资源简介 第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算一、选择题(本题包括8小题,每小题只有一个选项符合题意)1.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反应的化学方程式为Mn+N+Mn2++N+H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )A.该反应中N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 KMnO4D.中的粒子是OH-2.已知离子方程式:As2S3+H2O+NAs+S+NO↑+ (未配平),下列说法错误的是( )A.配平后水的化学计量数为4B.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∶28D.氧化产物为As和S3.现代工艺冶金过程中会产生导致水污染的CN-,在碱性条件下,H2O2可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应,下列说法不正确的是( )A.氰化物有毒,CN-易与人体内的Fe2+、Fe3+络合B.每处理1 mol CN-,消耗2.5 mol H2O2C.反应中每转移10 mol电子,生成22.4 L无毒气体D.用H2O2处理后的废水不可直接排放4.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂,制取Na2FeO4的离子方程式为Fe3++OH-+Cl2Fe+Cl-+H2O,该反应配平的离子方程式中H2O的化学计量数是( )A.4 B.6C.8 D.105.神舟十四号飞船的天线用钛镍记忆合金制造,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程包含以下反应: FeTiO3+ C+ Cl2 TiCl4+ FeCl3+ CO,下列说法不正确的是( )A.Cl2是氧化剂B.该反应方程式中各物质的系数为2、6、7、2、2、6C.生成1 mol TiCl4转移7 mol电子D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶66.(2024·濮阳模拟)某离子反应涉及H2O、ClO-、NH、H+、N2、Cl-六种粒子,其中c(NH)随反应进行逐渐减小。下列判断正确的是( )A.反应的氧化产物是Cl-B.消耗1 mol氧化剂,转移电子2 molC.ClO-与NH的化学计量数之比为2∶3D.反应后溶液的酸性减弱7.(2024·昆明模拟)Cl2和NaOH溶液反应产物的成分与温度高低有关,低温下:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,高温下:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O。某温度下将0.6 mol Cl2通入过量的NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,混合溶液中c(Cl-)∶c(Cl)=8∶1,则溶液中c∶c是( )A.1∶3 B.3∶1C.3∶8 D.8∶38.(2024·河南郑州模拟)某汽车安全气囊的气体发生剂含有NaN3、Fe2O3、NaHCO3、KClO4等。汽车发生碰撞时,会产生大量气体使气囊迅速膨胀。下列说法错误的是( )A.NaN3受到撞击后分解产生N2和NaB.Fe2O3与Na的反应中,Fe2O3作还原剂C.NaHCO3因吸收产气过程中释放的热量而分解D.KClO4中Cl的化合价为+7,推测KClO4具有氧化性二、非选择题(本题包括1小题)9.根据信息完成下列方程式。(1)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为 。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为 。(3)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 。(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 。(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为 。(6)在45~50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气,得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O],该反应的化学方程式为 。第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算1.C N中N元素的化合价升高,N被氧化,A项错误;根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Mn+5N+6H+2Mn2++5N+3H2O,据此可知B、D项错误,C项正确。2.C As2S3转化成As和S,而N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+28N6As+9S+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,N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As和S,D正确。3.C 人体内含有的Fe3+、Fe2+易与CN-络合形成络合物,A项正确;在碱性条件下,CN-被H2O2氧化,生成C和N2,反应的离子方程式为2CN-+5H2O2+2OH-2C+N2↑+6H2O,根据离子方程式可知,每处理1 mol CN-,消耗2.5 mol H2O2,B项正确;气体所处状况未知,无法计算生成气体的体积,C项错误;用H2O2处理后的废水中含有碳酸盐,有较强的碱性,不可直接排放,D项正确。4.C 反应Fe3++OH-+Cl2Fe+Cl-+H2O中,铁元素化合价:+3→+6,化合价升高3价;氯元素化合价:0→-1,Cl2参加反应,化合价降低1×2价,化合价变化的最小公倍数为6,所以Fe3+的化学计量数为2、Cl2的化学计量数为3,根据氯原子守恒,Cl-的化学计量数为6,即2Fe3++OH-+3Cl22Fe+6Cl-+H2O,根据电荷守恒,OH-的化学计量数为16,根据氢元素守恒,水的化学计量数为=8。5.D 反应中C元素的化合价由0升高为+2价,FeTiO3中Fe元素的化合价由+2价升高到+3价,则C、FeTiO3为还原剂;Cl2中Cl元素的化合价由0降低到-1价,则Cl2为氧化剂;根据原子守恒和得失电子守恒可知,化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO,该反应生成2 mol TiCl4时转移14 mol e-,则生成1 mol TiCl4时,转移7 mol电子;氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶8,D错误。6.B c(N)随反应进行逐渐减小,N应是反应物,N元素化合价升高,具有氧化性的ClO-为反应物,由氯元素守恒可知Cl-是生成物,则反应的化学方程式应为3ClO-+2NN2↑+3H2O+3Cl-+2H+。7.B 反应后c∶c=8∶1,假设c为x,则c为8x,根据得失电子守恒,可知溶液中有关系式:c=c+5c,8x=c+5x,则c=3x,所以溶液中c∶c=3x∶x=3∶1。8.B NaN3受到强烈撞击时可产生大量气体,发生反应的化学方程式为2NaN32Na+3N2↑,A正确;Na是比Fe活泼的金属,所以Na可置换出Fe2O3中的Fe,Fe2O3作氧化剂,B错误;NaHCO3吸收产气过程中释放的热量而分解,生成碳酸钠、二氧化碳、水,C正确;KClO4中Cl的化合价为+7,是氯元素的最高价态,可推测KClO4具有强氧化性,D正确。9.(1)2Mn+3Mn2++2H2O5MnO2↓+4H+(2)NaAlH4+4H2ONa[Al(OH)4]+4H2↑(3)4H++5ClCl-+4ClO2↑+2H2O(4)PbO+ClO-PbO2+Cl-(5)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑(6)4CuCl+O2+8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O2 / 2第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算课标要求能利用得失电子守恒法进行氧化还原反应方程式的配平和计算。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三大原则2.氧化还原反应方程式配平的一般步骤【配平示例】 配平化学方程式: K2Cr2O7+ H2C2O4+ H2SO4 Cr2(SO4)3+ K2SO4+ CO2↑+ H2O一 正向配平1.(1) H2S+ KMnO4+ H2SO4 K2SO4+ MnSO4+ S↓+ H2O(2) KI+ KIO3+ H2SO4 I2+ K2SO4+ H2O(3) Mn+ H++ Cl- Mn2++ Cl2↑+ H2O二 逆向配平2.(1) KClO KCl+ KClO3(2) I2 + NaOH NaI+ NaIO3+ H2O(3) P4+ KOH+ H2O K3PO4+ PH3↑(4) NH4NO3 N2↑+ O2↑+ H2O三 含未知数的配平3.(1) CO+ NOx CO2+ N2(2) FexS+ HCl S+ FeCl2+ H2S(3) Na2Sx+ NaClO+ NaOH Na2SO4+ NaCl+ H2O四 缺项配平4.(1) Fe3++ SO2+ Fe2++ S+ (2) ClO-+ Fe(OH)3+ Cl-+ Fe+ H2O(3) Mn+ H2O2+ Mn2++ O2↑+ H2O(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++ + (1)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-),其配平方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒和电荷守恒确定未知物,最后根据原子守恒和电荷守恒进行配平。(2)补项原则条件 补项原则酸性条件下 缺H或多O补H+,少O补H2O碱性条件下 缺H或多O补H2O,少O补OH-考点二 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用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一 确定元素的价态或物质的组成1.在酸性条件下,可发生如下反应:Cl+2M3++4H2OM2+Cl-+8H+,M2中M的化合价是( )A.+4 B.+5 C.+6 D.+72.某强氧化剂[XO(OH)2]+可被Na2SO3还原,氧化产物为S。如果还原1.2×10-3 mol[XO(OH)2]+需用30 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )A.XO B.X2O3 C.X2O D.X二 电子守恒在氧化还原滴定中的应用3.某工业废水中含有Cr2,为了处理有毒的Cr2,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(Cr2)为 。考点三 新情境下氧化还原反应方程式的书写新情境下氧化还原反应方程式的书写流程 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价的变化配平化学方程式,具体书写流程如下: 【书写示例】 KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是 。一 依据陈述信息书写方程式1.(1)已知在酸性条件下,FeSO4能将+6价铬还原为+3铬,写出K2Cr2O7与FeSO4溶液在酸性介质中反应的离子方程式: 。(2)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl,并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 ;将生成的ClO2通入KI和H2SO4的混合溶液中,发生反应的离子方程式为 。2.皮革厂的废水中含有一定量的氨氮物质(以NH3、N形式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,反应的离子方程式为 。(2)氧化:调节经沉淀处理后的废水pH约为6,加入NaClO溶液进一步氧化处理。NaClO将废水中的氨氮转化为N2,该反应的离子方程式为 。二 依据流程信息书写方程式3.实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备含少量Cl-的Ce2(CO3)3,其部分工艺流程如下:“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为 。4.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图所示:(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式: 。(2)“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式: 。三 依据反应机理图书写方程式5.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:2FeS2+7O2+2H2O2Fe2++4S+4H+(1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:①反应Ⅰ: 。②反应Ⅱ: 。(2)NO在总反应中的作用是 。 循环转化关系图中物质变化的分析流程1.(2024·浙江6月选考6题)利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为H++CH3OH+NX+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )A.X表示NO2B.可用O3替换CH3OHC.氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5D.若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)2.(2024·北京高考14题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。反应 序号 起始 酸碱性 KI KMnO4 还原 产物 氧化 产物物质的量/mol 物质的量/mol① 酸性 0.001 n Mn2+ I2② 中性 0.001 10n MnO2 I已知:Mn的氧化性随酸性减弱而减弱。下列说法正确的是( )A.反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5B.对比反应①和②,x=3C.对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱D.随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变3.(1)(2024·全国甲卷)“沉钴”时,控制溶液的pH=5.0~5.5,加入适量NaClO将Co2+氧化成Co(OH)3,反应的离子方程式为 。(2)(2024·浙江6月选考改编)Pb3O4可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,该反应的离子方程式为 。(3)(2024·安徽高考)单质金与盐酸、H2O2反应转化为HAuCl4的化学方程式为 。4.(1)(2024·新课标卷)一种从湿法炼锌的废渣中回收含锰高钴成品的部分工艺如下:“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。(2)(2024·吉林高考)已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐。某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化物矿粉的部分工艺流程如下: “细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算【考点·全面突破】考点一必备知识夯实【配平示例】 解题流程:关键能力突破1.(1)5 2 3 1 2 5 8(2)5 1 3 3 3 3(3)2 16 10 2 5 82.(1)3 2 1 (2)3 6 5 1 3(3)2 9 3 3 5 (4)2 2 1 43.(1)2x 2 2x 1 (2) 2 1 1(3)1 (3x+1) (2x-2) x (3x+1) (x-1)4.(1)2 1 2H2O 2 1 4H+(2)3 2 4OH- 3 2 5(3)2 5 6H+ 2 5 8(4)5 2 14H+ 5 5 2Mn 7H2O考点二关键能力突破1.C 设M2中M的化合价为+x,Cl元素由+5价降低到-1价,M元素由+3价升高到+x,根据得失电子守恒可得:6=2×(x-3),解得x=6,C正确。2.D 设X元素被还原后X的价态变为+a价,[XO(OH)2]+中X的化合价为+5价,根据得失电子守恒,X元素的化合价应该降低,0.1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=1.2×10-3×(5-a),解得a=0,D项正确。3. mol·L-1解析:Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O;利用得失电子守恒得:c1 mol·L-1×V1×10-3 L×1=20×10-3 L×c(Cr2)×6+5c2 mol·L-1×V2×10-3 L ,解得c(Cr2)= mol·L-1。考点三必备知识夯实【书写示例】 解题流程: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:Mn+C2Mn2++CO2↑。由Mn→Mn2+,锰元素降了5价;由C2→CO2,碳元素升了1价,1 mol C2共失去2 mol e-,故在C2前配5,在氧化产物CO2前配10;在Mn前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2Mn+5C22Mn2++10CO2↑。第三步:反应在硫酸中进行,故在左边补充H+,右边补充H2O,即2Mn+5C2+H+ 2Mn2++10CO2↑+H2O。第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。关键能力突破1.(1)Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O(2)5Cl+4H+Cl-+4ClO2↑+2H2O2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O2.(1)N+3Fe3++2S+6H2ONH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+(2)3ClO-+2NN2↑+3Cl-+3H2O+2H+3.2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O4.(1)2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4(2)2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2+2H2O5.(1)①4Fe(NO)2++O2+4H+4Fe3++4NO+2H2O②14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2S+16H+(2)作催化剂【真题·体验品悟】1.C 由题中信息可知,利用CH3OH可将废水中的N转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示N2,NO2仍然是大气污染物,A不正确;反应过程中,CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,CH3OH是该反应的还原剂,O3有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用O3替换CH3OH,B不正确;还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂N中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5,C正确;CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,即生成0.5 mol CO2,反应转移的电子数为3NA,D不正确。2.B A项,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是10I-+2Mn+16H+2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,错误;B项,根据反应①可得关系式:10I-~2Mn,可以求得n=0.000 2,则反应②的n(I-)∶n(Mn)=0.001∶(10×0.000 2)=1∶2,设I中I元素的化合价为y价,根据得失电子守恒:1×(y+1)=2×(7-4),解得y=+5,根据离子所带电荷数等于正、负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是I-+2Mn+H2O2MnO2↓+I+2OH-,正确;C项,已知Mn的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,错误;D项,根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水,pH增大,反应②产生OH-、消耗水,pH增大,错误。3.(1)2Co2++ClO-+5H2O2Co(OH)3↓+Cl-+4H+(2)Pb3O4+8H++14Cl-3[PbCl4]2-+Cl2↑+4H2O(3)2Au+3H2O2+8HCl2HAuCl4+6H2O解析:(1)Co2+具有还原性,能被ClO-氧化成Co(OH)3,而ClO-的还原产物为Cl-,反应的离子方程式为2Co2++ClO-+5H2O2Co(OH)3↓+Cl-+4H+。(2)Pb3O4中Pb元素的化合价为+2和+4,其中Pb4+可将盐酸中的Cl-氧化成Cl2,反应离子方程式为Pb3O4+8H++14Cl-3[PbCl4]2-+Cl2↑+4H2O。(3)H2O2具有氧化性,其还原产物是H2O,在盐酸中Au被H2O2氧化为HAuCl4,反应的化学方程式为2Au+3H2O2+8HCl2HAuCl4+6H2O。4.(1)Mn+3Co2++7H2OMnO2↓+3Co(OH)3↓+5H+ 3Mn2++2H2O+2Mn5MnO2↓+4H+(2)4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8S+4H+解析:(1)“氧化沉钴”时Co2+被Mn氧化成Co(OH)3,Mn2+被Mn氧化成MnO2,Mn在pH=5时的还原产物是MnO2。(2)依据题给信息,FeS2在“细菌氧化”时被空气中的O2氧化成Fe2(SO4)3,反应离子方程式为4FeS2+15O2+2H2O4Fe3++8S+4H+。6 / 6(共59张PPT)第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算高中总复习·化学课标要求能利用得失电子守恒法进行氧化还原反应方程式的配平和计算。考点·全面突破01真题·体验品悟02课时·跟踪检测03考点·全面突破锁定要点,聚焦应用考点一 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三大原则2. 氧化还原反应方程式配平的一般步骤【配平示例】 配平化学方程式: K2Cr2O7+ H2C2O4+ H2SO4 Cr2(SO4)3+ K2SO4+ CO2↑+ H2O解题流程:一 正向配平1. (1) H2S+ KMnO4+ H2SO4 K2SO4+ MnSO4+ S↓+ H2O(2) KI+ KIO3+ H2SO4 I2+ K2SO4+ H2O(3) Mn + H++ Cl- Mn2++ Cl2↑+ H2O5 2 3 1 2 5 8 5 1 3 3 3 3 2 16 10 2 5 8 二 逆向配平2. (1) KClO KCl+ KClO3(2) I2 + NaOH NaI+ NaIO3+ H2O(3) P4+ KOH+ H2O K3PO4+ PH3↑(4) NH4NO3 N2↑+ O2↑+ H2O3 2 1 3 6 5 1 3 2 9 3 3 5 2 2 1 4 三 含未知数的配平3. (1) CO+ NOx CO2+ N2(2) FexS+ HCl S+ FeCl2+ H2S(3) Na2Sx+ NaClO+ NaOH Na2SO4+ NaCl+ H2O2x 2 2x 1 2 1 1 1 (3x+1) (2x-2) x (3x+1) (x-1) 四 缺项配平4. (1) Fe3++ SO2+ Fe2++ S+ (2) ClO-+ Fe(OH)3+ Cl-+ Fe + H2O(3) Mn + H2O2+ Mn2++ O2↑+ H2O2 1 2H2O 21 4H+ 3 2 4OH- 32 5 2 5 6H+ 25 8 (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++ + 5 2 14H+ 55 2Mn 7H2O (1)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-),其配平方法:先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数,然后由原子守恒和电荷守恒确定未知物,最后根据原子守恒和电荷守恒进行配平。(2)补项原则条件 补项原则酸性条件下 缺H或多O补H+,少O补H2O碱性条件下 缺H或多O补H2O,少O补OH-考点二 电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用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一 确定元素的价态或物质的组成1. 在酸性条件下,可发生如下反应:Cl +2M3++4H2O M2 +Cl-+8H+,M2 中M的化合价是( )A. +4 B. +5C. +6 D. +7解析: 设M2 中M的化合价为+x,Cl元素由+5价降低到-1价,M元素由+3价升高到+x,根据得失电子守恒可得:6=2×(x-3),解得x=6,C正确。√2. 某强氧化剂[XO(OH)2]+可被Na2SO3还原,氧化产物为S 。如果还原1.2×10-3 mol [XO(OH)2]+需用30 mL 0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液,那么X元素被还原后的物质可能是( )A. XO B. X2O3C. X2O D. X解析: 设X元素被还原后X的价态变为+a价,[XO(OH)2]+中X的化合价为+5价,根据得失电子守恒,X元素的化合价应该降低,0.1 mol·L-1×0.03 L×(6-4)=1.2×10-3×(5-a),解得a=0,D项正确。√二 电子守恒在氧化还原滴定中的应用3. 某工业废水中含有Cr2 ,为了处理有毒的Cr2 ,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-1KMnO4溶液滴定过量的Fe2+至终点,消耗KMnO4溶液V2 mL。则原废水中c(Cr2 )为 。 mol·L-1解析:Cr2 +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O,5Fe2++Mn+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O;利用得失电子守恒得:c1 mol·L-1×V1×10-3 L×1=20×10-3 L× c(Cr2 )×6+5c2 mol·L-1×V2×10-3 L ,解得c(Cr2 )= mol·L-1。考点三 新情境下氧化还原反应方程式的书写新情境下氧化还原反应方程式的书写流程 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价的变化配平化学方程式,具体书写流程如下: 【书写示例】 KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是 。 解题流程: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:Mn +C2 Mn2++CO2↑。由Mn →Mn2+,锰元素降了5价;由C2 →CO2,碳元素升了1价,1 mol C2 共失去2 mol e-,故在C2 前配5,在氧化产物CO2前配10;在Mn 前配2,在还原产物Mn2+前配2,即2Mn +5C2 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,即2Mn +5C2 +H+ 2Mn2++10CO2↑+H2O。第四步:依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下:2Mn +5C2 +16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。一 依据陈述信息书写方程式1. (1)已知在酸性条件下,FeSO4能将+6价铬还原为+3铬,写出K2Cr2O7与FeSO4溶液在酸性介质中反应的离子方程式: 。(2)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl,并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 ;将生成的ClO2通入KI和H2SO4的混合溶液中,发生反应的离子方程式为 。Cr2 +6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O 5Cl +4H+ Cl-+4ClO2↑+2H2O2ClO2+10I-+8H+ 5I2+2Cl-+4H2O 2. 皮革厂的废水中含有一定量的氨氮物质(以NH3、N 形式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,反应的离子方程式为 。(2)氧化:调节经沉淀处理后的废水pH约为6,加入NaClO溶液进一步氧化处理。NaClO将废水中的氨氮转化为N2,该反应的离子方程式为 。N +3Fe3++2S +6H2O NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+3ClO-+2N N2↑+3Cl-+3H2O+2H+二 依据流程信息书写方程式3. 实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备含少量Cl-的Ce2(CO3)3,其部分工艺流程如下:“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为 。2CeO2+H2O2+6H+ 2Ce3++O2↑+4H2O 4. NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如图所示:(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式: 。(2)“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式: 。2NaClO3+SO2+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4 2ClO2+H2O2+2NaOH 2NaClO2+O2+2H2O三 依据反应机理图书写方程式5. 在酸性条件下,黄铁矿(FeS2,其中S为-1价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:2FeS2+7O2+2H2O 2Fe2++4S +4H+(1)分别写出反应Ⅰ、Ⅱ的离子方程式:①反应Ⅰ: 。②反应Ⅱ: 。4Fe(NO)2++O2+4H+ 4Fe3++4NO+2H2O 14Fe3++FeS2+8H2O 15Fe2++2S +16H+ (2)NO在总反应中的作用是 。作催化剂 循环转化关系图中物质变化的分析流程真题·体验品悟感悟高考,明确方向1. (2024·浙江6月选考6题)利用CH3OH可将废水中的N 转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为H++CH3OH+N X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )A. X表示NO2B. 可用O3替换CH3OHC. 氧化剂与还原剂物质的量之比为6∶5D. 若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)√解析: 由题中信息可知,利用CH3OH可将废水中的N 转化为对环境无害的物质X后排放,则X表示N2,NO2仍然是大气污染物,A不正确;反应过程中,CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,CH3OH是该反应的还原剂,O3有强氧化性,通常不能用作还原剂,故不可用O3替换CH3OH,B不正确;还原剂CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,氧化剂N 中N元素的化合价由+5价降低到0价,降低了5个价位,由电子转移守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为6∶5,C正确;CH3OH中C元素的化合价由-2价升高到+4价,升高了6个价位,若生成标准状况下的CO2气体11.2 L,即生成0.5 mol CO2,反应转移的电子数为3NA,D不正确。2. (2024·北京高考14题)不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。反应序号 起始 酸碱性 KI KMnO4 还原 产物 氧化产物物质的量/mol 物质的量/mol① 酸性 0.001 n Mn2+ I2② 中性 0.001 10n MnO2 I已知:Mn 的氧化性随酸性减弱而减弱。下列说法正确的是( )A. 反应①,n(Mn2+)∶n(I2)=1∶5B. 对比反应①和②,x=3C. 对比反应①和②,I-的还原性随酸性减弱而减弱D. 随反应进行,体系pH变化:①增大,②不变√解析: A项,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是10I-+2Mn +16H+ 2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,错误;B项,根据反应①可得关系式:10I-~2Mn ,可以求得n=0.000 2,则反应②的n(I-)∶n(Mn )=0.001∶(10×0.000 2)=1∶2,设I 中I元素的化合价为y价,根据得失电子守恒:1×(y+1)=2×(7-4),解得y=+5,根据离子所带电荷数等于正、负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是I-+2Mn +H2O 2MnO2↓+I +2OH-,正确;C项,已知Mn 的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,错误;D项,根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水,pH增大,反应②产生OH-、消耗水,pH增大,错误。3. (1)(2024·全国甲卷)“沉钴”时,控制溶液的pH=5.0~5.5,加入适量NaClO将Co2+氧化成Co(OH)3,反应的离子方程式为 。解析: Co2+具有还原性,能被ClO-氧化成Co(OH)3,而ClO-的还原产物为Cl-,反应的离子方程式为2Co2++ClO-+5H2O 2Co(OH)3↓+Cl-+4H+。2Co2++ClO-+5H2O 2Co(OH)3↓+Cl-+4H+ (2)(2024·浙江6月选考改编)Pb3O4可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,该反应的离子方程式为 。解析: Pb3O4中Pb元素的化合价为+2和+4,其中Pb4+可将盐酸中的Cl-氧化成Cl2,反应离子方程式为Pb3O4+8H++14Cl- 3[PbCl4]2-+Cl2↑+4H2O。Pb3O4+8H++14Cl- 3[PbCl4]2-+Cl2↑+4H2O(3)(2024·安徽高考)单质金与盐酸、H2O2反应转化为HAuCl4的化学方程式为 。解析: H2O2具有氧化性,其还原产物是H2O,在盐酸中Au被H2O2氧化为HAuCl4,反应的化学方程式为2Au+3H2O2+8HCl 2HAuCl4+6H2O。2Au+3H2O2+8HCl 2HAuCl4+6H2O 4. (1)(2024·新课标卷)一种从湿法炼锌的废渣中回收含锰高钴成品的部分工艺如下:“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。Mn +3Co2++7H2O MnO2↓+3Co(OH)3↓+5H+5MnO2↓+4H+3Mn2++2H2O+2Mn解析: “氧化沉钴”时Co2+被Mn 氧化成Co(OH)3,Mn2+被Mn 氧化成MnO2,Mn 在pH=5时的还原产物是MnO2。(2)(2024·吉林高考)已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐。某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化物矿粉的部分工艺流程如下:“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为 。解析: 依据题给信息,FeS2在“细菌氧化”时被空气中的O2氧化成Fe2(SO4)3,反应离子方程式为4FeS2+15O2+2H2O 4Fe3++8S+4H+。4FeS2+15O2+2H2O 4Fe3++8S +4H+课时·跟踪检测培优集训,提升素养一、选择题(本题包括8小题,每小题只有一个选项符合题意)1. 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反应的化学方程式为Mn +N + Mn2++N +H2O(未配平)。下列叙述中正确的是( )A. 该反应中N 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 KMnO4D. 中的粒子是OH-√123456789解析: N 中N元素的化合价升高,N 被氧化,A项错误;根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2Mn +5N +6H+2Mn2++5N +3H2O,据此可知B、D项错误,C项正确。1234567892. 已知离子方程式:As2S3+H2O+N As +S +NO↑+ (未配平),下列说法错误的是( )A. 配平后水的化学计量数为4B. 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∶28D. 氧化产物为As 和S√123456789解析: As2S3转化成As 和S ,而N 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+28N 6As +9S +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,N 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As 和S ,D正确。1234567893. 现代工艺冶金过程中会产生导致水污染的CN-,在碱性条件下,H2O2可将其转化为碳酸盐和一种无毒气体。关于该转化反应,下列说法不正确的是( )A. 氰化物有毒,CN-易与人体内的Fe2+、Fe3+络合B. 每处理1 mol CN-,消耗2.5 mol H2O2C. 反应中每转移10 mol电子,生成22.4 L无毒气体D. 用H2O2处理后的废水不可直接排放√123456789解析: 人体内含有的Fe3+、Fe2+易与CN-络合形成络合物,A项正确;在碱性条件下,CN-被H2O2氧化,生成C 和N2,反应的离子方程式为2CN-+5H2O2+2OH- 2C +N2↑+6H2O,根据离子方程式可知,每处理1 mol CN-,消耗2.5 mol H2O2,B项正确;气体所处状况未知,无法计算生成气体的体积,C项错误;用H2O2处理后的废水中含有碳酸盐,有较强的碱性,不可直接排放,D项正确。1234567894. 高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂,制取Na2FeO4的离子方程式为Fe3++OH-+Cl2 Fe +Cl-+H2O,该反应配平的离子方程式中H2O的化学计量数是( )A. 4 B. 6C. 8 D. 10√123456789解析: 反应Fe3++OH-+Cl2 Fe +Cl-+H2O中,铁元素化合价:+3→+6,化合价升高3价;氯元素化合价:0→-1,Cl2参加反应,化合价降低1×2价,化合价变化的最小公倍数为6,所以Fe3+的化学计量数为2、Cl2的化学计量数为3,根据氯原子守恒,Cl-的化学计量数为6,即2Fe3++OH-+3Cl2 2Fe +6Cl-+H2O,根据电荷守恒,OH-的化学计量数为16,根据氢元素守恒,水的化学计量数为 =8。1234567895. 神舟十四号飞船的天线用钛镍记忆合金制造,工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程包含以下反应: FeTiO3+ C+ Cl2 TiCl4+ FeCl3+ CO,下列说法不正确的是( )A. Cl2是氧化剂B. 该反应方程式中各物质的系数为2、6、7、2、2、6C. 生成1 mol TiCl4转移7 mol电子D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶6√123456789解析: 反应中C元素的化合价由0升高为+2价,FeTiO3中Fe元素的化合价由+2价升高到+3价,则C、FeTiO3为还原剂;Cl2中Cl元素的化合价由0降低到-1价,则Cl2为氧化剂;根据原子守恒和得失电子守恒可知,化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl2 2TiCl4+2FeCl3+6CO,该反应生成2 molTiCl4时转移14 mol e-,则生成1 mol TiCl4时,转移7 mol电子;氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶8,D错误。1234567896. (2024·濮阳模拟)某离子反应涉及H2O、ClO-、NH 、H+、N2、Cl-六种粒子,其中c(NH )随反应进行逐渐减小。下列判断正确的是( )A. 反应的氧化产物是Cl-B. 消耗1 mol氧化剂,转移电子2 molC. ClO-与NH 的化学计量数之比为2∶3D. 反应后溶液的酸性减弱√123456789解析: c(N )随反应进行逐渐减小,N 应是反应物,N元素化合价升高,具有氧化性的ClO-为反应物,由氯元素守恒可知Cl-是生成物,则反应的化学方程式应为3ClO-+2N N2↑+3H2O+3Cl-+2H+。1234567897. (2024·昆明模拟)Cl2和NaOH溶液反应产物的成分与温度高低有关,低温下:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O,高温下:3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O。某温度下将0.6 mol Cl2通入过量的NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO和NaClO3的混合溶液,混合溶液中c(Cl-)∶c(Cl )=8∶1,则溶液中c ∶c 是( )A. 1∶3 B. 3∶1C. 3∶8 D. 8∶3√123456789解析: 反应后c ∶c =8∶1,假设c 为x,则c为8x,根据得失电子守恒,可知溶液中有关系式:c =c +5c ,8x=c +5x,则c =3x,所以溶液中c ∶c =3x∶x=3∶1。1234567898. (2024·河南郑州模拟)某汽车安全气囊的气体发生剂含有NaN3、Fe2O3、NaHCO3、KClO4等。汽车发生碰撞时,会产生大量气体使气囊迅速膨胀。下列说法错误的是( )A. NaN3受到撞击后分解产生N2和NaB. Fe2O3与Na的反应中,Fe2O3作还原剂C. NaHCO3因吸收产气过程中释放的热量而分解D. KClO4中Cl的化合价为+7,推测KClO4具有氧化性√123456789解析: NaN3受到强烈撞击时可产生大量气体,发生反应的化学方程式为2NaN3 2Na+3N2↑,A正确;Na是比Fe活泼的金属,所以Na可置换出Fe2O3中的Fe,Fe2O3作氧化剂,B错误;NaHCO3吸收产气过程中释放的热量而分解,生成碳酸钠、二氧化碳、水,C正确;KClO4中Cl的化合价为+7,是氯元素的最高价态,可推测KClO4具有强氧化性,D正确。123456789二、非选择题(本题包括1小题)9. 根据信息完成下列方程式。(1)KMnO4氧化废水中Mn2+生成MnO2的离子方程式为 。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式为 。(3)在酸性条件下,NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 。2Mn +3Mn2++2H2O 5MnO2↓+4H+NaAlH4+4H2ONa[Al(OH)4]+4H2↑4H++5Cl Cl-+4ClO2↑+2H2O 123456789(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 。(5)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为 。(6)在45~50 ℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气,得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O],该反应的化学方程式为 。PbO+ClO- PbO2+Cl-4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2↑4CuCl+O2+ 8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O123456789THANKS演示完毕 感谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算.docx 第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算.pptx 第4讲 氧化还原反应方程式的配平与计算(练习,含解析).docx