高考化學一輪復習教案 第2章 第5講《氧化還原反應的計算及方程式的配平》

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第5講氧化還原反應的計算及方程式的配平考綱解讀1.掌握氧化還原反應方程式的簡單配平方法。2.能利用電子守恒原理進行相關計算。氧化還原反應方程式的配平的基本方法順向法和逆向法氧化還原反應的實質是反應過程中發(fā)生了電子轉移，而氧化劑得電子的總數(shù)(或元素化合價降低總數(shù))必然等于還原劑失電子總數(shù)(或元素化合價升高總數(shù))，根據這一原則可以對氧化還原反應的化學方程式進行配平。配平的步驟：(1)標好價：正確標出反應前后化合價有變化的元素的化合價。(2)列變化：列出元素化合價升高和降低的數(shù)值。(3)求總數(shù)：求元素化合價升高數(shù)和降低數(shù)的總數(shù)，確定氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的化學計量數(shù)。(4)配系數(shù)：用觀察法配平其他各物質的化學計量數(shù)。(5)細檢查：利用“守恒”三原則(即質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒)，逐項檢查配平的方程式是否正確?！纠?】配平下列化學反應的方程式。(1)_HCl(濃)_MnO2=_Cl2_MnCl2_H2O(2)_FeS2_O2=_Fe2O3_SO2(3)_Cu_HNO3(稀)=_Cu(NO3)2_NO_H2O(4)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(5)_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH3【例2】配平下列離子方程式。(1)_ClO_Fe(OH)3_=_Cl_FeO_H2O(2)_MnO_H2O2_=_Mn2_O2_H2O反思感悟配平的基本技能(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，再觀察兩邊電荷。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。氧化還原反應計算題中重要的解題思想對于氧化還原反應的計算，要根據氧化還原反應的實質反應中氧化劑得到電子總數(shù)與還原劑失去電子總數(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過程，可不寫化學方程式，不追究中間反應歷程，只要把物質分為初態(tài)和終態(tài)，從得電子與失電子兩個方面進行整體思維，便可迅速獲得正確結果。【例3】14 g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應，將放出的氣體與1.12 L(標準狀況下)氧氣混合，通入水中恰好全部被吸收，則合金中銅的質量為 () A9.6 g B6.4 gC3.2 g D1.6 g【例4】Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4，而NaClO被還原為NaCl，若反應中Na2Sx與NaClO的物質的量之比為116，則x的值為 ()A2 B3 C4 D5【例5】24 mL濃度為0.05 molL1的Na2SO3溶液恰好與20 mL濃度為0.02 molL1的K2Cr2O7溶液完全反應。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr在還原產物中的化合價為 ()A2 B3 C4 D5反思感悟守恒法解題的思維流程(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。(2)找準一個原子或離子得失電子數(shù)。(注意化學式中粒子的個數(shù))(3)根據題中物質的物質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)。氧化還原反應原理在化學工藝流程中的應用【例6】高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程：(1)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列_(填序號)物質相似。A75%酒精 B雙氧水C苯酚 D84消毒液(NaClO溶液)(2)寫出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空氣時發(fā)生的主要反應的化學方程式：_。(3)向K2MnO4溶液中通入CO2以制備KMnO4，該反應中的還原劑是_。(4)上述流程中可以循環(huán)使用的物質有石灰、二氧化碳、_和_(寫化學式)。(5)若不考慮物質循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得_mol KMnO4。【例7】傳統(tǒng)的自來水處理劑是在自來水中加入規(guī)定劑量的液氯，液氯能夠溶解于水， 并且與水能夠發(fā)生化學反應。近年來，科技工作者為了延長液氯的殺菌時間，在液氯中加入適量的液氨。(1)請你寫出液氯與水反應的化學方程式：_，氧化劑是_，還原劑是_。從氧化劑和還原劑來看，該反應的特點是_，從元素化合價的變化來看，該反應的特點是_。(2)用液氯作為自來水的殺菌劑，起作用的是HClO，所以液氯加入水中后含氯的物質有氯單質、HClO和_，其中氯單質可以從水中揮發(fā)，這正是我們打開自來水管有時能夠聞到刺激性氣味的原因，HClO也可以分解產生氧氣和HCl。在液氯中加入少量液氨，生成NH2Cl，NH2Cl比HClO穩(wěn)定。在HClO濃度大的時候發(fā)生的反應是NH3HClO=H2ONH2Cl，在HClO濃度小的時候發(fā)生的反應是H2ONH2Cl=NH3HClO，所以這種方法可以緩慢的放出HClO，起殺菌、消毒的作用，減少了氯的流失。以上兩個反應的反應類型是_(填序號)。A氧化還原反應 B非氧化還原反應C置換反應 D復分解反應從定性和定量兩個角度探究有關氧化還原反應的實驗1關于物質氧化性、還原性強弱的實驗【例8】某研究性學習小組在網上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾。他們對蝕刻銀的原理進行了如下探究：【實驗】制備銀鏡，并與Fe(NO3)3溶液反應，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解。(1)下列有關制備銀鏡過程的說法正確的是_(填序號)。a邊振蕩盛有2%的AgNO3溶液的試管，邊滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解為止b將幾滴銀氨溶液滴入2 mL乙醛中c制備銀鏡時，用酒精燈的燈焰給試管底部加熱d銀氨溶液具有較弱的氧化性e在銀氨溶液配制過程中，溶液的pH增大【提出假設】假設1：Fe3具有氧化性，能氧化Ag。假設2：Fe(NO3)3，溶液顯酸性，在此酸性條件下NO能氧化Ag?！驹O計實驗方案，驗證假設】(2)甲同學從上述實驗的生成物中檢驗出了Fe2，驗證了假設1成立。請寫出Fe3氧化Ag的離子方程式： _。(3)乙同學設計實驗驗證假設2，請幫他完成下表中內容(提示：NO在不同條件下的還原產物較復雜，有時難以觀察到氣體產生)。實驗步驟(不要求寫具體操作過程)預期現(xiàn)象和結論若銀鏡消失，假設2成立；若銀鏡不消失，假設2不成立【思考與交流】(4)甲同學驗證了假設1成立，若乙同學驗證了假設2也成立，則丙同學由此得出結論：Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。你是否同意丙同學的結論，并簡述理由： _。2氧化還原反應滴定時指示劑的選擇方法中學中氧化還原反應滴定時指示劑的選擇常見的有兩類：(1)自身指示劑：有些標準溶液或被滴定物質本身有顏色，而滴定產物為無色，則滴定時就無需另加指示劑，自身顏色變化可以起指示劑的作用，此類指示劑稱為自身指示劑。如MnO本身在溶液中顯紫紅色，還原后的產物Mn2為無色，所以用高錳酸鉀溶液滴定時，不需要另加指示劑。(2)顯色指示劑：有些物質本身并沒有顏色，但它能與滴定劑或被測物質反應產生特殊的顏色，或開始有特殊顏色，滴定后變?yōu)闊o色，因而可指示滴定終點。如滴定前溶液中無單質碘，滴定后有單質碘生成等，可用淀粉等作為指示劑?！纠?】(1)配平氧化還原反應方程式：C2O_MnO_H=_CO2_Mn2_H2O(2)稱取6.0 g含H2C2O42H2O、KHC2O4和K2SO4的試樣，加水溶解，配成250 mL溶液。量取兩份此溶液各25 mL，分別置于兩個錐形瓶中。第一份溶液中加入酚酞試液，滴加0.25 molL1 NaOH溶液至20 mL時，溶液由無色變?yōu)闇\紅色。該溶液被中和的H的總物質的量為_mol。第二份溶液中滴加0.10 molL1的酸性高錳酸鉀溶液。AKMnO4溶液在滴定過程中作_(填“氧化劑”或“還原劑”)，該滴定過程_(填“需要”或“不需要”)另加指示劑。滴至16 mL時反應完全，此時溶液顏色由_變?yōu)開。B若在接近終點時，用少量蒸餾水將錐形瓶沖洗一下，再繼續(xù)滴定至終點，則所測結果_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。C若在達到滴定終點時俯視讀數(shù)，則所得結果_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。原試樣中H2C2O42H2O的質量分數(shù)為_，KHC2O4的質量分數(shù)為_。1NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質(如下圖)。下列說法正確的是 ()A25 ，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大 B石灰乳與Cl2的反應中，Cl2既是氧化劑，又是還原劑C常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯運，所以Cl2不與鐵反應D圖中所示轉化反應都是氧化還原反應2物質的量之比為25的鋅與稀硝酸反應，若硝酸被還原的產物為N2O，反應結束后鋅沒有剩余，則該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸的物質的量之比是 ()A14 B15 C23 D253下列物質中，按只有氧化性、只有還原性、既有氧化性又有還原性的順序排列的一組是 ()AF2、K、HCl BCl2、Al、H2CNO2、Na、Br2 DO2、SO2、H2O4向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會逐漸變淺，最后變成無色。完成下列填空：(1)寫出并配平CCl4層由紫色變成無色的化學反應方程式(如果系數(shù)是1，不用填寫)：_(2)整個過程中的還原劑是_。(3)把KI換成KBr，則CCl4層變成_色，繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強到弱的順序是_。(4)加碘鹽中含碘量為2050 mgkg1。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1 000 kg，若用KI與Cl2反應制KIO3，至少需要消耗Cl2_L(標準狀況，保留2位小數(shù))。5食鹽中含有一定量的鎂、鐵等雜質，加碘鹽中碘的損失主要是由于雜質、水分、空氣中的氧氣以及光照、受熱而引起的。已知：氧化性：IOFe3I2；還原性：S2OI3I26OH=5IIO3H2OKII2KI3(1)某學習小組對加碘鹽進行了如下實驗：取一定量某加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2、Fe3)，用適量蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化，將所得試液分為3份。第一份試液中滴加KSCN溶液后顯血紅色；第二份試液中加足量KI固體，溶液顯淡黃色，用CCl4萃取，下層溶液顯紫紅色；第三份試液中加入適量KIO3固體后，滴加淀粉試劑，溶液不變色。加KSCN溶液顯血紅色，該紅色物質是_(用化學式表示)；CCl4中顯紫紅色的物質是_(用電子式表示)。第二份試劑中加入足量KI固體后，反應的離子方程式為_。(2)KI作為加碘劑的食鹽在保存過程中，由于空氣中氧氣的作用，容易引起碘的損失。寫出潮濕環(huán)境中KI與氧氣反應的化學方程式：_。將I2溶于KI溶液，在低溫條件下，可制得KI3H2O。該物質作為食鹽加碘劑是否合適？_(填“是”或“否”)，并說明理由：_。(3)為了提高加碘鹽(添加KI)的穩(wěn)定性，可加穩(wěn)定劑減少碘的損失。下列物質中有可能作為穩(wěn)定劑的是_。ANa2S2O3 BAlCl3CNa2CO3 DNaNO2(4)對含F(xiàn)e2較多的食鹽(假設不含F(xiàn)e3)，可選用KI作為加碘劑。請設計實驗方案，檢驗該加碘鹽中的Fe2： _。課時規(guī)范訓練教材習題回扣1(必修1P398，改編)農藥波爾多液不能用鐵制容器盛放，是因為鐵能與該農藥中的硫酸銅起反應。在該反應中，鐵 ()是氧化劑 是還原劑被氧化 被還原A B C D2(必修1P439)下列反應中，既屬于氧化還原反應又屬于置換反應的是 ()ACuOH2CuH2OBCO2Ca(OH)2=CaCO3H2OCFe2O33CO2Fe3CO2D2NaCl22NaCl3(必修1P4310)下列物質久置于空氣中會發(fā)生相應的變化，其中發(fā)生了氧化還原反應的是 ()A濃硫酸的體積增大B鋁的表面生成致密的薄膜C澄清的石灰水變渾濁D氫氧化鈉的表面發(fā)生潮解4必修1P421(2)改編CO2、Cu、O2和H2O 4種物質相互作用可生成一種新物質堿式碳酸銅化學式為Cu2(OH)2CO3，請寫出該反應的化學方程式： _。能力提升訓練1雙氧水可作為采礦業(yè)廢液的處理劑，如用來消除采礦廢液中的氰化物，反應方程式如下：KCNH2O2H2O=ANH3。下列說法正確的是 ()A生成物A是一種正鹽B氨氣是還原產物C該反應中H2O2作氧化劑D處理1 mol KCN轉移1 mol電子2已知Co2O3在酸性溶液中易被還原成Co2，且Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次減弱。下列反應在水溶液中不可能發(fā)生的是 ()A3Cl26FeI2=2FeCl34FeI3BCl2FeI2=FeCl2I2CCo2O36HCl=2CoCl2Cl23H2OD2Fe32I=2Fe2I23今有下列三個氧化還原反應： 2FeCl32KI=2FeCl22KClI22FeCl2Cl2=2FeCl32KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O若某溶液中有Fe2、I、Cl共存，要除去I而不氧化Fe2和Cl，則可加入的試劑是()ACl2 BKMnO4CFeCl3 DHCl4銻(Sb)在自然界中一般以硫化物的形式存在，我國銻的蘊藏量占世界第一。從硫化物中提取單質銻一般是先在高溫下將硫化物轉化為氧化物，再用碳還原：2Sb2S33O26FeSb4O66FeSSb4O66C4Sb6CO關于反應、的說法正確的是 ()A反應中的氧化劑分別是Sb2S3、Sb4O6B反應中每生成3 mol FeS時，共轉移6 mol電子C反應說明高溫下Sb的還原性比C強D每生成4 mol Sb時，反應與反應中還原劑的物質的量之比為425某學生往一支試管中按一定的順序分別加入下列幾種物質(一種物質只加一次)：AKI溶液 B淀粉溶液CNaOH溶液 D稀H2SO4E氯水發(fā)現(xiàn)溶液顏色按如下順序變化：無色棕黃色藍色無色藍色。依據溶液顏色的變化，回答下列問題：(1)加入以上藥品的順序是(寫序號) _。(2)反應的化學方程式為_。(3)溶液由棕黃色變?yōu)樗{色的原因是_。(4)反應的化學方程式為_。6. 某一反應體系中有反應物和生成物共五種物質：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知該反應中H2O2只發(fā)生如下過程：H2O2O2。(1)該反應中的還原劑是_。(2)該反應中，發(fā)生還原反應的過程是_。(3)寫出該反應的化學方程式，并標出電子轉移的方向和數(shù)目。 (4)如反應轉移了0.3 mol電子，則產生的氣體在標準狀況下體積為_。7小明為驗證NO2的氧化性和NO的還原性，設計了如下裝置制取NO2和NO，并驗證其性質，裝置圖如下：(1)寫出甲中反應的離子方程式：_，乙中的現(xiàn)象是_，可證明NO2的氧化性；在丙中鼓入空氣后現(xiàn)象是_，可證明NO的還原性。(2)實驗前丙中充滿水的作用是_。(用反應方程式和簡要文字回答)。(3)小華對小明的實驗設計提出了質疑，他認為乙中的現(xiàn)象不足以證明NO2的氧化性，他的理由是_。你認為怎樣才能準確證明NO2的氧化性？(簡要回答出原理和現(xiàn)象即可) _。8(1)在反應2KMnO416HBr=5Br22MnBr22KBr8H2O中，還原劑是_。(2)已知BrFx與H2O按物質的量之比35反應的產物是HF、HBrO3、Br2、O2，BrFx中的x_，該反應中的氧化劑是_，還原劑是_。(3)濃鹽酸在反應KClO3HCl(濃)KClClO2Cl2(補充完整)中顯示出來的性質是_。(4)在一定條件下，PbO2與Cr3反應，產物是Cr2O和Pb2，則與1 mol Cr3反應所需PbO2的物質的量為_。答案規(guī)律方法解題指導【例1】(1)41112(2)41128(3)38324(4)513333(5)29335【例2】(1)324OH325(2)256H258【例3】C【例4】D【例5】B【例6】(1)BD(2)2MnO24KOHO22K2MnO42H2O(3)K2MnO4(4)KOHMnO2(5)0.67或【例7】(1)H2OCl2HClHClOCl2Cl2氧化劑和還原劑是同一種物質同種元素的化合價既升高又降低(2)HClBD【例8】(1)ade(2)AgFe3=AgFe2(3)實驗步驟(不要求寫具體操作過程)預期現(xiàn)象和結論測定上述實驗用的Fe(NO3)3溶液的pH；配制相同pH的稀硝酸溶液，將此溶液加入有銀鏡的試管內(4)不同意。甲同學檢驗出了Fe2，可確Fe3一定氧化了Ag；乙同學雖然驗證了此條件下NO能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO的還原產物，因此不能確定NO是否氧化了Ag(3)、(4)其他合理答案均可【例9】(1)5C2O242MnO16H=10CO22Mn28H2O(2)0.005A.氧化劑不需要無色淺紫紅色B無影響C偏小21%64%真題重組規(guī)范集訓1B2A4(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)紅棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.585(1)Fe(SCN)3IO5I6H=3I23H2O、2Fe32I=2Fe2I2(2)O24KI2H2O=2I24KOH否KI3H2O在受熱(或潮濕)條件下產生I2和KI，KI被氧氣氧化，I2易升華(3)AC(4)取足量該加碘鹽溶于蒸餾水中，用鹽酸酸化，滴加適量氧化劑(如：氯水，過氧化氫等)，再滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則該加碘鹽中存在Fe2課時規(guī)范訓練教材習題回扣1B2.A3.B42CuCO2H2OO2=Cu2(OH)2CO3能力提升訓練1C2.A3.C4B5(1)AEBCD(2)2KICl2=2KClI2(3)生成的I2遇到淀粉變成藍色(4)I22NaOH=NaINaIOH2O6(1)H2O2(2)H2CrO4Cr(OH)3(3) 2H2CrO43H2O2=2C得到23er(OH)33O失去6e22H2O(或2H2CrO43H2O6e2=2Cr(OH)33O22H2O)(4)3.36 L7(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O溶液變渾濁有紅棕色氣體生成(2)3NO2H2O=2HNO3NO，制取NO，并用排水法收集NO(3)NO2和水反應生成的HNO3是一種強氧化性酸，可將Na2S氧化，使溶液變渾濁可將干燥的NO2與干燥的H2S氣體混合，若有淡黃色固體生成，即可證明NO2的氧化性8(1)HBr(2)3BrF3BrF3、H2O(3)H2O酸性和還原性(4)1.5 mol - 11 -