2025屆高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)特色專題氧化還原反應(yīng)交叉配平法

氧化還原反應(yīng)交叉配平法升價(jià)降價(jià)各相加，價(jià)變總數(shù)約后叉。氧化還原未參與，配平不要遺忘它。氧化還原分子內(nèi)，從右著手莫懼怕。叉后前后稀奇偶，奇變偶后再交叉。說明：這首詩介紹了用交叉配平法配平氧化還原反應(yīng)方程式的步驟和應(yīng)用該法時(shí)應(yīng)留意的問題。對(duì)于較困難的氧化還原反應(yīng)，用該法配平則比較便利。說明：1、升價(jià)降價(jià)各相加：這句的意思是介紹了交叉配平法的第一步，即：首先表明升價(jià)元素和降價(jià)元素的化合價(jià)，然后將升降價(jià)數(shù)各自分別相加，這樣就得出了升價(jià)元素化合價(jià)的價(jià)變總數(shù)和降價(jià)元素化合價(jià)的價(jià)變總數(shù)。舉例：請(qǐng)用交叉配平法配平如下反應(yīng)式FeS2＋O2——SO2＋Fe2O3依據(jù)詩意的要求先表明升價(jià)元素和降價(jià)元素的化合價(jià)，于是得到：Fe+2S2-1＋O20——S+4O2-2＋Fe2+3O3-2依據(jù)詩意的要求再算出升價(jià)元素和降價(jià)元素的價(jià)變總數(shù)。Fe2+→Fe3+化合價(jià)上升數(shù)為1，S-1→S+4化合價(jià)上升數(shù)為5，又因?yàn)镕eS2中有2個(gè)S，所以S的升價(jià)總數(shù)為5×2=10，故升價(jià)元素（Fe和S）的價(jià)變總數(shù)為1+10=11；O0→O-2化合價(jià)降低數(shù)為2，因O2含2個(gè)O，所以降價(jià)元素O的價(jià)變總數(shù)為2×2=4。于是得到下式：114FeS2+O2——SO2+Fe2O32、價(jià)變總數(shù)約后叉：意思是說得出的升價(jià)元素化合價(jià)的價(jià)變總數(shù)和降價(jià)元素化合價(jià)的價(jià)變總數(shù)后，若二者有公約數(shù)，則需約簡(jiǎn)后再交叉（如二者是6和9，則約簡(jiǎn)為2和3）。言外之意，若二者為互質(zhì)數(shù)，則干脆交叉即可。在這個(gè)例子中，11和4是互質(zhì)數(shù)，故可以干脆交叉，于是得到下式：1144FeS2+11O2——SO2+Fe2O3左右視察配平可得到答案：4FeS2＋11O2＝8SO2＋2Fe2O33、氧化還原未參與，配平不要遺忘它：意思是說若有的反應(yīng)物僅部分參與了氧化還原反應(yīng)，一部分未參與氧化還原反應(yīng)，那么應(yīng)將交叉系數(shù)再加上沒有參與氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)，這樣才是該物質(zhì)分子前的系數(shù)。舉例：請(qǐng)用交叉配平法配平下列反應(yīng)式：Mg＋HNO3——Mg(NO3)2＋NH4NO3＋H2O依據(jù)詩意的要求分析如下：Mg的價(jià)變總數(shù)為2，N的價(jià)變總數(shù)為8，約簡(jiǎn)后為1和4，故Mg前系數(shù)是4已是無疑的，而HNO3前的系數(shù)好像應(yīng)當(dāng)是1，但視察生成物中有9分子的HNO3沒有參與反應(yīng)，故HNO3前的系數(shù)不是1，而是1+9=10。于是可得到如下配平好了的反應(yīng)方程式：4Mg＋10HNO3＝4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O4、氧化還原分子內(nèi)，從右著手莫懼怕：意思是說若是分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)，則應(yīng)當(dāng)從生成物著手交叉配平。舉例：請(qǐng)用交叉配平法配平下列反應(yīng)式：NH4NO3——N2＋O2＋H2O依據(jù)詩意分析如下：一看便知這是一個(gè)典型的分子內(nèi)氧化還原反應(yīng)，所以應(yīng)從生成物著手交叉。N0→N-3化合價(jià)降低數(shù)-3，是N0→N+5化合價(jià)上升數(shù)是5，故N的價(jià)變總數(shù)應(yīng)是∣5+(-3)∣=2，O0→O-2化合價(jià)的價(jià)變總數(shù)為1。視察配平得：2NH4NO3＝2N2＋O2＋4H2O5、叉后前后稀奇偶，奇變偶后再交叉：意思是說若交叉系數(shù)后某原子反應(yīng)前后的個(gè)數(shù)出現(xiàn)了一奇一偶現(xiàn)象，則需將奇數(shù)（乘以2）變?yōu)榕紨?shù)。舉例：請(qǐng)用交叉配平法配平下列反應(yīng)式：FeS＋KMnO4＋H2SO4——K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O＋S↓依據(jù)詩意的要求分析如下：Fe和S的化合價(jià)上升總數(shù)為3（奇數(shù)），Mn的化合價(jià)降低總數(shù)為5，所以交叉系數(shù)是3和5，但Fe2(SO4)3中有2個(gè)Fe（偶數(shù)），K2SO4中有2個(gè)K（偶數(shù)），故應(yīng)將3和5分別乘以2，變?yōu)榕紨?shù)6和10，即6和10就是實(shí)際應(yīng)當(dāng)交叉的系數(shù)。由此得出：10FeS＋6KMnO4＋24H2SO4＝3K2SO4＋6MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋24H2O＋10S↓說明：交叉配平法在說明的時(shí)候好像“較困難”，但實(shí)際配平過程中，僅僅靠大腦瞬間的思維就完成了，所以只要把這首詩真正理解了，那么在實(shí)際配平中就會(huì)達(dá)到瞬間完成的效果?！镜湫屠}1】水熱法制備納米顆粒Y（化合物）的反應(yīng)為3Fe2++2S2O32-+O2+aOH-═Y+S4O62-+2H2O，下列說法中，不正確的是（）A．a(chǎn)=4B．Y的化學(xué)式為Fe2O3C．S2O32-是還原劑D．每有1molO2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4mol【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)方程式的配平；氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算【分析】氧化還原反應(yīng)遵循電荷守恒、電子守恒以及原子守恒，化合價(jià)上升元素所在的反應(yīng)物做氧化劑?！窘馕觥緼、依據(jù)氫原子守恒可以知道a=4，故A正確；B、依據(jù)電荷守恒，方程式的左邊帶2個(gè)負(fù)電荷，所以右邊的Y為電中性的，依據(jù)鐵元素和氧元素守恒，可知Y為Fe3O4，故B錯(cuò)誤；C、S2O32-中的硫元素化合價(jià)上升，是還原劑，故C正確；D、反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)等于氧元素化合價(jià)降低的數(shù)目，氧氣中的氧元素全部從0價(jià)降到-2價(jià)，共得到1mol×2×（2-0）=4mol電子，故D正確．故選B?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生氧化還原反應(yīng)的有關(guān)學(xué)問，難度較大?！镜湫屠}2】已知單質(zhì)鐵溶于肯定濃度的HNO3溶液中反應(yīng)的離子方程式為：aFe+bNO3-+cH+═dFe2++fFe3++gNO↑+hN2O↑+kH2O，化學(xué)計(jì)量數(shù)a～k均為正整數(shù)．則它們之間的關(guān)系錯(cuò)誤的是（）A．c=4g+10hB．a(chǎn)+c=d+fC．2d+3f=3g+8hD．c-b=2d+3f【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)方程式的配平【分析】離子反應(yīng)遵循電荷守恒、原子守恒、得失電子守恒等，依據(jù)各個(gè)守恒關(guān)系來得出答案?！窘馕觥炕瘜W(xué)反應(yīng)中的電荷守恒是指：反應(yīng)物所帶電荷總數(shù)等于生成物所帶電荷總數(shù)，即-b+c=2d+3f，故B錯(cuò)誤，D正確，反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移的總數(shù)相等是指氧化劑得到的電子總數(shù)等于還原劑失去的電子總數(shù)，即化合價(jià)上升的總數(shù)等于化合價(jià)降低的總數(shù)，鐵單質(zhì)從0價(jià)到-+2、+3價(jià)，失電子總數(shù)為2d+3f，，從硝酸根到一氧化氮和一氧化二氮，一共降3g+8h，所以有關(guān)系式：2d+3f=3g+8h，故C正確，綜上：依電荷守恒得-b+c=2d+3f；依元素守恒得：a=d+f（Fe元素守恒），b=g+2h（N元素守恒）；依得失電子總數(shù)相等得：2d+3f=3g+8h，整理得：4g+10h=c，故A正確．故選B?！军c(diǎn)評(píng)】本題是一道關(guān)于氧化還原反應(yīng)的綜合題，考查角度廣，難度大．【典型例題3】亞硝酸鈉（NaNO2）具有致癌作用，很多腌制食品中含NaNO2．酸性KMnO4溶液與亞硝酸鈉發(fā)生的離子反應(yīng)為MnO4-+NO2-+H+-→Mn2++NO3-+H2O（未配平），下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．生成1

mol

Mn2+，轉(zhuǎn)移電子為5

molB．該反應(yīng)中氮元素被氧化C．配平后，水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3D．反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2：5【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)方程式的配平；氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算；氧化還原反應(yīng)的計(jì)算．【分析】氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移．元素得電子，化合價(jià)降低，失去電子，化合價(jià)上升．氧化還原反應(yīng)的配平，就是元素化合價(jià)上升的總和等于化合價(jià)降低的總和．該題應(yīng)先將酸性KMnO4溶液與亞硝酸鈉發(fā)生的離子反應(yīng)配平后再解答．【解析】酸性KMnO4溶液與亞硝酸鈉發(fā)生的反應(yīng)中，MnO4-中的+7價(jià)的Mn變成Mn2+中+2價(jià)的Mn，1mol得到5mol電子，NO2-中的N從+3價(jià)變成NO3-中+5價(jià)的N，1mol失去2mol電子．依據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)上升的總和等于元素化合價(jià)降低的總和．酸性KMnO4溶液與亞硝酸鈉發(fā)生的離子反應(yīng)為：2MnO4-+5NO2-+6H+═2Mn2++5NO3-+3H2O，A．生成1

mol

Mn2+，由MnO4-中的+7價(jià)的Mn變成Mn2+中+2價(jià)的Mn，轉(zhuǎn)移電子為5

mol，故A正確；B．該反應(yīng)中氮元素

從NO2-中的N+3價(jià)變成NO3-中+5價(jià)的N，化合價(jià)上升，失去電子，被氧化，故B正確；C．配平后，反應(yīng)為：2MnO4-+5NO2-+6H+═2Mn2++5NO3-+3H2O，水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，故C正確；D．反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是指元素化合價(jià)上升后的產(chǎn)物，該題中NO2-中的N從+3價(jià)變成NO3-中+5價(jià)的N，NO3-是氧化產(chǎn)物，還原產(chǎn)物，是指元素化合