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氧化还原反应方程式的计算和配平知识梳理及专项练习
知识梳理
一、氧化还原反应概念之间的联系
口诀：升(化合价升高)失(失电子)氧(被氧化，发生氧化反应)还(作还原剂，本身具有还原性)
降(化合价降低)得(得电子)还(被还原，发生还原反应)氧(作氧化剂，本身具有氧化性)
【填空】氧化剂(具有 性) — 电子—被 —发生 反应— 产物
还原剂(具有 性) — 电子—被 —发生 反应— 产物
二、中学化学常见的氧化剂和还原剂
常见的氧化剂
第一类 非金属单质 F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3、S
第二类 高价的较不活泼金属阳离子 Cu2＋、Fe3＋、Ag＋
第三类 变价元素的高价态含氧化合物 KMnO4、K2Cr2O7、HNO3、H2SO4(浓)
其他 HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2、银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液
常见的还原剂
第一类 金属单质 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe
第二类 某些非金属单质 C、H2、S、Si
第三类 变价元素的低价态化合物 CO、NH3、SO2、H2SO3、Fe(OH)2、H2S
其他 Fe2＋、S2—、I—、Cl—、Br—、Sn2＋
【注意】应记住以下常见氧化剂和还原剂所对应的还原产物和氧化产物
氧化剂 对应还原产物 还原剂 对应氧化产物
Cl2 Cl— Fe2＋ Fe3＋
O2 H2O SO2(SO32-) SO3(SO42-)
Fe3＋ Fe2＋ H2O2 O2
KMnO4(H+) Mn2＋(紫色褪去) H2S S
H2O2(绿色氧化剂) H2O NH3 N2或NO
K2Cr2O7(H+) Cr3＋ H2C2O4 CO2
浓H2SO4 SO2+H2O HI I2
浓HNO3 NO2+H2O
稀HNO3 NO+H2O
三、氧化还原的分类
1、一般氧化还原反应：指氧化剂和还原剂分别属于不同的物质的氧化还原反应
如：Fe + CuSO4FeSO4 + Cu C+ 2CuO2Cu + CO2↑
C + O2CO2 3C+ 2Fe2O34Fe + 3CO2↑
2、自身氧化还原反应：指氧化剂和还原剂属于同一种物质的氧化还原反应
如：2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ Cl2+H2OHCl+HClO
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
3、歧化反应：氧化剂和还原剂为同种物质，且发生氧化还原反应的元素均为同种元素之间，这样的氧化还原反
应反应称为歧化反应
如：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
岐化反应化合价的特点是：某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。歧化反应是自身
氧化还原反应的一种，常用于判断某种元素的化合价高低以及有关氧化还原反应方程式的计算
4、归中反应：氧化产物和还原产物为同种物质，且发生氧化还原反应的元素均为同种元素之间，这样的氧化还
原反应反应称为归中反应。或：同种元素由不同价态(高价态和低价态)转变为中间价态的氧化还原反应，称
之为归中反应。如：SO2＋2H2S3S↓＋2H2O
5、部分氧化还原反应 (注意酸性作用)
如：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
Cu+4HNO3(浓)Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O
【注意】对于部分氧化还原反应，氧化剂(还原剂)中被还原(氧化)与未被还原(氧化)的比例，要依据化学方程式
或得失电子数来确定，只有被还原(氧化)的那部分才作氧化剂(还原剂)
如：在3Cu+8HNO3(稀)3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O中，8mol HNO3只有2mol作氧化剂
【练习1】下列反应中，氧化剂与还原剂物质的量关系为1︰2的是( )
A.Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O B.2CH3COOH＋Ca(ClO)22HClO＋Ca(CH3COO)2
C.I2＋2NaClO32NaIO3＋Cl2 D. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
四、氧化还原方程式的配平
1、配平依据：电子得失相等，即化合价升降总数相等
2、配平原则：①质量守恒；②得失电子数相等；③离子方程式中电荷守恒
3、配平步骤：①划好价——划出有变的元素化合价
②列变化——列出元素化合价升降变化
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作检查——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
4、配平方法讲与练
(1)一般氧化还原反应配平
NH3 + Cl2—— N2 + HCl NH3 + O2—— NO + H2O
NH3 + CuO N2+ Cu + H2O P4 + HNO3(浓) H3PO4 + NO2↑+ H2O
C + HNO3(浓) CO2↑+ NO2↑+ H2O S + HNO3(浓) H2SO4 + NO2↑ + H2O
(2)部分氧化还原反应配平
KMnO4 + HCl—— KCl+ MnCl2+ H2O+ Cl2↑ Cu + HNO3(浓) —— Cu (NO3)2 + NO2↑ + H2O
Fe + HNO3(浓) Fe (NO3)3 + NO2↑ + H2O Cu + HNO3(稀)—— Cu (NO3)2 + NO↑ + H2O
【练习2】
P + HNO3(浓) H3PO4 + NO2↑+ H2O Na2SO3 + HNO3(稀)—— Na2SO4 + NO↑ + H2O
H2S + HNO3—— S + NO + H2O KI + HNO3(稀)—— KNO3 + I2+ NO↑ + H2O
NaBr + HNO3(稀)—— NaNO3 + NO2↑ +Br2↑ + H2O S + H2SO4(浓)SO2↑ + H2O
Fe+ HNO3(稀) Fe (NO3)2 + NO↑ + H2O S + HNO3(浓) H2SO4 + NO2↑ + H2O
五、有关氧化还原反应的计算
1、计算依据：得失电子守恒即
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)
2、解题步骤：
(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
(4)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
专项练习
一、选择题
1、氮化铝(AlN，Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下，AlN可通过反应Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO合成。下列叙述正确的是(　　)
A.上述反应中，N2是有还原性，Al2O3是氧化剂 B．上述反应中，每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C．AlN中氮元素的化合价为＋3 D．AlN的摩尔质量为41 g
2、在3Cl2＋6KOHKClO3＋5KCl＋3H2O的反应中，下列说法不正确的是(　　)
A．Cl2发生还原反应，KOH发生氧化反应
B．KCl是还原产物，KClO3是氧化产物
C．反应中每消耗3 mol Cl2，转移电子数为5NA
D．被还原的氯气的物质的量是被氧化的氯气的物质的量的5倍
3、下列叙述中正确的是(　　)
A.含最高价元素的化合物一定有强氧化性 B．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
C．失电子越多的物质，其还原性越强 D.强氧化剂与强有还原性之间不一定能发生氧化还原反应
4、下列物质中既有氧化性又有还原性的(不包括自身分解)(双选)(　　)
A．HClO B．Al2O3 C．N2O3 D．SiO2
5、下列化学变化中，物质发生还原反应的是(　　)
A．C―→CO2 B．CO2―→CO C．FeCl2―→FeCl3 D．H2SO4―→BaSO4
6、某元素在化学反应中，由化合物变为单质，则该元素(　　)
A．一定被氧化了 B．一定被还原了
C．既可能被氧化又可能被还原 D．既未被氧化又未被还原
7、P单质在反应4P＋3KOH＋3H2O===3KH2PO2＋PH3中的变化是(　　)
A.被氧化 B.被还原
C．既被氧化又被还原 D.既未被氧化又未被还原
8、在KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，被氧化与被还原的氯原子个数比为(　　)
A.1∶6 B.6∶1 C.1∶5 D.5∶1
9、已知氯气与氢氧化钾溶液在加热时反应，生成氯化钾、氯酸钾和水，反应的化学方程式如下：3Cl2＋6KOH5KCl＋KClO3＋3H2O，则该反应中发生氧化反应和还原反应的物质的质量之比是(　　)
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶5 D.5∶1
10、反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，当有6 mol e－发生转移时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．3∶1
11、在2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2的反应中，被氧化的元素是(　　)
A．Fe B．Br C．Fe和Br D．Cl
12、在氧化还原反应中，下列各组物质均可用作氧化剂的是(　　)
A．F－、I－、S2－ B．Fe3＋、MnO、NO C．ClO、Mg D．Cl2、Fe3＋、Al
13、在反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，其中H2O的作用是(　　)
A．是氧化剂 B．是还原剂
C．既是氧化剂又是还原剂 D．既不是氧化剂也不是还原剂
14、常温下，在溶液中可发生以下反应：①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　②2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
③2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；由此判断下列说法错误的是(　　)
A．铁元素在反应①和③中均被氧化 B．反应②中当有1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化
C．氧化性强弱顺序为：Cl2>Br2>Fe3＋>I2 D．还原性强弱顺序为：I－>Fe2＋>Br－>Cl－
15、I－、Fe2＋、SO2、Cl－和H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为SO2>I－>Fe2＋>H2O2>Cl－，
则下列反应不可能发生的是(　　)
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
C．2Fe2＋＋I2===2Fe3＋＋2I－ D．H2O2＋SO2===H2SO4
16、钛和钛合金在航空工业有重要应用。冶炼钛的过程中发生的反应之一为TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO。对此，下列说法错误的是(　　)
A．C是还原剂 B．TiO2是氧化剂
C．生成1 mol TiCl4时，转移电子4 mol D．尾气必须净化处理
17、ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂，实验室可通过以下反应制得：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O。下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A.KClO3在反应中失去电子 B．ClO2是还原产物
C．H2C2O4在反应中被还原 D.1 mol H2C2O4参加反应有4 mol电子转移
18、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，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是(　　)
A．＋6 B．＋3 C．＋2 D．0
19、锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol 硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为(　　)
A.2 mol B.1 mol C.0.5 mol D.0.25 mol
20、一定条件下，氨气与一氧化氮发生反应：NH3＋NO―→N2＋H2O(未配平)。在该反应中，被氧化与被还原的氮原子数之比为(　　)
A.2∶3 B.3∶2 C.4∶5 D.5∶6
21、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
22、一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式为：5NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为(　　)
A．5∶3　　　　　　　　 B．5∶4 C．1∶1 D．3∶5
二、非选择题
23、反应2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，Mn元素的化合价由________价变为__________价，被________；________元素的原子失去电子，被________；若参加反应的HCl是73 g，则被氧化的HCl是________g.
24、在3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O的反应中，有6.4 g铜被氧化，参加反应的HNO3的质量是________，被还原的HNO3的质量是________。
25、某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。
已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2
(1)该反应中的有还原剂是____________
(2) 指出该反应的还原反应____________→____________。
(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目_____________________________________。
(4)如反应转移了0.3 mol电子，则产生的气体在标准状况下体积为________
26、高锰酸钾和氢溴酸溶液发生如下反应：
KMnO4+ HBr—— Br2+ MnBr2+ KBr+ H2O（未配平）
其中，还原剂是 ，若消耗0.1mol氧化剂，则被氧化的还原剂的物质的量是 ，被氧化的Br-与未被氧化的Br-的个数之比是
专项练习答案
1、B解析　由反应方程式：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO可得到Al、O的化合价反应前后没有变化，N的化合价由“0”价变为“－3”价被还原，而C的化合价由“0”价变为“＋2”价，因此氧化剂为N2，有还原性为C，每生成1 mol AlN转移电子总数为3 mol，AlN的摩尔质量为41 g/mol。
归纳总结　从化合价的变化入手，理清两条主线
失电子(或电子对偏离)→失电子(或电子对偏离)→化合价升高→被氧化→发生氧化反应→生成氧化产物(简记为还→失→升→氧)
得电子(或电子对偏向)→得电子(或电子对偏向)→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物(简记为氧→得→降→还
)
分析时，抓住化合价变化与被氧化、被还原的关系。
2、A反应中电子转移情况可表示为：
在该反应中，Cl2既被氧化又被还原，KClO3是氧化产物，KCl是还原产物，当反应中消耗3 mol Cl2时，转移电子为5 mol，则电子数为5NA.被还原的氯气与被氧化的氯气的物质的量之比为5∶1.
3、D解析　分析A选项，含最高价元素的化合物有氧化性，但不一定有强氧化性，如H3PO4；分析B选项，可找出部分特例予以排除，如Fe2＋主要表现为还原性；分析C选项，因氧化性、还原性与得失电子数多少无关，而是决定于得失电子的难易程度，如Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但Na的还原性比Al的还原性强；分析D选项，一般情况下强氧化剂与强有还原性接触，即可发生氧化还原反应，而浓H2SO4有强氧化性，SO2有强还原性，它们相互接触并不能发生反应。考向指南　正误辨析题往往将多个知识点纳入选项，要求同学们进行比较判断。本题是与氧化还原概念有关的正误辨析题，要求同学们能正确理解氧化还原反应的特征和实质及与氧化还原相关的化学知识。在平时学习时，同学们既要抓规律，又要记特殊，拓展自己的知识面。
4、AC解析：　HClO中Cl为＋1价，N2O3中N为＋3价，均处于中间价态(Cl元素的化合价还有0、－1、＋3、＋5、＋7，N元素的化合价还有－3、0、＋1、＋2、＋4、＋5)，既能失去电子化合价升高，也可得到电子化合价降低，故既有氧化性又有还原性，A、C正确；Al2O3中Al为＋3价，SiO2中Si为＋4价，均是最高价，不能再失去电子表现还原性，只能得到电子，表现氧化性，B、D错误。
5、B解析：　物质发生还原反应表现为被还原的元素化合价降低，B正确。
6、C解析：　元素由化合态变为游离态会出现以下两种情况：如Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，反应中HCl中的氢元素转变为H2是获得电子，被还原；又如：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，溴化钠中的溴元素转变为Br2是失去电子，被氧化。故元素由化合物变为单质既可能是被氧化也可能是被还原。
7、C
8、D解析　同种元素的不同价态间发生氧化还原反应时，高价态和低价态相互反应变成它们相邻的中间价态(即两头变中间，只靠近，不交叉)。KClO3中的氯由＋5价被还原成0价，HCl中的氯部分被氧化成0价，由得失电子守恒，被氧化的氯(化合价升高的氯)和被还原的氯(化合价降低的氯)个数比应为5∶1。
9、C解析　根据题给反应方程式，标出变价元素的化合价：3C0l2＋6KOH5KCl　－1＋KCl　＋5O3＋3H2O，由元素的变价情况分析，氯气既是氧化剂，又是有还原性，其中1/6的氯元素化合价升高，作有还原性，被氧化，发生氧化反应；有5/6的氯元素化合价降低，作氧化剂，被还原，发生还原反应。所以，选项C正确。
10、C解析：　在反应中3 mol NO2参与反应，其中2 mol NO2被氧化，1 mol被还原，不论有多少电子发生转移，被氧化与被还原的NO2的物质的量之比均为2∶1。故选C。
11、C解析：　被氧化的元素是失去(或偏离)电子的元素，即化合价升高的元素。在上述反应中Fe元素从＋2价升高到＋3价，Br元素从－1价升高到0价，所以被氧化的元素是铁和溴两种元素，C项符合题目要求。
12、B解析：　
13、D解析：　标出反应前后所有元素的化合价。3 ＋ ===2 ＋反应前后，化合价发生变化的元素：故NO2既是氧化剂又是还原剂，H2O中因H元素和O元素反应前后化合价均无变化，故既不是氧化剂也不是还原剂。
14、A解析：　①中Fe2＋作还原剂，在反应中被氧化，③中Fe3＋作氧化剂，在反应中被还原，A错误；反应②中Cl2作氧化剂，当1 mol Cl2被还原时，有2 mol Br－被氧化，B正确；由反应①可知：氧化性：Br2>Fe3＋，还原性：Fe2＋>Br－；由反应②可知：氧化性：Cl2>Br2，还原性：Br－>Cl－；由③可知：氧化性，Fe3＋>I2，还原性：I－>Fe2＋，故C、D正确。
15、C解析：　解答本题可根据每个氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性。对于A项SO2是还原剂，Fe2＋是还原产物，故还原性为SO2>Fe2＋，A项能发生；B项中SO2是还原剂，HI是还原产物，故还原性为SO2>I－，B项正确；C项中Fe2＋是还原剂，I－是还原产物，故还原性为Fe2＋>I－，与已知信息矛盾，故C项错误。D项中SO2是还原剂，H2O2是氧化剂，故还原性为SO2>H2O2，D项正确。
16、B解析：　分析反应中各元素的化合价变化可以得出，该反应中C的化合价升高，被氧化，作还原剂，A项正确；TiO2中Ti的化合价在反应前后没有变化，TiO2既不是氧化剂也不是还原剂，B项错误；Cl的化合价由0价降低到－1价，因此，每生成1 mol TiCl4，转移电子4 mol，C项正确；由于CO有毒，故含CO的尾气需要处理，D项正确。
17、B解析　KClO3中氯元素化合价降低，在反应中得到电子，A项错误；ClO2是由KClO3得到电子被还原得到的，是还原产物，B项正确；H2C2O4在反应中碳元素价态由＋3升高到＋4发生了氧化反应，被氧化；1 mol H2C2O4转移2 mol电子，故C、D选项错误。
18、B解析：　设还原产物中Cr元素的化合价为x，依据化合价升降相等有：24×10－3×0.05×2＝20×10－3×0.02×(6－x)×2，解之得x＝＋3，选B。
19、D解析　锌与稀硝酸反应，按题意方程式为：4Zn＋10HNO3===N8e－H4NO3＋4Z4×2e－n(NO3)2＋3H2O
生成1 mol Zn(NO3)2时被还原的HNO3为 mol，也可以根据生成1 mol NH4NO3，HNO3得到8 mol e－，则有4 mol Zn失去8 mol e－求得。方法技巧　利用电子守恒法计算，不必书写化学方程式。
20、A解析　在氧化还原反应中，电子得失数目相等。NH3中N的化合价为－3价，反应后变为0价，作有还原性被氧化；NO中N的化合价为＋2价，反应后为0价，作氧化剂被还原，为保持得失电子数目相等，则应为2个－3价的氮和3个＋2价的氮反应，所以被氧化与被还原的氮原子的个数比为2∶3。
21、B解析　PbO2作氧化剂，反应中Pb由＋4价降至＋2价，而Cr3＋由＋3价升至＋6价，故PbO2与Cr3＋的物质的量之比为3∶2，不难想到，1 mol Cr3＋参加反应，同时有1.5 mol PbO2参与反应。
22、A　由方程式可看出铵根中－3价的氮全部被氧化成氮气，硝酸根中＋5价的氮原子只有被还原为0价的氮气．
23、＋7　＋2　还原　Cl　氧化　45.625
24、16.8 g　4.2 g
25、(1)H2O2 (2)H2CrO4　Cr(OH)3
(3)2H2CrO4＋3H2O6e－2===2Cr(OH)3↓＋3O2↑＋2H2O
(4)3.36 L
26、＋7　＋2　还原　Cl　氧化　45.625

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