2024高考化學一輪復習第7講氧化還原反應方程式的配平書寫及計算教案魯科版

PAGE9-第7講氧化還原反應方程式的配平、書寫及計算[考綱要求]1.駕馭常見氧化還原反應方程式的配平。2.駕馭常見氧化還原反應的相關計算。3.理解質(zhì)量守恒定律?？键c一氧化還原反應方程式的配平方法類型一干脆型氧化還原反應方程式的配平配平化學方程式：H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O分析：配平步驟如下第一步：標變價H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3→eq\o(S,\s\up6(0))↓＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O↑＋H2O其次步：列得失第三步：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)的化學計量數(shù)。故H2S的化學計量數(shù)為3，NO的化學計量數(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常相等，最終利用O原子守恒來進行驗證。[題組訓練·解題探究]1．(1)eq\x()HCl(濃)＋eq\x()MnO2eq\o(=,\s\up7(△))eq\x()Cl2↑＋eq\x()MnCl2＋eq\x()H2O(2)eq\x()KI＋eq\x()KIO3＋eq\x()H2SO4=eq\x()I2＋eq\x()K2SO4＋eq\x()H2O(3)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()H＋＋eq\x()Cl－=eq\x()Mn2＋＋eq\x()Cl2↑＋eq\x()H2O答案：(1)41112(2)513333(3)216102582．(1)eq\x()S＋eq\x()KOH=eq\x()K2S＋eq\x()K2SO3＋eq\x()H2O(2)eq\x()P4＋eq\x()KOH＋eq\x()H2O=eq\x()K3PO4＋eq\x()PH3答案：(1)36213(2)29335類型二缺項型氧化還原反應方程式的配平缺項方程式是指某些反應物或生成物的分子式?jīng)]有寫出來，一般為水、酸或堿。(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，再依據(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(氫)或多O(氧)補H＋，少O(氧)補H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補H2O(水)，少O(氧)補OH－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()______。分析：(1)由溶液顯紫色可推知有MnOeq\o\al(－,4)生成，確定變價元素物質(zhì)的化學計量數(shù)：化合價分析如下：Bi(＋5→＋3)2×5(化學計量數(shù)5配在NaBiO3和Bi3＋前)Mn(＋2→＋7)5×2(化學計量數(shù)2配在Mn2＋和MnOeq\o\al(－,4)前)(2)利用原子守恒確定缺項物質(zhì)及其他物質(zhì)的化學計量數(shù)。5NaBiO3＋2Mn2＋＋eq\x()______→5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()______。(3)據(jù)補項原則，在酸性條件下，方程式左邊多O，故應補H＋，而方程式右邊少O，故應補H2O，再依據(jù)原子守恒配平H＋和H2O之前的化學計量數(shù)：5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O。[題組訓練·解題探究]3．(1)eq\x()ClO－＋eq\x()Fe(OH)3＋eq\x()________=eq\x()Cl－＋eq\x()FeOeq\o\al(2－,4)＋eq\x()H2O(2)eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()H2O2＋eq\x()________=eq\x()Mn2＋＋eq\x()O2↑＋eq\x()H2O(3)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、AlN、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\x()AlN＋eq\x()答案：(1)324OH－325(2)256H＋258(3)Al2O33CN223CO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：先使得失電子數(shù)配平，再視察兩邊電荷。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，應依據(jù)化合價的改變找準氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物?！八牟侥Ｐ头ā蓖黄菩畔⑿脱趸€原反應方程式的書寫[建立模型]步驟要求，解析第1步：列物質(zhì)氧化劑＋還原劑→氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物第1步中只寫出氧化還原方程式中氧化劑，還原劑，氧化產(chǎn)物，還原產(chǎn)物；除了教材中要求學生駕馭的常見物質(zhì)改變外，生疏氧化還原方程式總會在題中給出相應信息推出產(chǎn)物：如化合價改變、物質(zhì)改變等第2步：平電子依據(jù)電子得失守恒配平所列物質(zhì)第3步：平電荷依據(jù)電荷守恒配平所列物質(zhì)，當電荷量不相等時，酸性環(huán)境補充氫離子，堿性環(huán)境補充氫氧根離子，總的原則是只能補充電解質(zhì)中含有的離子第4步：平原子依據(jù)原子守恒配平方程式[模型展示]寫出MnO2在酸性條件下與NaHSO3溶液反應，該反應的離子方程式是__________________。解析：第1步：MnO2＋HSOeq\o\al(－,3)→Mn2＋＋SOeq\o\al(2－,4)第2步：Mn降低2價，S上升2價故在MnO2，HSOeq\o\al(－,3)前系數(shù)均為1：MnO2＋HSOeq\o\al(－,3)→Mn2＋＋SOeq\o\al(2－,4)第3步：方程式左邊帶1個負電荷，右邊不帶電荷，溶液顯酸性，故在方程式左邊添加1個H＋使電荷守恒：MnO2＋HSOeq\o\al(－,3)＋H＋→Mn2＋＋SOeq\o\al(2－,4)第4步：依據(jù)原子守恒在方程式右邊加1個H2O：MnO2＋HSOeq\o\al(－,3)＋H＋=Mn2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2OKMnO4能與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4反應，生成Mn2＋和CO2，該反應的離子方程式是________________________________________________________________________。解析：第1步：按“氧化劑＋還原劑——還原產(chǎn)物＋氧化產(chǎn)物”把離子方程式初步寫成：MnOeq\o\al(－,4)＋C2Oeq\o\al(2－,4)——Mn2＋＋CO2↑。第2步：由MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋，錳元素降了5價；由C2Oeq\o\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1價，1molC2Oeq\o\al(2－,4)共失去2mole－，故在C2Oeq\o\al(2－,4)前面配5，在氧化產(chǎn)物CO2前配10；在MnOeq\o\al(－,4)前配2，在還原產(chǎn)物Mn2＋前配2，即2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)——2Mn2＋＋10CO2↑。第3步：反應在硫酸中進行，故在左邊補充H＋，右邊補充H2O,2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋eq\x()H＋——2Mn2＋＋10CO2↑＋eq\x()H2O。第4步：依據(jù)電荷守恒及H、O原子守恒配平如下：2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋eq\o(=,\s\up7(△))2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。[集訓](1)[2024·全國卷Ⅰ，27(2)(6)]Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：①“酸浸”后，鈦主要以TiOCleq\o\al(2－,4)形式存在，寫出相應反應的離子方程式________________________________________________________________________。②寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式________________________________________________________________________。(2)[2024·全國卷Ⅰ，27(4)]＋6價鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)還原成Cr3＋，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[2024·全國卷Ⅱ，26(2)]聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)是一種應用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料。試驗室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應制備聯(lián)氨，反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)(2015·全國卷Ⅱ)將ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(5)(2024·浙江高考)向無色酸性H2SO3溶液中加入I2的KI溶液(棕紅色)，得到無色溶液(酸性變強)，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。(6)(2024·四川高考)在稀硫酸中，Cr的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化氧的一種氫化物，鉻元素被還原為＋3，該反應的化學方程式是________________________________________________________________________。(7)(2024·江蘇高考)肯定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BHeq\o\al(－,4)(B元素的化合價為＋3)與Fe2＋反應生成納米鐵粉、H2和B(OH)eq\o\al(－,4)，其離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(8)(2015·山東高考)利用鈷渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下：Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(9)(2014·全國卷Ⅱ)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①FeTiO3＋4H＋＋4Cl－=Fe2＋＋TiOCleq\o\al(2－,4)＋2H2O②2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4高溫,2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑(2)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)＋5H＋=2Cr3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋4H2O(3)2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O(4)2ClO2＋10I－＋8H＋=5I2＋4H2O＋2Cl－(5)H2SO3＋I2＋H2O=H2SO4＋2HI(6)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4=Cr2(SO4)3＋3O2↑＋K2SO4(7)2Fe2＋＋BHeq\o\al(－,4)＋4OH－=2Fe＋2H2↑＋B(OH)eq\o\al(－,4)(8)2Co(OH)3＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,3)=SOeq\o\al(2－,4)＋2Co2＋＋5H2O(9)PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－氧化還原反應型離子方程式的書寫流程(1)找出反應粒子：通過氧化還原反應中元素價態(tài)的改變，找動身生氧化還原反應的微粒。(2)正確預料產(chǎn)物：依據(jù)氧化還原反應規(guī)律確定氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。(3)配平變價微粒：應用最小公倍數(shù)法確定得失電子的數(shù)目，配平含變價元素的相關物質(zhì)。(4)確定缺項物質(zhì)：依據(jù)溶液酸堿性及電荷守恒確定缺項物質(zhì)是H2O、OH－還是H＋。(5)整體元素配平：通過視察法確定全部物質(zhì)的化學計量數(shù)。(6)三查檢驗驗證：檢查物質(zhì)拆分是否正確，電荷、質(zhì)量是否守恒?？键c二氧化還原反應的計算方法——電子守恒法題組一兩元素之間得失電子守恒問題1．24mL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．＋5B[由題目中指出被還原的元素是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)肯定是Na2SO3，其中S元素的化合價從＋4→＋6，而Cr元素的化合價將從＋6→＋n(設＋n為生成物中Cr元素的化合價)，依據(jù)得失電子數(shù)目相等，有0.024L×0.05mol·L－1×(6－4)＝0.02L×0.02mol·L－1×2×(6－n)解得n＝3。]題組二多元素之間得失電子守恒問題2．Cu2S與肯定濃度的HNO3反應，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。當產(chǎn)物中n(NO2)∶n(NO)＝1∶1時，下列說法不正確的是()A．反應中Cu2S是還原劑，Cu(NO3)2、CuSO4是氧化產(chǎn)物B．參與反應的n(Cu2S)∶n(HNO3)＝1∶7C．產(chǎn)物n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)＝1∶2D．1molCu2S參與反應時有10mol電子轉(zhuǎn)移C[分析反應可知，Cu2S中Cu、S化合價均上升，Cu2S是還原劑，Cu(NO3)2、CuSO4是氧化產(chǎn)物，A項正確；1molCu2S失去10mol電子，D項正確；設參與反應的Cu2S為1mol，生成的NO為xmol，依據(jù)電子守恒：x＋3x＝10，x＝2.5，n(Cu2S)∶n(HNO3)＝1∶(2.5＋2.5＋2)＝1∶7，B項正確；依據(jù)銅守恒，n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)＝1∶1，C項錯誤。]題組三氧化還原滴定中的計算3．Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定。精確稱取Wg產(chǎn)品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.1000mol·L－1碘的標準溶液滴定。反應原理為：2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－(1)滴定至終點時，溶液顏色的改變：__________。(2)滴定起始和終點的液面位置如圖，則消耗碘的標準溶液體積為____________mL。產(chǎn)品的純度為(設Na2S2O3·5H2O相對分子質(zhì)量為M)__________。解析：(1)用淀粉作指示劑，用碘的標準溶液滴定，終點時碘稍過量點，則溶液變藍。(2)滴定管內(nèi)液面由0.00mL至18.10mL，則消耗碘的標準溶液的體積為18.10mL。依據(jù)關系式：2S2Oeq\o\al(2－,3)～I2得，n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝2×18.10×10－3L×0.1000mol·L－1＝3.620×10－3mol，故產(chǎn)品的純度為eq\f(3.620×10－3mol×Mg·mol－1,Wg)×100%＝eq\f(3.620×10－3M,W)×100%。答案：(1)由無色變藍色，半分鐘內(nèi)不褪色(2)18.10eq\f(3.620×10－3M,W)×100%4．某硫酸廠為測定沸騰爐中所得氣體中SO2的體積分數(shù)，取280mL(已折算成標準狀況)氣體樣品與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應后，用0.02000mol/LK2Cr2O7標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。已知：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋Fe2＋＋H＋→Cr3＋＋Fe3＋＋H2O(未配平)。(1)SO2通入Fe2(SO4)3溶液中，發(fā)生反應離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)沸騰爐中所得氣體中SO2的體積分數(shù)為__________。解析：(1)SO2中S為＋4價，被氧化成＋6價，產(chǎn)物為SOeq\o\al(2－,4)，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，產(chǎn)物中氧原子數(shù)增多，表明反應物中有水，產(chǎn)物中有H＋，仍須用得失電子守恒來配平離子方程式；(2)依據(jù)得失電子守恒可知：n(SO2)×2＝n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))×6＝0.02000mol/L×0.025L×6＝0.003mol，n(SO2)＝0.0015mol，體積分數(shù)為12.00%。答案：(1)SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋(2)12.00%1．[2024·全國卷Ⅱ，26(2)]以重晶石(BaSO4)為原料，可按如下工藝生產(chǎn)立德粉：在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過程的化學方程式為________________________?；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將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體，該反應的化學方程式為________________。解析：由流程圖中經(jīng)浸出槽后得到凈化的BaS溶液以及回轉(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體可知，在回轉(zhuǎn)爐中BaSO4與過量的焦炭粉反應生成可溶性的BaS和CO；生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應除去回轉(zhuǎn)爐中的有毒氣體CO，即CO與H2O反應生成CO2和H2。答案：BaSO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(900～1200℃))BaS＋4CO↑CO＋H2O=CO2＋H22．[2024·全國卷Ⅲ，26(1)(2)]高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由自然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)“濾渣1”含有S和________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式________________。(2)“氧化”中添加適量的MnO2的作用是________。解析：(1)硫化錳礦中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸鹽形式存在，則“濾渣1”的主要成分為S和SiO2(或不溶性硅酸鹽)。結合“濾渣1”中含S，可知“溶浸”時MnO2與MnS在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成MnSO4和S，依據(jù)化合價升價法可配平該反應。(2)“溶浸”后溶液中含F(xiàn)e2＋，“氧化”中加入的適量MnO2能將Fe2＋氧化為Fe3＋。答案：(1)SiO2(不溶性硅酸鹽)MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋3．[2024·全國卷Ⅰ，27(6)]已知eq\a\vs4\al(FePO4,沉淀)eq\o(→,\s\up7(Li2CO3、H2C2O4),\s\do5(高溫煅燒))LiFePO4，寫出該反應的化學方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：反應物為FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，鐵元素的化合價降低，則