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第6讲　氧化还原反应
学习目标
1.了解氧化还原反应的概念。
2.掌握氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
3.会用“单、双线桥”分析电子转移的方向和数目。
4.掌握氧化性、还原性强弱的比较及应用。
考点三 氧化还原反应方程式
知识点一　氧化还原反应方程式的配平
1．氧化还原方程式配平的基本原则
2．氧化还原方程式配平的一般步骤
配平化学方程式：
H2S＋HNO3―→S↓＋NO↑＋H2O
分析　配平步骤如下
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，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。
题组练习
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)______MnO＋______H＋＋______Cl－===______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O
答案　(1)4　1　1　1　2　(2)3　8　3　2　4
(3)5　1　3　3　3　3　(4)2　16　10　2　5　8
题组二　逆向配平类
2．(1)______S＋______KOH===______K2S＋______K2SO3＋______H2O
(2)______P4＋______KOH＋______H2O===______K3PO4＋______PH3
答案　(1)3　6　2　1　3　(2)2　9　3　3　5
题组三　缺项配平类
3．(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________===______Cl－＋______FeO＋______H2O
(2)______MnO＋______H2O2＋________===______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、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)3　2　4OH－　3　2　5(2)2　5　6H＋　2　5　8(3)Al2O3　3C　N2　2　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　含有未知数的配平
4．(1)______FexS＋______HCl===______S＋______FeCl2＋______H2S
(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH===______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O
答案　(1)　2　(－1)　1　1(2)1　3x＋1　2x－2　x　3x＋1　x－1
题组五　有机物参与的氧化还原反应方程式的配平
5．(1)______KClO3＋______H2C2O4＋______H2SO4===______ClO2↑＋______CO2↑＋______KHSO4＋______H2O
(2)______C2H6O＋______KMnO4＋______H2SO4===______K2SO4＋______MnSO4＋______CO2↑＋______H2O
答案　(1)2　1　2　2　2　2　2(2)5　12　18　6　12　10　33
小结
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是全变的，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。
(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。
(5)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。
知识点二　信息条件下氧化还原反应方程式的书写
“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
[示例]
1．KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是__________________________________________________________________________。
分析　第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnO＋C2O―→Mn2＋＋CO2↑。
由MnO→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2O→CO2，碳元素升了1价，1 mol C2O共失去2 mol e－，故在C2O前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnO前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnO＋5C2O―→2Mn2＋＋10CO2↑。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O,2MnO＋5C2O＋H＋
―→2Mn2＋＋10CO2↑＋H2O。
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
2．以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下：
写出酸溶1发生反应的化学方程式：__________________________________________。
分析　书写步骤：
(1)“瞻前”确定反应物
根据进料→确定反应物：CuS＋MnO2＋H2SO4
(2)“顾后”确定生成物
根据出料中含有S，后续除锰生成MnCO3，说明酸溶1生成的是S和MnSO4
(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质
CuS＋MnO2＋H2SO4―→MnSO4＋S
(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质
CuS＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4
(5)检查质量、得失电子是否守恒
题组练习
题组一　根据题干信息书写方程式
1．按要求完成下列方程式。
(1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______________________________________________________。
(2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_______________________________。
(3)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2。生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，反应的离子方程式：____________________________________________________________。
(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________。
(5)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：________________________________________________________________________。
(6)H3PO2的工业制法：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　(1)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(2)3Mn2＋＋2MnO＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋
(3)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O
(4)3Na2SO4＋8C3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑
(5)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋
(6)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑
题组二　根据图示信息书写方程式
2．(1)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________________。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为_______________________________。
(3)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
上图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)以氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)作催化剂，可利用太阳能热化学循环法分解H2O制H2，其物质转化如图所示。
氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)与水反应的化学方程式为_________________________________。
答案　(1)2Co(OH)3＋SO＋4H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O
(2)2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O
(3)4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O
(4)CuFe2O4－x＋xH2O===CuFe2O4＋xH2↑
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