2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7講氧化還原反應(yīng)方程式的配平書寫及計(jì)算教案魯科版

PAGE9-第7講氧化還原反應(yīng)方程式的配平、書寫及計(jì)算[考綱要求]1.駕馭常見氧化還原反應(yīng)方程式的配平。2.駕馭常見氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算。3.理解質(zhì)量守恒定律?？键c(diǎn)一氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法類型一干脆型氧化還原反應(yīng)方程式的配平配平化學(xué)方程式：H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O分析：配平步驟如下第一步：標(biāo)變價(jià)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(xué)計(jì)量數(shù)。故H2S的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，NO的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2。第四步：配系數(shù)先配平變價(jià)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(jìn)行驗(yàn)證。[題組訓(xùn)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(xiàng)型氧化還原反應(yīng)方程式的配平缺項(xiàng)方程式是指某些反應(yīng)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(jià)升降法”配平含有變價(jià)元素的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后由原子守恒確定未知物，再依據(jù)原子守恒進(jìn)行配平。(2)補(bǔ)項(xiàng)原則條件補(bǔ)項(xiàng)原則酸性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H＋，少O(氧)補(bǔ)H2O(水)堿性條件下缺H(氫)或多O(氧)補(bǔ)H2O(水)，少O(氧)補(bǔ)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(yīng)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(jià)元素物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)：化合價(jià)分析如下：Bi(＋5→＋3)2×5(化學(xué)計(jì)量數(shù)5配在NaBiO3和Bi3＋前)Mn(＋2→＋7)5×2(化學(xué)計(jì)量數(shù)2配在Mn2＋和MnOeq\o\al(－,4)前)(2)利用原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)及其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。5NaBiO3＋2Mn2＋＋eq\x()______→5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()______。(3)據(jù)補(bǔ)項(xiàng)原則，在酸性條件下，方程式左邊多O，故應(yīng)補(bǔ)H＋，而方程式右邊少O，故應(yīng)補(bǔ)H2O，再依據(jù)原子守恒配平H＋和H2O之前的化學(xué)計(jì)量數(shù)：5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋7H2O。[題組訓(xùn)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(yīng)體系中的物質(zhì)有：Al2O3、C、N2、AlN、CO。請(qǐng)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：(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(jià)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(xiàng)配平法：先使得失電子數(shù)配平，再視察兩邊電荷。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(gè)缺項(xiàng)時(shí)，應(yīng)依據(jù)化合價(jià)的改變找準(zhǔn)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(yīng)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(xué)生駕馭的常見物質(zhì)改變外，生疏氧化還原方程式總會(huì)在題中給出相應(yīng)信息推出產(chǎn)物：如化合價(jià)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(dāng)電荷量不相等時(shí)，酸性環(huán)境補(bǔ)充氫離子，堿性環(huán)境補(bǔ)充氫氧根離子，總的原則是只能補(bǔ)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(yīng)，該反應(yīng)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(jià)，S上升2價(jià)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(gè)負(fù)電荷，右邊不帶電荷，溶液顯酸性，故在方程式左邊添加1個(gè)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(gè)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(yīng)，生成Mn2＋和CO2，該反應(yīng)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(jià)；由C2Oeq\o\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1價(jià)，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(yīng)在硫酸中進(jìn)行，故在左邊補(bǔ)充H＋，右邊補(bǔ)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(xùn)](1)[2024·全國(guó)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(yīng)反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________。②寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。(2)[2024·全國(guó)卷Ⅰ，27(4)]＋6價(jià)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(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[2024·全國(guó)卷Ⅱ，26(2)]聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料。試驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)(2015·全國(guó)卷Ⅱ)將ClO2通入KI和H2SO4的混合液中，發(fā)生反應(yīng)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(qiáng))，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(6)(2024·四川高考)在稀硫酸中，Cr的最高價(jià)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(yīng)的化學(xué)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(jià)為＋3)與Fe2＋反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(9)(2014·全國(guó)卷Ⅱ)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，該反應(yīng)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＋I(xiàn)2＋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(yīng)型離子方程式的書寫流程(1)找出反應(yīng)粒子：通過氧化還原反應(yīng)中元素價(jià)態(tài)的改變，找動(dòng)身生氧化還原反應(yīng)的微粒。(2)正確預(yù)料產(chǎn)物：依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律確定氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。(3)配平變價(jià)微粒：應(yīng)用最小公倍數(shù)法確定得失電子的數(shù)目，配平含變價(jià)元素的相關(guān)物質(zhì)。(4)確定缺項(xiàng)物質(zhì)：依據(jù)溶液酸堿性及電荷守恒確定缺項(xiàng)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(xué)計(jì)量數(shù)。(6)三查檢驗(yàn)驗(yàn)證：檢查物質(zhì)拆分是否正確，電荷、質(zhì)量是否守恒?？键c(diǎn)二氧化還原反應(yīng)的計(jì)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(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(jià)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(jià)從＋4→＋6，而Cr元素的化合價(jià)將從＋6→＋n(設(shè)＋n為生成物中Cr元素的化合價(jià))，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(yīng)，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。當(dāng)產(chǎn)物中n(NO2)∶n(NO)＝1∶1時(shí)，下列說法不正確的是()A．反應(yīng)中Cu2S是還原劑，Cu(NO3)2、CuSO4是氧化產(chǎn)物B．參與反應(yīng)的n(Cu2S)∶n(HNO3)＝1∶7C．產(chǎn)物n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)＝1∶2D．1molCu2S參與反應(yīng)時(shí)有10mol電子轉(zhuǎn)移C[分析反應(yīng)可知，Cu2S中Cu、S化合價(jià)均上升，Cu2S是還原劑，Cu(NO3)2、CuSO4是氧化產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；1molCu2S失去10mol電子，D項(xiàng)正確；設(shè)參與反應(yīng)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(xiàng)正確；依據(jù)銅守恒，n[Cu(NO3)2]∶n(CuSO4)＝1∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]題組三氧化還原滴定中的計(jì)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。反應(yīng)原理為：2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－(1)滴定至終點(diǎn)時(shí)，溶液顏色的改變：__________。(2)滴定起始和終點(diǎn)的液面位置如圖，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為____________mL。產(chǎn)品的純度為(設(shè)Na2S2O3·5H2O相對(duì)分子質(zhì)量為M)__________。解析：(1)用淀粉作指示劑，用碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)碘稍過量點(diǎn)，則溶液變藍(lán)。(2)滴定管內(nèi)液面由0.00mL至18.10mL，則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為18.10mL。依據(jù)關(guān)系式：2S2Oeq\o\al(2－,3)～I(xiàn)2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(lán)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(cè)定沸騰爐中所得氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)，取280mL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體樣品與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用0.02000mol/LK2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，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(yīng)離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)沸騰爐中所得氣體中SO2的體積分?jǐn)?shù)為__________。解析：(1)SO2中S為＋4價(jià)，被氧化成＋6價(jià)，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(yīng)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?jǐn)?shù)為12.00%。答案：(1)SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋(2)12.00%1．[2024·全國(guó)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(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________________。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(yīng)生成可溶性的BaS和CO；生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)除去回轉(zhuǎn)爐中的有毒氣體CO，即CO與H2O反應(yīng)生成CO2和H2。答案：BaSO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(900～1200℃))BaS＋4CO↑CO＋H2O=CO2＋H22．[2024·全國(guó)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(yīng)的化學(xué)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(jié)合“濾渣1”中含S，可知“溶浸”時(shí)MnO2與MnS在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成MnSO4和S，依據(jù)化合價(jià)升價(jià)法可配平該反應(yīng)。(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(guó)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(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：反應(yīng)物為FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物有LiFePO4，鐵元素的化合價(jià)降低，則