2024-2025学年新教材高中化学专题4硫与环境保护第三单元防治二氧化硫对环境的污染第2课时氧化还原反应方程式的配平学生用书苏教版必修第一册

第2课时氧化还原反应方程式的配平课程目标1.相识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。2．了解常见的氧化剂、还原剂。3．了解氧化还原反应的应用。4．驾驭常见氧化还原反应的配平和相关计算。图说考点学业基础——自学·思记·尝试[新知预习]一、常见的氧化剂和还原剂1．常见的氧化剂(1)活泼非金属单质，如__________。(2)高价或较高价含氧化合物，如________、________、高锰酸钾等。(3)高价金属阳离子，如__________、Cu2＋。2．常见的还原剂(1)一些非金属单质，如__________。(2)活泼或较活泼金属，如__________。(3)较低价态的化合物，如__________、SO2。二、氧化性和还原性1．氧化性和还原性(1)氧化性：氧化剂所表现出__________的性质。(2)还原性：还原剂所表现出__________的性质。2．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系三、氧化还原方程式的配平1．配平原则(1)原子守恒原则：反应物和生成物各元素及其原子个数不变。(2)得失电子守恒原则：氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。2．方法步骤以Cu＋HNO3(浓)→Cu(NO3)2＋NO2↑＋H2O为例“一标”——标出反应前后化合价有改变的元素的化合价。eq\o(Cu,\s\up6(0))＋HNeq\o(O,\s\up6(＋5))3→eq\o(Cu,\s\up6(＋2))(NO3)2＋eq\o(N,\s\up6(＋4))O2↑＋H2O“二等”——通过最小公倍数法使化合价升降总数相等。“三定”——确定氧化剂和还原剂的化学计量数。Cu＋2HNO3(浓)→Cu(NO3)2＋2NO2↑＋H2O“四查”——用视察法配平其他物质的化学计量数，并检查原子个数是否相等，配平后将短线改为等号。Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O[即时自测]1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)在氢气燃烧生成水的反应中，氢气作还原剂。()(2)在反应2KClO32KCl＋3O2↑中，KClO3既表现氧化性，又表现还原性。()(3)在反应C＋O2CO2中，C具有氧化性。()(4)金属单质作反应物时肯定不是氧化剂。()2．下列物质中的硫元素参与化学反应时只显示还原性的是()A．H2SB．SO2C．SD．H2SO43．下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是()4．依据下列两个氧化还原反应回答问题：①2KClO32KCl＋3O2↑②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(1)以双线桥法表示反应①，单线桥法表示反应②中的电子转移状况。①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。(2)反应①中每生成1molO2，转移电子的物质的量是________。核心素养——合作·探究·共享提升点1氧化还原反应方程式配平生成盐→体现酸性价态降低→体现氧化性例1氧化还原反应中事实上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：NO3-＋4H＋＋3e－→NO＋2HKMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式：________________________________________________________________________________________________________。(2)反应中硝酸体现了________、________。(3)反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的物质的量是________mol。[提升1]配平下列氧化还原反应方程式：(1)□C＋□HNO3(浓)=□CO2↑＋□NO2↑＋□H2O(2)□S＋□HNO3(浓)=□H2SO4＋□NO2↑＋□H2O(3)□Ag＋□HNO3(浓)=□AgNO3＋□NO↑＋□H2O状元随笔依据化合价升降只能确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，其他物质的化学计量数需运用视察法、奇偶法、守恒法等来确定。关键实力配平的方法1．补加法：涉及部分被氧化或还原的物质系数应补加没有被氧化或还原的系数。3Cu＋(2＋6)HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O2．倒配法：适用于氧化剂与还原剂为同一物质的反应。(2＋1)S＋6KOH=2K2S＋1K2SO3＋3H2O3．电荷守恒法：适用于离子方程式的配平氧化还原离子方程式的配平与其化学方程式的配平基本原理相同，都遵循得失电子守恒，但由于阴阳离子的存在，氧化还原离子方程式还要遵循电荷守恒。④配系数⑤细检查验其他提升点2物质的氧化性、还原性强弱的比较例2有A、B、C、D四种物质，已知它们能发生下列反应：①A2＋＋B=B2＋＋A②A2＋＋C=C2＋＋A③B2＋＋C=C2＋＋B④C2＋＋D=D2＋＋C由此可推知，各物质的氧化性、还原性强弱依次正确的是()A．氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋B．氧化性：D2＋>C2＋>B2＋>A2＋C．还原性：A>B>C>DD．还原性：D>C>A>B[提升2]已知常温下，在溶液中发生如下反应：①16H++10Z-+2XO4-=2X2＋＋5Z2②2A2＋＋B2=2A3＋＋2B－③2B－＋Z2=B2＋2Z－由此推断下列说法错误的是()把三个反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物按氧化性或还原性强弱排序，然后对比选项进行推断。A．反应Z2＋2A2＋=2A3＋＋2Z－可以进行B．Z元素在反应③中被还原，在反应①中被氧化C．氧化性由强到弱的依次是XO4-、Z2、B2、AD．还原性由强到弱的依次是Z－、B－、A2＋、X2＋状元随笔影响物质氧化性、还原性的因素①温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸氧化性要强。②浓度：如硝酸的浓度越大其氧化性越强。③酸碱性：如KMnO4的氧化性随溶液酸性的增加而增加。关键实力物质氧化性、还原性强弱的比较方法1．依据氧化还原反应方程式比较氧化性：氧化剂>氧化产物还原性：还原剂>还原产物2．依据元素的活动性依次3．依据反应条件推断当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可依据反应条件的难易来进行推断。反应越易进行或越猛烈，则氧化剂的氧化性越强。例如：4HCl(浓)＋MnO2△=MnCl2＋2H2O＋Cl2↑16HCl(浓)＋2KMnO4=2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑氧化性：KMnO4>MnO2。推断还原剂还原性的原理类似。提示点3氧化还原反应的规律例3(双选)工业上将Na2CO3和Na2S以1∶2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。在该反应中()A．硫元素既被氧化又被还原B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C．每生成1molNa2S2O3，转移4mol电子D．相同条件下，每汲取10m3SO2就会放出2.5m3CO[提升3]某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2(1)该反应中的还原剂是________。(2)该反应中，发生还原反应的过程是________→________。(3)写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目_______________。状元随笔氧化还原反应计算的关键是依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(即得失电子守恒)。关键实力氧化还原反应的基本规律及其应用内容应用守恒规律还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数＝氧化剂化合价降低总数＝还原剂化合价上升总数＝转移电子总数氧化还原反应方程式的配平和相关计算强弱规律在同一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物比较物质间氧化性、还原性的强弱先后规律多种氧化剂与一种还原剂相遇，氧化性强的首先得电子被还原；多种还原剂与一种氧化剂相遇，还原性强的首先失电子被氧化推断物质的稳定性和反应依次价态规律价态归中规律：同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，高价态＋低价态→中间价态，即“只靠拢，不交叉”。如：推断物质的氧化性、还原性状元随笔两点启示：(1)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度，与得、失电子数目的多少无关。(2)元素的化合价处于最高价态时，具有氧化性，但不肯定具有强氧化性；处于最低价态时具有还原性，但不肯定具有强还原性。学考评价——夯实·测控·演练1.(双选)下列有关氧化还原反应的叙述正确的是()A．金属单质在氧化还原反应中只能作还原剂B．化合物中某元素处于最高价，该化合物只能被还原C.失电子越多的还原剂，其还原性越强D．非金属单质既能作氧化剂又能作还原剂2．下列反应中必需加入氧化剂才能进行的是()A．Cl2→Cl－B．Zn2＋→ZnC．H2→H2OD．CuO→CuCl23．已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物，我们不了解它们的化学式，但它们在肯定条件下有下列转化关系(未配平，且四个反应均为氧化还原反应)：①G→Q＋NaCl②Q＋H2O通电X＋H2↑③Y＋NaOH→G＋Q＋H2O④Z＋NaOH→Q＋X＋H2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的依次是()A．G、Y、Q、Z、XB．X、Z、Q、G、YC．X、Z、Q、Y、GD．G、Q、Y、Z、X4．将SO2气体与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后，再加入K2Cr2O7溶液，发生如下两个化学反应：SO2+2Fe3＋+2H2O=SO42-+4H++2Fe2+，Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3A.还原性：Cr3＋>Fe2＋>SO2B．氧化性：Cr2O72->FeC.Cr2O72-D．两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂5．在抗击冠状病毒战“疫”中，各种含氯消毒剂起到了特别重要的作用。ClO2是一种消毒杀菌效率高的消毒剂，具有强氧化性。工业上利用如下反应来制备ClO2：NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4→ClO2↑＋Na2SO4＋H2O。(1)请配平上述化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________。1molNaClO3参与反应转移________个电子。(2)漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处较稳定，但亚氯酸不稳定可分解，离子方程式为HClO2→ClO2↑＋H＋＋Cl－＋H2O，试配平：_________________________________________________________________________________________________。(3)若Na2SO3与KMnO4按个数5∶2完全反应，则还原产物中被还原元素的化合价为______。6．配平下列氧化还原反应方程式：(1)____NH3＋____O2=____NO＋____H2O(2)____ClO3-＋____I－＋____H＋=____I2＋____Cl－＋____H(3)____Fe＋____HNO3=____Fe(NO3)3＋____N2O＋____H2O(4)____CrO42-＋____S2－＋____H＋=____S↓＋____Cr3＋＋____H(5)____SO2＋____MnO4-＋____H2O=____SO42-＋____Mn27．二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境的污染物，通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空：(1)Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2，且NO和NO2的物质的量之比为1∶1，写出Se和浓硝酸的反应方程式：__________________________。(2)已知：Se＋2H2SO4(浓)=2SO2↑＋SeO2＋2H2O2SO2+SeO2+2H2O=Se+2SO4SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的依次是________________________________。(3)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：________________________________________________________________________。反应②中每生成1molNa2S4O6，转移电子数为________。8．某化学小组欲探究不同价态硫元素间的转化，请回答下列问题：(1)除胶头滴管、酒精灯外，你认为本试验必不行少的一种玻璃仪器是____________。(2)请帮他们完成以下试验报告：试验目的：探究三种价态(0、＋4、＋6)硫元素间的相互转化。选用试剂：硫黄、浓硫酸、二氧化硫、氯水、硫化氢、铜片、氧气。试验记录(画斜线部分不必填写)：试验编号预期的转化选择的试剂试验现象结论(用化学方程式表示)①S→SO2硫黄、氧气\②SO2→S二氧化硫、硫化氢\③SO2→H2SO4二氧化硫、氯水氯水褪色④浓硫酸→SO2\问题探讨：从三种价态(0、＋4、＋6)硫元素间的相互转化得到的规律是：当硫元素处于最低价态时只有(填“氧化”或“还原”，下同)________，处于最高价态时只有________，处于中间价态时既有________，又有________性。(3)依据以上规律推断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有________(填字母)。A．Cl2B．NaC．Na＋D．Cl－E．SO2练后感悟应用电子守恒解题的一般步骤(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数目(留意化学式中粒子的个数)。(3)依据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式：n(氧化剂)×变价原子个数×化合价改变值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价改变值。第2课时氧化还原反应方程式的配平学业基础新知预习Cl2、O2浓硫酸硝酸Fe3＋H2、CAl、Zn、FeCO得电子失电子eq\o(□,\s\up1(10))还原eq\o(□,\s\up1(11))氧化eq\o(□,\s\up1(12))还原eq\o(□,\s\up1(13))氧化即时自测1．答案：(1)√(2)√(3)×(4)√2．解析：具有最低价态的硫元素只具有还原性。答案：A3．解析：A项，SiO2得到4e－；C项，Zn失去2e－；D项，电子转移的方向不正确。答案：B4．解析：应先依据元素化合价的改变标出反应中电子转移的方向和数目，然后分析各物质被氧化、被还原的状况。①，从式中看出，每生成1molO2转移4mol电子。②答案：(1)②(2)4mol核心素养例1【解析】(1)从所给还原过程的反应式看NO3-得电子，即HNO3作氧化剂，要能使该反应发生必需加入还原剂，因此甲只能是Cu214HNO3＋3Cu2O=6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O。(2)在该反应中HNO3体现了氧化性和酸性[生成了CuNO3(3)若产生0.2mol的气体(NO)，则转移的电子数为(5－2)×0.2mol＝0.6mol电子。【答案】(1)14HNO3＋3Cu2O=6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O(2)酸性氧化性(3)0.6提升1解析：依据化合价升降的总数相等，确定发生化合价改变的物质系数，再依据反应前后原子个数相等确定其它物质系数。答案：(1)14142(2)16162(3)34312例2【解析】氧化还原反应中，反应物与生成物之间氧化性与还原性强弱比较的一般规律是强氧化剂依据上述关系，由①知，氧化性：A2＋>B2＋，还原性：B>A；由②知，氧化性：A2＋>C2＋，还原性：C>A；由③知，氧化性：B2＋>C2＋，还原性：C>B；由④知，氧化性：C2＋>D2＋，还原性D>C。综合①～④可得，氧化性：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋，还原性：D>C>B>A。【答案】A提升2解析：由题中信息知氧化性的强弱依次为XO4->Z2>B2>A3＋，所以A、C项正确；在反应①中Z元素被氧化，在反应③中Z元素被还原，所以B项正确；还原性为A2＋>B－>Z－>X2＋，答案：D例3【解析】依据题意可写出反应的化学方程式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，反应中只有硫元素的化合价发生改变。其中Na2S中的S从－2价升至＋2价，被氧化，SO2中的S从＋4价降至＋2价，被还原，A正确。氧化剂是SO2，还原剂是Na2S，二者的物质的量之比为2∶1，B错误。反应中共转移8个电子，即每生成1molNa2S2O3，转移8/3mol电子，C错误。依据方程式可知，每当4molSO2参与氧化还原反应就会放出1molCO2，则每10m3SO2参与反应就会放出2.5m3CO2，故D正确。【答案】AD提升3解析：(1)由H2eq\o(O,\s\up6(－1))2→eq\o(O,\s\up6(0))2，氧元素化合价上升。H2O2作还原剂。(2)所给物质中H2CrO4中铬元素的化合价降低发生还原反应作氧化剂，H2CrO4→Cr(OH)3。(3)反应的化学方程式及电子转移状况如下：答案：(1)H2O2(2)H2CrO4Cr(OH)3(3)学考评价1．答案：AD2．解析：反应中必需加入氧化剂才能进行，说明反应中，该物质作还原剂，故反应中所含元素的化合价上升。A、B项，氯元素、锌元素的化合价降低，错误；C项中氢元素的化合价上升，正确；D项中无元素化合价的升降，不是氧化还原反应。答案：C3．解析：解本题的关键是抓住题目所给反应中氯元素的改变规律。由①得出Q中氯元素的化合价高于G中氯元素的化合价；分析②：H2O中的H元素的化合价降低，则Q中的氯元素转变为X中的氯元素，化合价必上升，故X中氯元素的化合价高于Q；分析③：Y中氯元素的化合价在G与Q之间，且Q中氯元素的化合价高于Y，G中氯元素的化合价低于Y；最终分析④：Z中氯元素的化合价在Q与X之间，且Q中氯元素的化合价低于Z，X中氯元素的化合价高于Z。综上所述，A项正确。答案：A4．解析：反应SO2+2Fe3++2H2O=SO42-＋4H＋＋2Fe2＋中SO2是还原剂、Fe3＋是氧化剂、Fe2＋是还原产物、SO42-是氧化产物，反应Cr2O72-＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O中Fe2＋是还原剂、Cr2O72-是氧化剂、Fe3＋是氧化产物、Cr3＋是还原产物，依据同一反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性得出，还原性：SO2＞Fe2＋＞Cr3＋，故A错误；依据同一反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性得出，氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋，在反应SO2+2Fe3++2H2O=SO42-＋4H＋＋2Fe2＋中SO2是还原剂、Fe3＋是氧化剂，因此氧化性：Cr2O72-＞Fe3＋＞SO2，故B正确；依据A项分析和反应Cr2O7答案：B5．答案：(1)2NaClO3＋Na2SO3＋H2