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氧化还原反应的配平与计算
【复习目标】
1．能利用守恒法进行氧化还原反应方程式的配平
2．掌握电子守恒法在化学计算中的应用
考点一 氧化还原方程式的配平
【核心知识梳理】
1．氧化还原方程式配平的三大原则
(1)电子守恒：氧化剂和还原剂得失电子总数相等，化合价升高的总数＝化合价降低的总数
(2)质量守恒：反应前后原子的种类和个数不变
(3)电荷守恒：离子反应前后，阴、阳离子所带的电荷总数相等
2．氧化还原方程式配平的一般步骤
(1)标变价——标出有变的元素化合价
(2)列得失——列出化合价的变化值
(3)求总数——求出化合价升降的最小公倍数，使化合价升高和降低的数目相等
(4)配系数——配出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的系数，观察法配平其它物质的系数
(5)查守恒——查原子是否守恒、电荷是否守恒(通常通过检查氧元素的原子数)，画上等号
配平化学方程式：H2S＋HNO3S↓＋NO↑＋H2O
第一步：标变价 H2＋↓＋O↑＋H2O
第二步：列得失 H2　　　＋　　　HO3失去↓2e－　　　　　　 ↓得到(5－2)e－　　　　　　　　 O
第三步：求总数 通过求最小公倍数的方法使化合价升降总数相等，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数
H2　　　＋　　　HO3失去2e－×3↓　　　　　　　 ↓得到3e－×2　　　　 　　　　　　　 O
故H2S的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2
第四步：配系数 先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素：3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO↑＋4H2O
第五步：查守恒 其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证
【易错提醒】
①配平之前应观察该反应是否是部分氧化还原反应，若是则部分参与氧化还原反应的计量系数应最后配
②若反应中有双原子或者多原子时，化合价应当整体处理
3．常用方法
(1)正向配平：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的以及归中反应，一般从左边反应物着手配平，即正向配平法，根据化合价升降总数相等，确定氧化剂和还原剂的化学计量数，然后用观察法配平其他物质
①____C＋____HNO 3(浓)____CO2↑＋____NO2↑＋____H2O
②____NH3＋____Cl2===____N2＋____HCl
③____NH3＋____CuO____N2＋____Cu＋____H2O
④____KI＋____KIO3＋____H2SO4===____I2＋____K2SO4＋____H2O
⑤____P4＋____HNO3(浓)____H3PO4＋____NO2↑＋____H2O
(2)逆向配平：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平，即逆向配平法，先确定氧化产物和还原产物的化学计量数，然后用观察法确定氧化剂和还原剂的化学计量数
①____S＋____KOH===____K2S＋____K2SO3＋____H2O
②____P4＋____KOH＋____H2O===____K3PO4＋____PH3
③____(NH4)2Cr2O7===____N2↑＋____Cr2O3＋____H2O
④____I2＋____NaOH===____NaI＋____NaIO3＋____H2O
(3)缺项配平：先将得失电子数配平，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。其补项原则有：
条件 补项原则
酸性条件 缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)
碱性条件 缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－
①将MnO在酸性条件下氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋Fe2＋＋_______===Mn2＋＋Fe3＋＋_______
②ClO－＋Fe(OH)3＋_______===Cl－＋FeO＋_______
③MnO＋H2O2＋_______===Mn2＋＋O2↑＋_______
④Mn2＋＋ClO＋_______===MnO2↓＋Cl2↑＋_______
⑤MnO＋C2O＋_______===Mn2＋＋CO2↑＋_______
⑥MnO＋NO＋_______===Mn2＋＋NO＋_______
⑦Fe3＋＋SO2＋_______===Fe2＋＋SO＋_______
⑧MnO＋SO2＋_______===Mn2＋＋SO＋_______
⑨S2O＋Cl2＋_______===Cl－＋SO＋_______
⑩ClO＋Fe2＋＋_______===Cl－＋Fe3＋＋_______
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＋________===Ce(OH)4↓＋________
将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：NaBiO3＋Mn2＋＋_______===Na＋＋Bi3＋＋_______＋_______
将高锰酸钾逐滴加入硫化钾溶液中发生如下反应，其中K2SO4和S的物质的量之比为3∶2。完成下列化学方程式：KMnO4＋K2S＋________===K2MnO4＋K2SO4＋S↓＋________
(4)有机物参与的氧化还原反应方程式的配平：在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中，一般有机物中H显＋1价，O显－2价，根据物质中元素化合价代数和为零的原则，确定碳元素的平均价态，然后进行配平
①____KClO3＋____H2C2O4＋____H2SO4===____ClO2↑＋____CO2↑＋____KHSO4＋____H2O
②____C2H5OH＋____KMnO4＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____CO2↑＋____H2O
③____CH2==CH2＋____KMnO4＋____H2SO4===____K2SO4＋____MnSO4＋____CO2＋____H2O
④____C2H5OH＋____H2SO4(浓)===____SO2↑＋____CO2↑＋____H2O
(5)含有未知数的配平
①________FexS＋________HCl===________S＋________FeCl2＋________H2S
②________Na2Sx＋________NaClO＋________NaOH===________Na2SO4＋________NaCl＋________H2O
③________CO＋________NOx===________CO2＋________N2
考点二 氧化还原反应的相关计算——电子守恒法
【核心知识梳理】
1．计算依据
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，只要把物质分为始态和终态，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
2．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)列出一个原子或离子的化合价的变化 (注意化学式中粒子的个数)
(3)根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式
在氧化还原反应中，转移电子数＝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)
【易错提醒】部分氧化和部分还原的计算：要注意参加反应的量不一定完全是被氧化、或被还原的量，或一种物质由于歧化，有一部分被氧化，而另一部分被还原
【精准训练2】
1．现有24 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·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．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5
2．用0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液50mL，恰好将2×10－3 mol的XO4－离子还原，则元素X在还原产物中的化合价是( )
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5
3．在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O和Pb2＋，则与1 mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为(　　)
A．3.0 mol B．1.5 mol C．1.0 mol D．0.75 mol
4．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．2 B．3 C．4 D．5
5、R2O8n－在一定条件下可以把Mn2＋氧化为MnO4－，若反应后R2O8n－离子变为RO42－，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n的值为(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
6．在反应3BrF3＋5H2O===9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴元素为(　　)
A．1mol B．mol
C．mol D．2mol
7．已知硫化亚铜与一定浓度的硝酸共热，所得溶液中只有硝酸铜和硫酸铜，放出一氧化氮和二氧化氮两种气体，且两种气体的物质的量之比为3∶7，则参加反应的硫化亚铜和作氧化剂的硝酸的物质的量之比为( )
A．4∶25 B．2∶17 C．1∶7 D．3∶8
8．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＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL　　 C．30 mL　　 D．15 mL
9．14 g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为(　　)
A．9.6 g B．6.4 g C．3.2 g D．1.6 g
10．在P＋CuSO4＋H2OCu3P＋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
【课时精练】
1．已知反应：aFeSO4＋bNa2O2===cNa2FeO4＋2Na2O＋dNa2SO4＋eO2↑，a＝2。下列有关说法错误的是(　　)
A．Na2FeO4可以对水体进行杀菌消毒、净化 B．Na2O2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．3a＝b D．每生成1 mol Na2FeO4，转移4 mol电子
2．NaNO2是一种食品添加剂，但食用过量可能致癌。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式为MnO＋NO＋Mn2＋＋NO＋H2O(未配平)。下列叙述中正确的是(　　)
A．该反应中NO被还原 B．反应过程中溶液的pH减小
C．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4 D．中的粒子是OH－
3．某反应的反应物与生成物有K2Cr2O7、KCl、CrCl3、Cl2、HCl、H2O，已知氧化性：K2Cr2O7>Cl2，则下列说法不正确的是(　　)
A．氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶14
B．由此反应可知还原性：HCl＞CrCl3
C．当转移0.2 mol电子时，被氧化的还原剂的物质的量为0.2 mol
D．Cl2是该反应的氧化产物
4．一定条件下，硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为NH4NO3HNO3＋N2↑＋H2O，下列说法错误的是(　　)
A．配平后H2O的化学计量数为6 B．NH4NO3既是氧化剂又是还原剂
C．该反应既是分解反应也是氧化还原反应 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3
5．把图2中的物质补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。对该氧化还原反应的离子方程式，下列说法不正确的是(　　)
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A．IO是氧化剂，具有氧化性 B．氧化性：MnO＞IO
C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2 D．若有2个Mn2＋参加反应，则转移10个电子
6．一种在恒温、恒定气流流速下，催化氧化HCl生产Cl2工艺的主要反应机理如图。下列说法不正确的是(　　)
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A．该过程中Cu元素的化合价发生变化
B．Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物
C．Cu(OH)Cl分解生成两种产物，物质X为H2O
D．该过程涉及反应：2Cu2OCl2＋O22Cl2＋4CuO
7．某离子反应涉及H＋、Bi3＋、MnO、BiO、Mn2＋、H2O六种微粒。其中c(MnO)随反应进行逐渐增大。下列判断错误的是(　　)
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶5
B．氧化性：BiO大于MnO
C．反应后溶液的pH增大
D．若有1 mol 还原剂参加反应，转移电子的物质的量为5 mol
8．工业上用发烟HClO4将潮湿的CrCl3氧化为棕色的烟[CrO2(ClO4)2]来除去Cr(Ⅲ)，HClO4中部分氯元素转化为最低价态。下列说法错误的是(　　)
A．CrO2(ClO4)2中Cr元素显＋6价
B．HClO4属于强酸，该反应还生成了另一种强酸
C．该反应中，参加反应的氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8
D．该反应的离子方程式为19ClO＋8Cr3＋＋8OH－===8CrO2(ClO4)2＋3Cl－＋4H2O
9．工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2，为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂，在反应过程中产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收，该催化过程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．过程1中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1
B．过程2的离子方程式是：2NiO2＋ClO－===Cl－＋Ni2O3＋2O
C．吸收反应的总方程式是：ClO－＋SO2＋H2O===Cl－＋SO＋2H＋
D．用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好
10．酸性KMnO4溶液和CuS混合时，发生的反应如下：MnO＋CuS＋H＋Cu2＋＋SO2↑＋Mn2＋＋H2O(未配平)，下列有关该反应的说法中正确的是(　　)
A．被氧化的元素是Cu和S
B．Mn2＋的还原性强于CuS的还原性
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5
D．若生成2.24 L(标准状况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8 mol
11．黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。在酸性和催化剂的作用下FeS2可发生如图所示的转化。下列分析正确的是(　　)
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．在酸性条件下，黄铁矿催化氧化的总反应方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O2FeSO4＋2H2SO4
C．反应Ⅰ的离子方程式：4Fe(NO)2＋＋O2＋2H2O===4Fe3＋＋4NO＋4OH－
D．反应Ⅱ中，每消耗1 mol FeS2，转移电子的物质的量为14 mol
12．工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2－并制取硫酸盐的一种常用流程如图。下列说法正确的是(　　)
A．碱性条件下，氧化性：O2＞S2O＞MnO
B．过程Ⅰ中氧化剂和还原剂物质的量之比为2∶1
C．过程Ⅱ中反应的离子方程式为4MnO＋2S2－＋9H2O===S2O＋4Mn(OH)2↓＋10OH－
D．将1 mol S2-转化为SO理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况)
13．三氟化溴有强氧化性和强反应活性，是一种良好的非水溶剂，遇水立即发生如下反应：3BrF3＋5H2O===HBrO3＋Br2＋9HF＋O2↑，下列有关该反应的说法不正确的是(　　)
A．当0.5 mol H2O被氧化时，生成0.1 mol氧气
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C．当转移电子6 mol时，生成的还原产物为1 mol
D．当生成2.7 mol HF时，被BrF3还原的BrF3为0.2 mol
14．某强氧化剂XO(OH)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10－3 mol XO(OH)，需用30 mL 0.2 mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是(　　)
A．＋2 B．＋1 C．0 D．－1
15．某离子反应中涉及H2O、ClO－、NH、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2、ClO－的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断不正确的是(　　)
A．该反应的氧化剂是ClO－ B．消耗1 mol还原剂，转移3 mol电子
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 D．当生成14 g N2时，消耗的ClO－为1.5 mol
16．二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如图。下列说法错误的是(　　)
A．Na2C2O4将MnO2还原为Mn2＋ B．滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色
C．MnO2含量为% D．若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡，则测得MnO2含量偏小
17．某小组同学探究Al与Cu2＋的反应，实验如下。下列说法不正确的是(　　)
装置 序号 试剂a 现象
① 2 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液 无明显变化，数小时后观察到铝片上仅有少量红色斑点
② 2 mL 0.5 mol·L－1 CuCl2溶液 迅速产生红色固体和无色气泡，且气体的生成速率逐渐增大，反应放出大量的热。在铝片表面产生少量白色沉淀，经检验为CuCl
A．②中气体生成速率逐渐增大可能与Al和Cu在溶液中形成了原电池有关
B．②中产生白色沉淀的可能原因：Al＋3Cu2＋＋3Cl－===3CuCl↓＋Al3＋
C．向①中加入一定量NaCl固体，推测出现与②相似的实验现象
D．②比①反应迅速是由于Cu2＋水解使②中的c(H＋)更大，利于破坏铝片表面的氧化膜
18．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(　　)
A．8.64 B．9.20 C．9.00 D．9.44
19．工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)为主要原料制备高锰酸钾(KMnO4)的方法如图，下列说法正确的是(　　)
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已知：①焙烧时有K2MnO4和KCl生成
②CO2歧化法：调溶液pH至弱碱性，歧化生成KMnO4和MnO2
A．焙烧时所用坩埚的材质可以选用Al2O3
B．焙烧时理论上每生成1 mol K2MnO4转移3NA个电子
C．电解法与CO2歧化法的理论产率之比为3∶2
D．采用CO2歧化法时，可将滤液蒸发结晶得到KMnO4固体
20．已知CrO3为暗红色粉末，铬的某些化合物之间的转化关系如图，则下面的说法中，错误的是(　　)
A．B、C、D均具有强氧化性
B．A是Na2Cr2O7
C．1 L 1 mol·L－1 C的溶液中，含Cr的微粒数目介于NA与2NA之间
D．E可能是FeSO4
21．黄铁矿(主要成分为FeS2)的有效利用对环境具有重要意义
(1)在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图所示
①图中转化过程的总反应中，FeS2作___________ (填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是___________
②写出图中Fe3＋与FeS2反应的离子方程式___________________________________
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋的过程中，控制起始时Fe2＋的浓度、溶液体积和通入O2的速率不变，改变其他条件时，
Fe2＋被氧化的转化率随时间的变化如图所示(图中所示加入1 mol是指相同微粒数)。
①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中若有6个NO离子完全反应，转移_______个电子
②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。解释图中该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因：________________________________________
22．治理污染减少排放具有十分重要的意义。回答下列问题：
(1)下面是消除NOx排放的三个案例：
①利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO)∶n(NO2)＝1∶1]，该过程中发生反应的化学方程式为____________________________
②三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理，该过程中发生反应的化学方程式为_________________________________________________
③利用尿素消除NOx污染的转化反应为Ⅰ.NO＋O2NO2，Ⅱ.NO2＋CO(NH2)2无污染气体。尿素中C元素的化合价________，反应Ⅱ的化学方程式为__________________________________________________
(2)为测定热电厂排放气中SO2的含量，进行了如下实验：标准状况下，将排放气匀速通入100 mL 0.5 mol/L 酸性KMnO4溶液中。若排放气的流速为a L·min－1，经过b min溶液恰好褪色，则该排放气中SO2的含量为________ g/L
(3)通过如下流程可实现SO2和NO综合处理并获得保险粉(Na2S2O4)和硝铵。
①装置Ⅲ中生成Ce4＋与S2O的物质的量之比为________
②装置Ⅳ中溶液含有a mol·L－1 NO和b mol·L－1 NO，欲将c L 该溶液完全转化为硝铵，需要通入O2与NH3的体积比为________(同温同压下)
23．亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。在NaOH溶液中ClO2与H2O2反应可以得到亚氯酸钠。
(1)ClO2中氯元素的化合价是________；在制备亚氯酸钠的反应中ClO2作________(填“氧化剂”或“还原剂”)；若反应中生成1 mol NaClO2，转移电子的物质的量为________
(2)该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
(3)在一定条件下，将Cl2通入填充有固体NaClO2的反应柱内二者反应可制得ClO2，该反应中还原产物为________，当消耗标准状况下1.12 L Cl2时，制得ClO2________g
24．医学上常用酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液的反应(方程式如下)测定血钙的含量。回答下列问题：
___H＋＋___MnO＋___H2C2O4___CO2↑＋___Mn2＋＋___
(1)配平以上离子方程式，并在中填上适当的化学式
(2)该反应中的还原剂是________(填化学式)
(3)反应转移了0.4 mol电子，则消耗KMnO4的物质的量为________ mol
(4)测定血钙含量的方法是：取2 mL血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量(NH4)2C2O4溶液，反应生成CaC2O4沉淀，将沉淀用稀硫酸溶解得到H2C2O4后，再用KMnO4溶液滴定
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式为___________________________________________
②溶解沉淀时________(填“能”或“不能”)用稀盐酸，原因是_________________________________
③若消耗了1.0×10-4 mol·L－1的KMnO4溶液20.00 mL，则100 mL该血液中含钙________ g
25．某废水中含有Cr2O，为了处理有毒的Cr2O，需要先测定其浓度：取20 mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1 mL c1 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3＋)。用c2 mol ·L－1 KMnO4溶液滴定过量的Fe2＋至终点，消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2O)为_________________
26．配平下列离子方程式：
(1)____NO＋____Fe2＋＋____H＋===____NO↑＋____Fe3＋＋____H2O
(2)____Mn2＋＋____H2O2＋____OH－===____MnO2↓＋____H2O
(3)____MnO2＋____SO＋____H＋===____Mn2＋＋____SO＋____H2O
(4)____Li2CO3＋____C6H12O6＋____FePO4===____LiFePO4＋____CO↑＋____H2O＋____CO2↑
(5)____(NH4)2Mo4O13＋____H2____Mo＋____NH3＋____H2O
(6)____H2S＋____NOx===____S＋____H2O＋____N2
(7)____FeCl3·6H2O＋____SOCl2____FeCl3＋____SO2↑＋____HCl↑
(8)____S＋____HNO 3(浓)____H2SO4＋____NO2↑＋____H2O
(9)____NH3＋____O2____NO＋____H2O
(10)____KMnO4＋____HCl===____KCl＋____MnCl2＋____Cl2↑＋____H2O
(11)____Cu＋____HNO3(稀)===____Cu(NO3)2＋____NO↑＋____H2O
(12)在弱碱性溶液中，FeS与CrO反应生成Fe(OH)3、Cr(OH)3和单质S，其离子方程式为________________
【氧化还原反应的配平与计算】答案
(1)正向配平
①1 4 1 4 2
②2 3 1 6
③2 3 1 3 3
④5 1 3 3 3 3
⑤1 20 4 20 4
(2)逆向配平
①3　6　2　1　3　
②2　9　3　3　5
③1　1　1　4
④3　6　5　1　3
(3)缺项配平类
①1 5 8H＋　1　5　4H2O
②3　2　4OH－　3　2　5H2O
③2　5　6H＋　2　5　8 H2O
④5　2　4H2O　5　1　8H＋
⑤2　5　16H＋　2　10　8H2O
⑥2　5　6H＋　2　5　3H2O
⑦2　1　2　2H2O　1　4H＋
⑧2　5　2H2O　2　5　4H＋
⑨1　4　5H2O　8　2　8H＋
⑩1　6　6H＋　1　6　3H2O
2　1　6　2　6　H＋
5　2　14H＋　5　5　2MnO　7H2O
28　5　24KOH　28　3　2　12H2O
(4)有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
①2　1　2　2　2　2　2
②5　12　18　6　12　10　33
③12　18　6　12　10　28
④1　6　6　2　9
(5)含有未知数的配平
①　2　(－1)　1　1
②1　3x＋1　2x－2　x　3x＋1　x－1
③2x　2　2x　1
【精准训练2】
1．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0.05 mol·L－1×0.024 L×(6－4)＝0.02 mol·L－1×0.020 L×2×(6－n)，解得n＝3。
2．A
3．B。1 mol Cr3＋反应可生成0.5 mol Cr2O，失去3 mol电子，1 mol PbO2得到2 mol电子生成Pb2＋，根据得失电子守恒可知，1 mol Cr3＋反应失去3 mol电子需1.5 mol PbO2。
4．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。
得关系式1×[6－(－)]·x＝16×2，x＝5。
5．A
6．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＝4 mol，x＝ mol。
7．A
8．A。解析：由题意可知，Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝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)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
9．C。解析：根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的量关系。HNO3中的＋5价氮元素相当于电子的“二传手”，先得到Cu、Ag失去的电子，再传给O2，最后恢复原貌，Cu、Ag失去的电子最终传给了O2，所以根据得失电子守恒规律，得×2＋＝×4，解得：m(Cu)＝3.2 g。
10．1.5　2.2
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。
【课时精练】
1．D。解析：Na2FeO4具有强氧化性，可以对水体进行杀菌消毒，反应后产生的Fe3＋水解生成的Fe(OH)3胶体，可以净水，A项正确；反应中有O2生成，FeSO4为还原剂，则Na2O2中O的化合价既升高又降低，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；a＝2，根据Fe和S守恒可知，c＝2，d＝2，再根据Na守恒可知，b＝6，则3a＝b，C项正确；反应的化学方程式为2FeSO4＋6Na2O2===2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑，则每生成1 mol Na2FeO4，转移5 mol电子，D项错误。
2．C。解析：由题干分析补全该离子方程式为2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O，NO中N元素化合价升高，被氧化，据此可知C正确，A、B、D错误。
3．A。解析：由于氧化性：K2Cr2O7＞Cl2，因此，
K2Cr2O7是氧化剂，化合价降低被还原为CrCl3；Cl2是氧化产物，故HCl中的氯元素化合价升高被氧化。1 mol K2Cr2O7被还原时得6 mol e－，1 mol HCl被氧化，失去1 mol e－，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6，A错误。
4．A。解析：5NH4NO3===2HNO3＋4N2↑＋9H2O，A错误；NH4NO3中NH所含N元素价态升高，部分NO所含N元素价态降低，则NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，B正确；该反应中反应物只有一种，则属于分解反应，该反应中含有变价元素，则属于氧化还原反应，C正确；氧化产物(H→2)和还原产物(O→2)的物质的量之比为∶＝5∶3，D正确。
5．B。解析：由题干信息得到该离子方程式为5IO＋2Mn2＋＋3H2O===2MnO＋5IO＋6H＋，IO中的碘元素在反应中化合价降低，得电子，作氧化剂，具有氧化性，故A正确；根据反应方程式可知，该反应的氧化剂是IO，氧化产物是MnO，则氧化性强弱顺序是IO＞MnO，故B错误；根据方程式可知：氧化剂碘酸根离子和还原剂锰离子的物质的量之比为5∶2，故C正确；根据离子方程式可知，有2个 Mn2＋参加反应时，转移电子的个数是10个，故D正确。
6．A。解析：由反应历程图可知，该过程中含 Cu化合物CuO、Cu(OH)Cl、Cu2OCl2中Cu元素的化合价均为＋2价，即保持不变，A项不正确；由反应历程图可知，反应前加入了CuO，CuO与HCl反应转化为Cu(OH)Cl，然后Cu(OH)Cl分解为Cu2OCl2和H2O，Cu2OCl2与O2反应又生成了CuO，则CuO为催化剂，Cu(OH)Cl、Cu2OCl2均为中间产物，B、C项正确；由反应历程图可知，该过程涉及Cu2OCl2与O2反应生成CuO和Cl2的反应，根据氧化还原反应配平可得2Cu2OCl2＋O22Cl2＋4CuO，D项正确。
7．A。解析：c(MnO)随反应进行逐渐增大，MnO应是生成物，则Mn2＋为反应物，Mn元素化合价升高，具有氧化性的BiO为反应物，由Bi元素守恒可知Bi3＋是生成物，则反应的离子方程式应为5BiO＋2Mn2＋＋14H＋===5Bi3＋＋2MnO＋7H2O，以此解答该题。A.氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，错误；B.由反应可知，氧化性：BiO>MnO，正确；C.由反应可知，反应消耗H＋，pH增大，正确；D.Mn元素化合价由＋2升高到＋7，则若有1 mol 还原剂参加反应，转移电子的物质的量为(7－2)×1 mol ＝5 mol，正确。
8．D。解析：CrO2(ClO4)2中O为-2价、Cl为＋7价，则根据化合物中元素化合价代数和等于0，可知铬元素化合价为＋6价，A正确；氯元素非金属性较强，HClO4属于强酸，HClO4将CrCl3氧化为棕色的CrO2(ClO4)2，部分HClO4被还原生成HCl，HCl也属于强酸，B正确；根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得该反应的离子方程式为19ClO＋8Cr3＋＋4H2O===8CrO2(ClO4)2＋3Cl-＋8H＋，化合价降低的为氧化剂，即ClO，其中有3 mol氯元素发生变化，化合价升高的为还原剂，对应的产物为氧化产物，故CrO2(ClO4)2为氧化产物，其中有8 mol铬元素发生变化，故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3∶8，C正确，D错误。
9．C。解析：A.过程1中，ClO－转化为Cl－，Cl元素化合价由＋1价变为－1价，化合价降低，ClO－作氧化剂，Ni2O3转化为NiO2，Ni元素化合价由＋3价变为＋4价，化合价升高，Ni2O3作还原剂，根据得失电子守恒可得，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶1，正确；B.过程2中，NiO2和ClO－反应生成Ni2O3、Cl－和O，离子方程式为2NiO2＋ClO－===Cl－＋Ni2O3＋2O，正确；C.用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2，离子方程式为：ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O，错误；D.Ca2＋与SO结合生成难溶的CaSO4，有利于反应的进行，因此用Ca(ClO)2代替NaClO脱硫效果更好，正确。
10．C。解析：反应中，铜元素的化合价没变，硫元素的化合价由－2价升到＋4价，只有硫元素被氧化，A项错误；还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性CuS＞Mn2＋，B项错误；氧化剂为KMnO4，还原剂为CuS，设KMnO4为x mol，CuS为y mol，根据电子守恒：x×(7－2)＝y×[4－(－2)]，x∶y＝6∶5，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5，C正确；二氧化硫物质的量为0.1 mol，由方程式可知，反应中硫元素化合价由－2升高为＋4，故转移电子为0.1 mol×(4＋2)＝0.6 mol，D项错误。
11．D。解析：反应Ⅰ中Fe元素化合价由＋2价变为＋3价，O元素化合价由0价变为－2价，反应Ⅱ中部分Fe元素化合价由＋3价变为＋2价，S元素化合价由－1价变为＋6价，均有化合价变化，属于氧化还原反应，反应Ⅲ为非产化还原反应，A错误；由机理图分析，FeS2、O2为反应物，Fe3＋、SO为生成物，所以黄铁矿催化氧化的总反应方程式为4FeS2＋15O2＋2H2O2Fe2(SO4)3＋2H2SO4，B错误；反应为酸性环境，无法生成OH－，C错误；反应Ⅱ的FeS2中S元素化合价从－1价升高到＋6价，每消耗1 mol FeS2，转移电子的物质的量为1×2×7 mol＝14 mol，D正确。
12．C。解析：由题图可知，过程Ⅰ中O2氧化Mn(OH)2生成MnO，则氧化性：O2＞MnO，过程Ⅱ中MnO氧化S2－生成S2O，则氧化性：MnO＞S2O，所以碱性条件下，氧化性：O2＞MnO＞S2O，故A错误；过程Ⅰ中反应的离子方程式为2Mn(OH)2＋O2＋4OH－===2MnO＋4H2O，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶2，故B错误；过程Ⅱ中MnO得电子转化为Mn(OH)2，S2-失电子转化为S2O，根据原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒可得反应的离子方程式为4MnO＋2S2-＋9H2O===S2O＋4Mn(OH)2↓＋10OH-，故C正确；1 mol S2－转化为SO理论上转移8 mol 电子，根据得失电子守恒可知：n(O2)＝＝2 mol，在标准状况下需要O2体积为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L，故D错误。
13．A。解析：从方程式可知，该反应中5个H2O中有2个H2O发生了氧化反应，生成1个O2，则0.5 mol H2O被氧化时，生成了0.25 mol O2，A错误。
14．C
15．C
16．D。解析：MnO2具有氧化性，Na2C2O4具有还原性，二者发生反应时，MnO2被还原成Mn2＋，A正确；滴定时是用KMnO4滴定过量的Na2C2O4，Na2C2O4溶液为无色，KMnO4溶液为紫色，则达到滴定终点时，溶液颜色由无色变成浅紫色，B正确；20 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液中KMnO4的物质的量为20×10－3×0.1 mol ＝2×10－3 mol，由关系式2MnO～5C2O可知，与KMnO4反应的Na2C2O4的物质的量为5×10－3 mol，则与MnO2反应的Na2C2O4的物质的量为30×10－3×0.2 mol－5×10－3 mol＝1×10－3 mol，由关系式MnO2～C2O可知，样品中MnO2的物质的量为1×10－3 mol，质量为0.087 g，故MnO2的含量为×100%＝%，C正确；若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡，则KMnO4溶液的体积偏小，结合C项分析知，计算得到的MnO2的质量偏大，测得MnO2的含量偏大，D错误。
17．D。解析：②比①反应迅速是由于氯离子能破坏铝片表面的致密氧化膜，硫酸根离子不能破坏铝片表面的致密氧化膜，D不正确。
18．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HNO3得电子的物质的量，即n(OH-)＝×1＋×2×1＝0.46 mol，所以x g＝17.02 g-0.46 mol×17 g·mol-1＝9.20 g。
19．C。解析：软锰矿中加入KOH和KClO3焙烧，生成K2MnO4和KCl，电解K2MnO4生成KMnO4，或者采用二氧化碳歧化法生成KMnO4。Al2O3可与KOH反应，因此焙烧时坩埚的材质不能选用Al2O3，A错误；焙烧时的化学方程式为3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O，每生成1 mol K2MnO4，转移2 mol电子，B错误；电解法中MnO在阳极上失电子发生反应：MnO－e－===MnO，锰酸根离子全部转化为高锰酸根离子，CO2歧化法化学方程式为3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋2K2CO3＋MnO2，有的锰酸根离子转化成了高锰酸根离子，两者的理论产率之比为1∶＝3∶2，C正确；高锰酸钾受热易分解，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶的方式得到KMnO4固体，D错误。
20．B。解析：Cr2O3与NaOH溶液反应生成NaCrO2和H2O，A为NaCrO2；NaCrO2具有还原性，可被H2O2氧化为黄色的Na2CrO4，则B为Na2CrO4；Na2CrO4与H＋发生反应：2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O，C为橙色的Na2Cr2O7；Na2Cr2O7与98%H2SO4反应生成红色的CrO3，D为CrO3；Na2Cr2O7具有氧化性，可被还原剂E还原为Cr3＋。B、C、D中所含Cr元素均为＋6价，均具有强氧化性，A项正确；A为NaCrO2，B项错误；1 L 1 mol·L－1 Na2Cr2O7的溶液中，存在平衡Cr2O＋H2O??2CrO＋2H＋，1 mol Cr2O若完全转化生成2 mol CrO，但该反应为可逆反应，导致含Cr的微粒数目介于NA与2NA之间，C项正确；E为还原剂，可能是FeSO4，D项正确。
21．(1)①还原剂　催化剂　②14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋
(2)①4　②生成的催化剂NO更多，加快了反应速率
解析：(1)①从图中可以看出，Fe3＋将FeS2氧化，生成Fe2＋和SO，FeS2中S由－1价升高到＋6价，则FeS2作还原剂。该转化过程中，Fe2＋与NO作用生成Fe(NO)2＋，Fe(NO)2＋与O2作用又生成NO和Fe3＋，则NO的作用是催化剂。②图中Fe3＋与FeS2反应，生成Fe2＋和SO，离子方程式为：14Fe3＋＋FeS2＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋。(2)①加入NaNO2发生反应：2H＋＋3NO===NO＋2NO↑＋H2O。该反应中，3NO～2e－，则若有6个NO离子完全反应，转移4个电子。②加入NaNO2、KI发生反应：4H＋＋2NO＋2I－===2NO↑＋I2＋2H2O。2 mol NO参加反应，生成2 mol NO，而加入NaNO3时，3 mol NO参加反应，生成2 mol NO，所以该条件下能进一步提高单位时间内Fe2＋转化率的原因：生成的催化剂NO更多，加快了反应速率。
22．(1)①Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2　
②2xCO＋2NOx===2xCO2＋N2
③＋4　6NO2＋4CO(NH2)2===4CO2＋7N2＋8H2O　
(2)　
(3)①2∶1　
②
解析：(1)①利用纯碱溶液可以吸收硝酸厂废气中的NO和NO2[n(NO)∶n(NO2)＝1∶1]，反应生成亚硝酸钠、二氧化碳，该过程中反应的化学方程式为Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2；②三元催化可以将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理，反应生成二氧化碳和氮气，该过程中反应的化学方程式为2xCO＋2NOx ===2xCO2＋N2；③尿素中H为＋1价，N为－3价，则C元素的化合价＋4价；反应Ⅱ生成氮气、二氧化碳和水，其化学方程式为6NO2＋4CO(NH2)2===4CO2＋7N2＋8H2O；(2)根据题意建立关系式2KMnO4～5SO2，100 mL 0.5 mol/L 酸性KMnO4溶液经过b min恰好褪色，则消耗二氧化硫物质的量为0.125 mol，质量为0.125 mol×64 g·mol－1＝8 g，若排放气的流速为a L·min－1，则该排放气中SO2的含量为＝ g/L；(3)①装置Ⅲ中发生Ce3＋与HSO反应生成Ce4＋与S2O，Ce3＋到Ce4＋化合价升高1，每生成1 mol Ce4＋转移1 mol 电子，HSO到S2O化合价降低1，每得到1 mol S2O转移2 mol电子，根据得失电子守恒，Ce4＋与S2O的物质的量之比为2∶1；②装置Ⅳ中溶液含有a mol·L-1 NO和b mol·L－1 NO，欲将c L 该溶液完全转化为硝铵，则溶液中亚硝酸根有ac mol，根据得失电子守恒需要用氧气物质的量为＝0.5ac mol，根据质量守恒需要氨气物质的量为ac mol＋bc mol，因此需要通入O2与NH3的体积比为＝。
23．(1)＋4　氧化剂　1 mol
(2)2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋O2↑＋2H2O
(3)NaCl　6.75
24．(1)6　2　5　10　2　8　H2O
(2)H2C2O4　
(3)0.08
(4)①CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4
②不能　酸性高锰酸钾会氧化氯离子　
③0.01
解析：(1)根据元素守恒知，生成物中还含有水，该反应中锰元素化合价由＋7价变为＋2价、碳元素化合价由＋3价变为＋4价，设其转移电子总数为10，所以MnO、H2C2O4的计量数分别是2、5，再结合原子守恒配平方程式为6H＋＋2MnO＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。(2)H2C2O4中碳元素化合价由＋3价变为＋4价，则H2C2O4是还原剂。(3)根据方程式可知，反应转移0.4 mol电子，则消耗KMnO4的物质的量为0.08 mol。(4)①草酸钙和硫酸反应生成硫酸钙和草酸，反应的化学方程式为CaC2O4＋H2SO4===CaSO4＋H2C2O4；②HCl具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而造成误差，所以溶解不能用盐酸。③根据原子守恒可得关系式5Ca2＋～2KMnO4，设钙离子浓度为x mol·L－，
＝，解得x＝2.5×10－3，则100 mL该血液中钙的质量＝40 g·mol－1×0.1 L×2.5×10－3 mol·L－1＝0.01 g。
25． mol·L－1
解析：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O,5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。根据得失电子守恒列等式：c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L ·mL－1＝20 mL×10－3 L·mL－1×6c(Cr2O)＋5c2 mol·L－1×V2 mL×10－3 L·mL－1，解得c(Cr2O)＝ mol·L－1。
26．(1)1　1　2　1　1　1　
(2)1　1　2　1　2　
(3)1　1　2　1　1　1
(4)6　1　12　12　6　6　6　
(5)1　12　4　2　13　
(6)2x　2　2x　2x　1　
(7)1　6　1　6　12
(8)1 6 1 6 2
(9)4 5 4 6
(10)2 16 2 2 5 8
(11)3 8 3 2 4
(12)FeS＋CrO＋4H2O===Fe(OH)3＋Cr(OH)3＋S＋2OH－
　
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