一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第2章第7講氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平Word版含解析【高考】

第7講氧化還原反應(yīng)的計算及方程式的配平目標(biāo)要求掌握常見氧化還原反應(yīng)的配平和相關(guān)計算。1．對于氧化還原反應(yīng)的計算，要根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)——反應(yīng)中氧化劑得到的電子總數(shù)與還原劑失去的電子總數(shù)相等，即得失電子守恒。利用守恒思想，可以拋開繁瑣的反應(yīng)過程，可不寫化學(xué)方程式，不追究中間反應(yīng)過程，只要把物質(zhì)分為始態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進(jìn)行整體思維，便可迅速獲得正確結(jié)果。2．守恒法解題的思維流程(1)找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。(2)找準(zhǔn)一個原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中粒子的個數(shù))。(3)根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出等式。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)。題組一確定元素價態(tài)或物質(zhì)組成1．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(yīng)。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答案B解析題目中指出被還原的物質(zhì)是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是×0.020L×2×(6－n)，解得n＝3。2．Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應(yīng)中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1∶16，則x的值為()A．2B．3C．4D．5答案D解析本題考查在氧化還原反應(yīng)中利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)的計算。得關(guān)系式1×eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(6－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(2,x)))))·x＝16×2，x＝5。題組二多步反應(yīng)得失電子守恒問題有的試題反應(yīng)過程多，涉及的氧化還原反應(yīng)也多，數(shù)量關(guān)系較為復(fù)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(yīng)，要理清具體的反應(yīng)過程，分析在整個反應(yīng)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。3．取xg銅鎂合金完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況)，在反應(yīng)后的溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀質(zhì)量為17.02g。則x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44答案B解析反應(yīng)流程為eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Cu))eq\o(→,\s\up7(濃HNO3))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Mg2＋、Cu2＋\o(→,\s\up7(NaOH))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(MgOH2,CuOH2)),NO2、N2O4))xg＝17.02g－m(OH－)，而OH－的物質(zhì)的量等于鎂、銅失去電子的物質(zhì)的量，等于濃HNO3得電子的物質(zhì)的量，即：n(OH－)＝eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)×1＋eq\f(0.672L,22.4L·mol－1)×2×1＝0.46mol所以xg＝17.02g－0.46mol×17g·mol－1＝9.20g。4．足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，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(biāo)準(zhǔn)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答案A解析由題意可知，HNO3eq\o(,\s\up7(Cu),\s\do5(O2))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NO2,N2O4,NO))，則Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×eq\f(1.68L,22.4L·mol－1)＝0.15mol。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3mol，則V(NaOH)＝eq\f(0.3mol,5mol·L－1)＝0.06L＝60mL。1．氧化還原方程式配平的基本原則2．氧化還原方程式配平的一般步驟[示例]配平化學(xué)方程式：H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O分析配平步驟如下第一步：標(biāo)變價，H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋eq\o(HNO3,\s\up6(＋5))→eq\o(S,\s\up6(0))↓＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O↑＋H2O第二步：列得失，H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3失去↓2e－↓得到(5－2)e－eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(N,\s\up6(＋2))O第三步：求總數(shù)，從而確定氧化劑(或還原產(chǎn)物)和還原劑(或氧化產(chǎn)物)的化學(xué)計量數(shù)。H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3失去2e－×3↓↓得到3e－×2eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(N,\s\up6(＋2))O故H2S的化學(xué)計量數(shù)為3，HNO3的化學(xué)計量數(shù)為2。第四步：配系數(shù)，先配平變價元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3=3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平時相等，最后利用O原子守恒來進(jìn)行驗證。題組一正向配平類1．____KI＋____KIO3＋____H2SO4=____I2＋____K2SO4＋____H2O答案5133332．____MnOeq\o\al(－,4)＋____H＋＋____Cl－=____Mn2＋＋____Cl2↑＋____H2O答案21610258題組二逆向配平類3．____S＋____KOH=____K2S＋____K2SO3＋____H2O答案362134．____P4＋____KOH＋____H2O=____K3PO4＋____PH3↑答案293355．____(NH4)2Cr2O7=____N2↑＋____Cr2O3＋____H2O答案1114題組三缺項配平類6．____ClO－＋____Fe(OH)3＋____=____Cl－＋____FeOeq\o\al(2－,4)＋____H2O答案324OH－3257．____MnOeq\o\al(－,4)＋____H2O2＋____=____Mn2＋＋____O2↑＋____H2O答案256H＋2588．____Mn2＋＋____ClOeq\o\al(－,3)＋____H2O=____MnO2↓＋____Cl2↑＋____答案524518H＋9．某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁(AlN)的反應(yīng)體系中的物質(zhì)有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。請將AlN之外的反應(yīng)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\x()AlN＋eq\x()答案Al2O33CN223CO解析根據(jù)氮元素、碳元素的化合價變化，N2是氧化劑，C是還原劑，AlN為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物。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(yīng)物著手配平。(2)自變從右邊配：自身氧化還原反應(yīng)(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(yīng)物這邊缺正電荷，一般加H＋，生成物一邊加水；若反應(yīng)物這邊缺負(fù)電荷，一般加OH－，生成物一邊加水，然后進(jìn)行兩邊電荷數(shù)配平。(4)當(dāng)方程式中有多個缺項時，應(yīng)根據(jù)化合價的變化找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。1．(1)[2019·全國卷Ⅱ，26(2)①]重晶石在回轉(zhuǎn)爐中900～1200℃條件下，被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學(xué)方程式為______________________________?；剞D(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體，生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)[2019·全國卷Ⅲ，26(1)]工業(yè)上可由天然二氧化錳粉和硫化錳礦用硫酸溶浸得硫單質(zhì)和硫酸錳，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)BaSO4＋4C=BaS＋4CO↑CO＋H2O=CO2＋H2(2)MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O2．[2017·全國卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高溫))Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案2∶7陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)解析首先標(biāo)出變價元素的化合價，分析價態(tài)變化可知：1molFeO·Cr2O3失去7mol電子，1molNaNO3得到2mol電子，則由得失電子守恒可知二者系數(shù)比應(yīng)為2∶7；該步驟中主要反應(yīng)的反應(yīng)物中有Na2CO3，而陶瓷中含有二氧化硅，二者在熔融時反應(yīng)，故不能使用陶瓷容器。3．[2017·全國卷Ⅰ，27(6)]已知eq\a\vs2\al\co1(FePO4,沉淀)eq\o(→,\s\up7(Li2CO3、H2C2O4),\s\do5(高溫煅燒))LiFePO4，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4eq\o(=,\s\up7(高溫))2LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑解析反應(yīng)物為FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，鐵元素的化合價降低，則H2C2O4中碳元素的化合價升高，產(chǎn)物為CO2，配平。4．[2016·全國卷Ⅱ，26(2)]實驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨(N2H4)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________