高中化学人教版学案第一章第三节第3课时氧化还原反应的配平与计算（提升课时）

第3课时氧化还原反应的配平与计算(提升课时)氧化还原反应方程式的书写与配平1．配平原则：2．配平步骤：3．配平氧化还原反应的基本技能：(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：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。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，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。4．缺项的氧化还原反应方程式的配平方法及原则缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸或碱。①方法：先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确仍然仍然仍然仍然仍然仍然仍然仍然仍然仍然定未知物，再根据原子守恒进行配平。②补项原则：条件补项原则酸性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H＋，少O(氧)补H2O(水)碱性条件下缺H(氢)或多O(氧)补H2O(水)，少O(氧)补OH－【典例】配平下面的氧化还原方程式：(1)Mn2＋＋O2＋OH－→MnO(OH)2↓(2)MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O【解析】(1)(2)答案：(1)2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓(2)MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2OMn2＋、Bi3＋、BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))、H＋、H2O组成的一个氧化还原反应体系中，发生BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))→Bi3＋的反应过程。将以上物质分别填入下面对应的横线上，组成一个配平的化学方程式。______＋______＋______=______＋______＋7H2O提示：发生BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))→Bi3＋的反应，Bi元素由＋5价降低为＋3价即发生还原反应，一个氧化还原反应体系则还要发生氧化反应即Mn2＋→MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，Mn元素由＋2价升高为＋7价，发生Mn2＋＋BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋→MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋Bi3＋＋H2O，由电子守恒及质量守恒定律可知，该反应为2Mn2＋＋5BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋14H＋=2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5Bi3＋＋7H2O。答案：2Mn2＋5BiOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))14H＋2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))5Bi3＋答案：41112答案：(1)36213(2)29335答案：(1)166H＋163H2O(2)2516H＋2108H2O储氢纳米碳管的研究成功体现了科技的进步，但用电弧法合成的碳纳米管常伴有大量的杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应式为C＋K2Cr2O7＋H2SO4=CO2＋K2SO4＋Cr2(SO4)3＋H2O(未配平)(1)配平上述方程式______C＋______K2Cr2O7＋______H2SO4=______CO2＋______K2SO4＋______Cr2(SO4)3＋______H2O。(2)上述反应中氧化剂是________________(填化学式)，氧化产物是________________(填化学式)。(3)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是________(填序号)A．氧化性 B．氧化性和酸性C．酸性 D．还原性和酸性【解析】(1)反应中C元素的化合价由0价升高为＋4价，Cr元素的化合价由＋6价降低为＋3价，由电子守恒可知，C的化学计量数为3，K2Cr2O7的化学计量数为2，由质量守恒定律可知，配平后的化学反应方程式为3C＋2K2Cr2O7＋8H2SO4=3CO2＋2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋8H2O。(2)Cr元素的化合价降低，则K2Cr2O7为氧化剂，C元素的化合价升高，则CO2为氧化产物。(3)该反应中，硫酸中各元素的化合价不发生变化，反应中生成硫酸盐，则硫酸在该反应中作酸，体现酸性。答案：(1)3283228(2)K2Cr2O7CO2(3)C【鲁科版】P67【研究物质氧化性或还原性的思路】1．根据物质所含元素化合价升高或降低的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性。若某元素的化合价有升高的趋势，说明该物质可能具有还原性；反之，若所含某元素的化合价有降低的趋势，说明该物质可能具有氧化性。2．如果预测某物质具有氧化性，就需要寻找具有还原性的另一物质，通过实验检验两者能否发生氧化还原反应，以验证预测是否正确。相应地，如果预测某物质具有还原性，就需要寻找具有氧化性的另一物质，通过实验来验证预测是否正确。爆竹中的化学原料是黑火药，其主要成分是硝石(硝酸钾)、硫黄及木炭。三者按一定比例混合点燃后生成硫化物、氮气和二氧化碳。(1)请写出反应的化学方程式，并用双线桥标出该反应中电子转移的方向和数目___________________________________________________________________。(2)该反应中氧化剂是____，氧化产物是________，当生成2个K2S时，转移电子数为__________个。【解析】(1)硝石(硝酸钾)、硫黄及木炭按一定比例混合点燃后生成硫化物、氮气和二氧化碳，反应S＋2KNO3＋3C=K2S＋N2↑＋3CO2↑中，S元素化合价由0价降低到－2价，则S为氧化剂，N元素化合价由＋5价降低到0价，则KNO3为氧化剂，C元素化合价由0价升高到＋4价，则C为还原剂，当1个硫原子参加反应时，反应中3个C失去电子，该反应转移电子总数为12e－，则用双桥法标出电子转移的方向及数目为。(2)当生成2个K2S时，转移电子数为24个。答案：(1)(2)S、KNO3CO2241．(水平1·教材习题改编)将锌粉加至20.0mL的MOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))溶液中，其中锌与MOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))的个数比为3∶1，则还原产物可能是()A．M－B．M2＋C．M3＋D．MO2＋【解析】选A。若M化合价由＋5变为x，则(5－x)×1＝3×2，可得x＝－1，即还原产物为M－。2．(水平1)已知OCN－中C显＋4价，N显－3价，在反应OCN－＋OH－＋Cl2→CO2＋N2＋Cl－＋H2O(未配平)中，如果有6个Cl2完全反应，则被氧化的OCN－的是()A．2个B．3个C．4个D．6个【解析】选C。反应中只有N和Cl的化合价改变，根据OCN－eq\o(→,\s\up7(失3e－),\s\do5())eq\f(1,2)N2、Cl2eq\o(→,\s\up7(得2e－))2Cl－，由得失电子守恒：2×6＝3×N(OCN－)，可知有4个OCN－被氧化，C对。3．(水平1)已知离子方程式：As2S3＋H2O＋NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))→AsOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋NO↑＋________(未配平)，下列说法错误的是()A．配平后H2O的化学计量数为4B．反应后溶液呈酸性C．配平后氧化剂与还原剂的化学计量数之比为3∶28D．氧化产物为AsOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))和SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))【解析】选C。根据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒，可得：3As2S3＋4H2O＋28NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=6AsOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))＋9SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋28NO↑＋8H＋，据此可知A、B、D均正确。氧化剂和还原剂的化学计量数之比为28∶3，故C错误。4．(水平2)若(NH4)2SO4在强热时分解的产物是SO2、N2、NH3和H2O，则该反应中化合价发生变化和未发生变化的N原子数之比为()A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1【解析】选B。配平该反应：3(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())3SO2↑＋4NH3↑＋N2↑＋6H2O，从而推断出化合价变化和未变化的N原子个数之比为1∶2。5．(水平2)在酸性条件下，可发生如下反应：ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2M3＋＋4H2O=M2Oeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(7))＋Cl－＋8H＋，M2Oeq\o\al(\s\up1(n－),\s\do1(7))中M的化合价是()A．＋4B．＋5C．＋6D．＋7【解析】选C。根据离子方程式中，反应前后电荷守恒，可得6－1＝8－n－1，解得n＝2，M2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))中M的化合价为＋6价，故C正确。6．(水平2)向含有FeCl2的溶液中通入Cl2，再加入含X2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的酸性溶液，使溶液中的Fe2＋恰好全部氧化，并使X2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))还原为Xn＋，三种微粒的个数之比为10∶2∶1则n值为()A．2B．3C．4D．5【解析】选B。反应中价态的变化为Fe2＋→Fe3＋，Cl2→2Cl－；X2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))→2Xn＋。根据得失电子守恒可得：N(Fe2＋)×1＝N(Cl2)×2＋N(X2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7)))×2×(6－n)，即10×1＝2×2＋1×2×(6－n)，解得n＝3。7．(水平2)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和浓HNO3反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的分子个数之比为1∶1，写出Se和浓HNO3反应的化学方程式___________________________________________________________________。(2)回收得到的SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：①SeO2＋KI＋HNO3→Se＋I2＋KNO3＋H2O②I2＋2Na2S2O3→Na2S4O6＋2NaI配平方程式①，标出电子转移的方向和数目。【解析】(1)硒被浓硝酸氧化后的产物是SeO2，根据硝酸的还原产物是NO和NO2且分子个数之比为1∶1可以写出反应的化学方程式。(2)①反应中SeO2被还原成Se，Se元素的化合价由＋4价变成0价，KI被氧化成I2，I元素的化合价由－1价变成0价，最小公倍数是4，因此SeO2与Se的化学计量数均为1，KI的化学计量数为4，I2的化学计量数为2，根据元素守恒配平其他的物质。8．(水平2)(1)人体血红蛋白分子中含有Fe2＋，正是这些Fe2＋使血红蛋白分子具有载氧功能。亚硝酸钠(NaNO2)可将人体血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与氧气的结合能力，反应过程中Fe2＋发生____________________反应，说明亚硝酸钠具有__________性；误食亚硝酸钠中毒，可服维生素C缓解，说明维生素C具有____________性。(2)稀土氟化物是金属热还原法制取单一稀土金属的重要原料。微波法合成CeF3的化学方程式为6CeO2＋18NH4F=6CeF3＋16NH3↑＋12H2O＋N2↑，该反应中氧化剂是____________，还原剂是____________，反应中被氧化的氮原子与未被氧化的氮原子个数比为__________________________________________________________________【解析】(1)由亚