1、1考点 5 氧化还原反应方程式的配平及相关计算知识条目 加试要求1.氧化还原反应中电子转移的方向和数目 c2.氧化还原反应方程式的配平 c一、氧化还原反应方程式的配平方法1一般氧化还原反应方程式的配平化合价升降法发生化合价变化的元素只有两种，而且属于不同的反应物，这样的氧化还原反应的配平，首先从反应物开始，根据化合价升降的总数相等先找出氧化剂和还原剂的化学计量数，然后配出氧化产物和还原产物的化学计量数，进而配出其他物质的化学计量数。如下面的化合价升降法的配平。标好价：写出反应物、生成物的化学式，标出发生氧化反应和还原反应的元素的化合价。 H O3 O2 O2 2H 2OC0 N 5 C 4 N
2、 4 找变化：找出反应前后元素化合价的变化。求总数：使化合价升高和降低的总数相等。配系数：依据质量守恒，用观察的方法配出其他物质的化学计量数，配平后，把短线改成等号，即得 C4HNO 3=CO24NO 22H 2O。2逆向配平法：部分氧化还原反应、自身氧化还原反应、歧化反应一般从右边着手配平，即从氧化产物和还原产物开始配平。例如：SKOH K 2SK 2SO3H 2O2即得 S6KOH= =2K2SK 2SO33H 2O。3缺项配平法：对于“氧化还原反应方程式缺项配平法”都是先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数，再通过比较反应物与生成物，确定缺项(一般为H2O，H 或 OH )
3、，最后观察配平。例如：实验室可由软锰矿(主要成分为 MnO2)制备 KMnO4。方法如下，软锰矿与过量的固体 KOH和 KClO3在高温下反应，生成锰酸钾(K 2MnO4)和 KCl按照题意可写出如下方程式：MnO2KOHKClO 3 K 2MnO4KCl_配平含变价元素的物质得 3MnO26KOHKClO 3 3K 2MnO4KCl根据元素守恒比较反应物和生成物可知左边比右边多 O：15123，左边比右边多H：600，肯定在生成物中有水，且化学计量数为 3，即得3MnO26KOHKClO 3=3K2MnO4KCl3H 2O。4三种元素之间的氧化还原反应整体归一法发生化合价变化的元素有三种，往
4、往有两种发生化合价变化的元素在同一种反应物中，把其看作一个整体，找出化合价升降的总数并使与第三种元素化合价升降的总数相等，进而找出氧化剂和还原剂的化学计量数，然后配出氧化产物和还原产物的化学计量数，进而配出其他物质的化学计量数。例如 FeS2O 2 Fe 2O3SO 2的反应的配平，把 FeS2作为一个整体，算出共升高 11价，氧气降低 4价，最小公倍数 44，确定 FeS2的化学计量数为 4，O 2化学计量数为 11，得出4FeS211O 2=2Fe2O38SO 2。二、新情境下氧化还原反应方程式的书写技巧1熟记常见的氧化剂、还原剂及对应产物氧化剂 Cl2 O2 浓 H2SO4 HNO3KM
5、nO4(H )、MnO2Fe3KClO3、ClO H2O2还原产物Cl O2 SO2NO或NO2Mn2 Fe2 Cl H2O还原剂 I (HI)S2 (H2S)CO、C Fe2 NH3SO2、SO23 H2O2氧化产物 I2 S CO2Fe3 NO SO24 O22.氧化还原反应中的离子反应的配平五步骤3(1)根据题目的流程图或题干信息，确定反应物和部分生成物。判断反应中变价元素的化合价并利用元素化合价的升降判断出氧化产物或还原产物，并写出下列的形式：(2)根据得失电子守恒的原理，配平氧化剂和还原剂、还原产物和氧化产物的系数。(3)根据电荷守恒的原理，使反应前后阴、阳离子所带电荷总数相等。观察
6、两边电荷，根据溶液所处的环境补充其他反应物或生成物，一般为水、酸(H )或碱(OH )。(4)根据质量守恒，反应前后原子的种类和个数不变配平其他物质的化学计量数。(5)检查，检查质量、电荷、电子得失是否守恒。三、有关氧化还原反应的计算应用得失电子守恒解题的一般步骤1 “一找物质”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”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”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| n(还原剂)变价原子个数|化合价变化值|【例 1】 氧化还原反应方程式的配平1第一组(常规型)(
7、1)_FeBr2_Cl 2=_FeCl3_Br 2(2)_NaBO2_SiO 2_Na_H 2=_NaBH4_Na 2SiO32第二组(部分氧化或还原的反应)(3)_HCl_KClO 3 = =_KCl _Cl 2_H 2O(4)_KMnO4_HCl(浓)= =_KCl_MnCl 2_Cl 2_H 2O(5)_Cu2S_HNO 3(稀)= =_Cu(NO3)2_NO_S_H 2O(6)_FeSO4_HNO 3(稀)= =_Fe2(SO4)3_Fe(NO 3)3_N 2O_H 2O3第三组(歧化反应可用逆向配平法)(7)_NO2_NaOH= =_NaNO2_NaNO 3_H 2O(8)_P_KO
8、H_H 2O=_KH2PO2_PH 344第四组(缺项配平)(9)_KMnO4_H 2C2O4_H 2SO4=_MnSO4_K 2SO4_CO 2(10)_K2Cr2O7_H 2O2 =_K2SO4_Cr 2(SO4)3_O 2_H 2O(11)_Na2Sx_NaClO =_Na2SO4_NaCl_H 2O5第五组(离子的氧化还原反应的配平)(12)_Fe3O4_H _NO =_Fe3 _NO_H 2O3(13)_ClO _Fe(OH) 3 =_Cl _FeO _H 2O24(14)_ClO _H _Cl =_ClO2_Cl 23【答案】 (1)2FeBr 23Cl 2=2FeCl32Br 2
9、(2)1NaBO22SiO 24Na2H 2=1NaBH42Na 2SiO3(3)6HCl1KClO 3=1KCl3Cl 23H 2O(4)2KMnO416HCl(浓)= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O(5)3Cu2S16HNO 3(稀)= =6Cu(NO3)24NO3S8H 2O(6)24FeSO430HNO 3(稀)= =8Fe2(SO4)38Fe(NO 3)33N 2O15H 2O(7)2NO22NaOH= =1NaNO21NaNO 31H 2O(8)4P3KOH3H 2O=3KH2PO21PH 3(9)2KMnO45H 2C2O43H 2SO4=2MnSO41K 2SO4
10、10CO 2 8H2O(10)1K2Cr2O73H 2O2 =1K2SO41Cr 2(SO4)33O 27H 2O4H2SO4(11)1Na2Sx(3 x1)NaClO =xNa2SO4(3 x1)NaCl( x1)H 2O2x 2NaOH(12)3Fe3O428H 1NO =9Fe3 1NO14H 2O3(13)3ClO 2Fe(OH) 3 =3Cl 2FeO 5H 2O4OH 24(14)2ClO 4H 2Cl =2ClO21Cl 23 2H2O【提炼】 本题主要考查了几类氧化还原反应的配平方法和技巧，氧化还原配平的实质是电子守恒，配平的方法是化合价升降法，使元素化合价升降的总价数相等。对
11、于价态变化的反应，可根据具体情况采用不同的技巧。如“归中反应左边配，歧化反应右边配，部分变价右边配(反应物某元素部分化合价变化，部分没有变化)，多元素变价整体配” 。【例 2】 新情境下的氧化还原反应方程式的书写。(1)已知在酸性介质中 FeSO4能将6 价铬还原成3 价铬。写出 Cr2O 与 FeSO4溶液27在酸性条件下反应的离子方程式：_。(2)用 NaClONaOH溶液氧化 AgNO3，制得高纯度的纳米级 Ag2O2。写出该反应的离子方程式：_5_。(3)酸性 KMnO4氧化废水中 Mn2 生成 MnO2的离子方程式为_。(4)将过碳酸钠(2Na 2CO33H2O2)溶于水配成溶液，加
12、入适量稀硫酸，再加入足量 KI，充分反应后加入少量淀粉试剂，溶液呈蓝色，其反应的化学方程式为_。【解析】 (1)产物为 Cr3 和 Fe3 ，Cr 元素化合价降低 23，Fe 元素化合价升高 1，故 Fe2 前应配 6，即得 Cr2O 6Fe 2 2Cr 3 6Fe 3 。左边电荷为10，右边电荷为2724，由于溶液为酸性，故在左边应有 14个 H 。最后再根据原子守恒，右边配 7个 H2O。(2)反应中的氧化剂为 NaClO，还原剂为2 价氧元素，氧化产物为 Ag2O2，还原产物为Cl 。Ag ClO Ag 2O2Cl 。根据电子守恒配平可得，2Ag ClO 2OH Ag 2O2Cl ，再根
13、据原子守恒配平可得2Ag ClO 2OH =Ag2O2 Cl H 2O。(3)根据化合价升降法很容易判断出 MnO 为氧化剂，还原剂为 Mn2 ，氧化产物和还4原产物均为 MnO2。根据电子守恒可配出 3Mn2 2MnO 5MnO 2。再根据电荷守恒，溶液4为酸性，右边配 4个 H 。最后根据原子守恒，左边配 2个 H2O。(4)根据题目所给信息，氧化剂为 H2O2，还原剂为 KI中1 价的碘元素。氧化产物为I2，还原产物为 H2O。根据电子守恒，KI 系数应配 2。再根据原子守恒，可配出另外的反应物和生成物分别为 H2SO4和 K2SO4。【答案】 (1)Cr 2O 6Fe 2 14H =2
14、Cr3 6Fe 3 7H 2O27(2)2Ag ClO 2OH =Ag2O2Cl H 2O(3)3Mn2 2MnO 2H 2O=5MnO24H 4(4)H2O22KIH 2SO4=I2K 2SO42H 2O【提炼】 新情景下氧化还原反应方程式的书写主要考查学生根据题给信息理解氧化还原反应概念和实质的能力，能够更好地避免学生死记硬背、不能灵活运用知识的现象。这类试题陌生度大、综合性强，是浙江省选考的热点之一。解答这类试题可以采用“四步三守恒”法：第一步，根据题给信息分析、推断出反应的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物；第二步，根据电子守恒配平氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物的系数；第三步，根据
15、电荷守恒，配平带电微粒的系数；第四步，根据原子守恒方程式配平其余物质的系数。如果不是离子方程式，可以略去第三步。【例 3】 硒与硫是同一主族元素，二氧化硒(SeO 2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓 HNO3或浓 H2SO4反应生成 SeO2以回收 Se。完成下列填空：(1)Se和浓 HNO3反应的还原产物为 NO和 NO2，且 NO和 NO2的物质的量之比为 11，6写出 Se和浓 HNO3反应的化学方程式：_。(2)已知：Se2H 2SO4(浓)=2SO2SeO 22H 2O；2SO 2SeO 22H 2O=Se2SO 4H ，则 SeO2、H 2SO4(浓)
16、、SO 224的氧化性由强到弱的顺序是_。(3)回收得到的 SeO2的含量，可以通过下面的方法测定：_SeO 2_KI_HNO 3=_Se_I 2_KNO 3_H 2OI 22Na 2S2O3=Na2S4O62NaI配平方程式，用双线桥法标出电子转移的方向和数目。(4)实验中，准确称量 SeO2样品 0.150g，消耗了 0.2000molL1 的 Na2S2O3溶液25.00mL，所测定的样品中 SeO2的质量分数为_。【解析】 (1)利用题中信息可知 Se与浓 HNO3反应，Se 被氧化为4 价的H2SeO3，HNO 3还原为 NO与 NO2，生成 NO与 NO2的物质的量之比为 11，即
17、二者计量系数比为 11，令二者系数为 1，根据电子转移守恒可知，Se 的系数为(1311)/41，故反应方程式为 Se2HNO 3(浓)= =H2SeO3NONO 2。(2)在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的，所以根据反应的方程式可知，SeO 2、H 2SO4(浓)、SO 2的氧化性由强到弱的顺序是 H2SO4(浓)SeO 2SO 2。(3)反应中 I 失去电子生成 I2，共升高 2价，SeO 2中4 价 Se得到电子还原为单质 Se，共降低 4价，化合价升降最小公倍数为 4，故 KI的系数为 4，I 2的系数为 2，SeO 2、Se 的系数都是 1，KNO 3的系数为 4，H 2
18、O的系数为 2，配平并标出电子转移的方向和数目为：SeO 24KI4e 4HNO 3=Se2I 24KNO 32H 2O。(4)根据反应的方程式可知 SeO22I 24Na 2S2O3，消耗的 n(Na2S2O3)0.2000mol/L0.025 L0.005 mol，根据关系式计算样品中 n(SeO2)0.005 mol1/40.00125mol，故 SeO2的质量为 0.00125mol111g/mol0.138 75 g，所以样品中 SeO2的质量分数为(0.138 75 g/0.1500g)100%92.50%。【答案】 (1)Se2HNO 3(浓)= =H2SeO3NONO 2(2)
19、H2SO4(浓)SeO 2SO 2(3)1 4 4 1 2 4 2 SeO 24KI4e 4HNO 3=Se2I 24KNO 32H 2O(4)92.50%【提炼】 本题涉及的知识点有氧化还原反应方程式的书写、配平、氧化剂强弱的判断，氧化还原反应电子转移情况的分析与表示，以及氧化还原反应的有关计算。在解题过程中，要牢记氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。配平和计算时要注意灵活运用电子得失守恒原理，把握反应的实质，使得失电子总数相等。【例 4】 Cl 2与 NaOH溶液反应可生成 NaCl、NaClO 和 NaClO3， c(Cl )和 c(ClO )的比值与
20、反应的温度有关，用 24gNaOH配成的 250mL溶液，与 Cl2恰好完全反应(忽略 Cl2与7水的反应、盐类的水解及溶液体积变化)。(1)NaOH溶液的物质的量浓度为_molL 1 。(2)某温度下，反应后溶液中 c(Cl )6 c(ClO )，则溶液中 c(ClO )_molL 1 。【解析】 (1)24gNaOH 的物质的量为 0.6mol，溶液体积为 250mL，故 c(NaOH)2.4molL 1 。0.6mol0.25L(2)根据题意，设反应后溶液中 c(Cl ) a， c(ClO ) b， c(ClO ) c，根据电荷守3恒得 c(Na ) c(Cl ) c(ClO ) c(ClO )，则 a b c2.4molL 1 ，根据转移电子守3恒 a b5 c以及题给信息 a6 b，解得a1.8molL 1 ， b0.3molL 1 ， c0.3molL 1 。【答案】 (1)2.4 (2)0.3【提炼】 氧化还原反应的计算要避免简单地根据方程式计算，要学会进行整体分析，运用守恒的方法来解答问题。溶液中进行的氧化还原反应，既存在电子守恒，也存在电荷守恒，运用整体分析法，可以避免具体的方程式复杂分析，找出过程中得失电子的微粒、反应结束后溶液中存在的阴、阳离子，直接根据电子和电荷守恒求解所给问题。
