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第5讲 氧化还原反应的计算与化学方程式的配平
1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。
2.能提取有效信息书写化学方程式。
3.能利用“电子守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
考点一 氧化还原反应方程式的配平
1．氧化还原反应方程式配平的基本原则
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2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤
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3.“三步法”突破缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来，它们一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平流程为
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1．利用氧化还原反应原理配平
（1）__NH3+___O2____NO +____H2O
（2）____FeSO4+____KNO3+____H2SO4=____K2SO4+____Fe2(SO4)3+____NO↑+____H2O
2．已知反应：①SO2＋2Fe3＋＋2H2O―→SO＋2Fe2＋＋W；
②Cr2O＋aFe2＋＋bH＋―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O (未配平)
下列有关说法正确的是(　　)
A．方程式①中W为4OH－
B．还原性强弱：SO2>Fe2＋
C．a＝6，b＝7
D．反应Cr2O＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SO＋H2O不能发生
3．已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO―→AsO＋SO＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是(　　)
A．配平后水的化学计量数为4
B．反应后的溶液呈酸性
C．配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28
D．氧化产物为AsO和SO
考点二 提取有效信息书写化学方程式
1．“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
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2．信息型方程式的书写
突破信息型方程式的书写，只要抓住反应本质“得失电子守恒”，利用氧化还原反应配平的方法和技巧，书写就会得心应手。
一般书写步骤：
(1)根据题干信息或流程图，结合氧化还原反应中元素价态变化确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。(2)结合溶液的酸碱性，配平化学方程式或离子方程式。
1．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：
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写出酸溶1发生反应的化学方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
2．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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
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“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有________被氧化。写出VO＋转化为VO反应的离子方程式：__________________________________________________________。
考点三 电子守恒法计算及应用
1．电子守恒法计算的原理
氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。
2．电子守恒法计算的流程
(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)×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)。
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________。
2．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋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。
3．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(均已折算为标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于________。
任务目标
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
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第5讲 氧化还原反应的计算与化学方程式的配平
1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。
2.能提取有效信息书写化学方程式。
3.能利用“电子守恒”规律进行氧化还原反应的简单计算。
考点一 氧化还原反应方程式的配平
1．氧化还原反应方程式配平的基本原则
INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\李笑影\\d\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-39.TIF" \* MERGEFORMATINET
2．氧化还原反应方程式配平的一般步骤
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3.“三步法”突破缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来，它们一般为水、酸(H＋)或碱(OH－)，其配平流程为
INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\李笑影\\d\\2023\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材 通用\\word\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\hp\\Desktop\\X1-41.TIF" \* MERGEFORMATINET
1．利用氧化还原反应原理配平
（1）__NH3+___O2____NO +____H2O
（2）____FeSO4+____KNO3+____H2SO4=____K2SO4+____Fe2(SO4)3+____NO↑+____H2O
【答案】4 5 4 6 6 2 4 1 3 2 4
【解析】（1）反应中N元素化合价由NH3中-3价升高为NO中+2价，共升高5价，O元素由O2中0价降低为-2价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为20，故NH3系数为4，故O2系数为5，利用元素守恒可知NO系数为4，H2O的系数为6，故配平后方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；
综上所述，本题正确答案为：4 5 4 6；
（2）反应中Fe元素化合价由+2价升高为+3价，2FeSO4 变为Fe2(SO4)3，共升高2价；氮元素由+5价降低到+2价，共降低3价；化合价升降最小公倍数为6，故FeSO4系数为6，KNO3系数为2，利用元素守恒可知NO的系数为2，Fe2(SO4)3的系数为3，K2SO4的系数为1，H2SO4的系数为4，H2O的系数为4，故配平后方程式为6FeSO4+2KNO3+4H2SO4=K2SO4+3Fe2(SO4)3+2NO↑+4H2O；
2．已知反应：①SO2＋2Fe3＋＋2H2O―→SO＋2Fe2＋＋W；
②Cr2O＋aFe2＋＋bH＋―→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O (未配平)
下列有关说法正确的是(　　)
A．方程式①中W为4OH－
B．还原性强弱：SO2>Fe2＋
C．a＝6，b＝7
D．反应Cr2O＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SO＋H2O不能发生
【答案】B
【解析】根据原子守恒并结合离子方程式两边离子所带电荷总数相等可知，反应①为SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋，W为4H＋，A错误；还原剂的还原性强于还原产物，由反应①可知，还原性：SO2>Fe2＋，B正确；反应②中，Cr元素的化合价由＋6降到＋3，Fe元素化合价由＋2升高到＋3，根据得失电子守恒可得，Cr2O和Cr3＋对应的化学计量数分别为1、2，Fe2＋和Fe3＋对应的化学计量数均为6，则a＝6，再结合离子方程两边离子所带电荷总数相等可得，b＝14，C错误；Cr2O具有强氧化性，SO2具有还原性，且由①、②可知氧化性：Cr2O>SO，则Cr2O能将SO2氧化为SO，即反应Cr2O＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SO＋H2O能发生，D错误。
3．已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NO―→AsO＋SO＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是(　　)
A．配平后水的化学计量数为4
B．反应后的溶液呈酸性
C．配平后氧化剂与还原剂的分子数之比为3∶28
D．氧化产物为AsO和SO
【答案】C
【解析】As2S3转化成AsO和SO，而NO转化为NO，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平后的离子方程式为3As2S3＋4H2O＋28NO===6AsO＋9SO＋28NO↑＋8H＋，水的化学计量数为4，A正确；反应产生H＋，反应后的溶液呈酸性，B正确；N元素化合价降低，NO作氧化剂，As和S元素化合价升高，As2S3作还原剂，由上述离子方程式知，氧化剂与还原剂的分子数之比为28∶3，C错误；As2S3作还原剂，氧化产物为AsO和SO，D正确。
考点二 提取有效信息书写化学方程式
1．“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写
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2．信息型方程式的书写
突破信息型方程式的书写，只要抓住反应本质“得失电子守恒”，利用氧化还原反应配平的方法和技巧，书写就会得心应手。
一般书写步骤：
(1)根据题干信息或流程图，结合氧化还原反应中元素价态变化确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。(2)结合溶液的酸碱性，配平化学方程式或离子方程式。
1．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：
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写出酸溶1发生反应的化学方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】CuS＋MnO2＋2H2SO4===MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4
【解析】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。
2．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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】2MnO＋5C2O＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
【解析】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。
3.钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
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“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同时还有________被氧化。写出VO＋转化为VO反应的离子方程式：__________________________________________________________。
【答案】Fe2＋　VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O
【解析】　Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，“酸浸氧化”过程中，
Fe2＋具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe3＋。VO＋被氧化为VO，MnO2则被还原为Mn2＋，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O。
考点三 电子守恒法计算及应用
1．电子守恒法计算的原理
氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数。
2．电子守恒法计算的流程
(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)×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)。
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________。
【答案】＋3
【解析】　题目中指出被还原的元素是Cr，则得电子的物质是K2Cr2O7，失电子的物质是Na2SO3，其中S元素的化合价从＋4→＋6，Cr元素的化合价将从＋6→＋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．在P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋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×(2－1)＝x×(5－0)，x＝1.5 mol；1 mol×3×(2－1)＋1 mol×[0－(－3)]＝y×(5－0)，y＝1.2 mol，所以参加反应的P的物质的量为1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。
3．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(均已折算为标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02 g。则x等于________。
【答案】　9.20
【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。
任务目标
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
必备知识
要点突破
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