第2讲氧化还原反应的计算及方程式的配平汇总.docx
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第2讲氧化还原反应的计算及方程式的配平汇总
2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
第2讲氧化还原反应的计算及方程式的配平
[考纲要求]1.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
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+0—>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）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1“分子”氧化剂化合价降低总数，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
1．
（1）
正向配平类
___HCl（
浓）＋
MnO2
CI2T+
_MnCl2＋H2O
（2）
Cu＋___
HNO3稀）
Cu（NO3）2＋___
NOT+H2O
（3）
KI＋___
KIO3＋
__H2SO4_
___I2＋__
K2SO好H2O
（4）
MnO＋__
__H＋＋__
__Cl－__
__Mn2＋＋
Cl2t+H2O
答案
（1）41
112
（2）38
324
（3）5
133
33（4）216
1025
8
题组二
逆向配平类
2．
（1）
___S＋_
___KOH__
__K2S＋__
__K2SO3＋
H2O
（2）
P4＋___
KOH＋
H2O
K3PO＋4__
PH3
答案
（1）36
213
（2）29
335
题组三缺项配平类
3．
（1）ClO－＋Fe（OH）3＋Cl－＋FeO＋H2O
⑵MnO+H2O2+Mn2++O2t+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。
+++
答案
（1）324OH－325
（2）256H＋258
（3）Al2O3＋3C＋N22AlN＋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，AIN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H2SO4H2OKMnO4MnSO4K2SO4七种物质。
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，BiO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，制取红矶钠后的废水中含有的Cr2O，可以用绿矶除去。
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（C2HC13）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
答案⑴①2KMnO<10KC1+8H2SO46K2SO42MnSO<5C12t+8H2O
②2Mn2++5NaBiO3+14H+2Mn65Na++5Bi3++7H2O
（2）Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
（3）2KMnO4+C2HC132KC1+2CO2t+2MnO即HCl
解析⑴①根据信息，KMnO4fcH2SO4乍用下，把KCl氧化成C12，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MnO本身被还原成Bi3+。
（3）根据信息，MnO的还原产物为MnO2C2HCl3中C被氧化为CO2H、Cl的化合价不发生变化。
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。
考点二电子
守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
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。
题组一两元素之间得失电子守恒问题
1.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0.05mol•L—1X0.024LX（6—4）=0.02mol•L—1X0.020Lx2X（6—n），解得n=3。
2.Na2Sx在碱性溶液中可被NaCIO氧化为Na2SO4而NaCIO被还原为NaCI，若反应中Na2Sx与NaCIO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。
Na2x——>xNa2O4NaO—>Na
得关系式1x・x=16x2，x=5。
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）x变价原子个数x化合价变化值（高价-低价）=n（还原剂）x变价原子个数x化合价变化值（高价一低
价）。
题组二多元素之间得失电子守恒问题
3.（2015•静安高三模拟）在反应3BrF3+5H2O9H阡Br2+HBrO阡O2t中，若有5molH2O参加反应，被水还原
的溴元素为（）
A.1molB.molC.molD.2mol
答案C
解析设被水还原的溴元素（BrF3）的物质的量为x，5molH2O参加反应，失去电子4mol，根据电子守恒得：
3x=4mol，x=mol。
4.在P+CuSO4^H2O—>Cu3P+H3P0甘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：
7.5molx（2—1）=x•（5—0）x=1.5mol1molx3X（2—1）+1molx[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。
题组三多步反应得失电子守恒问题
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HN03得电子的物质的量，即：
n（OH—）=x1＋x2x1=0.46mol
所以xg=17.02g—0.46molx17g•mol—1=9.20g。
6.足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2N2O4NO的混合气体，将这些气体与1.68LO2（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5mol•L—1NaOH溶液至
Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（）
A．60mLB．45mL
C．30mLD．15mL
答案A
解析由题意可知，HN03贝UCu失去的电子数与O2得到的电子数相等。
即n（Cu）=2n（O2）=2X=0.15mol。
根
据质量守恒及NaOH和Cu（NO3）2的反应可得关系式：
n（NaOH）=2n[Cu（NO3）2]=2n（Cu）=0.3mol，贝UV（NaOH）=
=0.06L=60mL。
探究高考明确考向
全国卷I、H高考题调研
1.[2014•新课标全国卷，27
（2）]PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为
答案PbO2+4HCl（浓）PbCl2+Cl2t+2H2O
2.[2014•新课标全国卷，27
（2）（3）]
（2）H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。
1H3PO2中,P元素的化合价为。
2利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：
1,则氧化产物为（填化学式）
⑶H3PO2的工业制法是：
将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应。
写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式。
答案
（2）①+1②H3PO4
（3）2P4+3Ba（OH）2+6H2O3Ba（H2PO2）2+2PH3T
解析
（2）①H3PO2中P元素化合价为+1价。
②根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为1:
4,4molAg+在反应中得到4mole―,1molH3PO2则失
去4mole―,所以P元素将显+5价，产物为H3PO4即氧化产物为H3PO4
⑶依据氧化还原反应方程式配平原则，得6H282P4+3Ba（OH）22PH3T+3Ba（H2PO2）2。
3.（2013•新课标全国卷H,27）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌［含有
Fe（）、Mn（）、Ni（）等杂质］的流程如下：
工业ZnO浸出液②
滤液滤液滤饼ZnO
提示：
在本实验条件下，Ni（H）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为；在加高锰酸钾溶液前，若pH
较低，对除杂的影响是。
（2）反应③的反应类型为，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有。
（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是。
⑷反应④中产物的成分可能是ZnCO3・xZn（OH）2，取干燥后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g,则x等于
。
答案
（1）Fe2+和Mn2+MnO^3Fe2++7H2O3Fe（OH）3J+MnO2j+5H+、2Mn63Mn2++2H2O5MnO2+4H+铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
（2）置换反应镍
（3）取少量水洗液于试管中，滴入1〜2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤
干净
（4）1
解析从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。
（1）在反应②中，通过调节溶液的pH,高锰酸钾能将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,将Mn2+氧化为MnO2而除去；
若溶液的pH过低，Fe2+、Mn2+将很难生成沉淀而除去。
（2）第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2+、Ni2+、H+等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有
金属镍。
⑶反应④生成的沉淀为ZnCO3同时生成Na2SO4若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na+，故只要对洗
涤液中是否含有SO进行检验即可。
⑷煅烧过程中ZnCO3Zn（OH）2均发生分解反应生成ZnO,根据关系式ZnCO3-xZn（OH）2〜（x+1）ZnO,可得=,故x=1。
各省市高考题调研
1.（2014•上海，16）含有砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应，生成的砷化氢（AsH3）在热玻璃管中完全分解
成单质砷和氢气。
若砷的质量为1.50mg，则（）
A.被氧化的砒霜为1.98mg
B.分解产生的氢气为0.672mL
C.和砒霜反应的锌为3.90mg
D.转移的电子总数为6X10—5NA
答案C
解析本题考查氧化还原反应。
砒霜（As2O3）的试样和锌、盐酸混合反应的方程式为As2O3＋6Zn＋12HCl2AsH3＋
6ZnCI2+3H2O根据砷的相对原子质量为75，若砷的质量为1.50mg，物质的量为0.02mmol，被还原的砒霜为
0.02mmol-2X198g•mol-1=1.98mg，和砒霜反应的锌为3.90mg。
2AsH32As+3H2分解产生的氢气标准状
况下为0.03mmolX22.4L•mol-1=0.672mL;转移的电子总数为1.8X10—4NA
2.（2014•高考试题组合）
（1）[2014•天津理综，7（6）]KCIO3可用于实验室制02若不加催化剂，400C时分解只生成两种盐，其中一种
是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1:
1。
写出该反应的化学方程式：
答案4KClO3KCl＋3KClO4
⑵[2014•天津理综，9（7）]Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脱氯剂，该反应的离子
方程式为。
答案S2O＋4Cl2＋5H2O2SO＋8Cl-＋10H＋
⑶[2014•天津理综，10
（1）]天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS—定条件下向NH4HS溶液中通
入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：
答案2NH4HSHO22NH3-H2O^2SJ
⑷（2014•上海，28）硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应。
在酸性条件下，H2S和KMnO4反应生成SMnS04
K2SO4和H2O写出该反应的化学方程式
答案3H2SO4^5H2S+2KMnO45S+2MnSO解析考查氧化还原反应方程式的书写：
根据所给出的反应物和生成物配平含变价元素物质的计量系数，再根据
质量守恒配平其他计量系数，所以化学方程式为3H2SO4^5H2S+2KMnO45S+2MnS0乌K2S0乌8H2O
3.[2014•江苏，20
（2）]将H2S和空气的混合气体通入FeCI3、FeCI2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质
转化如图所示。
（1）在图示的转化中，化合价不变的元素是
⑵反应中当有1molH2S转化为硫单质时，保持溶液中Fe3+的物质的量不变，需消耗02的物质的量为。
（3）在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。
欲使生成的硫单质中不含CuS可采取
的措施有。
答案
（1）Cu、H、Cl（或铜、氢、氯）
（2）0.5mol（3）提高混合气体中空气的比例
解析
（1）根据图示可知，整个过程中—2价的S与0价的S之间相互转化，还存在Fe2+与Fe3+之间的相互转
化。
（2）根据电子守恒和化学反应方程式知，1molH2S转化为单质S转移2mol电子，而1mol02转移4mol
电子，因此需消耗020.5mol。
（3）根据图示，可增大空气的量，使S2—完全转化为单质S,使其没有机会和Cu2
＋结合生成CuS。
4.[2014•福建理综，23（3）]工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：
NaCl溶液NaClO3溶液KClO3晶体
①完成I中反应的总化学方程式：
NaCl+H2ONaClO齐。
②H中转化的基本反应类型是，该反应过程能析出KCI03晶体而无其他晶体析出的原因是
答案①NaCI+H2O===NaCIO3HH2f
②复分解反应室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体
5.［2014•重庆理综，11
（1）
（2）］氢能是重要的新能源。
储氢作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。
（1）氢气是清洁燃料，其燃烧产物为。
⑵NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为
反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为。
答案
（1）H2O
（2）NaBH4+2H2ONaBO24H2f4NA或2.408X1024
6.配平下列方程式
（1）［2011•福建理综，23（6）］在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2调节pH-3,Ce3+通过下列反应形成Ce（OH）4
沉淀得以分离。
完成反应的离子方程式：
Ce3++H2O2^H2OCe（OH）4|+
答案21626H＋
⑵［2010•福建理综，24
（2）改编］完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
Fe（OH）2＋ClO－＋
Fe（OH）3＋Cl－
答案211H2O21
⑶［2011•安徽理综，27
（2）改编］配平反应的离子方程式：
Mn2++CIO+H2OMnO2+Cl2t+。
答案524518H＋
⑷［2010•重庆理综，26（3）］配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式：
P＋FeO＋CaOCa3（PO4）2＋Fe
答案25315
7.（2013•北京理综，27）用含有AI2O3、SiO2和少量FeO-xFe2O3的铝灰制备AI2（SO4）3•18H2Q工艺流程如下（部分操作和条件略）：
I.向铝灰中加入过量稀H2SO4过滤：
n.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3;
皿.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
IV.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
V.浓缩、结晶、分离，得到产品。
（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是。
⑵将MnO氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
MnO＋Fe2＋＋Mn2＋＋Fe3＋＋。
（3）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
根据表中数据解释步骤H的目的。
⑷已知：
一定条件下，MnO可与Mn2+反应生成MnO2
1向皿的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是。
2叩中加入MnSO4的目的是。
答案
（1）AI2O3+6H+2AI3++3H2O
（2）58H+54H2O
（3）pH约为3时，Fe2+和A13+不能形成沉淀，将Fe2+氧化为Fe3+，可使铁完全沉淀
（4）①生成黄绿色气体②除去过量的MnO
解析
（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式为A12O3+6H+2AI3++3H2O,在操作I中，FeO-xFe2O3也同时被溶解，滤液中含有A13+、Fe2+、Fe3+等。
（2）步骤I所得溶液中会有过量H2SO4故反应在酸性条件下进行，由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnC和
Fe2+的化学计量数之比为1:
5,然后观察配平。
得Mn65Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
⑶步骤H中，加入过量KMnO4溶液目的是把Fe2+氧化成易除去的Fe3+。
调节pH约为3，由表中数据分析，可知该条件使Fe3+完全沉淀而A13+不被沉淀，从而达到分离Fe3+和A13+的目的。
⑷①联想C12的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生C12来判断沉淀中有无MnO2②操
作W中加入MnSO4紫红色消失，说明过量的MnO因加入MnSO4而被转化成沉淀，然后过滤除去MnQ保证产品
的纯度。
练出高分
1.已知反应：
Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2Q则可用来检验氢气还原CuO所得的红色固体中是否含Cu2O的试剂是
（）
A.稀硝酸B.浓硝酸
C.盐
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