第13講-氧化還原反應的配平及相關(guān)計算(原卷版)

備戰(zhàn)2023年高考化學【一輪·夯實基礎(chǔ)】復習精講精練第13講氧化還原反應的配平及相關(guān)計算【復習目標】1．掌握氧化還原反應方程式的配平。2．掌握氧化還原反應方程式的計算?！局R精講】考點一氧化還原反應方程式的配平1．氧化還原反應方程式的配平原則及步驟(1)配平原則(2)基本步驟(以Cu和稀硝酸反應的化學方程式為例)①標變價：寫出反應物和生成物的化學式，標出變價元素的化合價。②列得失：③求總數(shù)：列出反應前后元素化合價的升、降變化值，使化合價升高和降低的總數(shù)相等。④配系數(shù)：用觀察的方法配平其他物質(zhì)的化學計量數(shù)，配平后，把單線改成等號。⑤查守恒：檢查方程式兩邊是否“原子守恒”和電荷守恒。2．氧化還原反應方程式的配平方法1．正向配平(氧化劑、還原劑中某元素化合價全變)：該類方程式一般從左邊反應物著手，按以下五個步驟配平。(1)____NaBO2＋____SiO2＋____Na＋____H2=____NaBH4＋____Na2SiO3(2)______HCl(濃)＋______MnO2______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O(3)____H2S＋____KMnO4＋____H2SO4=____K2SO4＋____MnSO4＋____S↓＋____H2O(4)______Cu＋______HNO3(稀)=______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O(5)______KI＋______KIO3＋______H2SO4=______I2＋______K2SO4＋______H2O(6)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H＋＋______Cl－=______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O2．逆向配平(自身氧化還原反應，包括分解、歧化等)：適用于一種元素的化合價既升高又降低的反應和分解反應中的氧化還原反應。先確定生成物的化學計量數(shù)，然后確定反應物的化學計量數(shù)。如：3eq\o(S,\s\up6(0))＋6KOH(熱、濃)=2K2eq\o(S,\s\up6(－2))＋3H2O＋K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3化合價降低2×2化合價升高4由于S的化合價既升高又降低，而且升降總數(shù)要相等，所以K2S的化學計量數(shù)為2，K2SO3的化學計量數(shù)為1，然后確定S的化學計量數(shù)為3。(1)____S＋______KOH=______K2S＋______K2SO3＋______H2O(2)____I2＋____NaOH=____NaI＋____NaIO3＋____H2O(3)______P4＋______KOH＋______H2O=______K3PO4＋______PH3↑(4)____PbO2＋____HCl(濃)____PbCl2＋____Cl2↑＋____H2O3．含有未知數(shù)的配平(1)______FexS＋____HCl=______S＋______FeCl2＋______H2S(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH=______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O4．有機物參與的氧化還原反應方程式的配平(1)_____KClO3＋____H2C2O4＋____H2SO4=____ClO2↑＋____CO2↑＋____KHSO4＋____H2O(2)____C2H6O＋____KMnO4＋_____H2SO4=____K2SO4＋____MnSO4＋____CO2↑＋_____H2O5．整體配平法(某反應物或生成物中同時有兩種元素化合價升高或降低)：以有兩種元素化合價升高或降低的物質(zhì)為著手點，將化合價升降總數(shù)看作一個整體，再用一般方法進行配平。如Cu2S＋HNO3→Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三種元素的化合價變化，Cu2S中Cu、S元素化合價均升高，看作一個整體，配平得3Cu2S＋22HNO3=6Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。(1)____FeS2＋____O2eq\o(=,\s\up7(高溫))____Fe2O3＋____SO2(2)____NH4NO3____HNO3＋____N2↑＋____H2O(3)____P＋____CuSO4＋____H2O=____Cu3P＋____H3PO4＋____H2SO46．缺項配平類：(缺少某些反應物或生成物，一般為水、H＋或OH－)：(1)配平方法先用“化合價升降法”配平含有變價元素的物質(zhì)的化學計量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再根據(jù)原子守恒進行配平。(2)補項原則條件補項原則酸性條件下缺H或多O補H＋，少O補H2O堿性條件下缺H或多O補H2O，少O補OH－(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________=______Cl－＋______FeOeq\o\al(2－,4)＋______H2O(2)______ClOeq\o\al(－,3)＋______Fe2＋＋_____=_____Cl－＋_____Fe3＋＋_____(3)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H2O2＋________=______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O(4)____MnOeq\o\al(－,4)＋____NOeq\o\al(－,2)＋____=____Mn2＋＋____NOeq\o\al(－,3)＋____H2O(5)某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應體系中的物質(zhì)有：Al2O3、C、N2、CO。請將AlN之外的反應物與生成物分別填入以下空格內(nèi)，并配平。eq\x()＋eq\x()＋eq\x()eq\o(=,\s\up7(高溫))eq\x()AlN＋eq\x()(6)將NaBiO3固體(黃色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色(Bi3＋無色)。配平該反應的離子方程式：eq\x()NaBiO3＋eq\x()Mn2＋＋eq\x()____=eq\x()Na＋＋eq\x()Bi3＋＋eq\x()____＋eq\x()____【解題技巧】配平的基本技能(1)全變從左邊配：氧化劑、還原劑中某元素化合價是全變的，一般從左邊反應物著手配平。(2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(包括分解、歧化)一般從右邊著手配平。(3)缺項配平法：先將得失電子數(shù)配平，再觀察兩邊電荷。若反應物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應物這邊缺負電荷，一般加OH－，生成物一邊加水，然后進行兩邊電荷數(shù)配平。(4)當方程式中有多個缺項時，應根據(jù)化合價的變化找準氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。(5)在有機化合物參與的氧化還原反應方程式的配平中，一般有機化合物中H顯＋1價，O顯－2價，根據(jù)物質(zhì)中元素化合價代數(shù)和為零的原則，確定碳元素的平均價態(tài)，然后進行配平。考點二守恒思想在化學計算中的應用1．電子守恒法計算的原理氧化劑得電子總數(shù)＝還原劑失電子總數(shù)2．電子守恒法計算的流程(1)一找各物質(zhì)：找出氧化劑、還原劑及相應的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)二定得失數(shù)：確定一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學式中的原子個數(shù))。(3)三列關(guān)系式：根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式。n(氧化劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)＝n(還原劑)×變價原子個數(shù)×化合價變化值(高價－低價)。INCLUDEPICTURE"\\\\徐圣哲\\f\\源文件\\2022\\一輪\\專項突破提升關(guān)鍵能力.TIF"INCLUDEPICTURE"D:\\蘇德亭2022\\大一輪\\化學人教新教材(晉云皖黑吉)\\新建文件夾\\專項突破提升關(guān)鍵能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\蘇德亭2022\\大一輪\\化學人教新教材(晉云皖黑吉)\\新建文件夾\\專項突破提升關(guān)鍵能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\蘇德亭2022\\大一輪\\化學人教新教材(晉云皖黑吉)\\新建文件夾\\專項突破提升關(guān)鍵能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"E:\\馬珊珊\\2022\\看\\一輪\\化學\\化學人教新教材\\新建文件夾\\專項突破提升關(guān)鍵能力.TIF"INET3．幾種?？佳趸€原計算題型（1）考查兩元素之間得失電子守恒的計算【例題1】在一定條件下，PbO2與Cr3＋反應，產(chǎn)物是Pb2＋和Cr2Oeq\o\al(2－,7)，則與1molCr3＋反應所需PbO2的物質(zhì)的量為()A．3.0mol B．1.5molC．1.0mol D．0.75mol【例題2】現(xiàn)有24mL濃度為0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與20mL濃度為0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反應。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價為()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5【例題3】某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標準狀況下112mLCl2，恰好將Fe2＋完全氧化。x值為()A．0.80 B．0.85C．0.90 D．0.93【例題4】Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16，則x的值為()A．2 B．3C．4 D．5（2）多元素之間得失電子守恒問題【例題5】有關(guān)反應14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4的下列說法中錯誤的是()A．FeS2既是氧化劑也是還原劑B．CuSO4在反應中被還原C．被還原的S和被氧化的S的質(zhì)量之比為3∶7D．14molCuSO4氧化了1molFeS2【例題6】在反應3BrF3＋5H2O=9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O參加反應，被水還原的溴為()A．1mol B.eq\f(2,3)molC.eq\f(4,3)mol D．2mol【例題7】在P＋CuSO4＋H2O→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反應中，7.5molCuSO4可氧化P的物質(zhì)的量為________mol。生成1molCu3P時，參加反應的P的物質(zhì)的量為________mol。（3）多步反應得失電子守恒問題有的試題涉及的氧化還原反應較多，數(shù)量關(guān)系較為復雜，若用常規(guī)方法求解比較困難，若抓住失電子總數(shù)等于得電子總數(shù)這一關(guān)系，則解題就變得很簡單。解這類試題時，注意不要遺漏某個氧化還原反應，要理清具體的反應過程，分析在整個反應過程中化合價發(fā)生變化的元素得電子數(shù)目和失電子數(shù)目，即可迅速求解?！纠}8】取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應過程中硝酸被還原只產(chǎn)生8960mL的NO2氣體和672mL的N2O4氣體(均已折算為標準狀況)，在反應后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為17.02g。則x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44【例題9】足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與1.68LO2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL【課后精練】第I卷（選擇題）1．(2021·湖南新高考適應卷)已知反應：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。下列關(guān)于該反應說法錯誤的是（）A．氧化性：NaClO3＞Cl2B．當反應中有2mole－轉(zhuǎn)移時，被氧化的HCl為4molC．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2D．產(chǎn)物ClO2和Cl2都可以用于自來水消毒殺菌2．(經(jīng)典高考題)KIO3常用作食鹽中的補碘劑，可用“氯酸鉀氧化法”制備，該方法的第一步反應為6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列說法錯誤的是（）A．產(chǎn)生22.4L(標準狀況)Cl2時，反應中轉(zhuǎn)移10mole－B．反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為11∶6C．可用石灰乳吸收反應產(chǎn)生的Cl2制備漂白粉D．可用酸化的淀粉碘化鉀溶液檢驗食鹽中IOeq\o\al(－,3)的存在3．一定條件下，當溶液中XO與H2O2分子個數(shù)比恰好為2∶5時，溶液中XO離子被還原為較低價態(tài)，則X元素的化合價變?yōu)椋ǎ〢．+2 B．+3 C．+4 D．+54．將1.660g草酸鉀固體(K2C2O4，M=166g/mol)溶于水配成溶液，用25.00mL0.2000mol·L-1KMnO4溶液恰好將其完全氧化。則KMnO4的還原產(chǎn)物是（）A．MnO B．MnO2 C．MnO(OH) D．Mn2+5．（2022·上海市七寶中學階段練習）足量銅與一定量濃硝酸反應得到硝酸銅溶液和NO2、NO的混合氣體，這些氣體與XLO2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的體積是200mL，則X的值為（）A．1.12 B．5.6 C．2.24 D．3.366．（2022·湖北階段練習）一定量的金屬Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到混合氣體(含NO、N2O4、NO2)共1.8mol。將上述氣體平均分為兩份，一份與標準狀況下8.96LO2混合后，用水吸收，無氣體剩余；另一份恰好能被500mL2mol·L-1NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，則其中NaNO3的物質(zhì)的量為（）A．0.1mol B．0.2mol C．0.25mol D．0.4mol7．（2022·浙江大學附屬中學高三階段練習）食鹽中的常用作補碘劑，通過碘單質(zhì)和氯酸鉀反應制備，該方法的第一步反應為，下列說法正確的是（）A．產(chǎn)生時，反應中轉(zhuǎn)移B．反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為C．是還原產(chǎn)物D．發(fā)生還原反應8．（2022·浙江金華·高三階段練習）汽車發(fā)生碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應。若反應過程中共轉(zhuǎn)移電子1.25，則下列判斷正確的是（）A．是氧化劑 B．共生成0.625氧化產(chǎn)物C．氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75 D．消耗的氧化劑是還原劑的5倍9．（2022·四川省內(nèi)江市第六中學）實驗室用氯酸鉀與濃鹽酸制備氯氣的反應方程式的原理是：(濃)，則用該法制備的氯氣的氯元素的近似平均相對原子質(zhì)量為（）A．36.0 B．36.7 C．35.3 D．35.510．（2022·山東·德州市教育科學研究院三模）高銅酸鉀是一種難溶于水的黑色粉末狀固體，與高鐵酸鉀性質(zhì)相似?？梢杂伤牧u基合銅酸鉀和次溴酸在冰水浴中合成：①(未配平)。高銅酸鉀在酸性條件下不穩(wěn)定：②(未配平)。下列說法不正確的是（）A．①中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2B．②若有標況下5.6L生成，轉(zhuǎn)移電子C．②中既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)還原性D．由①②可知氧化性強弱順序為：11．O2F2可以發(fā)生反應：H2S＋4O2F2=SF6＋2HF＋4O2，下列說法正確的是（）A．氧氣是氧化產(chǎn)物B．O2F2既是氧化劑又是還原劑C．若生成4.48LHF，則轉(zhuǎn)移0.8mol電子D．還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶412．用酸性KMnO4溶液處理硫化亞銅(Cu2S)和二硫化亞鐵(FeS2)的混合物時，發(fā)生反應Ⅰ：MnOeq\o\al(－,4)＋Cu2S＋H＋→Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋H2O(未配平)和反應Ⅱ：MnOeq\o\al(－,4)＋FeS2＋H＋→Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋H2O(未配平)。下列說法正確的是（）A．反應Ⅰ中Cu2S既是氧化劑又是還原劑B．反應Ⅰ中每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為10molC．反應Ⅱ中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3D．若反應Ⅰ和反應Ⅱ中消耗的KMnO4的物質(zhì)的量相同，則反應Ⅰ和反應Ⅱ中消耗的還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶313.某離子反應中涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六種微粒。其中N2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列判斷正確的是（）A．該反應的氧化產(chǎn)物是Cl－B．生成1molN2轉(zhuǎn)移3mol電子C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3D．反應后溶液的酸性明顯增強14．把圖2的碎紙片補充到圖1中，可得到一個完整的氧化還原反應的離子方程式(未配平)。下列對該反應的說法不正確的是（）eq\x(Mn2＋＋)……eq\x(→)……eq\x(＋H＋)圖1eq\x(＋MnOeq\o\al(－,4))eq\x(＋IOeq\o\al(－,4))eq\x(＋IOeq\o\al(－,3))eq\x(＋H2O)圖2A．IOeq\o\al(－,4)作氧化劑B．若有1molMn2＋參加反應轉(zhuǎn)移5mol電子C．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5∶2D．配平后Mn2＋、H＋的化學計量數(shù)分別為2、315．汽車劇烈碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應10NaN3＋2KNO3→K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.75mol，則下列判斷正確的是（）A．生成4.48LN2(標準狀況)B．有0.250molKNO3被氧化C．轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.25molD．被氧化的N原子的物質(zhì)的量為3.5mol16．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol鐵粉，經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應是()A．鐵溶解，析出0.01molAg和0.005molCuB．鐵溶解，析出0.01molAg并放出H2C．鐵溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Fe3＋D．鐵溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Cu2＋第II卷（非選擇題）17．配平下列方程式。(1)____MnOeq\o\al(－,4)＋____Fe2＋＋____H＋=____Mn2＋＋____Fe3＋＋____H2O(2)____(NH4)2Cr2O7=____N2↑＋____Cr2O3＋____H2O(3)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____=____Cl－＋____FeOeq\o\al(2－,4)＋____H2O(4)____CuFeS2＋____O2eq\o(=,\s\up7(高溫))____Cu＋____FeO＋____Fe2O3＋____SO2(5)____P4＋____KOH＋____H2O=____K3PO4＋____PH3(6)____LiCoO2＋____H2SO4＋____H2O2=____Li2SO4＋____CoSO4＋____O2↑＋___(7)____Fe(OH)2＋____ClO－＋____=____Fe(OH)3＋____Cl－(8)____Mn2＋＋____ClOeq\o\al(－,3)＋____H2O=____MnO2↓＋____Cl2↑＋____18．按要求完成下列方程式。(1)KMnO4氧化廢水中Mn2＋生成MnO2的離子方程式為__________________________。(2)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應的化學方程式：_____________________________。(3)在酸性條件下，NaClO2可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO2，該反應的離子方程式為________________________________________________。(4)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為_______________。(5)寫出硫酸亞鐵高溫分解生成SO2、SO3的化學方程式：_______________________。(6)NaClO溶液與Ag反應的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應的化學方程式為_________________________________。(7)在45～50℃時向CuCl懸濁液中持續(xù)通入空氣，得到堿式氯化銅[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]，該反應的化學方程式為________________________。(8)CaH2與水反應的化學方程式為_________________________________。19．(1)根據(jù)反應KClO3＋6HCl(濃)=3Cl2↑＋KCl＋3H2O可知，每生成3molCl2轉(zhuǎn)移________mole－。(2)已知將過氧化鈉加入硫酸亞鐵鹽溶液中發(fā)生反應：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋，每4molNa2O2發(fā)生反應轉(zhuǎn)移________mole－。20．二氧化氯(ClO2)是一種安全高效的消毒劑，可在極低的濃度下殺滅冠狀病毒。ClO2易與堿反應生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。(1)草酸(H2C2O4)是一種弱酸，利用硫酸酸化的草酸還原氯酸鈉，可較安全地生成ClO2，反應的離子方程式為______________。(2)自來水用ClO2處理后，有少量ClO2殘留在水中，可用碘量法做如下檢測(已知ClO2存在于pH為4～6的溶液中，ClOeq\o\al(－,2)存在于中性溶液中)：①取0.50L水樣，加入一定量的碘化鉀，用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，再加入淀粉溶液，溶液變藍。寫出ClO2與碘化鉀反應的化學方程式：____________________________。②已知：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10－4mol·L－1的Na2S2O3溶液至恰好反應，消耗Na2S2O3溶液20.00mL，判斷達到滴定終點的方法是______________________________________，該水樣中ClO2的濃度是________mg·L－1。21．鉻及其化合物常被應用于冶金、化工、電鍍、制藥等行業(yè)，但使用后的廢水因其中含高價鉻的化合物而毒性很強，必須進行處理。工業(yè)上往往采取下列循環(huán)工藝防止鉻的污染：(1)上述各步反應中屬于氧化還原反應的是________(填序號)。(2)第①步，含Cr2Oeq\o\al(2－,7)的廢水在酸性條件下用綠礬(FeSO4·7H2O)處理，寫出并配平反應的離子方程式