2022高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義第2章第12講　氧化還原反應(yīng)方程式的配平

第12講氧化還原反應(yīng)方程式的配平復(fù)習(xí)目標(biāo)1.掌握氧化還原反應(yīng)的配平方法。2.整合有效信息書寫氧化還原反應(yīng)方程式?？键c(diǎn)一氧化還原反應(yīng)方程式的配平1．氧化還原方程式配平的基本原則2．氧化還原方程式配平的一般步驟配平化學(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))＋eq\o(HNO3,\s\up6(＋5))→eq\o(S,\s\up6(0))↓＋eq\o(N,\s\up6(＋2))O↑＋H2O第二步：列得失，H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3失去2e－↓↓得到(5－2)e－eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(N,\s\up6(＋2))O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)。H2eq\o(S,\s\up6(－2))＋Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3失去2e－×3↓↓得到3e－×2eq\o(S,\s\up6(0))eq\o(N,\s\up6(＋2))O故H2S的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，HNO3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，其他原子在配平時(shí)相等，最后利用O原子守恒來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。題組一正向配平類1．(1)______HCl(濃)＋______MnO2eq\o(=,\s\up7(△))______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O(2)______Cu＋______HNO3(稀)=______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O(3)______KI＋______KIO3＋______H2SO4=______I2＋______K2SO4＋______H2O(4)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H＋＋______Cl－=______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O答案(1)41112(2)38324(3)513333(4)21610258題組二逆向配平類2．(1)______S＋______KOH=______K2S＋______K2SO3＋______H2O(2)______P4＋______KOH＋______H2O=______K3PO4＋______PH3答案(1)36213(2)29335題組三缺項(xiàng)配平類3．(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________=______Cl－＋______FeOeq\o\al(2－,4)＋______H2O(2)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H2O2＋________=______Mn2＋＋______O2↑＋______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、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解析(3)根據(jù)氮元素、碳元素的化合價(jià)變化，N2是氧化劑，C是還原劑，AlN為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物。題組四含有未知數(shù)的配平4．(1)______FexS＋______HCl=______S＋______FeCl2＋______H2S(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH=______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O答案(1)eq\f(1,x)2(eq\f(1,x)－1)11(2)13x＋12x－2x3x＋1x－1題組五有機(jī)物參與的氧化還原反應(yīng)方程式的配平5．(1)______KClO3＋______H2C2O4＋______H2SO4=______ClO2↑＋______CO2↑＋______KHSO4＋______H2O(2)______C2H6O＋______KMnO4＋______H2SO4=______K2SO4＋______MnSO4＋______CO2↑＋______H2O答案(1)2122222(2)512186121033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)是全變的，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。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)根據(jù)化合價(jià)的變化找準(zhǔn)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。(5)在有機(jī)物參與的氧化還原反應(yīng)方程式的配平中，一般有機(jī)物中H顯＋1價(jià)，O顯－2價(jià)，根據(jù)物質(zhì)中元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，確定碳元素的平均價(jià)態(tài)，然后進(jìn)行配平?？键c(diǎn)二信息條件下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫“四步法”突破新情景下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫[示例]1．KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4溶液反應(yīng)，生成Mn2＋和CO2，該反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________________________________________。分析第一步：依題意，錳元素的化合價(jià)降低，故KMnO4是氧化劑，Mn2＋是還原產(chǎn)物；碳元素的化合價(jià)升高，故Na2C2O4(碳元素化合價(jià)為＋3價(jià))是還原劑，CO2是氧化產(chǎn)物。第二步：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↑。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↑?！?Mn2＋＋10CO2↑＋eq\x()H2O。第四步：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。2．以低品位銅礦砂(主要成分為CuS)為原料制備氯化亞銅的路線如下：寫出酸溶1發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________。分析書寫步驟：(1)“瞻前”確定反應(yīng)物根據(jù)進(jìn)料→確定反應(yīng)物：CuS＋MnO2＋H2SO4(2)“顧后”確定生成物根據(jù)出料中含有S，后續(xù)除錳生成MnCO3，說(shuō)明酸溶1生成的是S和MnSO4(3)根據(jù)得失電子守恒配平發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)CuS＋MnO2＋H2SO4→MnSO4＋S(4)根據(jù)質(zhì)量守恒補(bǔ)充并配平未發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)CuS＋MnO2＋2H2SO4=MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4(5)檢查質(zhì)量、得失電子是否守恒題組一根據(jù)題干信息書寫方程式1．按要求完成下列方程式。(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Cr2Oeq\o\al(2－,7)與FeSO4溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________。(2)KMnO4氧化廢水中Mn2＋生成MnO2的離子方程式為_______________________________。(3)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2。生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，反應(yīng)的離子方程式：____________________________________________________________。(4)生產(chǎn)硫化鈉大多采用無(wú)水芒硝(Na2SO4)—碳粉還原法，若煅燒所得氣體為等物質(zhì)的量的CO和CO2，寫出煅燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________。(5)向含碘廢液中加入稍過(guò)量的Na2SO3溶液，將廢液中的I2還原為I－，其離子方程式：________________________________________________________________________。(6)H3PO2的工業(yè)制法：將白磷(P4)與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成PH3氣體和Ba(H2PO2)2，后者再與H2SO4反應(yīng)。寫出白磷與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。答案(1)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(2)3Mn2＋＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋(3)3NOeq\o\al(－,2)＋2H＋=NOeq\o\al(－,3)＋2NO↑＋H2O(4)3Na2SO4＋8Ceq\o(=,\s\up7(高溫))3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑(5)SOeq\o\al(2－,3)＋I(xiàn)2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(6)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O=3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑題組二根據(jù)圖示信息書寫方程式2．(1)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___________________________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。該法工藝原理示意圖如下。其過(guò)程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為_______________________________。(3)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題。文獻(xiàn)報(bào)道某課題組模擬地下水脫氮過(guò)程，利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對(duì)脫氮速率的影響。上圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過(guò)程中，測(cè)出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(4)以氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4－x)作催化劑，可利用太陽(yáng)能熱化學(xué)循環(huán)法分解H2O制H2，其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4－x)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。答案(1)2Co(OH)3＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋=2Co2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋5H2O(2)2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O(3)4Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋10H＋=4Fe2＋＋NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O(4)CuFe2O4－x＋xH2O=CuFe2O4＋xH2↑1．[2020·全國(guó)卷Ⅱ，26(3)(4)(5)](3)Cl2O為淡棕黃色氣體，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反應(yīng)來(lái)制備，該反應(yīng)為歧化反應(yīng)(氧化劑和還原劑為同一種物質(zhì)的反應(yīng))。上述制備Cl2O的化學(xué)方程式為________________________________________________________________。(4)ClO2常溫下為黃色氣體，易溶于水，其水溶液是一種廣譜殺菌劑。一種有效成分為NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡騰片”，能快速溶于水，溢出大量氣泡，得到ClO2溶液。上述過(guò)程中，生成ClO2的反應(yīng)屬于歧化反應(yīng)，每生成1molClO2消耗NaClO2的量為________mol；產(chǎn)生“氣泡”的化學(xué)方程式為________________________________________。(5)“84消毒液”的有效成分為NaClO，不可與酸性清潔劑混用的原因是________________(用離子方程式表示)。工業(yè)上是將氯氣通入30%的NaOH溶液中來(lái)制備NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則生產(chǎn)1000kg該溶液需消耗氯氣的質(zhì)量為________kg(保留整數(shù))。答案(3)2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O(4)1.25NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O(5)ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O203解析(3)由新制的HgO和Cl2反應(yīng)制備Cl2O，由于該反應(yīng)為歧化反應(yīng)，所以只有氯元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)和－1價(jià)，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(4)由題意知，在NaClO2生成ClO2的過(guò)程中，發(fā)生歧化反應(yīng)，NaClO2既是氧化劑，又是還原劑，4Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2eq\o(→,\s\up7(失4×e－))4eq\o(Cl,\s\up6(＋4))O2，Naeq\o(Cl,\s\up6(＋3))O2eq\o(→,\s\up7(得4e－))Naeq\o(Cl,\s\up6(－1))，每生成4molClO2，需消耗5molNaClO2，所以每生成1molClO2，需消耗eq\f(5,4)mol(即1.25mol)NaClO2。產(chǎn)生的氣泡的成分為CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(5)“84消毒液”遇到酸性清潔劑能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，消毒液失效且產(chǎn)生有毒Cl2，故“84消毒液”不能和酸性清潔劑混用。1000kg溶液中NaOH的質(zhì)量為m(NaOH)＝1000kg×1%＝10kg，設(shè)反應(yīng)中消耗Cl2的質(zhì)量為xkg，則：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O8071eq\f(80,71)xkgxkg需要NaOH溶液的質(zhì)量為(10kg＋eq\f(80,71)xkg)÷30%＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg。溶液的質(zhì)量＝NaOH溶液的質(zhì)量＋Cl2的質(zhì)量，1000kg＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg＋xkg，解得x≈203。2．(1)[2019·全國(guó)卷Ⅱ，26(2)①]重晶石在回轉(zhuǎn)爐中900～1200℃條件下，被過(guò)量焦炭還原為可溶性硫化鋇，該過(guò)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(guò)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_________________________________________________________________。(2)[2019·全國(guó)卷Ⅲ，26(1)]工業(yè)上可由天然二氧化錳粉和硫化錳礦用硫酸溶浸得硫單質(zhì)和硫酸錳，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________。答案(1)BaSO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(900～1200℃))BaS＋4CO↑CO＋H2O=CO2＋H2(2)MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O3．[2017·全國(guó)卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高溫))Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_________________________________