滴定前溶液中无单质碘，滴定后有单质碘生成等，可用淀粉等作为指示剂。
2．
（1）配平氧化还原反应方程式：
2－－＋2＋
C2O4＋MnO4＋H===CO2↑＋Mn＋H2O
（2）称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250mL溶液。
量取两份此溶液各25.00mL，分别置于两个锥形瓶中。
－1
①第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25mol·L－1NaOH溶液至20.00mL时，溶液由无
色变为浅红色。
该溶液被中和的H＋的总物质的量为mol。
②第二份溶液中滴加0.10mol·L－1的酸性高锰酸钾溶液。
A．KMnO4溶液在滴定过程中作（填“氧化剂”或“还原剂”），该滴定过程
（填“需要”或“不需要”）另加指示剂。
滴至16.00mL时反应完全，此时溶液颜色由变为。
B．若在接近终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测结
果（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
C．若在达到滴定终点时俯视读数，则所得结果（填“偏大”、“偏小”或“无
影响”）。
③原试样中H2C2O4·2H2O的质量分数为，KHC2O4的质量分数为。
答案
（1）52161028
（2）①0.005②A.氧化剂不需要无色浅紫红色
B．无影响C．偏小③21%64%
解析
（1）C：
＋3―→＋4，改变量（4－3）×2＝2，Mn：
＋7―→＋2，改变量（7－2）×1＝5，根据化合价升降总数相等，所以在C2O42－前配5，MnO4－前配2，根据C和Mn原子守恒，分别在CO2和Mn2＋前配10和2，再由电荷守恒在H＋前配16，最后根据离子方程式两
边的H原子个数相等在H2O前面配8，经检验离子方程式的氧原子个数相等。
（2）①由H＋＋OH－===H2O知，n（H＋）＝n（OH－）＝0.25molL·－1×0.02L＝0.005mol。
②原溶液无色，而KMnO4为紫红色，所以当溶液中的H2C2O4和KHC2O4反应完全时，溶液呈浅紫红色。
由电子守恒得n（还）×2＝0.10molL－·1×0.016L×5，n（还）＝0.004mol。
③设6.0g试样中H2C2O4·2H2O、KHC2O4的物质的量分别为n（H2C2O4·2H2O）、n（KHC2O4），由①得：
2n（H2C2O4·2H2O）＋n（KHC2O4）＝0.05mol，由②得：
n（H2C2O4·2H2O）＋n（KHC2O4）
＝0.04mol，解上述两个方程式得：
n（H2C2O4·2H2O）＝0.01mol，n（KHC2O4）＝0.03mol，
－1
0.01mol×126gm·ol－
6.0g
题组二氧化还原反应原理在化学工艺流程中的应用
3．目前，新能源不断被应用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个
方向。
（1）高铁酸钾-锌电池（碱性介质）是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是
（2）工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾（K2FeO4），K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。
反应原理为
Ⅰ.在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe（NO3）3制得Na2FeO43NaClO＋2Fe（NO3）3＋10NaOH===2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2OⅡ.Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4
Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH主要的生产流程如下：
①写出反应①的离子方程式。
②流程图中“转化”（反应③）是在某低温下进行的，且此温度无NaOH析出，说明此温
度下Ksp（K2FeO4）Ksp（Na2FeO4）（填“>”、“<”或“＝”）。
（3）已知K2FeO4在水溶液中可以发生：
__FeO24－＋__H2O__Fe（OH）3↓＋__OH－＋
__O2↑，配平上述方程式K2FeO4在水处理中的作用是。
（4）
FeO42在水溶液中的存在形态如图所示：
②若向pH＝6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，转
化为（填化学式）。
答案
（1）Zn
（2）①Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O②<
（3）410483作净水剂和消毒剂
－2－
（4）①先增大后减小②HFeO4FeO24
解析
（1）负极失去电子，应为Zn。
（2）①Cl2和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O；
采用倒配法：
氧化合价降低4，铁化合价升高3，Fe（OH）3系数为4，O2系数为3，根据
电荷守恒、元素守恒再配其他物质的系数。
（4）根据变化图判断。
命题展望
氧化还原反应命题的4大趋向
氧化还原反应是高中化学的核心内容，是高考考查的重点和热点。
命题的趋向：
（1）以社
会实际问题或典型实例为载体，考查对氧化还原反应有关概念的理解与应用；
（2）将氧化
还原反应与物质的推断结合在一起，考查学科内知识的综合应用能力；（3）将氧化还原反
应与酸碱中和滴定相结合进行考查；（4）将氧化还原反应与电化学原理、新型绿色能源的开发相结合的综合性题目。
练出高分
高温
1．下列有关反应SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑的叙述中，正确的是（）
A．氧化剂是SiO2
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C．碳在反应中只作还原剂
D．若生成1molSiC，则转移电子2mol
答案B
解析该反应的氧化剂和还原剂都是碳，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，A、
C错误，B项正确；生成1molSiC转移电子4mol，D项错误。
2．（NH4）2PtCl6晶体受热分解，生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂，在此分解反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是（）A．2∶3B．3∶2C．4∶3D．1∶3
答案A
解析（NH4）2PtCl6分解反应的氧化产物是N2，还原产物是Pt，根据电子得失守恒得：
6n（N2）＝4n（Pt），n（N2）∶n（Pt）＝2∶3。
3．NaNO2是一种食品添加剂，过量摄入能致癌。
酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的方程式
－－2＋－
是MnO4＋NO2＋―→Mn＋NO3＋H2O。
下列叙述中正确的是（）
A．该反应中NO2被还原
B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1molNaNO3需消耗0.4molKMnO4
D.中的粒子是OH
答案C
升级会员 