2022高考化学大一轮复习讲义第2章第12讲　氧化还原反应方程式的配平

第12讲氧化还原反应方程式的配平复习目标1.掌握氧化还原反应的配平方法。2.整合有效信息书写氧化还原反应方程式。考点一氧化还原反应方程式的配平1．氧化还原方程式配平的基本原则2．氧化还原方程式配平的一般步骤配平化学方程式：H2S＋HNO3→S↓＋NO↑＋H2O分析配平步骤如下第一步：标变价，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：求总数，从而确定氧化剂(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。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的化学计量数为3，HNO3的化学计量数为2。第四步：配系数，先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。3H2S＋2HNO3=3S↓＋2NO↑＋4H2O第五步：查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用O原子守恒来进行验证。题组一正向配平类1．(1)______HCl(浓)＋______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题组三缺项配平类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、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。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。题组四含有未知数的配平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题组五有机物参与的氧化还原反应方程式的配平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)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的，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。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。(5)在有机物参与的氧化还原反应方程式的配平中，一般有机物中H显＋1价，O显－2价，根据物质中元素化合价代数和为零的原则，确定碳元素的平均价态，然后进行配平。考点二信息条件下氧化还原反应方程式的书写“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写[示例]1．KMnO4能与热的经硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式是__________________________________________________________________________。分析第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。第二步：按“氧化剂＋还原剂→还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：MnOeq\o\al(－,4)＋C2Oeq\o\al(2－,4)→Mn2＋＋CO2↑。由MnOeq\o\al(－,4)→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2Oeq\o\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1价，1molC2Oeq\o\al(2－,4)共失去2mole－，故在C2Oeq\o\al(2－,4)前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnOeq\o\al(－,4)前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)→2Mn2＋＋10CO2↑。→2Mn2＋＋10CO2↑＋eq\x()H2O。第四步：依据电荷守恒及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．以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的路线如下：写出酸溶1发生反应的化学方程式：__________________________________________。分析书写步骤：(1)“瞻前”确定反应物根据进料→确定反应物：CuS＋MnO2＋H2SO4(2)“顾后”确定生成物根据出料中含有S，后续除锰生成MnCO3，说明酸溶1生成的是S和MnSO4(3)根据得失电子守恒配平发生氧化还原反应的物质CuS＋MnO2＋H2SO4→MnSO4＋S(4)根据质量守恒补充并配平未发生氧化还原反应的物质CuS＋MnO2＋2H2SO4=MnSO4＋S＋2H2O＋CuSO4(5)检查质量、得失电子是否守恒题组一根据题干信息书写方程式1．按要求完成下列方程式。(1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2Oeq\o\al(2－,7)与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：______________________________________________________。(2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_______________________________。(3)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2。生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，反应的离子方程式：____________________________________________________________。(4)生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—碳粉还原法，若煅烧所得气体为等物质的量的CO和CO2，写出煅烧时发生反应的化学方程式：________________________________________。(5)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式：________________________________________________________________________。(6)H3PO2的工业制法：将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2，后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式：__________________________。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(高温))3Na2S＋4CO↑＋4CO2↑(5)SOeq\o\al(2－,3)＋I2＋H2O=2I－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(6)2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O=3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑题组二根据图示信息书写方程式2．(1)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为___________________________________________。(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。发生器中生成ClO2的化学方程式为_______________________________。(3)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。上图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(4)以氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)作催化剂，可利用太阳能热化学循环法分解H2O制H2，其物质转化如图所示。氧缺位铁酸铜(CuFe2O4－x)与水反应的化学方程式为_________________________________。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·全国卷Ⅱ，26(3)(4)(5)](3)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为________________________________________________________________。(4)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为________mol；产生“气泡”的化学方程式为________________________________________。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。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反应制备Cl2O，由于该反应为歧化反应，所以只有氯元素的化合价发生变化，由0价变为＋1价和－1价，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(4)由题意知，在NaClO2生成ClO2的过程中，发生歧化反应，NaClO2既是氧化剂，又是还原剂，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。产生的气泡的成分为CO2，反应的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(5)“84消毒液”遇到酸性清洁剂能发生氧化还原反应：ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，消毒液失效且产生有毒Cl2，故“84消毒液”不能和酸性清洁剂混用。1000kg溶液中NaOH的质量为m(NaOH)＝1000kg×1%＝10kg，设反应中消耗Cl2的质量为xkg，则：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O8071eq\f(80,71)xkgxkg需要NaOH溶液的质量为(10kg＋eq\f(80,71)xkg)÷30%＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg。溶液的质量＝NaOH溶液的质量＋Cl2的质量，1000kg＝eq\f(10,3)(10＋eq\f(80,71)x)kg＋xkg，解得x≈203。2．(1)[2019·全国卷Ⅱ，26(2)①]重晶石在回转炉中900～1200℃条件下，被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________。(2)[2019·全国卷Ⅲ，26(1)]工业上可由天然二氧化锰粉和硫化锰矿用硫酸溶浸得硫单质和硫酸锰，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________。答案(1)BaSO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(900～1200℃))BaS＋4CO↑CO＋H2O=CO2＋H2(2)MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O3．[2017·全国卷Ⅲ，27(1)]FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高温))Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_________________________________