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文档简介
第05讲氧化还原反应方程式的配平、书写及计算
目录
01考情透视目标导航............................................................2
02知识导图思维引航............................................................2
03考点突破考法探究............................................................3
考点一氧化还原反应方程式的书写与配平.........................................3
知识点1氧化还原反应方程式配平...............................................3
知识点2“信息型”氧化还原反应(离子)方程式的书写..........................5
考向1考查氧化还原方程式的配平...............................................6
考向2考查“信息型”氧化还原反应方程式的书写..................................7
考点二氧化还原反应的计算方法——电子守恒法...................................9
知识点1计算原理..............................................................9
知识点2守恒法解题的思维流程.................................................9
知识点3电子守恒在氧化还原反应计算中的应用..................................9
考向1考查多元素之间得失电子守恒问题.......................................10
考向2考查多步反应得失电子守恒问题.........................................10
04........................................................................................................................................................11
考情;灵汨•日粽旦骷:
考点要求考题统计考情分析
氧化还原反应方程式的配平、书写及计算属于高频考点,
氧化还原反
从近几年高考试题来看,化工流程题或实验综合题中有
应方程式的
关氧化还原反应的化学(或离子)方程式的书写仍是高考
配平2024浙江卷第4题,2分
命题的热点。
2023北京卷第12题,3分
预测新的一年高考可能会在化工流程或综合实验题中考
2023浙江1月卷第10题,2分
查氧化还原反应方程式的书写和氧化还原滴定计算,题
2022浙江6月卷第10题,2分
氧化还原反目的难度较大,如:
2021浙江6月卷第8题,2分
应的计算方(1)氧化还原反应与离子方程式、电极反应式相结合,
2021湖南卷第8题,3分
法——电子考查在新情境下陌生氧化还原方程式的书写与配平等;
2020浙江6月卷第10题,2分
守恒法(2)氧化还原反应的计算等;
2020全国I卷第26题,6分
(3)最近几年出现氧化还原反应的循环图中陌生氧化还
原方程式的书写与配平。
复习目标:
1.掌握常见氧化还原反应的书写、配平和相关计算。
2.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
氧化还原方
程式配平的
氧化还原反基本原则
应方程式的.
正向配平法
配平
■氧化还原方程■■逆向配平法
式配平方法
缺项型氧化还原反
防融的配平
"信自型"宣
/Jr,山鲁一"四步法“书写信息型氧化还原
程鬻式的蹩书与苧的睥:
r计算原理—电子得失守恒
“T各物质”
--计算步骤■■"二定得失数"
”三列恒等式"
L计算方法一关系式法
㈤3
率点突破:者法蟀容
考点一氧化还原反应方程式的书写与配平
知识点1氧化还原反应方程式配平
i.氧化还原方程式配平的基本原则一配平三大原则
(1)电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价—总数=化合价—总数;
(2)质量守恒:反应前后原子的和不变;
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数―
2.“五步骤”配平氧化还原反应方程式
(1)标变价:标明反应前后变价元素的;
(2)列得失:根据化合价的变化值,列出变价元素;
(3)求总数:通过求最小公倍数使得失电子总数—;
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的数,观察法配平其他物质的
数;
(5)查守恒:检查____、、是否守恒。
3.记住元素的价态
(1)记住元素的常见价态
氢H
物质金属氢化物、NaBH4、LiAlH
4H2H2O
价态
——一一
氧O
HO、等
2H2O2NazCh02OF2
————
碳C
2
物质CH4C2H2CCO、HCNH2c2。4C02、CO3-
价态——一一一一
硫S
22
物质H2sFeS2SS2O3-SO2、SO3-sch、SO4Hs2or
价态一一—一一一
氮N
物质HNONO
NH3>Li2NH>HCN、CO(NH2)2N2H4N2HNO2NO2HNO3
价态—一
氯Cl
物质Cl-Cl2HC1OCIOHCIO2C1O2HC1O3HC1O4
价态一
碘I
物质HIOHIO
r12HIO2I4O93HIO4>H5IO6
价态一一一一______>_______一一
铜Cu
2+
物质CuCu2O>Cu2SCU2。、Cu
价态一一一
铁Fe
Fe2+
物质FeO、FeFesO4Fe2O3,Fe3+、CuFeS2K2FeO4
价态一一一一
铭Cr
物质CrCr3+
K2CrO4>K2&2O7
价态一一一
镐Mn
2+
物质MnMn>MnOMnO(OH)MnOzK2M11O4KMnO4
价态一一一一一一
(2)明确一些特殊物质中元素的化合价:
1212Z216Z1±2±5
①CuFeSz:Cu、Fe、S:②KzFeO"Fe;③LizNH、LiNH2>AIN:N;④Na2s2O3:S;⑤M01:M;
+3+2~3+1-1+8r+4~3
@C2OF:C;©HCN:C、N;@CuH:Cu、H;©FeOF:Fe;⑩Si3N4:Si、N。
4.氧化还原反应配平的思维模型
第一步:根据元素化合价的升降,判断氧化剂、—剂、—产物、还原产物;
第二步:按“氧化剂+—剂-还原产物+—产物”写出方程式,根据得失电子守恒配平上述物质;
第三步:根据—守恒和反应物的—性,在方程式左边或右边补充_、—或—等;
第四步:根据质量守恒配平反应方程式;
第五步:检查____、、是否守恒。
5.配平方法
(1)正向配平法
T标变价)~|标明反应前后变价元素的化合价
配
T列得失口列出化合价的变化值j
平
耍藤通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
五I
步,______1;确定氧花莉:这原茶:氧花产物;迷原产物的;
T配系数化学计量数,观察法配平其他物质的化学计|
骤H
[量数.............................)
-[查守恒尸检查质量、电荷、电子是否守恒I
(2)逆向配平法
适用于一种元素的化合价既的反应和反应中的氧化还原反应。
先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。
化合价升高4
II
0-2+4
例如:3S+6KoH(热、浓)==2坛S+&S()3+3氏0
It
化合价降低2
由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2s的化学计量数为2,K2s03的化学计量数为1,
然后确定S的化学计量数为3。
(3)缺项型氧化还原反应方程式的配平
缺项方程式是指某些—物或—物的分子式没有写出来,一般为_、_或_。
1)配平方法
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_____或多_____补H+,少_____补压0(水)
碱性条件下缺H(氢)或多0(氧)补_______,少0(氧)补____
知识点2“信息型”氧化还原反应(离子)方程式的书写
1.“信息型”氧化还原反应化学(离子)方程式的书写程序
根据电子转移数或常见化根据根据溶液的酸根据
根据原子守
合价确定未知产物中元素电子碱性确定参与电荷
—>—>—>恒确定并配
的化合价;根据溶液的酸守恒反应的H+或守恒
平其他物质
碱性确定未知物的类别配平配平
°T
2.熟记常见的氧化剂及对应的还原产物、还原剂及对应的氧化产物
KMnO4(H+)、
氧化剂浓H2s。4Fe3+KC10、CRT
C1202HNO33H2O2
MnCh
还原产物2-、2+Fe2+
croSO2NONO2MncrH2O
SO2、
还原剂2co、cFe2+
rS"(H2S)NH3H2O2
sor\
氧化产物hsCO2Fe3+NO、NSO2-o
242X
3.掌握书写信息型氧化还原反应化学(离子)方程式的步骤(4步法)
第1步:根据题干信息或流程图,判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
第2步:按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式,根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、还
原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第3步:根据电荷守恒和溶液的酸碱性,通过在反应方程式的两端添加H+或OJT的形式使方程式的两端的
电荷守恒。
第4步:根据原子守恒,通过在反应方程式两端添加H20(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
4.氧化还原反应化学(离子)方程式的配平步骤:
①标出化合价变化了的元素的化合价。
②列变化:分别标出化合价升高数和化合价降低数
③根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化学计量数。
④利用元素守恒,观察配平其他物质
5.“补缺”的技巧
缺项化学(离子)方程式的配平:
配平化学(离子)方程式时,有时要用H+、OH\H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒,总的原则是
酸性溶液中不能出现OH:碱性溶液中不能出现H+,具体方法如下:
酸性环境碱性环境
反应物中少氧左边加H2。,右边加H+左边加0H-,右边加H2O
反应物中多氧左边加H+,右边加HzO左边加HzO,右边加OH
注:绝不可能出现的情况:H+—OH-或者OH-iH+。
考向1考查氧化还原方程式的配平
瓯(1)重修酸钾是一种重要的化工原料,一般由铭铁矿制备,铭铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有硅、
铝等杂质:
熔融、氧化n-^vri
铭铁矿------------*熔块
Na?CO,.NaNO3------
该步骤的主要反应为FeO-Cr2O3+Na2CO3+NaNO3暨NazCrCU+FezCh+CChT+NaNCh。上述反应配平后
FeOCr2O3与NaNO3的化学计量数比为
(2)酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+r+H+-Ma+L+IbCX未配平)。配平该反应的方程式,
其化学计量数依次为o
【思维建模】(1)两种常用方法
①全变从左侧配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变化的,一般从左侧反应物开始配平;
②自变从右侧配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右侧配平。
(2)“三步法”配平缺项氧化还原反应方程式,缺项方程式是指某些反应物或生成物在方程式中没有写出来,
它们一般为水、酸(H+)或碱(OIF),其配平流程为:
找出变价元素,利用氧化还原反应方程式的配
第一步
平方法确定含变价元素物质的化学计量数
利用原子守恒确定缺项物质是H2O、、:9;或
0H一;在酸性条件下缺H或多。补H+,少0
第二步
补HzO,在碱性条件下缺H或多。补H20,
少0补0H一
襄%渤海原字号一桓一花彳柠寺桓魏兔而顽一扬,
第三步
质的化学计量数
【变式训练1】配平下列方程式
(1)_KC1O3+_H2C2O4+_H2SO4=_C102T+_co2T+_KHSO4+_H2O;
(2)—C-.H.O+KMnO,+_H2so4=_K2SO4+_MnSO4+_C02T+_H20;
【变式训练2】配平下列方程式
;
(1)_HC1(浓)+_MnO2C1,T+_MnCl2+_H,0
(2)—Cu+HNO:(稀)=_GJ(NO3)2+_NOT+__H2C;
(3)—KI+_KIO3+_H2so4=_I2+_K2so4+_H2O;
++
(4)—MnO;+_H+_C「=_Mrf+_Cl2T+_H2C;
考向2考查“信息型”氧化还原反应方程式的书写
丽根据图示信息书写方程式。
(l)NaN3是一种易溶于水(NaN3=Na++NJ的白色固体,可用于有机合成和汽车安全气囊的产气等。钠法(液
氨法)制备NaNs的工艺流程如下:
液NHsH2
HP
①反应I的化学方程式为.
②销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为(N-被氧化为N2)o
(2)利用钻渣[含CO(OH)3、Fe(0H)3等]制备钻氧化物的工艺流程如下:
①H2s
(NH4)2C2O4
②Na2sNaCIO3,O2
Cosoj沉钻Cocq)煨烧
(钻氧化物:
溶液沉淀
铁渣
CO(OH)3溶解还原反应的离子方程式为
【思维建模】“信息型”氧化还原方程式的分析方法和思维模型
感
知有有效
信I.阅读题干新n.筛选、提炼效m.领会、理解信息IV.整合新旧认知输出信息
息信
阅读能力信息处理能力信思考能力的综合运用能力(答案)
源分析能力息息本质
【变式训练1】(2024秋・江苏•高三开学考试)根据信息书写方程式或描述反应过程。
(1)BMO(Bi2Mo06)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,弱酸性条件下降解苯酚的反应原理如
下图所示。
①虚线框内BMO降解苯酚的过程可描述为:=
②写出。;与苯酚反应的离子方程式:o
(2)氯化银可以溶于氨水中,写出该反应的离子方程式:。
【变式训练21SCR(选择性催化还原)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的N(X排放,其工作原
理如图:
尿素水溶液
氧化处理后的尾气T+‘|N2、H2O
(N°2、°2等);素热分乘
SCR催化反应器
(1)尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:
(2)反应器中NH3还原N02的化学方程式:o
(3)当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在。2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表
示(NH4)2SC)4的形成:o
考点二氧化还原反应的计算方法——电子守恒法
---------CHHHJ-t,
知识J
知识点1计算原理
对于氧化还原反应的计算,要根据氧化还原反应的实质一反应中氧化剂—的电子总数与还原剂—的
电子总数相等,即—电子守恒。利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,可不写化学方程式,不追究
中间反应过程,只要把物质分为始态和终态,从—电子与—电子两个方面进行整体思维,便可迅速获得正
确结果。
知识点2守恒法解题的思维流程
1.“一找各物质”:找出氧化剂、剂及相应的__产物和氧化产物。
2.“二定得失数”:确定一个原子或离子—电子数(注意化学式中粒子的个数)。
3.“三列恒等式”:根据题中物质的物质的量和—电子守恒列出等式。
”(氧化剂)X原子个数X化合价变化值(高价一低价)=〃(剂)X变价原子个数X化合价变化值(高价一低
价)。
知识点3电子守恒在氧化还原反应计算中的应用
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定—还原剂失去的电子总数。得失
电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产
物的有关计算等。
(1)直接计算反应物与产物或反应物与反应物之间的—关系。
(2)对于多步连续的氧化还原反应则可根据“电子传递”,找出—反应物与—生成物之间的关系进行计
算,忽略反应过程。
(3)以电子守恒为核心,建立起“等价代换”,找出有关物质之间的关系进行计算等。
(4)多池串联时,流经各个电极上的电子数—。
(考向洞察/
考向1考查多元素之间得失电子守恒问题
瓯(23-24高三上•海南海口・期末)某铁的“氧化物”样品,用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解,所得溶
液还能吸收标准状况下0.56L氯气,使其中Fe2+全部转化为Fe3+。该样品可能的化学式是
A.FezChB.Fe3()4C.FeQsD.FesO7
【思维建模】在利用得失电子守恒法解题时,一般分为三步:
①“一找各物质“:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
②“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
③“三列关系式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)x变价原子个数x化合价变化值=n(还原剂)x变价原子个数x化合价变化值。
【变式训练1】(2024•广西南宁•二模)一种利用金属磷化物作为催化剂,将CH30H转化成甲酸钠的电化
学示意图如下,阴极生成HC0;和一种气体。下列说法错误的是
NiPx基泡沫NiPx基泡沫
催化剂涂层催化剂涂层
\NaHC03甲醇的
CO2溶液NaOH溶液
甲酸钠制备
A.b为电源正极
B.Na+由右侧室向左侧室移动
C.阴极的电极反应式为2co2+2H2O+2e-=2HCO]+H2T
D.理论上,当电路中转移2moi片时,阴极室质量增加134g
【变式训练2]某试样含有KBrO3、KBr及恒性物质。称取试样1.000g,溶解后配制到100mL容量瓶中。
吸取25.00mL,在H2s0“介质中用Na2sO3将BrO1还原为B「除去过量的SOj后调至中性测定,消耗
O.lOOOmol/LAgNO3溶液17.50mL。另吸取25.00mL试液用H2sO”酸化后加热除去Br?,再调至中性,滴定
过剩时消耗了上述AgNC>3溶液2.50mL。计算试样中KBrC^、KBr的质量分数、。
考向2考查多步反应得失电子守恒问题
网」金属锡的纯度可以通过下述方法分析:将试样溶于盐酸,反应的化学方程式为Sn+2HCl=SnC12+H2T,
再加入过量的FeCb溶液,发生如下反应:SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeC12,最后用已知浓度的KzCnCh溶
2+
液滴定生成的Fe,反应的化学方程式为6FeCh+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2KC1+2CrCh+7H2O0现有
金属锡试样0.613g,经上述反应后,共用去0.100mol1-1:&20207溶液16.0mL。求试样中锡的百分含量(假
定杂质不参加反应,锡的相对原子质量为119)。
【方法指导】有些试题涉及的氧化还原反应较多,数量关系较为复杂,若用常规方法求解比较困难,若抓
住失电子总数等于得电子总数这一关系,则解题就变得很简单。解这类试题时,注意不要遗漏某个氧化还
原反应,要理清具体的反应过程,分析在整个反应过程中化合价发生变化的元素得电子数目和失电子数目,
即可迅速求解。
【变式训练1】将L08gFeO完全溶解在lOOmLLOOmolir硫酸中,然后加入25.00mL溶液,
3+3+
恰好使Fe2+全部转化为Fe,且Cr2O歹中的锚全部转化为CrO则K2Cr2O7的物质的量浓度是。
【变式训练2】在氧气中燃烧0.22g硫和铁组成的混合物,使其中的硫全部转化为二氧化硫,把这些二氧化
硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸,这些硫酸可用10mLO.5moi1
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