高考化学一轮复习教案 第2章 第5讲《氧化还原反应的计算及方程式的配平》

第5讲氧化还原反应的计算及方程式的配平考纲解读1.掌握氧化还原反应方程式的简单配平方法。2.能利用电子守恒原理进行相关计算。氧化还原反应方程式的配平的基本方法顺向法和逆向法氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移，而氧化剂得电子的总数(或元素化合价降低总数)必然等于还原剂失电子总数(或元素化合价升高总数)，根据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤：(1)标好价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。(3)求总数：求元素化合价升高数和降低数的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(4)配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查：利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)，逐项检查配平的方程式是否正确。【例1】配平下列化学反应的方程式。(1)_HCl(浓)_MnO2=_Cl2_MnCl2_H2O(2)_FeS2_O2=_Fe2O3_SO2(3)_Cu_HNO3(稀)=_Cu(NO3)2_NO_H2O(4)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(5)_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH3【例2】配平下列离子方程式。(1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_FeO_H2O(2)_MnO_H2O2_=_Mn2_O2_H2O反思感悟配平的基本技能(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：先使得失电子数配平，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。氧化还原反应计算题中重要的解题思想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电子总数与还原剂失去电子总数相等，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，不追究中间反应历程，只要把物质分为初态和终态，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。【例3】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 () A9.6 g B6.4 gC3.2 g D1.6 g【例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116，则x的值为 ()A2 B3 C4 D5【例5】24 mL浓度为0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 molL1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 ()A2 B3 C4 D5反思感悟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)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)。氧化还原反应原理在化学工艺流程中的应用【例6】高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列_(填序号)物质相似。A75%酒精 B双氧水C苯酚 D84消毒液(NaClO溶液)(2)写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：_。(3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，该反应中的还原剂是_。(4)上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、_和_(写化学式)。(5)若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol MnO2可制得_mol KMnO4。【例7】传统的自来水处理剂是在自来水中加入规定剂量的液氯，液氯能够溶解于水， 并且与水能够发生化学反应。近年来，科技工作者为了延长液氯的杀菌时间，在液氯中加入适量的液氨。(1)请你写出液氯与水反应的化学方程式：_，氧化剂是_，还原剂是_。从氧化剂和还原剂来看，该反应的特点是_，从元素化合价的变化来看，该反应的特点是_。(2)用液氯作为自来水的杀菌剂，起作用的是HClO，所以液氯加入水中后含氯的物质有氯单质、HClO和_，其中氯单质可以从水中挥发，这正是我们打开自来水管有时能够闻到刺激性气味的原因，HClO也可以分解产生氧气和HCl。在液氯中加入少量液氨，生成NH2Cl，NH2Cl比HClO稳定。在HClO浓度大的时候发生的反应是NH3HClO=H2ONH2Cl，在HClO浓度小的时候发生的反应是H2ONH2Cl=NH3HClO，所以这种方法可以缓慢的放出HClO，起杀菌、消毒的作用，减少了氯的流失。以上两个反应的反应类型是_(填序号)。A氧化还原反应 B非氧化还原反应C置换反应 D复分解反应从定性和定量两个角度探究有关氧化还原反应的实验1关于物质氧化性、还原性强弱的实验【例8】某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原理进行了如下探究：【实验】制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是_(填序号)。a边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中c制备银镜时，用酒精灯的灯焰给试管底部加热d银氨溶液具有较弱的氧化性e在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大【提出假设】假设1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe(NO3)3，溶液显酸性，在此酸性条件下NO能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出了Fe2，验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式： _。(3)乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容(提示：NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生)。实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论若银镜消失，假设2成立；若银镜不消失，假设2不成立【思考与交流】(4)甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由： _。2氧化还原反应滴定时指示剂的选择方法中学中氧化还原反应滴定时指示剂的选择常见的有两类：(1)自身指示剂：有些标准溶液或被滴定物质本身有颜色，而滴定产物为无色，则滴定时就无需另加指示剂，自身颜色变化可以起指示剂的作用，此类指示剂称为自身指示剂。如MnO本身在溶液中显紫红色，还原后的产物Mn2为无色，所以用高锰酸钾溶液滴定时，不需要另加指示剂。(2)显色指示剂：有些物质本身并没有颜色，但它能与滴定剂或被测物质反应产生特殊的颜色，或开始有特殊颜色，滴定后变为无色，因而可指示滴定终点。如滴定前溶液中无单质碘，滴定后有单质碘生成等，可用淀粉等作为指示剂。【例9】(1)配平氧化还原反应方程式：C2O_MnO_H=_CO2_Mn2_H2O(2)称取6.0 g含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的试样，加水溶解，配成250 mL溶液。量取两份此溶液各25 mL，分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入酚酞试液，滴加0.25 molL1 NaOH溶液至20 mL时，溶液由无色变为浅红色。该溶液被中和的H的总物质的量为_mol。第二份溶液中滴加0.10 molL1的酸性高锰酸钾溶液。AKMnO4溶液在滴定过程中作_(填“氧化剂”或“还原剂”)，该滴定过程_(填“需要”或“不需要”)另加指示剂。滴至16 mL时反应完全，此时溶液颜色由_变为_。B若在接近终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。C若在达到滴定终点时俯视读数，则所得结果_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。原试样中H2C2O42H2O的质量分数为_，KHC2O4的质量分数为_。1NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(如下图)。下列说法正确的是 ()A25 ，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大 B石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D图中所示转化反应都是氧化还原反应2物质的量之比为25的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ()A14 B15 C23 D253下列物质中，按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是 ()AF2、K、HCl BCl2、Al、H2CNO2、Na、Br2 DO2、SO2、H2O4向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1，不用填写)：_(2)整个过程中的还原剂是_。(3)把KI换成KBr，则CCl4层变成_色，继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是_。(4)加碘盐中含碘量为2050 mgkg1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2_L(标准状况，保留2位小数)。5食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：IOFe3I2；还原性：S2OI3I26OH=5IIO3H2OKII2KI3(1)某学习小组对加碘盐进行了如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2、Fe3)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显血红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。加KSCN溶液显血红色，该红色物质是_(用化学式表示)；CCl4中显紫红色的物质是_(用电子式表示)。第二份试剂中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_。(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。写出潮湿环境中KI与氧气反应的化学方程式：_。将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3H2O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？_(填“是”或“否”)，并说明理由：_。(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_。ANa2S2O3 BAlCl3CNa2CO3 DNaNO2(4)对含Fe2较多的食盐(假设不含Fe3)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2： _。课时规范训练教材习题回扣1(必修1P398，改编)农药波尔多液不能用铁制容器盛放，是因为铁能与该农药中的硫酸铜起反应。在该反应中，铁 ()是氧化剂 是还原剂被氧化 被还原A B C D2(必修1P439)下列反应中，既属于氧化还原反应又属于置换反应的是 ()ACuOH2CuH2OBCO2Ca(OH)2=CaCO3H2OCFe2O33CO2Fe3CO2D2NaCl22NaCl3(必修1P4310)下列物质久置于空气中会发生相应的变化，其中发生了氧化还原反应的是 ()A浓硫酸的体积增大B铝的表面生成致密的薄膜C澄清的石灰水变浑浊D氢氧化钠的表面发生潮解4必修1P421(2)改编CO2、Cu、O2和H2O 4种物质相互作用可生成一种新物质碱式碳酸铜化学式为Cu2(OH)2CO3，请写出该反应的化学方程式： _。能力提升训练1双氧水可作为采矿业废液的处理剂，如用来消除采矿废液中的氰化物，反应方程式如下：KCNH2O2H2O=ANH3。下列说法正确的是 ()A生成物A是一种正盐B氨气是还原产物C该反应中H2O2作氧化剂D处理1 mol KCN转移1 mol电子2已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2，且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是 ()A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I=2Fe2I23今有下列三个氧化还原反应： 2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中有Fe2、I、Cl共存，要除去I而不氧化Fe2和Cl，则可加入的试剂是()ACl2 BKMnO4CFeCl3 DHCl4锑(Sb)在自然界中一般以硫化物的形式存在，我国锑的蕴藏量占世界第一。从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物，再用碳还原：2Sb2S33O26FeSb4O66FeSSb4O66C4Sb6CO关于反应、的说法正确的是 ()A反应中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6B反应中每生成3 mol FeS时，共转移6 mol电子C反应说明高温下Sb的还原性比C强D每生成4 mol Sb时，反应与反应中还原剂的物质的量之比为425某学生往一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：AKI溶液 B淀粉溶液CNaOH溶液 D稀H2SO4E氯水发现溶液颜色按如下顺序变化：无色棕黄色蓝色无色蓝色。依据溶液颜色的变化，回答下列问题：(1)加入以上药品的顺序是(写序号) _。(2)反应的化学方程式为_。(3)溶液由棕黄色变为蓝色的原因是_。(4)反应的化学方程式为_。6. 某一反应体系中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：H2O2O2。(1)该反应中的还原剂是_。(2)该反应中，发生还原反应的过程是_。(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_。7小明为验证NO2的氧化性和NO的还原性，设计了如下装置制取NO2和NO，并验证其性质，装置图如下：(1)写出甲中反应的离子方程式：_，乙中的现象是_，可证明NO2的氧化性；在丙中鼓入空气后现象是_，可证明NO的还原性。(2)实验前丙中充满水的作用是_。(用反应方程式和简要文字回答)。(3)小华对小明的实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是_。你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性？(简要回答出原理和现象即可) _。8(1)在反应2KMnO416HBr=5Br22MnBr22KBr8H2O中，还原剂是_。(2)已知BrFx与H2O按物质的量之比35反应的产物是HF、HBrO3、Br2、O2，BrFx中的x_，该反应中的氧化剂是_，还原剂是_。(3)浓盐酸在反应KClO3HCl(浓)KClClO2Cl2(补充完整)中显示出来的性质是_。(4)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_。答案规律方法解题指导【例1】(1)41112(2)41128(3)38324(4)513333(5)29335【例2】(1)324OH325(2)256H258【例3】C【例4】D【例5】B【例6】(1)BD(2)2MnO24KOHO22K2MnO42H2O(3)K2MnO4(4)KOHMnO2(5)0.67或【例7】(1)H2OCl2HClHClOCl2Cl2氧化剂和还原剂是同一种物质同种元素的化合价既升高又降低(2)HClBD【例8】(1)ade(2)AgFe3=AgFe2(3)实验步骤(不要求写具体操作过程)预期现象和结论测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH；配制相同pH的稀硝酸溶液，将此溶液加入有银镜的试管内(4)不同意。甲同学检验出了Fe2，可确Fe3一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO的还原产物，因此不能确定NO是否氧化了Ag(3)、(4)其他合理答案均可【例9】(1)5C2O242MnO16H=10CO22Mn28H2O(2)0.005A.氧化剂不需要无色浅紫红色B无影响C偏小21%64%真题重组规范集训1B2A4(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)红棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.585(1)Fe(SCN)3IO5I6H=3I23H2O、2Fe32I=2Fe2I2(2)O24KI2H2O=2I24KOH否KI3H2O在受热(或潮湿)条件下产生I2和KI，KI被氧气氧化，I2易升华(3)AC(4)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂(如：氯水，过氧化氢等)，再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe2课时规范训练教材习题回扣1B2.A3.B42CuCO2H2OO2=Cu2(OH)2CO3能力提升训练1C2.A3.C4B5(1)AEBCD(2)2KICl2=2KClI2(3)生成的I2遇到淀粉变成蓝色(4)I22NaOH=NaINaIOH2O6(1)H2O2(2)H2CrO4Cr(OH)3(3) 2H2CrO43H2O2=2C得到23er(OH)33O失去6e22H2O(或2H2CrO43H2O6e2=2Cr(OH)33O22H2O)(4)3.36 L7(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O溶液变浑浊有红棕色气体生成(2)3NO2H2O=2HNO3NO，制取NO，并用排水法收集NO(3)NO2和水反应生成的HNO3是一种强氧化性酸，可将Na2S氧化，使溶液变浑浊可将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合，若有淡黄色固体生成，即可证明NO2的氧化性8(1)HBr(2)3BrF3BrF3、H2O(3)H2O酸性和还原性(4)1.5 mol - 11 -