第09讲-氧化还原反应的配平、缺项配平及计算(讲义)(原卷版)

第九讲氧化还原反应的配平、缺项配平及计算1.氧化还原反应配平原则(1)一般配平原则(2)“缺项”配平原则对于化学反应方程式，所缺物质往往是酸、碱或水、补项的两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－(3)陌生化学方程式书写步骤特别强调：1.理解并记忆常见氧化剂或还原剂对应的反应产物。2.运用“有升必有降”找出隐含反应物或生成物。3.运用电子得失守恒时要看清化学式中变价元素的原子个数(特别是同种物质中的同种元素有不同化合价的升降变化)。4.运用电荷守恒时,要准确把握H+与OH-的使用符合题中反应环境。课堂检测011.24mL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，则铬(Cr)元素在还原产物中的化合价为()A．＋2B．＋3C．＋4D．＋52.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(都已折算到标准状况)，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．9.443.在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Pb2＋和Cr2O72-，则与1molCr3＋反应所需PbO2的物质的量为()A．3.0mol B．1.5molC．1.0mol D．0.75mol4.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1molFeS25.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．15mL6.Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。课堂检测021.控制100℃、pH=5的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得Cu2O,同时产生SO2气体,相关反应的离子方程式为,,反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是。

2.工业上可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2,有80%在弱碱性条件下发生反应生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为,amol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为mol。

3.实验室一般采用次氯酸钠碱性溶液氧化尿素()制备水合肼(N2H4·H2O),其离子方程式为。

4.V2O5在酸性条件下具有较强的氧化性,其对应的还原产物为V3+,写出向V2O5酸性悬浊液中通入SO2反应的离子方程式:。

5.NaCN不慎泄露时,消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,该反应的离子方程式为。

6.向氢氧化钠溶液中加入双氧水,然后通入ClO2可以制取NaClO2,写出反应的离子方程式:。

2.氧化还原反应定量测定(1)滴定①氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。利用氧化还原滴定法可以直接或间接测定许多具有氧化性或还原性的物质，也可以用氧化还原滴定法间接测定。因此，它的应用非常广泛。②在氧化还原滴定中，要使分析反应定量地进行完全，常常用强氧化剂和较强的还原剂作为标准溶液。根据所用标准溶液的不同，氧化还原滴定法可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法等。(2)计算对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质——反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。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，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。课堂检测031.二氧化氯(ClO2，黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题：(1)工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________。(2)实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：①电解时发生反应的化学方程式为__________________________________。②溶液X中大量存在的阴离子有________。③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________(填标号)。a.水b.碱石灰c.浓硫酸d.饱和食盐水(3)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ.用0.1000mol·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))，指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________________。②玻璃液封装置的作用是________________。③Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是________。④测得混合气中ClO2的质量为________g。2.亚氯酸钠(NaClO2)和ClO2都是重要的漂白剂。通常情况下，ClO2是一种具有强氧化性的黄色气体，常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。ClO2易发生爆炸，在生产、使用时可用其他气体进行稀释。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。(3)某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠(NaClO2)。①装置A中产生的ClO2气体，在装置C中反应生成NaClO2，写出生成NaClO2的化学方程式：________________________________________________________________。将NaClO2溶液在一定条件下处理即可得到NaClO2晶体。②装置B的作用是_____________________________________________________________。③某同学认为上述装置并不完整，请画出需补充的装置图。提升训练1.实验室将NaClO3和Na2SO3按物质的量之比2∶1倒入烧瓶中,水浴加热,同时滴入H2SO4溶液,产生棕黄色的气体X,反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应,则X为()A.ClO2 B.Cl2O C.Cl2 D.Cl2O32.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化的反应方程式为2FeS2+7O2+2H2O2Fe2++4SO42-+4H+,实现该反应的物质间转化如图所示。下列分析错误的是()A.反应Ⅰ的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+4Fe3++4NO+2H2OB.反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+C.反应Ⅲ是氧化还原反应D.黄铁矿催化氧化中NO作催化剂3.将0.1molCl2通入100mL含等物质的量的HBr与H2SO3的混合溶液中，有一半的HBr被氧化，则下列说法正确的是()A．物质的还原性：HBr>H2SO3>HClB．HBr与H2SO3的物质的量浓度均为0.6mol·L－1C．通入0.1molCl2发生反应的离子方程式为5Cl2＋4H2SO3＋2Br－＋4H2O=4SOeq\o\al(2－,4)＋Br2＋10Cl－＋16H＋D．若再通入0.05molCl2，恰好能将HBr和H2SO3完全氧化4.某强氧化剂XO(OH)eq\o\al(＋,2)被Na2SO3还原。如果还原2.4×10－3molXO(OH)eq\o\al(＋,2)，需用30mL0.2mol·L－1的Na2SO3溶液，那么X元素被还原后的价态是()A．＋2B．＋1C．0D．－15．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∶16.(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__________________________________________________________________。7.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____________________________________________________。8.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______________________________________________。9.硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：eq\x(\a\al(CeNO33·6H2O,六水合硝酸铈Ⅲ))eq\o(→,\s\up7(Ⅰ))eq\x(\a\al(CeOH4,氢氧化铈Ⅳ))eq\o(→,\s\up7(Ⅱ))eq\x(\a\al(H2CeNO36,硝酸铈Ⅳ溶液))eq\o(→,\s\up7(Ⅲ))eq\x(\a\al(NH42CeNO36,硝酸铈铵Ⅳ晶体))氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈，标准硫酸铈溶液常作Fe2＋的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度，进行如下实验：取xmLKMnO4溶液于锥形瓶中，加入V1mLc1mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，充分反应后，用c2mol·L－1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2＋至终点，消耗V2mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应：Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋)。c(KMnO4)＝__________mol·L－1(用代数式表示)。10．某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，如图是从废钒中回收钒的一种工艺流程：为预估“还原”工序加入H2C2O4的量，需测定“酸浸”液中VOeq\o\al(＋,2)的浓度。每次取25.00mL“酸浸”液于锥形瓶用amol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液和苯代邻氨基苯甲酸为指示剂进行滴定(其中VOeq\o\al(＋,2)→VO2＋)，若三次滴定消耗标准液的体积平均为bmL，则VOeq\o\al(＋,2)的浓度为________g·L－1(用含a、b的代数式表示)。11.按要求书写方程式。(1)酸性环境中脱硫过程示意图如下：过程ⅰ反应的离子方程式为______________________________________________。(2)酸性环境中，纳米Fe/Ni去除NOeq\o\al(－,3)分两步，将步骤ⅱ补充完整：ⅰ.NOeq\o\al(－,3)＋Fe＋2H＋=NOeq\o\al(－,2)＋Fe2＋＋H2O；ⅱ.eq\x()________＋eq\x()________＋eq\x()H＋=eq\x()Fe2＋＋eq\x()________＋eq\x()________。(3)NaClO氧化可除去氨氮，反应机理如图所示(其中H2O和NaCl略去)：NaClO氧化NH3的总反应的离子方程式为________________________________。(4)以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)的工艺流程如下：“氧化”时发生反应的离子方程式为____________________________________。(5)以黄铜矿(