第2讲氧化还原反应的计算及方程式的配平汇总.docx

1、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、

2、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)O2 FeS2 Fe2O3、SO2 Fe2O3、 SO2(2)Fe 、S O (3)11 4(4)4 、 11、2、

3、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 _Mn2Cl2 t+ H2O答案(1)4 11 1 2(2)3 83 2 4(3)51 3 33 3 (4)2 1610 2 58题组二逆向配平类2(1)_S _KOH_K2

4、S_K2SO3H2O(2) P4 _KOHH2OK3PO4 _PH3答案(1)3 62 1 3(2)2 93 3 5题组三 缺项配平类3(1) ClO Fe(OH)3 Cl FeO H2O MnO + H2O2+ Mn 2+ 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)3 2 4OH 3 2 5(2)2 5 6H 2 5 8(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

5、，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 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， 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

6、 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 2KMnO 10KC1 + 8H2SO46K2SO4 2MnSO xNa2O4 NaO Na得关系式1xx= 16 x 2， 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

7、 （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 5 mol H2O参加反应，被水还原的溴元素为 （ ）A.1 mol B. mol C. mol D . 2 mol答案 C解析 设被水还原的溴元素 （BrF3） 的物质的量为 x， 5 mol H2O 参加反应，失去电子 4 mol ，根据电子守恒得：3x=

8、4 mol ， x= mol 。4.在P+ CuSO4H2O Cu3P+ H3P0甘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 。答案 1.5 2.2解析 设7.5 mol CuSO4氧化P的物质的量为x;生成1 mol Cu3P时，被氧化的P的物质的量为y 根据得失电子守恒得：7. 5 mol x （2 1） = x （5 0） x= 1.5 mol 1 mol x 3X (2 1) + 1 mol x 0 ( 3) = y (5 0)y = 1.2 mol所以参加反应的 P的物

9、质的量为1.2 mol + 1 mol = 2.2 mol。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17.02 g。则x等于

10、( )A8.64 B9.20C9.00 D 9.44答案 B解析 反应流程为x g =17.02 g 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 ) =x 1 x 2x 1 = 0.46 mol所以 x g = 17.02 g 0.46 mol x 17 g mol 1 = 9.20 g。6.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

11、沉淀，则消耗 NaOH溶液的体积是( )A60 mL B 45 mLC30 mL D 15 mL答案 A解析 由题意可知，HN03贝U Cu失去的电子数与 O2得到的电子数相等。即 n(Cu) = 2n(O2) = 2X= 0.15 mol。根据质量守恒及 NaOH和 Cu(NO3)2 的反应可得关系式： n(NaOH)= 2nCu(NO3)2 = 2n(Cu) = 0.3 mol，贝U V(NaOH)=0.06 L = 60 mL。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(

12、浓)PbCl2 + Cl2 t + 2H2O2. 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)H3PO2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 H3PO4(3)2P4 + 3Ba(OH)2 + 6H2O3Ba(H2PO2)

13、2+ 2PH3T解析(2)H3PO2中P元素化合价为+ 1价。根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为 1 : 4, 4 mol Ag +在反应中得到 4 mol e , 1 mol H3PO2则失去4 mol e ,所以P元素将显+ 5价，产物为H3PO4即氧化产物为 H3PO4依据氧化还原反应方程式配平原则，得 6H28 2P4+ 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浸出液滤液滤液滤饼 Z

14、nO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)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。 反应中产物的成分可能是 ZnCO3 xZn(OH)2，取干燥后的滤饼 11.2 g,煅烧后可得到产品 8.1 g,则x等于 。答案 (1)Fe2 +和 Mn2+ MnO 3Fe2+ 7H2O3Fe(OH)3 J + MnO2j+ 5H+、2Mn6 3Mn2+

15、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 12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。反应生成的沉淀为 Z

16、nCO3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。 煅烧过程中ZnCO3 Zn(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 1.50 mg，则( )A.被氧化的砒霜为 1.98 mgB.分解产生的氢气为 0.672 mLC.和砒霜反应的锌为 3.90 mgD.转移的电子总数为

17、6X 10 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 12HCl2AsH36ZnCI2 + 3H2O根据砷的相对原子质量为 75，若砷的质量为 1.50 mg，物质的量为 0.02 mmol，被还原的砒霜为0.02 mmol - 2 X 198 g mol - 1 = 1.98 mg，和砒霜反应的锌为 3.90 mg。2AsH32As+ 3H2分解产生的氢气标准状况下为 0.03 mmol X22.4 L mol - 1 = 0.672 mL; 转移的电子总数为 1.8 X 10 4NA2.(2014 高考试题组合)

18、(1)2014 天津理综，7(6)KCIO3可用于实验室制 02若不加催化剂，400 C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 3KClO42014 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 S2O4Cl25H2O2SO8Cl -10H2014 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 2NH4HSH

19、O22NH3- H2O 2S J(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 S MnS04K2SO4和 H2O写出该反应的化学方程式答案 3H2SO4 5H2S+ 2KMnO45S + 2MnSO K2SO4 8H2O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8H2O3. 2014 江苏，20(2)将H2S和空气的混合气体通入 FeCI3、FeCI2、CuCl2

20、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 反应中当有1 mol H2S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)0.5 mol (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， 1 mol H2S转化为单质

21、S转移2 mol电子，而1 mol 02转移4 mol电子，因此需消耗 02 0.5 mol。(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晶体完成I中反应的总化学方程式： NaCl+ H2ONaClO齐 。H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 NaCI+ H2O=NaCIO3H H2f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

22、)(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 。NaBH4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 1 mol NaBH4 时转移的电子数目为 。答案 (1)H2O(2)NaBH4 + 2H2ONaBO2 4H2f 4NA或 2.408 X 10246.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(

23、OH)4| + 答案 2 1 6 2 6 H2010 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)2ClO Fe(OH)3Cl 答案 2 1 1 H2O 2 12011 安徽理综，27(2)改编配平反应的离子方程式：Mn2+ CIO+ H2OMnO2 + Cl2 t+ 。答案 5 2 4 5 1 8 H2010 重庆理综，26(3)配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式：PFeOCaOCa3(PO4)2Fe答案 2 5 3 1 57. (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

24、 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 。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 。已知：一定条件下， MnO可与Mn2+反应生成 MnO21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 M

25、nSO4的目的是 。答案 (1)AI2O3 + 6H+ 2AI3 + 3H2O(2)5 8 H+ 5 4 H2O(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)生成黄绿色气体 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,

26、然后观察配平。得 Mn6 5Fe2+ 8H+ Mn2+ 5Fe3 + 4H2O 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。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 MnO2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