第13讲-氧化还原反应的配平及相关计算(原卷版)

备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练第13讲氧化还原反应的配平及相关计算【复习目标】1．掌握氧化还原反应方程式的配平。2．掌握氧化还原反应方程式的计算。【知识精讲】考点一氧化还原反应方程式的配平1．氧化还原反应方程式的配平原则及步骤(1)配平原则(2)基本步骤(以Cu和稀硝酸反应的化学方程式为例)①标变价：写出反应物和生成物的化学式，标出变价元素的化合价。②列得失：③求总数：列出反应前后元素化合价的升、降变化值，使化合价升高和降低的总数相等。④配系数：用观察的方法配平其他物质的化学计量数，配平后，把单线改成等号。⑤查守恒：检查方程式两边是否“原子守恒”和电荷守恒。2．氧化还原反应方程式的配平方法1．正向配平(氧化剂、还原剂中某元素化合价全变)：该类方程式一般从左边反应物着手，按以下五个步骤配平。(1)____NaBO2＋____SiO2＋____Na＋____H2=____NaBH4＋____Na2SiO3(2)______HCl(浓)＋______MnO2______Cl2↑＋______MnCl2＋______H2O(3)____H2S＋____KMnO4＋____H2SO4=____K2SO4＋____MnSO4＋____S↓＋____H2O(4)______Cu＋______HNO3(稀)=______Cu(NO3)2＋______NO↑＋______H2O(5)______KI＋______KIO3＋______H2SO4=______I2＋______K2SO4＋______H2O(6)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H＋＋______Cl－=______Mn2＋＋______Cl2↑＋______H2O2．逆向配平(自身氧化还原反应，包括分解、歧化等)：适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数，然后确定反应物的化学计量数。如：3eq\o(S,\s\up6(0))＋6KOH(热、浓)=2K2eq\o(S,\s\up6(－2))＋3H2O＋K2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3化合价降低2×2化合价升高4由于S的化合价既升高又降低，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的化学计量数为1，然后确定S的化学计量数为3。(1)____S＋______KOH=______K2S＋______K2SO3＋______H2O(2)____I2＋____NaOH=____NaI＋____NaIO3＋____H2O(3)______P4＋______KOH＋______H2O=______K3PO4＋______PH3↑(4)____PbO2＋____HCl(浓)____PbCl2＋____Cl2↑＋____H2O3．含有未知数的配平(1)______FexS＋____HCl=______S＋______FeCl2＋______H2S(2)______Na2Sx＋______NaClO＋______NaOH=______Na2SO4＋______NaCl＋______H2O4．有机物参与的氧化还原反应方程式的配平(1)_____KClO3＋____H2C2O4＋____H2SO4=____ClO2↑＋____CO2↑＋____KHSO4＋____H2O(2)____C2H6O＋____KMnO4＋_____H2SO4=____K2SO4＋____MnSO4＋____CO2↑＋_____H2O5．整体配平法(某反应物或生成物中同时有两种元素化合价升高或降低)：以有两种元素化合价升高或降低的物质为着手点，将化合价升降总数看作一个整体，再用一般方法进行配平。如Cu2S＋HNO3→Cu(NO3)2＋NO＋H2SO4＋H2O，有Cu、S、N三种元素的化合价变化，Cu2S中Cu、S元素化合价均升高，看作一个整体，配平得3Cu2S＋22HNO3=6Cu(NO3)2＋10NO↑＋3H2SO4＋8H2O。(1)____FeS2＋____O2eq\o(=,\s\up7(高温))____Fe2O3＋____SO2(2)____NH4NO3____HNO3＋____N2↑＋____H2O(3)____P＋____CuSO4＋____H2O=____Cu3P＋____H3PO4＋____H2SO46．缺项配平类：(缺少某些反应物或生成物，一般为水、H＋或OH－)：(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H或多O补H＋，少O补H2O碱性条件下缺H或多O补H2O，少O补OH－(1)______ClO－＋______Fe(OH)3＋________=______Cl－＋______FeOeq\o\al(2－,4)＋______H2O(2)______ClOeq\o\al(－,3)＋______Fe2＋＋_____=_____Cl－＋_____Fe3＋＋_____(3)______MnOeq\o\al(－,4)＋______H2O2＋________=______Mn2＋＋______O2↑＋______H2O(4)____MnOeq\o\al(－,4)＋____NOeq\o\al(－,2)＋____=____Mn2＋＋____NOeq\o\al(－,3)＋____H2O(5)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\o(=,\s\up7(高温))eq\x()AlN＋eq\x()(6)将NaBiO3固体(黄色，微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加热，溶液显紫色(Bi3＋无色)。配平该反应的离子方程式：eq\x()NaBiO3＋eq\x()Mn2＋＋eq\x()____=eq\x()Na＋＋eq\x()Bi3＋＋eq\x()____＋eq\x()____【解题技巧】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。(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。(5)在有机化合物参与的氧化还原反应方程式的配平中，一般有机化合物中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。考点二守恒思想在化学计算中的应用1．电子守恒法计算的原理氧化剂得电子总数＝还原剂失电子总数2．电子守恒法计算的流程(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(注意化学式中的原子个数)。(3)三列关系式：根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×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。INCLUDEPICTURE"\\\\徐圣哲\\f\\源文件\\2022\\一轮\\专项突破提升关键能力.TIF"INCLUDEPICTURE"D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学人教新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\专项突破提升关键能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学人教新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\专项突破提升关键能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"D:\\苏德亭2022\\大一轮\\化学人教新教材(晋云皖黑吉)\\新建文件夹\\专项突破提升关键能力.TIF"INETINCLUDEPICTURE"E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学人教新教材\\新建文件夹\\专项突破提升关键能力.TIF"INET3．几种常考氧化还原计算题型（1）考查两元素之间得失电子守恒的计算【例题1】在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Pb2＋和Cr2Oeq\o\al(2－,7)，则与1molCr3＋反应所需PbO2的物质的量为()A．3.0mol B．1.5molC．1.0mol D．0.75mol【例题2】现有24mL浓度为0.05mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为()A．＋2 B．＋3C．＋4 D．＋5【例题3】某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2＋完全氧化。x值为()A．0.80 B．0.85C．0.90 D．0.93【例题4】Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16，则x的值为()A．2 B．3C．4 D．5（2）多元素之间得失电子守恒问题【例题5】有关反应14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4的下列说法中错误的是()A．FeS2既是氧化剂也是还原剂B．CuSO4在反应中被还原C．被还原的S和被氧化的S的质量之比为3∶7D．14molCuSO4氧化了1molFeS2【例题6】在反应3BrF3＋5H2O=9HF＋Br2＋HBrO3＋O2↑中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴为()A．1mol B.eq\f(2,3)molC.eq\f(4,3)mol D．2mol【例题7】在P＋CuSO4＋H2O→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5molCuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1molCu3P时，参加反应的P的物质的量为________mol。（3）多步反应得失电子守恒问题有的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。【例题8】取xg铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL的N2O4气体(均已折算为标准状况)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为17.02g。则x等于()A．8.64 B．9.20C．9.00 D．9.44【例题9】足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL【课后精练】第I卷（选择题）1．(2021·湖南新高考适应卷)已知反应：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。下列关于该反应说法错误的是（）A．氧化性：NaClO3＞Cl2B．当反应中有2mole－转移时，被氧化的HCl为4molC．氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2D．产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌2．(经典高考题)KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为6I2＋11KClO3＋3H2O6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。下列说法错误的是（）A．产生22.4L(标准状况)Cl2时，反应中转移10mole－B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6C．可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉D．可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IOeq\o\al(－,3)的存在3．一定条件下，当溶液中XO与H2O2分子个数比恰好为2∶5时，溶液中XO离子被还原为较低价态，则X元素的化合价变为（）A．+2 B．+3 C．+4 D．+54．将1.660g草酸钾固体(K2C2O4，M=166g/mol)溶于水配成溶液，用25.00mL0.2000mol·L-1KMnO4溶液恰好将其完全氧化。则KMnO4的还原产物是（）A．MnO B．MnO2 C．MnO(OH) D．Mn2+5．（2022·上海市七宝中学阶段练习）足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与XLO2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的体积是200mL，则X的值为（）A．1.12 B．5.6 C．2.24 D．3.366．（2022·湖北阶段练习）一定量的金属Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到混合气体(含NO、N2O4、NO2)共1.8mol。将上述气体平均分为两份，一份与标准状况下8.96LO2混合后，用水吸收，无气体剩余；另一份恰好能被500mL2mol·L-1NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液，则其中NaNO3的物质的量为（）A．0.1mol B．0.2mol C．0.25mol D．0.4mol7．（2022·浙江大学附属中学高三阶段练习）食盐中的常用作补碘剂，通过碘单质和氯酸钾反应制备，该方法的第一步反应为，下列说法正确的是（）A．产生时，反应中转移B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为C．是还原产物D．发生还原反应8．（2022·浙江金华·高三阶段练习）汽车发生碰撞时，安全气囊中发生反应。若反应过程中共转移电子1.25，则下列判断正确的是（）A．是氧化剂 B．共生成0.625氧化产物C．氧化产物比还原产物多1.75 D．消耗的氧化剂是还原剂的5倍9．（2022·四川省内江市第六中学）实验室用氯酸钾与浓盐酸制备氯气的反应方程式的原理是：(浓)，则用该法制备的氯气的氯元素的近似平均相对原子质量为（）A．36.0 B．36.7 C．35.3 D．35.510．（2022·山东·德州市教育科学研究院三模）高铜酸钾是一种难溶于水的黑色粉末状固体，与高铁酸钾性质相似。可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成：①(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定：②(未配平)。下列说法不正确的是（）A．①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2B．②若有标况下5.6L生成，转移电子C．②中既表现氧化性，又表现还原性D．由①②可知氧化性强弱顺序为：11．O2F2可以发生反应：H2S＋4O2F2=SF6＋2HF＋4O2，下列说法正确的是（）A．氧气是氧化产物B．O2F2既是氧化剂又是还原剂C．若生成4.48LHF，则转移0.8mol电子D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶412．用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时，发生反应Ⅰ：MnOeq\o\al(－,4)＋Cu2S＋H＋→Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋H2O(未配平)和反应Ⅱ：MnOeq\o\al(－,4)＋FeS2＋H＋→Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Mn2＋＋H2O(未配平)。下列说法正确的是（）A．反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂B．反应Ⅰ中每生成1molSOeq\o\al(2－,4)，转移电子的物质的量为10molC．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶313.某离子反应中涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列判断正确的是（）A．该反应的氧化产物是Cl－B．生成1molN2转移3mol电子C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3D．反应后溶液的酸性明显增强14．把图2的碎纸片补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原反应的离子方程式(未配平)。下列对该反应的说法不正确的是（）eq\x(Mn2＋＋)……eq\x(→)……eq\x(＋H＋)图1eq\x(＋MnOeq\o\al(－,4))eq\x(＋IOeq\o\al(－,4))eq\x(＋IOeq\o\al(－,3))eq\x(＋H2O)图2A．IOeq\o\al(－,4)作氧化剂B．若有1molMn2＋参加反应转移5mol电子C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2D．配平后Mn2＋、H＋的化学计量数分别为2、315．汽车剧烈碰撞时，安全气囊中发生反应10NaN3＋2KNO3→K2O＋5Na2O＋16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是（）A．生成4.48LN2(标准状况)B．有0.250molKNO3被氧化C．转移电子的物质的量为1.25molD．被氧化的N原子的物质的量为3.5mol16．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的酸性混合溶液中加入0.01mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是()A．铁溶解，析出0.01molAg和0.005molCuB．铁溶解，析出0.01molAg并放出H2C．铁溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Fe3＋D．铁溶解，析出0.01molAg，溶液中不再有Cu2＋第II卷（非选择题）17．配平下列方程式。(1)____MnOeq\o\al(－,4)＋____Fe2＋＋____H＋=____Mn2＋＋____Fe3＋＋____H2O(2)____(NH4)2Cr2O7=____N2↑＋____Cr2O3＋____H2O(3)____ClO－＋____Fe(OH)3＋____=____Cl－＋____FeOeq\o\al(2－,4)＋____H2O(4)____CuFeS2＋____O2eq\o(=,\s\up7(高温))____Cu＋____FeO＋____Fe2O3＋____SO2(5)____P4＋____KOH＋____H2O=____K3PO4＋____PH3(6)____LiCoO2＋____H2SO4＋____H2O2=____Li2SO4＋____CoSO4＋____O2↑＋___(7)____Fe(OH)2＋____ClO－＋____=____Fe(OH)3＋____Cl－(8)____Mn2＋＋____ClOeq\o\al(－,3)＋____H2O=____MnO2↓＋____Cl2↑＋____18．按要求完成下列方程式。(1)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为__________________________。(2)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式：_____________________________。(3)在酸性条件下，NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________。(4)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为_______________。(5)写出硫酸亚铁高温分解生成SO2、SO3的化学方程式：_______________________。(6)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_________________________________。(7)在45～50℃时向CuCl悬浊液中持续通入空气，得到碱式氯化铜[Cu2(OH)2Cl2·3H2O]，该反应的化学方程式为________________________。(8)CaH2与水反应的化学方程式为_________________________________。19．(1)根据反应KClO3＋6HCl(浓)=3Cl2↑＋KCl＋3H2O可知，每生成3molCl2转移________mole－。(2)已知将过氧化钠加入硫酸亚铁盐溶液中发生反应：4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋，每4molNa2O2发生反应转移________mole－。20．二氧化氯(ClO2)是一种安全高效的消毒剂，可在极低的浓度下杀灭冠状病毒。ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。(1)草酸(H2C2O4)是一种弱酸，利用硫酸酸化的草酸还原氯酸钠，可较安全地生成ClO2，反应的离子方程式为______________。(2)自来水用ClO2处理后，有少量ClO2残留在水中，可用碘量法做如下检测(已知ClO2存在于pH为4～6的溶液中，ClOeq\o\al(－,2)存在于中性溶液中)：①取0.50L水样，加入一定量的碘化钾，用氢氧化钠溶液调至中性，再加入淀粉溶液，溶液变蓝。写出ClO2与碘化钾反应的化学方程式：____________________________。②已知：2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI，向①所得溶液中滴加5.00×10－4mol·L－1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液20.00mL，判断达到滴定终点的方法是______________________________________，该水样中ClO2的浓度是________mg·L－1。21．铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强，必须进行处理。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：(1)上述各步反应中属于氧化还原反应的是________(填序号)。(2)第①步，含Cr2Oeq\o\al(2－,7)的废水在酸性条件下用绿矾(FeSO4·7H2O)处理，写出并配平反应的离子方程式