2022年高考化学一轮复习知识梳理+题组训练-2.5氧化还原反应的计算及方程式的配平-.docx
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1、第5讲氧化还原反应的计算及方程式的配平考纲要求1.把握常见氧化还原反应的配平和相关计算。2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。3.了解氧化还原反应在生产、生活中的应用。考点一氧化还原反应方程式的配平方法氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移,而氧化剂得电子总数(或元素化合价降低总数)必定等于还原剂失电子总数(或元素化合价上升总数),依据这一原则可以对氧化还原反应的化学方程式进行配平。配平的步骤:(1)标好价:正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化:列出元素化合价上升和降低的数值。(3)求总数:求元素化合价上升和降低的总数,确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计
2、量数。(4)配系数:用观看法配平其他各物质的化学计量数。(5)细检查:利用“守恒”三原则(即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒),逐项检查配平的方程式是否正确。典例依据FeS2O2Fe2O3SO2,回答下列问题:(1)氧化剂_,还原剂_,氧化产物_,还原产物_。(2)元素化合价上升的元素为_,元素化合价降低的元素为_。(3)1“分子”还原剂化合价上升总数为_,1“分子”氧化剂化合价降低总数为_。(4)配平后各物质的系数依次为_。答案(1)O2FeS2Fe2O3、SO2Fe2O3、SO2(2)Fe、SO(3)114(4)4、11、2、8失误防范配平氧化还原反应方程式的关键是正确标出化合价,找准1“
3、分子”氧化剂化合价降低总数,1“分子”还原剂化合价上升总数,在计算时,往往简洁忽视氧化剂、还原剂中的粒子个数。题组一正向配平类1(1)_HCl(浓)_MnO2_Cl2_MnCl2_H2O(2)_Cu_HNO3(稀)=_Cu(NO3)2_NO_H2O(3)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(4)_MnO_H_Cl=_Mn2_Cl2_H2O答案(1)41112(2)38324(3)513333(4)21610258题组二逆向配平类2(1)_S_KOH=_K2S_K2SO3_H2O(2)_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH3答案(1)36213(2)29335题组三缺项配
4、平类3(1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_FeO_H2O(2)_MnO_H2O2_=_Mn2_O2_H2O(3)某高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应体系中的物质有:Al2O3、C、N2、AlN、CO。请将AlN之外的反应物与生成物分别填入以下空格内,并配平。答案(1)324OH325(2)256H258(3)Al2O33CN2=2AlN3CO解析(3)依据氮元素、碳元素的化合价变化,N2是氧化剂,C是还原剂,AlN为还原产物,CO为氧化产物。题组四信息型氧化还原反应方程式的书写4按要求书写方程式:(1)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。在一氧化
5、还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式,并配平_。在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水),溶液又变为紫红色,BiO反应后变为无色的Bi3。写出该试验中涉及反应的离子方程式_。(2)6价铬的毒性很强,制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O,可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3、Fe2、Fe3、H等阳离子。写出该反应的离子方程式_。(3)KMnO4的氧化性随pH的减小而增大,在酸性介质中还原产物是Mn2;在中性或碱性介质中还原产物主要是MnO2。三氯乙烯(C2HCl3)是地下水有
6、机污染物的主要成分,争辩显示在地下水中加入KMnO4溶液可将其中的三氯乙烯除去,氧化产物只有CO2,写出反应的化学方程式_。答案(1)2KMnO410KCl8H2SO4=6K2SO42MnSO45Cl28H2O2Mn25NaBiO314H=2MnO5Na5Bi37H2O(2)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(3)2KMnO4C2HCl3=2KCl2CO22MnO2HCl解析(1)依据信息,KMnO4在H2SO4作用下,把KCl氧化成Cl2,本身被还原成Mn2。留意NaBiO3不能拆写成离子形式。NaBiO3作为氧化剂,把Mn2氧化成MnO,本身被还原成Bi3。(3)依据信息,M
7、nO的还原产物为MnO2,C2HCl3中C被氧化为CO2,H、Cl的化合价不发生变化。配平的基本技能1全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。2自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。3缺项配平法:先使得失电子数配平,再观看两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH,生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。4当方程式中有多个缺项时,应依据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。考点二电子守恒思想在氧化还原反应计算中的应用对于氧化还原反应的计算,要依据氧化还原反应的实质反应
8、中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等,即得失电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面进行整体思维,便可快速获得正确结果。题组一两元素之间得失电子守恒问题1现有24mL浓度为0.05molL1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02molL1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为()A2B3C4D5答案B解析题目中指出被还原的物质是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质确定是Na2SO3,其中
9、S元素的化合价从46;而Cr元素的化合价将从6n(设化合价为n)。依据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有0.05molL10.024L(64)0.02molL10.020L2(6n),解得n3。2Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为116,则x的值为()A2B3C4D5答案D解析本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。Na2xxNa2O4NaONa得关系式1x162,x5。守恒法解题的思维流程1找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。2找准一个原子或离子得失电子数(留意化学式中
10、粒子的个数)。3依据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)n(还原剂)变价原子个数化合价变化值(高价低价)。题组二多元素之间得失电子守恒问题3在反应3BrF35H2O=9HFBr2HBrO3O2中,若有5molH2O参与反应,被水还原的溴元素为()A1molB.molC.molD2mol答案C解析设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为x,5 mol H2O参与反应,失去电子4 mol,依据电子守恒得:3x4 mol,x mol。4在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反应中,7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为
11、_mol。生成1molCu3P时,参与反应的P的物质的量为_mol。答案1.52.2解析设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x;生成1molCu3P时,被氧化的P的物质的量为y依据得失电子守恒得:75mol(21)x(50)x1.5mol1mol3(21)1mol0(3)y(50)y1.2mol所以参与反应的P的物质的量为1.2mol1mol2.2mol。题组三多步反应得失电子守恒问题有的试题反应过程多,涉及的氧化还原反应也多,数量关系较为简洁,若用常规方法求解比较困难,若抓住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简洁。解这类试题时,留意不要遗漏某个氧化还原反应,要理清具体的反
12、应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目。5取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体(都已折算到标准状态),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02g。则x等于()A8.64B9.20C9.00D9.44答案B解析反应流程为xg17.02gm(OH),而OH的物质的量等于镁、铜失去电子的物质的量,等于浓HNO3得电子的物质的量,即:n(OH)1210.46mol所以xg17.02g0.46mol17gmol19.20g。6足量铜与确定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N
13、2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,全部气体完全被水吸取生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5molL1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A60mLB45mLC30mLD15mL答案A解析由题意可知,HNO3,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)2n(O2)20.15 mol。依据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)2nCu(NO3)22n(Cu)0.3 mol,则V(NaOH)0.06 L60 mL。考点三氧化还原反应原理的综合应用题组一从定性和定量两个角度探究有关氧化还原
14、反应的试验(一)关于物质氧化性、还原性强弱的试验1某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱,设计如下试验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。试验记录如下:试验操作试验现象打开活塞a,滴加氯水,关闭活塞aA中溶液变为红棕色吹入热空气A中红棕色明显变浅;B中有气泡,产生大量白色沉淀,混合液颜色无明显变化停止吹入空气,打开活塞b,逐滴加入H2O2溶液开头时颜色无明显变化;连续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液渐渐变成红棕色请回答下列问题:(1)A中反应的离子方程式是_。(2)试验操作吹入热空气的目的是_。(3)装置C的作用是_,C中盛放的药品是_。(4)试验操作,混合液渐渐变成
15、红棕色,其对应的离子方程式是_。(5)由上述试验得出的结论是_。(6)试验反思:有同学认为试验操作吹入的热空气,会干扰(5)中结论的得出,你认为是否干扰,理由是_。试验操作,开头时颜色无明显变化的缘由是(写出一条即可)_答案(1)2BrCl2=Br22Cl(2)吹出单质Br2(3)吸取尾气NaOH溶液(4)H2O22Br2H=Br22H2O(5)氧化性:H2O2Br2H2SO3(6)不干扰,无论热空气是否参与氧化H2SO3,只要观看到产生白色沉淀的同时混合液颜色无明显变化,即能证明Br2氧化了H2SO3H2SO3有剩余(或H2O2浓度小或Br与H2O2反应慢等因素均可)解析操作的反应为Cl22
16、Br=Br22Cl;操作,吹入热空气的目的是吹出Br2,然后在B中,Br2把H2SO3氧化成H2SO4,H2SO4和BaCl2反应生成BaSO4沉淀;操作,H2O2把Br氧化成Br2而使溶液变成红棕色。综上所述,氧化性H2O2Br2H2SO3。(6)若是O2氧化H2SO3,则溶液颜色有变化(变为红棕色)。(二)氧化还原反应在定量试验中的应用2(2022江苏省高考压轴卷)CuSO4溶液与K2C2O4溶液混合生成一种蓝色钾盐水合物KxCuy(C2O4)znH2O。通过下述试验确定该晶体的组成。(已知:MnO在酸性条件下,加热能分解为O2,同时生成Mn2。)步骤a:称取0.6720g样品,放入锥形瓶
17、,加入适量2molL1稀硫酸,微热使样品溶解。再加入30mL水加热,用0.2000molL1KMnO4溶液滴定至终点,消耗8.00mLKMnO4溶液。有关反应:2MnO5C2O16H=2Mn28H2O10CO2。步骤b:接着将溶液充分加热。冷却后,调整pH并加入过量的KI固体,溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用0.2500molL1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗8.00mLNa2S2O3溶液。滴定时反应为I22S2O=2IS4O。(1)步骤b中生成白色沉淀的离子方程式:_。(2)步骤b中“将溶液充分加热”的目的是_。(3)请完成下列确定样品组成的计算过程。计算样品中n(C2O)(写出
18、计算过程)_。计算样品中n(Cu2)(写出计算过程)_。依据_原理可求出n(K),再依据_原理求得n(H2O)。该样品晶体的化学式为_。答案(1)2Cu24I=2CuII2(2)除去微量的MnO,以免影响试验结果的测定(1)2MnO5C2O250.20008.00103mol4.00103moln(C2O)4.00103mol2S2OI22Cu2220.25008.00103mol2.00103moln(Cu2)2.00103mol电荷守恒质量守恒K2Cu(C2O4)2H2O题组二氧化还原反应原理在化工生产中的应用3二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、平安的杀菌消毒剂。(1)氯化钠电解法是一
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- 2022 年高 化学 一轮 复习 知识 梳理 组训 2.5 氧化 还原 反应 计算 方程式
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