（浙江選考）2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第2講 化學(xué)反應(yīng) 考點(diǎn)5 氧化還原反應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計(jì)算學(xué)案.docx

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考點(diǎn)5氧化還原反應(yīng)方程式的配平及相關(guān)計(jì)算知識條目加試要求1.氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目c2.氧化還原反應(yīng)方程式的配平c一、氧化還原反應(yīng)方程式的配平方法1一般氧化還原反應(yīng)方程式的配平化合價(jià)升降法發(fā)生化合價(jià)變化的元素只有兩種，而且屬于不同的反應(yīng)物，這樣的氧化還原反應(yīng)的配平，首先從反應(yīng)物開始，根據(jù)化合價(jià)升降的總數(shù)相等先找出氧化劑和還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后配出氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，進(jìn)而配出其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如下面的化合價(jià)升降法的配平。標(biāo)好價(jià)：寫出反應(yīng)物、生成物的化學(xué)式，標(biāo)出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的元素的化合價(jià)。HO3O2O22H2O找變化：找出反應(yīng)前后元素化合價(jià)的變化。求總數(shù)：使化合價(jià)升高和降低的總數(shù)相等。配系數(shù)：依據(jù)質(zhì)量守恒，用觀察的方法配出其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，配平后，把短線改成等號，即得C4HNO3=CO24NO22H2O。2逆向配平法：部分氧化還原反應(yīng)、自身氧化還原反應(yīng)、歧化反應(yīng)一般從右邊著手配平，即從氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物開始配平。例如：SKOHK2SK2SO3H2O即得S6KOH=2K2SK2SO33H2O。3缺項(xiàng)配平法：對于“氧化還原反應(yīng)方程式缺項(xiàng)配平法”都是先確定氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，再通過比較反應(yīng)物與生成物，確定缺項(xiàng)(一般為H2O，H或OH)，最后觀察配平。例如：實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4。方法如下，軟錳礦與過量的固體KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl按照題意可寫出如下方程式：MnO2KOHKClO3K2MnO4KCl_配平含變價(jià)元素的物質(zhì)得3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl根據(jù)元素守恒比較反應(yīng)物和生成物可知左邊比右邊多O：15123，左邊比右邊多H：600，肯定在生成物中有水，且化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，即得3MnO26KOHKClO3=3K2MnO4KCl3H2O。4三種元素之間的氧化還原反應(yīng)整體歸一法發(fā)生化合價(jià)變化的元素有三種，往往有兩種發(fā)生化合價(jià)變化的元素在同一種反應(yīng)物中，把其看作一個(gè)整體，找出化合價(jià)升降的總數(shù)并使與第三種元素化合價(jià)升降的總數(shù)相等，進(jìn)而找出氧化劑和還原劑的化學(xué)計(jì)量數(shù)，然后配出氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，進(jìn)而配出其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。例如FeS2O2Fe2O3SO2的反應(yīng)的配平，把FeS2作為一個(gè)整體，算出共升高11價(jià)，氧氣降低4價(jià)，最小公倍數(shù)44，確定FeS2的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，O2化學(xué)計(jì)量數(shù)為11，得出4FeS211O2=2Fe2O38SO2。二、新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫技巧1熟記常見的氧化劑、還原劑及對應(yīng)產(chǎn)物氧化劑Cl2O2濃H2SO4HNO3KMnO4(H)、MnO2Fe3KClO3、ClOH2O2還原產(chǎn)物ClO2SO2NO或NO2Mn2Fe2ClH2O還原劑I(HI)S2(H2S)CO、CFe2NH3SO2、SOH2O2氧化產(chǎn)物I2SCO2Fe3NOSOO22.氧化還原反應(yīng)中的離子反應(yīng)的配平五步驟(1)根據(jù)題目的流程圖或題干信息，確定反應(yīng)物和部分生成物。判斷反應(yīng)中變價(jià)元素的化合價(jià)并利用元素化合價(jià)的升降判斷出氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物，并寫出下列的形式： (2)根據(jù)得失電子守恒的原理，配平氧化劑和還原劑、還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物的系數(shù)。(3)根據(jù)電荷守恒的原理，使反應(yīng)前后陰、陽離子所帶電荷總數(shù)相等。觀察兩邊電荷，根據(jù)溶液所處的環(huán)境補(bǔ)充其他反應(yīng)物或生成物，一般為水、酸(H)或堿(OH)。(4)根據(jù)質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后原子的種類和個(gè)數(shù)不變配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。(5)檢查，檢查質(zhì)量、電荷、電子得失是否守恒。三、有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算應(yīng)用得失電子守恒解題的一般步驟1“一找物質(zhì)”找出氧化劑、還原劑及相應(yīng)的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。2“二定得失”確定一個(gè)原子或離子得失電子數(shù)(注意化學(xué)式中的原子個(gè)數(shù))。3“三列關(guān)系”根據(jù)題中物質(zhì)的物質(zhì)的量和得失電子守恒列出關(guān)系式。n(氧化劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)|化合價(jià)變化值|n(還原劑)變價(jià)原子個(gè)數(shù)|化合價(jià)變化值|【例1】氧化還原反應(yīng)方程式的配平1第一組(常規(guī)型)(1)_FeBr2_Cl2=_FeCl3_Br2(2)_NaBO2_SiO2_Na_H2=_NaBH4_Na2SiO32第二組(部分氧化或還原的反應(yīng))(3)_HCl_KClO3=_KCl_Cl2_H2O(4)_KMnO4_HCl(濃)=_KCl_MnCl2_Cl2_H2O(5)_Cu2S_HNO3(稀)=_Cu(NO3)2_NO_S_H2O(6)_FeSO4_HNO3(稀)=_Fe2(SO4)3_Fe(NO3)3_N2O_H2O3第三組(歧化反應(yīng)可用逆向配平法)(7)_NO2_NaOH=_NaNO2_NaNO3_H2O(8)_P_KOH_H2O=_KH2PO2_PH34第四組(缺項(xiàng)配平)(9)_KMnO4_H2C2O4_H2SO4=_MnSO4_K2SO4_CO2(10)_K2Cr2O7_H2O2=_K2SO4_Cr2(SO4)3_O2_H2O(11)_Na2Sx_NaClO=_Na2SO4_NaCl_H2O5第五組(離子的氧化還原反應(yīng)的配平)(12)_Fe3O4_H_NO=_Fe3_NO_H2O(13)_ClO_Fe(OH)3=_Cl_FeO_H2O(14)_ClO_H_Cl=_ClO2_Cl2【答案】(1)2FeBr23Cl2=2FeCl32Br2(2)1NaBO22SiO24Na2H2=1NaBH42Na2SiO3(3)6HCl1KClO3=1KCl3Cl23H2O(4)2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(5)3Cu2S16HNO3(稀)=6Cu(NO3)24NO3S8H2O(6)24FeSO430HNO3(稀)=8Fe2(SO4)38Fe(NO3)33N2O15H2O(7)2NO22NaOH=1NaNO21NaNO31H2O(8)4P3KOH3H2O=3KH2PO21PH3(9)2KMnO45H2C2O43H2SO4=2MnSO41K2SO410CO2(10)1K2Cr2O73H2O2=1K2SO41Cr2(SO4)33O27H2O(11)1Na2Sx(3x1)NaClO=xNa2SO4(3x1)NaCl(x1)H2O(12)3Fe3O428H1NO=9Fe31NO14H2O(13)3ClO2Fe(OH)3=3Cl2FeO5H2O(14)2ClO4H2Cl=2ClO21Cl2【提煉】本題主要考查了幾類氧化還原反應(yīng)的配平方法和技巧，氧化還原配平的實(shí)質(zhì)是電子守恒，配平的方法是化合價(jià)升降法，使元素化合價(jià)升降的總價(jià)數(shù)相等。對于價(jià)態(tài)變化的反應(yīng)，可根據(jù)具體情況采用不同的技巧。如“歸中反應(yīng)左邊配，歧化反應(yīng)右邊配，部分變價(jià)右邊配(反應(yīng)物某元素部分化合價(jià)變化，部分沒有變化)，多元素變價(jià)整體配”?！纠?】新情境下的氧化還原反應(yīng)方程式的書寫。(1)已知在酸性介質(zhì)中FeSO4能將6價(jià)鉻還原成3價(jià)鉻。寫出Cr2O與FeSO4溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式：_。(2)用NaClONaOH溶液氧化AgNO3，制得高純度的納米級Ag2O2。寫出該反應(yīng)的離子方程式：_。(3)酸性KMnO4氧化廢水中Mn2生成MnO2的離子方程式為_。(4)將過碳酸鈉(2Na2CO33H2O2)溶于水配成溶液，加入適量稀硫酸，再加入足量KI，充分反應(yīng)后加入少量淀粉試劑，溶液呈藍(lán)色，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！窘馕觥?1)產(chǎn)物為Cr3和Fe3，Cr元素化合價(jià)降低23，F(xiàn)e元素化合價(jià)升高1，故Fe2前應(yīng)配6，即得Cr2O6Fe22Cr36Fe3。左邊電荷為10，右邊電荷為24，由于溶液為酸性，故在左邊應(yīng)有14個(gè)H。最后再根據(jù)原子守恒，右邊配7個(gè)H2O。(2)反應(yīng)中的氧化劑為NaClO，還原劑為2價(jià)氧元素，氧化產(chǎn)物為Ag2O2，還原產(chǎn)物為Cl。AgClOAg2O2Cl。根據(jù)電子守恒配平可得，2AgClO2OHAg2O2Cl，再根據(jù)原子守恒配平可得2AgClO2OH=Ag2O2ClH2O。(3)根據(jù)化合價(jià)升降法很容易判斷出MnO為氧化劑，還原劑為Mn2，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物均為MnO2。根據(jù)電子守恒可配出3Mn22MnO5MnO2。再根據(jù)電荷守恒，溶液為酸性，右邊配4個(gè)H。最后根據(jù)原子守恒，左邊配2個(gè)H2O。(4)根據(jù)題目所給信息，氧化劑為H2O2，還原劑為KI中1價(jià)的碘元素。氧化產(chǎn)物為I2，還原產(chǎn)物為H2O。根據(jù)電子守恒，KI系數(shù)應(yīng)配2。再根據(jù)原子守恒，可配出另外的反應(yīng)物和生成物分別為H2SO4和K2SO4?！敬鸢浮?1)Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(2)2AgClO2OH=Ag2O2ClH2O(3)3Mn22MnO2H2O=5MnO24H(4)H2O22KIH2SO4=I2K2SO42H2O【提煉】新情景下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫主要考查學(xué)生根據(jù)題給信息理解氧化還原反應(yīng)概念和實(shí)質(zhì)的能力，能夠更好地避免學(xué)生死記硬背、不能靈活運(yùn)用知識的現(xiàn)象。這類試題陌生度大、綜合性強(qiáng)，是浙江省選考的熱點(diǎn)之一。解答這類試題可以采用“四步三守恒”法：第一步，根據(jù)題給信息分析、推斷出反應(yīng)的氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物；第二步，根據(jù)電子守恒配平氧化劑、還原劑和氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的系數(shù)；第三步，根據(jù)電荷守恒，配平帶電微粒的系數(shù)；第四步，根據(jù)原子守恒方程式配平其余物質(zhì)的系數(shù)。如果不是離子方程式，可以略去第三步?！纠?】硒與硫是同一主族元素，二氧化硒(SeO2)是一種氧化劑，其被還原后的單質(zhì)硒可能成為環(huán)境污染物，通過與濃HNO3或濃H2SO4反應(yīng)生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和濃HNO3反應(yīng)的還原產(chǎn)物為NO和NO2，且NO和NO2的物質(zhì)的量之比為11，寫出Se和濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)已知：Se2H2SO4(濃)=2SO2SeO22H2O；2SO2SeO22H2O=Se2SO4H，則SeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是_。(3)回收得到的SeO2的含量，可以通過下面的方法測定：_SeO2_KI_HNO3=_Se_I2_KNO3_H2OI22Na2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(4)實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確稱量SeO2樣品0.150g，消耗了0.2000molL1的Na2S2O3溶液25.00mL，所測定的樣品中SeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_?！窘馕觥?1)利用題中信息可知Se與濃HNO3反應(yīng)，Se被氧化為4價(jià)的H2SeO3，HNO3還原為NO與NO2，生成NO與NO2的物質(zhì)的量之比為11，即二者計(jì)量系數(shù)比為11，令二者系數(shù)為1，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，Se的系數(shù)為(1311)/41，故反應(yīng)方程式為Se2HNO3(濃)=H2SeO3NONO2。(2)在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的，所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，SeO2、H2SO4(濃)、SO2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是H2SO4(濃)SeO2SO2。(3)反應(yīng)中I失去電子生成I2，共升高2價(jià)，SeO2中4價(jià)Se得到電子還原為單質(zhì)Se，共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為4，故KI的系數(shù)為4，I2的系數(shù)為2，SeO2、Se的系數(shù)都是1，KNO3的系數(shù)為4，H2O的系數(shù)為2，配平并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：SeO24KI4e4HNO3=Se2I24KNO32H2O。(4)根據(jù)反應(yīng)的方程式可知SeO22I24Na2S2O3，消耗的n(Na2S2O3)0.2000mol/L0.025 L0.005 mol，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算樣品中n(SeO2)0.005 mol1/40.00125mol，故SeO2的質(zhì)量為0.00125mol111g/mol0.138 75 g，所以樣品中SeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.138 75 g/0.1500g)100%92.50%?！敬鸢浮?1)Se2HNO3(濃)=H2SeO3NONO2(2)H2SO4(濃)SeO2SO2(3)1441242SeO24KI4e4HNO3=Se2I24KNO32H2O(4)92.50%【提煉】本題涉及的知識點(diǎn)有氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、配平、氧化劑強(qiáng)弱的判斷，氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移情況的分析與表示，以及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算。在解題過程中，要牢記氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性。配平和計(jì)算時(shí)要注意靈活運(yùn)用電子得失守恒原理，把握反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，使得失電子總數(shù)相等。【例4】Cl2與NaOH溶液反應(yīng)可生成NaCl、NaClO和NaClO3，c(Cl)和c(ClO)的比值與反應(yīng)的溫度有關(guān)，用24gNaOH配成的250mL溶液，與Cl2恰好完全反應(yīng)(忽略Cl2與水的反應(yīng)、鹽類的水解及溶液體積變化)。(1)NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為_molL1。(2)某溫度下，反應(yīng)后溶液中c(Cl)6c(ClO)，則溶液中c(ClO)_molL1。【解析】(1)24gNaOH的物質(zhì)的量為0.6mol，溶液體積為250mL，故c(NaOH)2.4molL1。(2)根據(jù)題意，設(shè)反應(yīng)后溶液中c(Cl)a，c(ClO)b，c(ClO)c，根據(jù)電荷守恒得c(Na)c(Cl)c(ClO)c(ClO)，則abc2.4molL1，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒ab5c以及題給信息a6b，解得a1.8molL1，b0.3molL1，c0.3molL1?！敬鸢浮?1)2.4(2)0.3【提煉】氧化還原反應(yīng)的計(jì)算要避免簡單地根據(jù)方程式計(jì)算，要學(xué)會進(jìn)行整體分析，運(yùn)用守恒的方法來解答問題。溶液中進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，既存在電子守恒，也存在電荷守恒，運(yùn)用整體分析法，可以避免具體的方程式復(fù)雜分析，找出過程中得失電子的微粒、反應(yīng)結(jié)束后溶液中存在的陰、陽離子，直接根據(jù)電子和電荷守恒求解所給問題。