第5讲 氧化还原反应方程式的书写与配平

新教材第一章化学物质及其变化第5讲氧化还原反应方程式的书写和配平复习目标1.掌握氧化还原反应方程式的配平方法及技巧。2.能提取有效信息书写化学方程式。内容索引考点一氧化还原反应方程式的配平考点二情景方程式的书写热点强化电子守恒法计算及应用专项突破归纳整合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配平的基本原则归纳整合必备知识得失电子总数相等化合价升降总数相等2.配平的步骤：(1)标变价：正确标出反应前后化合价有变化的元素的化合价。(2)列变化：列出元素化合价升高和降低的数值。(5)查守恒：即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒(4)配系数：用观察法配平其他各物质的化学计量数。(3)求总数：求元素化合价升高和降低的总数，确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数。(即最小公倍数)(依据电荷守恒和原子守恒)归纳整合必备知识[例1]配平下列方程式S+HNO3—H2SO4+NO2+H2O(1)标变价(2)列变化(3)求总数(4)配系数(5)查守恒0+5+6+4611611662即最小公倍数观察法配平CO2+K2SO4+MnSO4+H2OH2C2O4+KMnO4+H2SO4—(1)标变价(2)列变化(3)求总数(4)配系数(5)查守恒+3+7+4+22552510221即最小公倍数观察法配平找准1“分子”氧化剂化合价降低总数，1“分子”还原剂化合价升高总数要点38[例1]配平下列方程式FeS2O2Fe2O3SO2(1)标变价(2)列变化(3)求总数(4)配系数(5)查守恒+2-1+3+41441142118即最小公倍数观察法配平找准1“分子”氧化剂化合价降低总数，1“分子”还原剂化合价升高总数要点0-2-210总11整体法：氧化剂(或还原剂)中的元素全部发生化合价的变化时，将物质当作一个整体进行配平的方法，叫整体法。整体法[例1]配平下列方程式(8+)K2Cr2O7+HCl(浓)—[例2]+H2OCrCl3完成下列方程式并配平+……Cl2+KCl+6-1+301661126327(部分氧化还原反应)强调：“正向配平法”可以先不理会生成物中元素原子个数,只管反应物“1分子”KMnO4+HCl(浓)—[练习]完成方程式并配平MnCl2+Cl2+KCl+H2O+7+2-105115115521(3+)42KMnO4+16HCl(浓)==2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2O整理得：(当然，上述两个反应也可以在HCl前面“先配2”处理)3166348FeS+HNO3(稀)—Fe(NO3)3+H2SO4+NO+H2O[练习1]配平下列方程式KMnO4+K2S+H2SO4—MnSO4+K2SO4+H2OCu2S+HNO3(稀)—Cu(NO3)2+S+NO+H2O85128912161132161331533331232H2SO4(浓)H2S—SO2SH2O[练习2]配平下列方程式SO2H2S—SH2O(归中反应——正向配平)KClO3+HCl(浓)—KCl+Cl2+H2OKIO3+KI+H2SO4(浓)—K2SO4+I2+H2O11112Cu(IO3)2+KI+H2SO4(浓)—CuI+K2SO4+I2+H2O224122121312(2)___Cu___HNO3(稀)===___Cu(NO3)2___NO___H2O(1)___HCl(浓)___MnO2___Cl2___MnCl2___H2O4111238324(3)___KI___KIO3___H2SO4===___I2___K2SO4___H2O(4)__MnO4-__H__Cl===___Mn2___Cl2___H2O51333321610258关键能力专项突破1.正向配平(2+)1、逆向配平法：二、配平的方法和技巧适用对象：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)从右边生成物着手配平.即:选择氧化产物、还原产物为基准物质进行配平。Na2O2+H2O—NaOH+O20-1-2-212211222逆向配平3+3=(2)___P4___KOH___H2O==___K3PO4___PH32.逆向配平(1)___S___KOH==___K2S___K2SO3___H2O0-2+4242112(2+1)630-3+5355335293(3)P+CuSO4+H2O=Cu3P+H3PO4+H2SO40+2+1+5-3533总65665155+6=11111524问题:1molCuSO4能氧化mol的P？1/5关键能力专项突破(4)KClO3—KCl+O20+5-1-26423232(分解反应)(5)NH4NO3—N2+HNO3+H2O-3+5+50(分解、归中反应)正向配平3553?{技巧：就大不就小}5429关键能力专项突破2.零价法：二、配平的方法和技巧【例1】Fe3P+HNO3—Fe(NO3)3+NO+H3PO4+H2O当某化合物中元素化合价不能确定时，将整个物质中各元素的化合价均定为0价00+5+3+5+2395总9+5=143143931414(27+)16FeS2+O2——Fe2O3+SO2【练习】应用零价法配平下列方程式Fe3C+HNO3—Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O00+4+3+5+419总9+4=4131131311313(9+)1141128总结归纳：零价法：适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应(27+)3.平均化合价法：有机物中H:+1、O:-2，碳C:一般算平均化合价。如：C2H6OC2H4O2+1+1-2-20-2无机物中有些复杂物质中某元素化合价也可按平均价理解Fe3O4+HNO3(稀)—Fe(NO3)3+NO+H2O83++3+5+23()383-3=131391114二、配平的方法和技巧3、平均化合价法：有机物中H:+1、O:-2，碳C:一般算平均化合价。如：C2H6OC2H4O2+1+1-2-20-2无机物中有些复杂物质中某元素化合价也可按平均价理解二、配平的方法和技巧S+Ca(OH)2—CaSx+CaS2O3+H2O2x-0+242xx=221231(2x+2)3()(1)___FexS__HCl=______S____FeCl2___H2S3.含有未知数的配平——应用平均化合价法配平关键能力专项突破211(2)__Na2Sx_____NaClO_____NaOH=___Na2SO4_____NaCl____H2O1(3x+1)(2x-2)x(3x+1)(x-1)(3)Sx2-+BrO3-+OH-SO42-+Br-+H2O3(3x+1)(6x-6)3x(3x+1)(3x-3)配平方程式并求消耗BrO3-和OH-物质的量比为2:3时，x的值？x=5(2)__C2H6O__KMnO4__H2SO4=__K2SO4__MnSO4__CO2__H2O2122222(1)__KClO3__H2C2O4__H2SO4=__ClO2__CO2__KHSO4__H2O512186121033关键能力专项突破4.有机物参与的氧化还原反应方程式的配平4.缺项配平：配平方法：再根据质量守恒、电荷守恒确定所缺的物质的化学式(或离子)最后观察法配平其他物质系数。某些反应物或生成物的化学式(或离子)未写出(缺项)先利用化合价升降法配平氧化剂、还原剂及还原产物与氧化产物；二、配平的方法和技巧(一般缺：H2O、酸、碱、H+、OH-等)关键：利用电荷守恒确定缺项物质是H2O、H+、OH-等。在酸性条件下，缺正电荷或多负电荷补H+；在碱性条件下，缺负电荷或多正电荷补OH-。关键能力专项突破(2)__MnO4-__H2O2____===__Mn2__O2__H2O(1)__ClO__Fe(OH)3_____===__Cl__FeO42-+__H2O5.缺项配平类324OH325256H258(3)Pt+HNO3+HCl—H2PtCl6+NO+3418348H2O(4)Mn2++S2O82-+H2O—SO42-+MnO4-+25810216H+关键能力专项突破(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、AlN、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。5.缺项配平类Al2O30+3+30+2-3Al化合价不变1313CN2CO6232(4)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：5214H5527H2O关键能力专项突破5.缺项配平类自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平1.全变从左边配：配平的基本技能3.缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。“正向配平法”“逆向配平法”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。依据溶液酸碱性和电荷守恒，加H2O、H+或OH-等进行两边电荷数配平2.自变从右边配：专项突破归纳整合考点二情景方程式的书写“四步法”突破新情景下氧化还原反应方程式的书写归纳整合必备知识配电荷示例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___________________________________。2MnO4-5C2O42-16H2Mn210CO28H2O。MnO4-+C2O42-Mn2CO2列物质标得失522525210配电荷16H8H2O观察原子守恒+7+3+41.[2021全国甲卷，26(2)]以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为___________________________。一、依据陈述信息书写方程式专项突破关键能力2IO3-5HSO3-=I25SO42-3HH2O即含I的物质实质：I为中间产物IO3-总反应HSO3-I252+50SO42-+4+625525列物质标得失配电荷观察原子守恒3HH2O2.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：______________________________。MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O一、依据陈述信息书写方程式专项突破关键能力3.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图所示：二、依据流程信息书写方程式(1)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：_______________________。2NaClO3SO2H2SO4=2ClO22NaHSO4+5+4+4+6注意分清反应物、生成物：箭头进入的是反应物，箭头出去的是生成物。3.NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如图所示：二、依据流程信息书写方程式(2)“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2。写出此吸收反应的化学方程式：__________________________________________。2ClO2H2O22NaOH=2NaClO2O22H2O+5+4+4+6+4+3化合价降低O2“酸浸氧化”中，VO和VO2被氧化成VO2+，同时还有____离子被氧化。写出VO转化为VO2+反应的离子方程式：_____________4.[2020全国卷，26(2)]钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以3、4、5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用右面工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3Fe2Al3Mn2开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1Fe2Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O48H=2Fe3Fe24H2OVOMnO22H=VO2+Mn2H2O+3+4+5Fe2具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe35.在酸性条件下，黄铁矿(FeS2，其中S为1价)催化氧化的反应转化如图所示。三、依据反应机理图书写方程式(1)分别写出反应、的离子方程式：反应：_____________________________________。反应：_____________________________________。(2)NO在总反应中的作用是__________。4Fe(NO)2O24H=4Fe34NO2H2O作催化剂总反应：2FeS27O22H2O=2Fe24SO42-4H14Fe3FeS28H2O=15Fe22SO42-16H循环转化关系图中物质变化分析思路归纳总结(1)根据示意图中的箭头方向分清反应物、生成物：箭头进入的是反应物，箭头出去的是生成物。(3)若某物质参加反应，后又生成该物质，则该物质为催化剂。(2)若上一步反应生成某物质，下一步该物质又参加反应，则该物质为中间产物。6.某催化转化过程如图所示：过程1：Ni2O3ClO=2NiO2Cl，过程2的离子方程式：________________________________。2NiO2ClO=Ni2O3Cl2O7.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的总反应的化学方程式为__________________________。2NH33NaClO=N23H2O3NaCl中间产物中间产物中间产物中间产物NH3NaClON2NaClH2O专项突破归纳整合热点强化电子守恒法计算及应用热点精讲氧化还原反应的计算原理：氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值n(还原剂)变价原子个数化合价变化值热点专练题组一确定元素价态或物质组成1.现有24mL浓度为0.05mol/L的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02mol/L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.+3找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。Na2SO3K2Cr2O7Na2SO4还原产物(含Cr)+4+6+6+n22(6-n)0.02molL10.020L根据得失电子守恒列出等式：n(氧化剂)化合价变化值n(还原剂)化合价变化值2(6-n)=0.05molL10.024L2解得n3热点专练题组一确定元素价态或物质组成2.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116，则x的值为.Na2SxNaClO2/x+6+1-15解析:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。根据得失电子守恒列出等式：1[6—(2/x)]x2解得x5162[6—(2/x)]xxNa2SO4NaCl归纳总结：氧化还原反应的相关计算1.计算的依据：得失电子守恒即：氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数说明: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，只要把物质分为初态和终态，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。2.计算的思路：(或化合价升降总数相等)找出：氧化剂还原产物，还原剂氧化产物分析注明：“1分子”氧化剂化合价降低总数“1分子”还原剂化合价升高总数根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。热点专练题组二电子守恒在未配平方程式中的应用3.在PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4(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。PCuSO4H2OCu3PH3PO4H2SO4解析:+20+1-3+5设7.5molCuSO4氧化P的物质的量为x根据得失电子守恒得：7.5mol(21)x(50)x1.5mol1.5设生成1molCu3P时，被氧化的P的物质的量为y被氧化被还原被还原1mol3(21)1mol[0(3)]y(50)y=1.2mol所以参加反应的P的物质的量为：2.2(此题也可先配平再计算)1.2mol1mol2.2mol热点专练题组二电子守恒在未配平方程式中的应用迁移应用.在反应3BrF35H2O=9HFBr2HBrO3O2中，若有5molH2O参加反应，被水还原的溴元素为()C3BrF35H2O=9HFBr2HBrO3O2+3-10+5解析:-20得23e-失22e-失12e-即，5molH2O参加反应，失去4mole-，设被水还原的溴元素(BrF3)的物质的量为x,根据电子守恒得：3x4molxmol。热点专练题组三多步反应得失电子守恒问题4.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(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02g。则x等于.解析反应流程为浓HNO317.02g8960mL672mLxg镁、铜失去电子的物质的量等于浓HNO3得电子的物质的量即0.4molNO2、0.03molN2O42n(Cu+Mg)0.41+0.0321=x2n(Cu+Mg)=0.46mol因而,xg17.02gm(OH),又n(OH)==0.46mol17.02g0.46mol17gmol19.20g9.20热点专练题组三多步反应得失电子守恒问题有的试题反应过程多，涉及的氧化还原反应也多，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。练后反思热点专练题组三多步反应得失电子守恒问题5.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5molL1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是mL。60解析反应流程为CuCu(NO3)2HNO3NO2+N2O4+NO+1.68LO2+水HNO3失去ne-得到ne-失去ne-得到ne-则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。n(NaOH)2n[Cu(OH)2]2n(Cu)0.3mol则V[NaOH(aq)]60mL热点专练题组四氧化还原滴定中的计算6.某废水中含有Cr2O72-，为了处理有毒的Cr2O72-，需要先测定其浓度：取20mL废水，加入适量稀硫酸，再加入过量的V1mLc1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液，充分反应(还原产物为Cr3)。用c2mol/LKMnO4溶液滴定过量的Fe2至终点，消耗KMnO4溶液V2mL。则原废水中c(Cr2O72-)为__________mol/L。Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O5Fe2MnO4-8H=5Fe3Mn24H2Oc1V1103201036c(Cr2O72-)5c2V2103利用得失电子守恒列等式：c(Cr2O72-)molL1解析反应过程为