1、1追根知反应(3)氧化还原反应的配平与计算题型一 氧化还原反应方程式的配平与书写新情景条件下的化学方程式的书写(涉及氧化还原反应)在高考中经久不衰，考生在面对这类问题时，由于题给信息较新，涉及内容不是教材中的化学方程式，往往感觉难以下手。对于这一类化学方程式，只要抓住反应本质“得失电子守恒” ，利用氧化还原反应配平的方法，书写就会变得简单。考法一 传统型氧化还原反应方程式的配平典例 1 配平化学方程式配平流程 第一步：标变价O 2O3Na 2CO3 2O3CO 2Fe 2 Cr 3 NaNO3 5 高 温 Na2CrO4 6 Fe 3 NaNO2 3 第二步：列得失第三步：求总数从而确定氧化剂
2、(或还原产物)和还原剂(或氧化产物)的化学计量数。FeOCr2O3的化学计量数为 2，NaNO 3的化学计量数为 7, Na2CrO4的化学计量数为4，NaNO 2的化学计量数为 7。第四步：配系数先配平变价元素，再利用原子守恒配平其他元素。2FeOCr2O34Na 2CO37NaNO 3 4Na2CrO4Fe 2O34CO 27NaNO 2= = = = =高 温 第五步：查守恒检查剩余元素 Na、C 和 O 是否守恒。答案 2 4 7 4 1 4 7备考方略 “五步骤”配平氧化还原反应方程式2考法二 缺项型氧化还原反应方程式的配平典例 2 完成以下氧化还原反应的离子方程式：( )MnO (
3、 )C 2O _= =( )Mn 2 ( )CO 2_。 4 24配平流程 答案 2MnO 5C 2O 16H =2Mn2 10CO 28H 2O 4 24备考方略 缺项型氧化还原反应方程式的配平方法(1)配平流程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(OH )，其配平流程为(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 OH3(3)组合方式反应物 生成物 使用条件组合一 H H2O 酸性溶液组合二 H2O H 酸性溶液或酸碱性未知组合三 OH H2O 碱性溶
4、液组合四 H2O OH 碱性溶液或酸碱性未知考法三 信息型氧化还原反应方程式的书写典例 3 (2016全国卷)6 价铬的化合物毒性较大，常用 NaHSO3将废液中的Cr2O 还原成 Cr3 ，该反应的离子方程式为27_。配平流程 答案 Cr 2O 3HSO 5H =2Cr3 3SO 4H 2O27 3 24备考方略 信息型氧化还原反应方程式是指用文字描述的方式，叙述一个化学反应的过程，需要从文字信息中提炼反应物、生成物，进而分析反应中电子得失情况，其流程为4综合训练1配平下列反应的方程式。(1)(2017北京高考)在有氧条件下， 15NO 与 NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15N
5、NO。将该反应的化学方程式补充完整：_ 15NNO H2O= = = = =催 化 剂 (2)(2015天津高考)ClO Fe2 _= Cl Fe3 _ 3(3)(2015安徽高考)NaBO2 SiO2 Na H2= NaBH4 Na2SiO3(4)(2013全国卷) LiCoO2 H2SO4 H2O2= Li2SO4 CoSO4O2 _(5)(2013北京高考)MnO Fe2 _= Mn2 Fe3 _ 4答案：(1)4 15NO4NH 33O 2 415NNO6H 2O= = = = =催 化 剂 (2)1 6 6 H 1 6 3 H 2O(3)1 2 4 2 1 2(4)2 3 1 1 2
6、 1 4 H 2O(5)1 5 8 H 1 5 4 H 2O2书写下列反应的方程式。(1)(2018全国卷)焦亚硫酸钠(Na 2S2O5)可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，用碘标准溶液进行滴定，该反应的离子方程式为_。(2)(2018天津高考)NO 被 H2O2氧化为 NO 的离子方程式为_ 3_。(3)(2017全国卷)写出高温煅烧中 FePO4与 Li2CO3、H 2C2O4反应制备 LiFePO4的化学方程式：_。(4)(2017全国卷)写出硫酸亚铁高温分解生成 SO2、SO 3的化学方程式：5_。(5)(2017江苏高考)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物
7、为 AgCl、NaOH 和 O2，该反应的化学方程式为_。(6)(2017江苏高考)在 4550 时向 CuCl 悬浊液中持续通入空气，得到碱式氯化铜Cu 2(OH)2Cl23H2O，该反应的化学方程式为_。(7)(2017海南高考)CaH 2与水反应的化学方程式为_。(8)(2016全国卷)向盛有 H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_。(9)(2016全国卷)烟气中含有 SO2和 NO，写出用 NaClO2溶液将烟气中 NO 转化成 NO的离子方程式： 3_。(10)(2016江苏高考)一定条件下，向 FeSO4溶液中滴加碱性 NaBH
8、4溶液，溶液中 BH(B 元素的化合价为3)与 Fe2 反应生成纳米铁粉、H 2和 B(OH) ，其离子方程式为 4 4_。答案：(1)S 2O 2I 23H 2O=2SO 4I 6H 25 24(2)2NO3H 2O2=2NO 2H 2H 2O 3(3)2FePO4Li 2CO3H 2C2O4 2LiFePO43CO 2H 2O= = = = =高 温 (4)2FeSO4 Fe2O3SO 2SO 3= = = = =高 温 (5)4Ag4NaClO2H 2O=4AgCl4NaOHO 2(6)4CuClO 28H 2O 2Cu2(OH)2Cl23H2O= = = = =45 50 (7)CaH
9、22H 2O=Ca(OH)22H 2(8)2Fe2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O(9)4NO3ClO 4OH =4NO 3Cl 2H 2O 2 3(10)2Fe2 BH 4OH =2Fe2H 2B(OH) 4 4题型二 氧化还原反应的相关计算电子守恒法电子守恒是氧化还原滴定实验数据处理、电化学及氧化还原反应计算的依据，是历年高考考查的重点，利用氧化还原反应中得失电子守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，不6写化学方程式，不追究中间反应过程，只需找出反应过程中的始态物质和终态物质，从得电子与失电子两方面进行整体思维，建立二者之间的电子守恒关系，即可快速正确求解。考法一 确定元素的价态或产物
10、组成典例 1 现有 24 mL 浓度为 0.05 molL1 的 Na2SO3溶液恰好与 20 mL 浓度为 0.02 molL1 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( )A2 B3C4 D5解析 题目中指出被还原的元素是 Cr，则得电子的物质必是 K2Cr2O7，失电子的物质一定是 Na2SO3，其中 S 元素的化合价从46；而 Cr 元素的化合价将从6 n(设化合价为 n)。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，有 0.05 molL1 0.024 L(64)0.02 molL 1 0.020 L2
11、(6 n)，解得 n3。答案 B典例 2 Na 2Sx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( )A2 B3C4 D5解析 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。Na2 x xNa2 O4 Na O NaS 2/x S 6 Cl 1 Cl 1 得关系式 1 x162， x5。6 (2x)答案 D考法二 多步氧化还原反应中的电子守恒典例 3 取质量为 x 的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0.4 mol 的 NO2气体和 0.03 m
12、ol 的 N2O4气体，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 17.02 g。 则 x 等于( )A8.64 g B9.20 gC9.00 g D9.44 g解析 反应流程为Error! Error! 浓 HNO3 可知 x17.02 g m(OH )，而 OH 的物质的量等于镁、铜失电子的物质的量，等于浓HNO3得电子的物质的量，即： n(OH )0.4 mol10.03 mol210.46 mol，所以x17.02 g0.46 mol17 gmol 1 9.20 g。7答案 B典例 4 (2017全国卷)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学
13、校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)2碱性悬浊液(含有 KI)混合，反应生成 MnO(OH)2，实现氧的固定。.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH) 2被 I 还原为 Mn2 ，在暗处静置 5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的 I2(2S2O I 2=2I S 4O )。23 26回答下列问题：(1)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(2)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用 a molL1 Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为_；若消耗 Na2S2
14、O3溶液的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为_ mgL 1 。解析 (1)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为2Mn(OH)2O 2=2MnO(OH)2。(2)由始态物质 O2中氧元素化合价降低和终态物质 Na2S2O3中硫元素化合价升高，再根据氧化还原反应中的得失电子守恒关系可得2(20) n(O2) b103 a2(2.52)则 n(O2) molab10 34m(O2) mol32 gmol1 8 ab103 g8 ab mg，故水样中溶解氧的ab10 34含量为 80 ab mgL1 。8ab mg0.1 L答案 (1)2Mn(OH) 2O 2=2MnO(OH)2(2)蓝色刚好褪
15、去 80 ab备考方略抓住“始态”与“终态”突破多步氧化还原反应的计算在多步连续进行的氧化还原反应中，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，则可以利用反应过程中转移电子的数目相等，找出“始态物质”与“终态物质”化合价发生变化的元素，再根据化合价升高总数和化合价降低总数相等，建立两者之间物质的量的关系而进行快速求解。例如： a mol 的铜与足量的浓 HNO3反应，将产生的 NO2气体与 b mol 的 O2混合作用于水，气体完全被吸收。8则“始态物质 Cu” Cu2 ， 失 去 2e “中间物质 HNO3” NO2， 得 1e 故“始态物质 Cu”与“终态物质 O2”之间物质的量的关系为：2Cu
16、O 2，即 a2 b。考法三 粒子先后反应的得失电子守恒典例 5 下列粒子在溶液中的还原性和氧化性强弱顺序如下：还原性 HSO I ，氧化性 IO I2SO 。向含有 x mol NaHSO3的溶液中逐滴加入 3 3 24NaIO3溶液。加入 NaIO3的物质的量和析出的 I2的物质的量的关系曲线如图所示，则x_mol。解析 由还原性 HSO I ，氧化性 IO I2SO 再结合题给图像可知： 3 3 24Ob 发生反应为 IO 3HSO =I 3SO 3H 3 3 24bc 发生反应为 IO 5I 6H =3I23H 2O 3利用得失电子守恒可求解 n(HSO )2e n(IO )6e ，即
17、 x mol21 mol6， 3 3故 x3。答案 3备考方略 当一种物质同时氧化两种或两种以上的粒子时强还原剂先被氧化，一种物质同时还原两种或两种以上的粒子时，强氧化剂先被还原。被氧化和被还原到何种程度，要以还原剂和氧化剂的物质的量多少来决定，具体计算时用电子守恒规律，但是对氧化还原反应过程中对应的每个阶段要分析清楚，电子守恒在对应的阶段同样适用。综合训练1羟氨(NH 2OH)是一种还原剂。将 16.00 mL 0.05 molL1 的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应，生成的 Fe2 又恰好被 24.00 mL 0.02 molL1 的酸性 KMnO4溶液所氧化。在上述反应中，羟氨的
18、氧化产物为( )ANO 2 BNOCN 2O DN 2解析：选 B 由题干信息可知，NH 2OH 失去电子数等于高锰酸钾得到电子数，设羟胺的9氧化产物中 N 元素的化合价为 x，由电子守恒可知，(16.0010 3 )L0.05 molL1 (x1)(24.0010 3 )L0.020 molL1 (72)，解得 x2，故羟胺的氧化产物是 NO。2Na 2FeO4是一种高效多功能水处理剂，应用前景十分看好。一种制备 Na2FeO4的方法可用化学方程式表示：2FeSO 46Na 2O2=2Na2FeO42Na 2O2Na 2SO4O 2。对此反应下列说法中正确的是( )A2 mol FeSO 4
19、发生反应时，反应中共有 10 mol 电子转移B每生成 16 g 氧气就有 1 mol Fe2 被还原C还原剂与氧化剂的物质的量之比为 13D氧化产物只有 Na2FeO4解析：选 A A 项，反应中化合价升高的元素有 Fe 元素，由2 价升高到6 价，化合价升高的元素还有 O 元素，由1 价升高到 0 价，2 mol FeSO4发生反应时，共有 2 mol 41 mol210 mol 电子转移；B 项，已知反应中 Fe 元素的化合价由2 价变为6 价，每生成 16 g 氧气就有 1 mol Fe2 被氧化；C 项，该反应中 FeSO4为还原剂，2 mol FeSO4完全反应失去 8 mol 电
20、子，参与反应的 6 mol Na2O2中有 1 mol 被氧化成 O2，则作氧化剂的 Na2O2的物质的量为 5 mol，作还原剂的 Na2O2的物质的量为 1 mol，还原剂的总物质的量2 mol1 mol3 mol，所以还原剂与氧化剂物质的量之比3 mol5 mol35；D项，该反应中氧化产物除 Na2FeO4外还有 O2。3铬及其化合物常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业，但使用后的废水因其中含高价铬的化合物而毒性很强。工业上往往采取下列循环工艺防止铬的污染：完成下列填空：(1)含 Cr 2O 的废水在酸性条件下用 Fe3O4处理，反应的离子方程式如下：27_Cr2O _Fe 3
21、O4_H _Cr 3 _Fe 3 _H 2O27配平上述离子方程式，并标出反应中电子转移的方向和数目。(2)回收所得的 Cr(OH)3，经处理后又可转变成 K2Cr2O7。纯净的 K2Cr2O7常用于准确测定 Na2S2O3溶液的物质的量浓度，方法如下：Cr 2O 6I 14H =3I22Cr 3 7H 2O 272S 2O I 2=S4O 2I 。23 26准确称取纯净的 K2Cr2O7 0.122 5 g，配成溶液，用 Na2S2O3溶液滴定，消耗 Na2S2O3溶液 25.00 mL。则 Na2S2O3溶液的物质的量浓度为_(保留四位有效数字)。解析：(1)反应中 Cr2O Cr 3 ，
22、Cr 元素由6 价降低为3 价，共降低 6 价，2710Fe3O4 Fe 3 ，Fe 元素由平均化合价 价升高为3 价，共升高 1 价，化合价最小公倍数83为 6，Cr 2O 的化学计量数为 1，Fe 3O4的化学计量数为 6，再根据原子守恒、电荷守恒配27平其他物质的化学计量数，配平并标出反应中电子转移的方向和数目为：(2)0.122 5 g K2Cr2O7的物质的量 mol，令 Na2S2O3溶液的0.122 5 g294 gmol 1 0.122 5294物质的量浓度为 c，由题意可知始态物质为 K2Cr2O7，终态物质为 S2O ，再根据得失电子23守恒列关系式 mol2(63)0.025 L c2(2.52)。0.122 5294解得 c0.100 0 molL 1 。答案：(1)1 6 62 2 18 31(2)0.100 0 molL111
